CN201635526U - 一种基于can总线的车用指纹识别门锁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线的车用指纹识别门锁系统，为解决现有指纹识别门锁系统与其他车载电子系统之间没有共享数据，无法实现更多的智能功能等不足，其特征在于：包括CAN总线，门锁控制模块与CAN总线连接，门锁控制模块通过CAN总线接收和发送数据，所述CAN总线上还连接有安全气囊控制单元、仪表单元、发动机控制系统、车身控制模块、防盗模块。本实用新型通过引入CAN总线，使整个车载电子系统都连接到CAN总线上，实现数据共享，从而使指纹识别门锁系统具有更多的智能功能，行车更为安全。

Description

一种基于CAN总线的车用指纹识别门锁系统

技术领域

本实用新型属于汽车门锁装置，尤其涉及一种智能车用指纹识别门锁装置。

背景技术

目前，随着指纹识别技术的日益成熟，汽车的门锁也由最早的机械式汽车门锁发展到最新的指纹识别门锁，汽车门锁有了质的飞跃，提高了汽车防盗性能。但是，就目前的指纹识别门锁而言，仍然存在不少需要改进之处。

公告日2007年12月5日，公告号CN200985681Y的中国专利公开了一种多功能指纹识别车门锁装置，包括：手持部分，设有指纹采集装置，处理采集到的指纹信息的信息处理装置和无线传输装置；车载部分，设有无线接收装置，存储预设指纹信息的存储器和用于将开锁人指纹信息和预设指纹信息进行比对并可产生控制信号的指纹识别器。所述指纹识别器和发动机ECU电连接，该指纹识别器判断接收到的指纹信息和存储器的指纹信息一致时发送发动机ECU控制信号，让ECU控制发动机处于可发动状态。该专利仅仅利用了指纹识别技术来控制车门及发动机，防止被盗；而指纹识别门锁系统与其他车载电子系统之间没有共享数据，无法实现更多的智能功能。

实用新型内容

本实用新型为解决车用指纹识别门锁系统与车载电子系统之间没有共享数据，无法实现更多的智能功能等缺点，提供一种基于CAN总线的，能实现更多智能功能的车用指纹识别门锁。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种基于CAN总线的车用指纹识别门锁系统，主要包括指纹采集传感器、指纹识别模块、门锁控制模块、执行模块、人机界面、电源模块，指纹采集传感器将采集到的指纹数据传送到指纹识别模块，指纹识别模块将经过对比运算得到的指纹核对信息发送给门锁控制模块，门锁控制模块根据指纹核对信息向执行模块发出控制信号，执行模块开锁，电源模块为系统提供稳定电压，还包括CAN总线，所述门锁控制模块与CAN总线连接，门锁控制模块通过CAN总线接收和发送数据，所述CAN总线上还连接有安全气囊控制单元、仪表单元、发动机控制系统、车身控制模块、防盗模块。

门锁控制模块能够将控制信号发送到CAN总线上，达到控制其他模块的目的；也能够从CAN总线上接收其他模块发送过来的控制信号，实现控制动作。

车载电子系统还包括：安全气囊控制单元（ACU）、仪表单元、发动机控制系统（EMS）、车身控制模块（BCM）、防盗模块（IMMO），这些系统均连接到CAN总线上，各系统之间数据共享。

当汽车发生碰撞导致安全气囊起爆时，安全气囊控制单元（ACU）即时发送控制信号到CAN总线上，门锁控制模块接到该控制信号后即时发出开锁信号到执行模块进行门锁开锁，发动机控制系统（EMS）接收后实时进行断油控制，以实现碰撞断油解锁功能，车载人员能及时下车逃生。

仪表单元实时向CAN总线发送车速信息，门锁控制模块实时检测车速信息，当车速超过20km/h，而车门忘记闭锁时，门锁控制模块即时发出闭锁信号到执行模块进行门锁闭锁，同时禁止中控使能，保证行车安全。

指纹识别门锁系统通过指纹验证合法后开启车门，同时通过CAN总线发送控制信息到发动机控制系统（EMS），发动机控制系统（EMS）控制发动机解锁，使发动机处于可发动状态；如果通过非法手段打开汽车车门，由于发动机处于锁定状态，仍然无法启动发动机盗走车辆。

