CN114209297A - 一种带心率检测和指纹识别功能的模组及认证方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带心率检测和指纹识别功能的模组及认证方法，该模组包括集成传感器、BTB连接器和柔性印刷电路板，其中，集成传感器和BTB连接器通过表面贴装技术固定于柔性印刷电路板；集成传感器包括心率传感器和生物识别传感器，通过BTB连接器实现心率传感器和生物识别传感器同外部的主控设备交互信息，实现生物识别及检测心率功能。本发明基于带心率检测和指纹识别功能的模组提出一种认证方法，不仅对指纹信号进行检测，同时还对手指皮肤颜色以及心率信号进行检测，通过多重比对来验证用户的真实身份，从而可以做到识别并杜绝假指纹。

Description

一种带心率检测和指纹识别功能的模组及认证方法

技术领域

本发明涉及生物识别技术领域，具体涉及一种带心率检测和指纹识别功能的模组及认证方法。

背景技术

随着移动智能设备和移动互联网的迅猛发展，通过移动智能设备来进行移动支付也越来越频繁。与此同时，指纹识别技术也迅速的在移动智能设备上开始普及，由于其安全性和便利性，现在已还被广泛应用于移动支付等领域。

然而目前指纹识别技术其实并不安全，因为现有的众多指纹识别技术主要是对于指纹进行识别和匹配，但是却无法检测这个指纹是不是活体。比如：仅凭借打印机打印的指纹，即可解锁指纹锁。传统的指纹识别技术并没有想象的那样安全，而这也将给诸如移动支付的安全性带来巨大挑战

由于传统的指纹识别缺乏活体检测验证，不法分子可以在窃取用户的指纹之后，通过制作假指纹膜解锁用户的移动智能设备；又或者员工通过制作假指纹，完成公司上下班的打卡，扰乱公司日常管理。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种带心率检测和指纹识别功能的模组及认证方法。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种带心率检测和指纹识别功能的模组，所述模组包括集成传感器、BTB连接器和柔性印刷电路板，其中，所述集成传感器和BTB连接器通过表面贴装技术固定于柔性印刷电路板；

所述集成传感器包括心率传感器和生物识别传感器，心率传感器和生物识别传感器贴合于PCB基板，然后通过金线将心率传感器和生物识别传感器的信号连通到PCB基板的第一PCB漏铜绑定金线焊盘区域、第二PCB漏铜绑定金线焊盘区域的焊盘上；

通过BTB连接器实现心率传感器和生物识别传感器同外部的主控设备交互信息，实现生物识别及检测心率功能；所述集成传感器上设置有盖板，用于固定保护集成传感器。

进一步地，所述集成传感器通过热固胶与PCB基板、第二补强板固定于柔性印刷电路板，所述第二补强板起到承接和固定作用。具体地，第二补强板用于保护传感器、终端装配时定位。

进一步地，所述BTB连接器通过表面贴装技术固定于柔性印刷电路板，所述第一补强板起到承接和固定作用。具体地，BTB连接器通过表面贴装技术固定于柔性印刷电路板，第一补强主要是起到支撑和保护作用。如果没有补强，BTB容易损坏。

进一步地，所述盖板为玻璃或陶瓷材质。盖板的硬度高能起到保护作用、可以根据客户要求定制不同颜色的模组效果。

进一步地，所述集成传感器的表面通过粘合胶水将盖板固定，用于保护传感器。

本发明的另一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于带心率检测和指纹识别功能的模组的认证方法，所述认证方法包括以下步骤：

S1、通过生物识别传感器进行指纹信号和手指皮肤颜色检测和比对，若指纹信息和手指皮肤颜色比对正确，则进入下一步骤；否则继续进行检测；

同时对指纹信号和手指皮肤颜色进行检测，通过用户的指纹信息和手指皮肤信息的双重验证用户的真实身份，可以加强识别和杜绝假指纹。

S2、通过心率传感器进行用户的心率检测，若用户的心率数据在预设阈值内，则用户认证通过。

该步骤S2中，进一步引入用户的心率信号检测，通过心率数据是否在预设阈值范围内，防止假用户的验证入侵。进而，本认证方法首次引入指纹信号、手指皮肤颜色以及心率信号的三重检测手段，通过指纹信号、手指皮肤颜色以及心率信号的三重比对来验证用户的真实身份，从而可以做到识别并杜绝假指纹。

进一步地，所述步骤S1中指纹信号和手指皮肤颜色检测和比对的过程如下：

S11、用户启动APP开启指纹信号和手指皮肤颜色检测，生物识别传感器进行初始化；

S12、模组判断用户是否按压芯片感应区域，若检测到用户按压，则进行指纹特征信息采集和手指皮肤颜色采集；

S13、比对指纹特征信息和手指皮肤颜色，若比对正确，则进入用户的心率判断。

进一步地，所述步骤S2中心率传感器进行用户的心率检测的过程如下：

S21、用户启动APP开启心率检测，心率传感器进行初始化，通过发光LED二极管发出一束光；

S22、模组判断用户是否按压芯片感应区域，若检测到用户按压，则收集用户指纹发射和散射回来的光信号；

S23、采集多帧指纹图像的光电容积脉搏波法信号，并计算和输出心率数据。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明提出一种活体认证方法，在进行用户指纹信息采集的同时，采集用户的手指皮肤颜色以及心率信号，保证了用户身份验证的时效性。

