CN201063174Y - 具有指纹身份识别功能的手持移动式电子巡查系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子巡查系统，尤其涉及一种具有指纹身份识别功能的电子巡查系统，包括电子标签、巡查器；所述巡查器含有电子标签识读模块、指纹信息处理模块、CPU、存储器、提示和/或显示模块；所述电子标签识读模块用于读取、验证电子标签编码信息并将结果输送到CPU进行处理；所述指纹信息处理模块负责采集指纹图像并将其转换为特定的指纹编码信息后，再将其送入CPU进行处理；所述存储器用于存储巡查记录和/或指纹编码档案信息；CPU将指纹编码直接与存储器中的巡查人员指纹编码比对，验证通过后通过提示和/或显示模块发出提示，CPU再触发电子标签识读模块读取电子标签编码，最后将相应的巡查记录存储到存储器中。

Description

具有指纹身份识别功能的手持移动式电子巡查系统

技术领域

本实用新型涉及一种电子巡查系统，尤其涉及一种具有指纹身份识别功能的电子巡查系统，系统中的巡查器为手持结构，并可随身携带。

背景技术

巡查就是指特定的人员按照指定的线路及指定的地点、设备进行定期或不定期的巡视、查看，以确保被巡查地点的安全或被巡查设备运行状态完好，一般在工业领域称作巡检管理，安防领域称为巡逻或巡更管理。

在当今竞争激烈的社会环境中，各行各业规范化、制度化、科学化、量化的管理工作成为事业稳定发展的基础；各单位对其维护、检测、生产、保安等工作人员巡查管理工作到位率的要求也越来越高。

巡查工作是以人为核心的，要求巡查人员必须按时到位。一般的巡查制度，靠巡查人员在巡查点的记录簿上签到，既难核实时间，管理层亦只能几天复核一次。巡查人员能否持之以恒地按照规定的路线进行巡查，确实令人担忧。如何保证巡查人员不偷懒，确保管区内的安全或设备良好运行，就成了摆在管理层面前的一个现实的问题。由于巡查人员的素质和责任心不同，主要靠巡查人员的自觉性和偶尔抽查的管理办法已远不适应现代巡查工作的要求。

随着电子技术的飞速发展，为解决巡查工作中的问题，电子巡查系统(也称电子巡更/巡检系统)应运而生，技术逐渐成熟，并得到了大量而广泛的应用。根据系统所使用电子标签的不同分为接触式(以DALLAS信息钮为代表)和非接触式(即感应式，以EM感应卡和TI感应卡为代表)两大类。

需要指出的是，现有的电子巡查系统仍然存在着严重的缺陷，就是系统中不能识别人员身份，无法避免别人代打卡(巡视)现象的发生。

巡查过程中有三个主要因素：巡查地点、时间和巡查人员。现有的电子巡查系统使用电子标签标识地点和利用管理软件设置巡查时间计划，巡查器本身具有实时时钟模块，可以记录电子标签号码(代表地点)和读卡时间，但却无法准确识别巡查人员身份，人工巡查过程中“人”是一个及其关键的因素，但在实际应用过程中普遍存在代打卡的问题。

代打卡所带来的问题主要有二方面。一是用人单位对于巡查人员的管理，二是工作过程中都需要巡查人员具有某方面的专业技能，才能发现隐患，并及时处理，如果由别人代为巡查，尤其是不具有相应工作经验的人去巡查，根本起不到巡查管理的作用，敷衍了事而已，更为严重的是一旦出现事故不能及时处理，从而危及安全生产，给社会或国家造成严重损失。

现在也有些电子巡查系统中使用人员卡来标识巡查人员，即为每名巡查工作人员配一张人员卡，巡查开始时用巡查器读一下人员卡，但人员卡是可以转借给他人，也同样不能从根本上杜绝代打卡的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种工作效率高，使用便捷，能有效解决代打卡等问题的具有指纹身份识别功能的手持移动式电子巡查系统。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

具有指纹身份识别功能的手持移动式电子巡查系统，它包括电子标签、巡查器；所述巡查器含有电子标签识读模块、指纹信息处理模块、CPU、存储器、提示和/或显示模块；所述电子标签识读模块用于读取、验证电子标签编码信息并将结果输送到CPU进行处理；所述指纹信息处理模块负责采集指纹图像并将其转换为特定的指纹编码信息后，再将其送入CPU进行处理；所述存储器用于存储巡查记录和/或指纹编码档案信息；CPU将指纹编码直接与存储器中的巡查人员指纹编码比对，验证通过后通过提示和/或显示模块发出提示，CPU再触发电子标签识读模块读取电子标签编码，最后将相应的巡查记录存储到存储器中。

作为一种优选方案，本实用新型所述电子标签内含电子编码信息以此可标识特定的巡查地点；所述电子标签为接触式识读或射频感应方式识读。

作为另一种优选方案，本实用新型还可配有实时时钟模块；所述实时时钟模块为系统提供实时时钟。

本实用新型所述巡查器使用一次性电池或二次性电池供电；所述二次电池为锂离子充电电池或镍氢充电电池。

本实用新型所述巡查器上配有与计算机管理系统实现数据通讯的无线发射装置。

本实用新型工作效率高，使用便捷，能有效解决代打卡等问题。与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：

1、本实用新型指纹巡查系统，不存贮指纹图像，将指纹模块输出的图像资料直接在巡查器上转换为特定的指纹编码，巡查人员的指纹编码信息下载到巡查器的存贮器中，采集巡查人员指纹图像时直接在巡查器上完成比对，巡查记录格式为：电子标签编码、时间、指纹编码，存贮器空间占用较小，利用率更高。

2、计算机管理软件在分析巡查结果时，不需要再去对比指纹图像信息，降低了计算机管理软件的运算的复杂度，提高了系统运行效率，用户利用此巡查器进行二次开发也不需要了解计算机图像处理方面的知识，二次开发的难度也大大降低。

3、由于巡更器可直接计算出巡查人员，在巡更器查询巡查记录时就可以查询出人员信息(指纹编码可直接对应出巡查人员)，脱机使用更方便，即无需计算机也可以使用。

4、计算机系统软件采集指纹资料和电子标签编码时，使用巡查器即可，无需使用专用的指纹采集器或专门的读卡器，更能节省用户投资，操作更为便利。

附图说明

下面结合附图和具体实现方式对本实用新型作进一步说明。本实用新型的保护范围将不仅限于下列内容的表述。

图1为本实用新型的工作原理图；

图2为本实用新型指纹巡查器原理图；

图3为本实用新型指纹巡查器原理框图；

图4为本实用新型指纹巡查软件系统构成图；

图5为本实用新型巡查器具体电路原理图。

具体实施方式

根据系统所使用电子标签的不同分为接触式(以DALLAS信息钮为代表)和非接触式(即感应式，以EM感应卡和TI感应卡为代表)两大类，除识读电子标签原理不同外，其他工作原理及过程基本类似。

组成部份：1)电子标签：内含电子编码信息(每个电子标签的编码唯一且不可复制，以此可标识特定的巡查地点)。将具有不同编码的电子标签安放于被巡查的设备或线路上(无需布线，无需电源)，并将电子标签编码及对应安放地点信息存于计算机巡查管理软件中。巡查器：识读电子标签并存储巡查记录，巡查记录包括电子标签号码、到达巡查地点的时间等。巡查器一般可存储几千条记录。2)巡查管理系统软件：管理巡查系统的基础资料信息，设置巡查地点、线路以及巡查时间计划等，并根据巡查记录及巡查计划分析出巡查结果，即是否按要求巡查；通过查询巡查结果考核巡查人员的工作状况。3)其他附件：巡查器通过RS232串口与电脑通讯，用于读取巡查记录或更新巡查器参数等，有专用的通讯电缆或通讯座等设备。

工作过程：1)在被巡查的线路或设备上安装电子标签，并将结就的电子标签内码及安装地点名称记录到巡查管理系统软件中，设置巡查时间计划及排班等。2)巡查人员携带巡查器按规定的时间及线路巡视，到达巡查点时，用巡查器取该地点的电子标签，即可将电子标签编码及到达时间记录在巡查器内。3)巡查器用所配套的通讯线或通讯座等设备与安装有管理软件的电脑连接，将巡查记录传送到管理软件中，即可分析出巡查结果。