2、本发明提出一种活体认证方法，不仅对指纹信号进行检测，同时还对手指皮肤颜色以及心率信号进行检测，通过多重比对来验证用户的真实身份，从而可以做到识别并杜绝假指纹。

附图说明

图1是本发明实施例公开的一种带心率检测和指纹识别功能的模组正视图；

图2是本发明实施例公开的一种带心率检测和指纹识别功能的模组侧视图；

图3是本发明实施例公开的一种带心率检测和指纹识别功能的模组背视图；

图4是本发明实施例公开的一种基于带心率检测和指纹识别功能的模组的认证方法中心率检测流程图；

图5是本发明实施例公开的一种基于带心率检测和指纹识别功能的模组的认证方法中指纹识别流程图。

附图中附图标记说明如下：1-第一PCB漏铜绑定金线焊盘区域，2-心率传感器，3-生物识别传感器，4-第二PCB漏铜绑定金线焊盘区域，5-柔性印刷电路板，6-第一补强板，7-玻璃或陶瓷盖板，8-粘合胶水，9-封装后的集成传感器，10-PCB基板，11-柔性印刷电路板，12-第二补强板(侧视)，13-第二补强板(背视)，14-BTB连接器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1、图2、图3所示，本实施例公开了一种带心率检测和指纹识别功能的模组，采用的技术方案是，将心率传感器2、生物识别传感器3贴合于PCB基板10上，然后通过金线将传感器的信号连通到PCB基板的第一PCB漏铜绑定金线焊盘区域1、第二PCB漏铜绑定金线焊盘区域4的焊盘上，最后采用特殊塑封材料将传感器保护起来，制成封装后的集成传感器9。封装后的集成传感器9经过封装后测试，通过切割设备，切除多余的废料，最终形成集成传感器9；然后通过表面贴装技术将集成传感器9固定于柔性印刷电路板上，用于识别模组和主机的通；上述指纹识别模组的心率传感器和生物识别传感器并排设置在PCB基板上，可以在满足在采集指纹信息的同时不必须要进行其他操作就能实现检测指纹特征信息的同时对用户的心率信息进行检测，这样可以极大提高用户使用体验。

需要说明的是，图1和图2中，附图标记5和11都表示同一柔性印刷电路板；上述柔性印刷电路板用聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，优良的可挠性印刷电路板。同时具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点，能满足各种终端的装配需求。

柔性印刷电路板背面通过热固胶将第二补强板12固定，起到承接和固定作用。集成传感器9表面通过粘合胶水8将玻璃或陶瓷盖板7固定，起到保护作用同时可以定制各种颜色的盖板，满足各种用户需求。第二补强有两个U型挖槽可适配终端的结构，起到限定指纹识别模组在终端设备上的上下行程；当然也可根据终端结构需要保持固定。

BTB连接器14通过表面贴装技术固定于柔性印刷电路板，通过BTB连接器14使心率传感器和生物识别传感器同主控交互信息实现生物识别及检测心率等功能；

集成传感器9通过热固胶与PCB基板、第二补强板12固定于柔性印刷电路板，第二补强板12起到承接和固定作用。

BTB连接器14通过表面贴装技术固定于柔性印刷电路板，第一补强板6起到承接和固定作用。BTB连接器具有极高的可靠性满足各种使用场景，同时BTB空间相对其他连接类型相对更小，具有更灵活的装配特点。

实施例二

本实施例公开的认证方法在原有的生物识别传感器的硬件上，集成心率传感器的发光LED二极管、传感器等，通过集成心率传感器通过光电容积脉搏波法信号，以下光电容积脉搏波法信号简称PPG信号，发光LED二极管将一束光打在皮肤上，当心脏泵血时，血管中充满血液。血液倾向于吸收绿光反射红光，因此心脏在收缩和舒张时会产生不同的反射光，而上述变化频率和心率直接相关，周期性的通过检测这些反射光来记录心率光信号的值，并配合可配置的算法记录一定周期内的光信号波形经过滤波及算法处理实现心率检测功能；使现有的生物识别模组功能更丰富，应用更多样化。新增心率模块的I2C总线同主设备进行通信和数据传输，使现有的生物识别模组同时实现心率检测及显示的功能。

如图4和图5所示，本实施例公开的一种认证方法，基于实施例一中公开的带心率检测和指纹识别功能的模组进行认证，该认证方法包括以下步骤：

S1、通过生物识别传感器搭配心率传感器进行指纹信号和手指皮肤颜色检测和比对，若指纹信息和手指皮肤颜色比对正确，则进入下一步骤；否则继续进行检测，超过预设时间未检测到用户手指则结束检测，以降低功耗，进而延长终端设备使用时间。