主要作用：它的出现有效地解决了巡查人员偷懒的现象，科学地实现了用计算机来管理巡检工作，大提高了工作效率。有关部门还可以根据巡查人员传回的巡查信息及时对有关问题做出处理，安全生产的状况大大地改善，人民的生命财产也会得到更好的保护。同时也对巡查人员的工作状况有了一个客观的评价依据。

如图1～3所示，本实用新型包括电子标签、巡查器；所述巡查器含有电子标签识读模块、指纹信息处理模块、CPU、存储器、提示和/或显示模块；所述电子标签识读模块用于读取、验证电子标签编码信息并将结果输送到CPU进行处理；所述指纹信息处理模块负责采集指纹图像并将其转换为特定的指纹编码信息后，再将其送入CPU进行处理；所述存储器用于存储巡查记录和/或指纹编码档案信息；CPU将指纹编码直接与存储器中的巡查人员指纹编码比对，验证通过后通过提示和/或显示模块发出提示，CPU再触发电子标签识读模块读取电子标签编码，最后将相应的巡查记录存储到存储器中。本实用新型所述电子标签内含电子编码信息以此可标识特定的巡查地点；本实用新型所述电子标签为接触式识读或射频感应方式识读。本实用新型还配有实时时钟模块；所述实时时钟模块为系统提供实时时钟。

本实用新型通过如下技术方案实现：它由电子标签、巡查器、巡查管理系统软件及一些辅助配件等组成。

a)电子标签：电子标签内含电子编码信息，每个电子标签的编码全球唯一且不可复制、不可更改。将具有不同编码的电子标签安放于被巡查的设备或线路上(无需布线，无需电源)，以此可标识特定的巡查地点，即电子标签编码与巡查地点一一对应。

b)巡查器：巡查器由电子标签识读模块、指纹信息处理模块、电源管理模块、CPU(中央处理器)、存储器、实时时钟模块、提示或显示模块等主要部份组成，电子标签可以是接触式的也可以是感应式的。

c)电子标签识读模块：用于读取并验证电子标签编码信息，读取到的电子标签编码经验证后输送到CPU处理。电子标签可以是接触式的也可以是感应式的；

d)指纹模块：负责采集指纹图像，并将其转换为特定的指纹编码信息，输送到CPU处理；

e)电源模块：负责巡查器各模块的供电及电池的充电管理；

f)时钟模块：为系统提供实时时钟；

g)存储器：采用Flash存储器，掉电不会丢失数据。用于存储巡查记录及指纹编码档案信息，巡查记录包括电子标签号码、到达巡查地点的时间、巡查人员指纹编码等；

h)提示和显示模块：正确或错误的处理结果通过CPU发出指令，给出声、光、振动或液晶显示屏的符号或文字反馈给使用者；

i)通讯模块：与计算机通讯，下载巡查人员指纹编码档案、读取巡查记录、设置巡查器参数等；

j)CPU：管理协调巡查器系统各个模块工作，以及其他内部运算、对比等。指纹模块采集到指纹图像后，将图像转换为编码输送到CPU处理，CPU将指纹编码直接与存储在存储器中的巡查人员指纹编码比对，验证通过后通过提示和显示模块发出提示，CPU再触发电子标签识读模块读取电子标签编码，读取到电子标签编码后，再提取时钟模块的时间信息，这样由电子标签编码、时间、巡查人员指纹编码构成了一条巡查记录，CPU将这条巡查记录存储到存储器中，再由提示模块发出保存记录成功的提示，完成一次巡查工作过程。

巡查系统管理软件包括以下几大模块(见图4)：

1)巡查器通讯模块：与巡查器通讯，读取巡查记录、设置巡查器参数、下载巡查人员指纹编码档案及地点档案等；

2)基础资料信息管理模块：包括巡查地点(由电子标签标识)、巡查人员(由指纹编码标识，每员巡查人员可采集多个指纹资料)、巡查事件等；

3)线路计划设置模块：按用户需求设计巡查线路、巡查的时间计划及人员的排班等；

4)数据分析模块：根据巡查线路、计划及人员排班的要求与巡查记录比对，分析出巡查结果，即是否按要求巡查。如符合计划要求的时间、地点及人员要求则为合格，否则为无效；

5)报表查询模块：管理人员通过多种方法及条件查询、统计分析结果，制作报表，考核巡查人员的工作状况，给管理者提供一个科学、准确的考核依据；

6)系统参数设置模块：设置系统运行所需的参数、数据库资料备份等；

7)用户权限管理模块：系统操作人员、权限管理。

辅助配件：

a、上述系统中的巡查器使用充电电池供电需有充电器；

b、上述系统中的巡查器与计算机通讯可使用RS232串口或USB接口，应配有RS232或USB通讯线；

c、上述系统中的巡查器与计算机通讯还可通过GPRS、CDMA或蓝牙等无线方式，可选配有这些方式的无线通讯配件；

d、上述的巡查器与计算机还可以通过以太网接口通讯。

上述系统中的巡查器可使用点阵图形液晶显示屏，并配有字库，通过下载人员、地点档案，巡查时在显示屏上显示出人员、或地点的名称，可在巡查器上查询巡查记录。并通过文字或图形方式指导操作。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：融合了巡查过程中的三个主要因素(人员、地点、时间)，使其达到了一致，引入了指纹身份验证技术，从根本上杜绝了代打卡现象的发生。并且巡查器不存储指纹图像，而是由指纹采集模块采集到的指纹图像直接转换为特定的指纹编码，巡查器的存储器中存有巡查人员的指纹编码档案，指纹编码信息的对比由巡查器本身完成，可即时验证巡查人员身份是否正确。不仅提高了工作效率，也使巡查器的存储器利用效率大大提高。同时计算机管理软件在分析巡查结果时也不需要再去对比指纹图像信息，降低了计算机管理软件的运算的复杂度，提高了系统运行效率，用户利用此巡查器进行二次开发也不需要了解计算机图像处理方面的知识，二次开发的难度也大大降低。

如图1所示，本实用新型由计算机上的巡查管理系统软件、巡查器、电子标签等几个部份构成。一套系统软件中可使用若干支巡查器，每支巡查器可巡查若干个巡查点，巡查器可多人共用一支，每支巡查器可下载多人的指纹档案资料，每名巡查人员可取1～2枚指纹编码资料。巡查器本身具有读卡器和指纹编码采集器功能，向系统软件中输入电子标签号码和巡查人员指纹编码时无需专门为计算机设计读卡器或指纹采集器，使用系统的周边设备达到最小化，实际应用中的用户操作也得到最大程度减化，减轻用户的投资。

图1中的电子标签内含电子编码信息，每个电子标签的编码全球唯一且不可复制、不可更改。将具有不同编码的电子标签安放于被巡查的设备或线路上，无需布线。电子标签无需电源，以此可标识特定的巡查地点，即电子标签编码与巡查地点一一对应。

电子标签可以是接触式识读的(TM卡)，也可以是以感应(射频)方式识读的。

图3为本实用新型指纹巡查器原理框图，由指纹模块、主控板、电池及电源电路三个大的主组成部份，其中电池及电源电路负责为巡查器各个部件的供电及电池充电管理。通过主控板上的按键启动巡查器，指纹模块开始工作，通过取指口采集到指纹图像信息后由指纹模块进行分析，将图像转换为指纹编码，与存储器中的指纹编码档案对比，将对比结果通过指纹模块上的通讯接口传输到主控板上的主控微处理器(CPU)，如比对未能通过由显示器和提示电路给出错误提示信息，如指纹符合系统要求，则显示器和提示电路提示进行读电子标签操作，CPU驱动电子标签识读电路工作，读取电子标签编码信息，读到电子标签编码后通过提示电路给出提示，并可在显示器显示电子标签编码信息，或可通过预先存储电子标签对应地点名称的档案显示出电子标签的地点名称等资料信息，如在规定时间内示读取到电子标签编码或通过键盘取消了读卡操作，则通过提示电路和显示器给出读卡失败的提示。成功采集指纹编码和电子标签编码信息后CPU将当前时钟电路中的时间与电子标签编码、指纹编码组合成一条巡查记录，记录在存贮器中。巡查器还可以通过按键操作及显示器查询已存贮在存贮器中的巡查记录。巡查器使用充电电池供电，因此巡查器需使用外接的充电器为巡查器中的电池充电。