该步骤S1中指纹信号和手指皮肤颜色检测和比对的过程如下：

S11、上述指纹模组，心率检测传感器和生物识别传感器多数处理休眠状态少部分感应区域处于待机状态，以减低功耗；

S12、感应传感器判断用户是否按压芯片感应区域，若检测到用户按压，则复位心率检测传感器和生物识别传感器，下一步则进行指纹特征信息采集和手指皮肤颜色采集；

S13、比对指纹特征信息，若比对正确，则进入用户的心率判断。同时对指纹信号和手指皮肤颜色进行检测，通过用户的指纹特征信息和手指皮肤信息的双重验证用户的真实身份，可以加强识别和杜绝假指纹，提升各种使用场景的安全性。

S2、通过心率传感器进行用户的心率检测，若用户的心率数据在预设阈值内，则用户认证通过。

该步骤S2中心率传感器进行用户的心率检测的过程如下：

S21、用户启动APP开启心率检测，心率传感器进行初始化，通过发光LED二极管发出一束光；

S22、模组判断用户是否按压芯片感应区域，若检测到用户按压，发光LED二极管将一束光打在皮肤上，当心脏泵血时，血管中充满血液。血液倾向于吸收绿光反射红光，因此心脏在收缩和舒张时会产生不同的反射光。

S23、采集多帧指纹图像的光电容积脉搏波法信号，并计算和输出心率数据。

该步骤S2中，进一步引入用户的心率信号检测，通过心率数据是否在预设阈值范围内，防止假用户的验证入侵。进而，本认证方法首次引入指纹信号、手指皮肤颜色以及心率信号的三重检测手段，通过指纹信号、手指皮肤颜色以及心率信号的三重比对来验证用户的真实身份，从而可以做到识别并杜绝假指纹。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带心率检测和指纹识别功能的模组，其特征在于，所述模组包括集成传感器、BTB连接器和柔性印刷电路板，其中，所述集成传感器和BTB连接器通过表面贴装技术固定于柔性印刷电路板；

所述集成传感器包括心率传感器和生物识别传感器，心率传感器和生物识别传感器贴合于PCB基板，然后通过金线将心率传感器和生物识别传感器的信号连通到PCB基板的第一PCB漏铜绑定金线焊盘区域、第二PCB漏铜绑定金线焊盘区域的焊盘上；

通过BTB连接器实现心率传感器和生物识别传感器同外部的主控设备交互信息，实现生物识别及检测心率功能；所述集成传感器上设置有盖板，用于固定保护集成传感器。

2.根据权利要求1所述的一种带心率检测和指纹识别功能的模组，其特征在于，所述集成传感器通过热固胶与PCB基板、第二补强板固定于柔性印刷电路板，所述第二补强板起到承接和固定作用。

3.根据权利要求1所述的一种带心率检测和指纹识别功能的模组，其特征在于，所述BTB连接器通过表面贴装技术固定于柔性印刷电路板，第一补强板固定于印刷电路板的反面，所述第一补强板起到承接和固定作用。

4.根据权利要求1所述的一种带心率检测和指纹识别功能的模组，其特征在于，所述盖板为玻璃或陶瓷材质。

5.根据权利要求4所述的一种带心率检测和指纹识别功能的模组，其特征在于，所述集成传感器的表面通过粘合胶水将盖板固定。

6.一种基于权利要求1至5任一所述的带心率检测和指纹识别功能的模组的认证方法，其特征在于，所述认证方法包括以下步骤：

S1、通过生物识别传感器进行指纹信号和手指皮肤颜色检测和比对，若指纹信息和手指皮肤颜色比对正确，则进入下一步骤；否则继续进行检测；

S2、通过心率传感器进行用户的心率检测，若用户的心率数据在预设阈值内，则用户认证通过。

7.根据权利要求6所述的基于带心率检测和指纹识别功能的模组的认证方法，其特征在于，所述步骤S1中指纹信号和手指皮肤颜色检测和比对的过程如下：

S11、用户启动APP开启指纹信号和手指皮肤颜色检测，生物识别传感器进行初始化；

S12、模组判断用户是否按压芯片感应区域，若检测到用户按压，则进行指纹特征信息采集和手指皮肤颜色采集；

S13、比对指纹特征信息和手指皮肤颜色，若比对正确，则进入用户的心率判断。

8.根据权利要求6所述的基于带心率检测和指纹识别功能的模组的认证方法，其特征在于，所述步骤S2中心率传感器进行用户的心率检测的过程如下：

S21、用户启动APP开启心率检测，心率传感器进行初始化，通过发光LED二极管发出一束光；

S22、模组判断用户是否按压芯片感应区域，若检测到用户按压，则收集用户指纹发射和散射回来的光信号；

S23、采集多帧指纹图像的光电容积脉搏波法信号，并计算和输出心率数据。

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