图4为本实用新型指纹巡查软件系统构成图。系统软件由系统授权的用户和正确的密码登录后，通过基础资料管理模块为系统增加巡查地点、巡查人员信息，巡查地点与电子标签一一对应，巡查人员与巡检人员的指纹编码一一对应，巡查事件为预先设定的可能在巡检过程中发生事件，如窗未关、门未锁等，其中电子标签号码及指纹编码可通过巡查器输入，无需专门的输入设备。然后按巡查规则或巡查区域的不同将地点划分为不同的巡查线路，及巡检人员的排班设置，并为巡查线路设置巡查时间计划。通过巡查器通讯模块将巡检人员登记的指纹编码档案及巡查地点资料下载到巡查器中，并设置相应的参数，如校正巡查器时钟、设置巡查器编码等。巡查人员巡查结束后将巡查器中的记录通过通讯模块读入到系统数据库中，由数据分析模块进行分析，将巡查计划与巡查记录比对，如按照预先软件中设置的地点、时间、及人员要求巡视则为合格，否则为未巡视或漏巡。比对的结果可通过查询、统计模块按时间、地点、人员、线路等条件进行查询。其查询结果可通过打印机输出或导出为其他格式的报表文档。

本实用新型的工作过程如下：

在巡查管理软件中设置巡查地点、人员、事件等基础资料，其中标识地点的电子标签可由巡查器读取，巡查人员每人员采集若干枚指纹信息，直接由巡查器采并将生成的编码存贮在软件数据库中，用于标识巡查人员；设置巡查线路、巡查计划及排班表；将巡查人员指纹编码档案下载到巡查器中；巡查人员携带巡查器按规定的时间到规定的地点巡查，启动巡查器，按提示(可以是声音、发光或文字等方式)输入指纹，巡查器采集到指纹后当即与存贮在巡查器中的指纹档案比对，如有此巡查人员的指纹档案则将此地的电子标签号码、当前时间、人员指纹编码作为巡查记录存贮到巡查器的存储器中，巡查器同时发出正确提示(声、光或振动等)，完成此次巡查任务；如无此人员的指纹档案则给出错误提示，不存贮此条巡查记录。按理人员将巡查器中的巡查记录输入到计算机中的管理软件中，由软件按设置好的线路、计划及排班信息进行分析，根据分析结果就可查询巡查工作的完成状况。

本实用新型中的巡查器为手持可移动式的。其外壳可以使用ABS工程塑料、PC(聚碳酸酯)及金属材料，充电电池可使用锂离子充电电池、镍氢充电池或其他可用的充电电池。

本实用新型中的巡查器与计算机连接可使用RS232串口通讯、USB、以太网等有线方式，也可使用GPRS/CDMA/蓝牙/红外线等无线方式，也可利用Modem通过PSTN电话线路传输。

本实用新型巡查器系统由指纹图像采集器，图像分析电路，电平转换接口，中央处理器，纪录存储器，液晶显示器及键盘组成。

如图5所示，单片机用型号SM59264，它采用增强型51内核，大存储容量，低干扰设计，保证了电路的简洁可靠。指纹模块接口与型号为BL215的指纹模块相连接，采集数据时，指纹模块通过单片机将数据传输给电脑，电脑与单片机的联接用MAX232芯片实现TTL与RS232的电平转换；需要记录时间时，需启动实时时钟芯片，这里采用芯片8583，计时精度能达到可以忽略的程度；记录存储采用AT24C512完成，信息记录可达近万条，存储时间长达100年，24C512与8583均用IIC接口直接与单片机相连接，显示部分用8192显示像素的CM12864液晶显示屏，以保证更加友好的交互界面。

键盘共四个键：

1.功能键/开机键；

2.上翻键/加功能键；

3.下翻键/减功能键；

4.返回键/关机键；

电路中的电源等常规电路与现有技术相同。

指纹采集仪：采用先进光学成像技术，图像清晰度高，应用范围更广泛(适用年龄：6岁-80岁)；工作电压：5V(DC)；动态电流：＜100mA；数据接口：USB分辨率：600dpi拒真率(FRR)：＜1％认假率(FAR)：0.0001％；录入时间：≤2S验证比对时间：＜1S。指纹的采集：指纹采集时允许手指旋转360°；

使用环境：-5℃～50℃相对湿度：10％RH～80％RH；传感器：表面采用高强度纳米镀膜玻璃，耐磨度高，抗破坏能力强。

指纹模板存贮器：本系统选用Am29F040。AM29F040是AMD公司生产的Flash存储器，主要作用是固化程序和保存历史数据，也就是开机后执行闪存的程序，并在程序执行的过程中实时地保存或修改其内部的数据单元。它采用5V单电源供电的可编程只读存储器，是一种电可擦除与重新编程的器件。该器件由8个独立的64K字节块组成，访问速度为55～150ns。片内的状态机编程和擦除器件、嵌入式字节编程与区段/芯片擦除功能是全自动的。

电平转换接口：电平转换用MAX232芯片。

中央处理器：也可采用华邦公司的W78LE516F，它比51系列单片机的工作速度更快(一个机器周期需要4个时钟周期，外接晶振最高频率40MHz)、I/O功能更强；多数单片机内部有程序存储器(从4～64KB)，在一般情况下使用无需外扩程序存储器；具有完善的加密措施，保证程序代码不被读出；具有较宽的电源电压适应能力(电源电压可从2.7～5.5V)和低功耗；具有在系统编程能力。

工作过程：

首先对指纹进行采集成本特征值后存储在指纹模块的存储器中，巡查人员到达巡查点后先识读信息点，如此点要求输入指纹，则巡查人员需输入指纹，巡查器将输入的指纹与内部存储的指纹进行比对，如比对成功，则提示成功并存储当前信息，如果输入指纹过快或过慢，则发出相应提示并要求再次输入，若无此预存指纹，则提示失败，返回主菜单。

本实用新型的应用广泛，可以应用在：住宅小区、写字间、大厦、酒店等的保安巡逻，铁路巡道工巡检，监狱、看守所巡逻管理，重要仓库巡查，警察城市巡逻签到管理等。

Claims (7)

1.具有指纹身份识别功能的手持移动式电子巡查系统，其特征在于，包括电子标签、巡查器；所述巡查器含有电子标签识读模块、指纹信息处理模块、CPU、存储器、提示和/或显示模块；所述电子标签识读模块的端口接CPU的端口；所述指纹信息处理模块的端口接CPU的端口；所述存储器的端口依次分别与CPU的端口及指纹信息处理模块的端口相接；所述提示和/或显示模块的端口接CPU的端口；所述电子标签识读模块用于读取、验证电子标签编码信息并将结果输送到CPU进行处理；所述指纹信息处理模块负责采集指纹图像并将其转换为特定的指纹编码信息后，再将其送入CPU进行处理；所述存储器用于存储巡查记录和/或指纹编码档案信息；CPU将指纹编码直接与存储器中的巡查人员指纹编码比对，验证通过后通过提示和/或显示模块发出提示，CPU再触发电子标签识读模块读取电子标签编码，最后将相应的巡查记录存储到存储器中。

2.根据权利要求1所述的具有指纹身份识别功能的手持移动式电子巡查系统，其特征在于：所述电子标签内含电子编码信息以此可标识特定的巡查地点；所述电子标签为接触式识读或射频感应方式识读。

3.根据权利要求1或2所述的具有指纹身份识别功能的手持移动式电子巡查系统，其特征在于：还配有实时时钟模块；所述实时时钟模块为系统提供实时时钟。

4.根据权利要求1或2所述的具有指纹身份识别功能的手持移动式电子巡查系统，其特征在于：所述巡查器使用一次性电池或二次性电池供电；所述二次电池为锂离子充电电池或镍氢充电电池。

5.根据权利要求1或2所述的具有指纹身份识别功能的手持移动式电子巡查系统，其特征在于：所述巡查器上配有与计算机管理系统实现数据通讯的无线发射装置。

6.根据权利要求3所述的具有指纹身份识别功能的手持移动式电子巡查系统，其特征在于：所述巡查器上配有与计算机管理系统实现数据通讯的无线发射装置。

7.根据权利要求3所述的具有指纹身份识别功能的手持移动式电子巡查系统，其特征在于：所述巡查器使用一次性电池或二次性电池供电；所述二次电池为锂离子充电电池或镍氢充电电池。

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