车身控制模块（BCM）实时采集左门开关面板信息，如左右门玻璃升降、中控使能信号、左右门锁单独解锁信号等，通过CAN总线将这些信息共享给指纹识别门锁系统，指纹识别门锁系统根据这些信息控制相应动作，如中控使能被禁止，则右门将不能自行开锁，可有效防止行车过程中车载人员误操作开门。

作为优选，所述门锁控制模块采用MC9S08DZ60芯片。所述MC9S08DZ60芯片通过RxD和TxD接口与CAN总线连接，RxD接口接收CAN总线上的控制信号，TxD接口将MC9S08DZ60芯片的控制信号发送到CAN总线上。

作为优选，所述CAN总线采用TJA1040总线驱动芯片。TJA1040芯片的RxD和TxD接口分别与MC9S08DZ60芯片的RxD和TxD接口对应相接，TJA1040芯片的CANH和CANL接口分别与CAN信号线（双绞线）对应相接，TJA1040与MC9S08DZ60接口电平兼容，结构更为简单。

作为优选，所述执行模块由H桥集成电路MC33931和电机组成。MC33931芯片根据MC9S08DZ60芯片的控制信号来驱动电机正、反转，从而实现开锁和闭锁。

作为优选，所述指纹采集传感器采用FPC1011C型指纹传感器。FPC1011C型指纹传感器将采集到的指纹数据传送给指纹识别模块，FPC1011C采集指纹具有高图像质量、高耐磨、高抗静电、低功耗等特点，对手指和平面的清洁程度要求较低。

作为优选，所述指纹识别模块采用ADSP-BF531处理器。在指纹录入模式下，指纹采集传感器FPC1011C采集到的指纹数据传送到ADSP-BF531处理器并保存在指纹库里；在指纹对比模式下，指纹采集传感器FPC1011C采集到的指纹数据传送到ADSP-BF531处理器，ADSP-BF531处理器在指纹库里进行指纹搜索并进行对比运算，如果对比成功，ADSP-BF531处理器通过SCI发送指纹正确信息给门锁控制模块。如果对比错误，则返回重新采集指纹。如果对比错误次数超过五次，ADSP-BF531处理器通过SCI发送指纹错误信息给门锁控制模块，门锁控制模块则通过CAN总线发送非法入侵消息给车身防盗模块（IMMO），进入防盗报警状态。

作为优选，所述人机界面包括指纹录入切换开关、指纹对比切换开关、指纹删除开关、中控使能开关、手动解锁开关、工作模式指示灯、蜂鸣器。指纹录入切换开关、指纹对比切换开关是用来切换指纹识别系统工作模式，指纹删除开关是用来删除存储在指纹库里的指纹数据，中控使能开关是用来控制整车的车门开关，工作模式指示灯用来显示指纹识别系统当前工作在什么模式下，蜂鸣器的作用是通过声音将信息传递给用户。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：通过CAN总线，使整个车载电子系统实现数据共享，从而使指纹识别门锁系统具有更多的智能功能，行车更为安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型与其他车载电子系统的网络拓扑结构图。

附图标记说明

1---人机界面，2---门锁控制模块，3---执行模块，4---CAN总线，5----指纹识别模块，6---指纹采集传感器，7---电源模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

实施例1：

如图1所示，本实用新型包括：人机界面1，门锁控制模块2，执行模块3，CAN总线4，指纹识别模块5，指纹采集传感器6，电源模块7。

门锁控制模块2采用MC9S08DZ60芯片，飞思卡尔公司的MC9S08DZ系列单机片内嵌CAN的微控制器，并将内嵌的CAN、EPROM和片上仿真／调试模块组合在一起，集成了所有的功能，设计人员可以便捷地转向其设计流程。MC9S08DZ60型单机片可提供60KB的片上flash、4KB的片上RAM、2KB的E2PROM。它具有串行通信接口(SCI)、串行外设接口(SPI)、看门狗定时器(COPWatch-dog)、多达24通道的12bit的A/D转换模块，另外还有I²C总线模块和多个定时器、计数器等。

其中人机界面1包括：指纹录入切换开关、指纹对比切换开关、指纹删除开关、中控使能开关、手动解锁开关、工作模式指示灯、蜂鸣器。这些开关、指示灯和蜂鸣器均接到MC9S08DZ60上。

执行模块3由H桥集成电路MC33931和直流伺服电机组成，共有4路，分别控制4个车门。MC33931最大驱动电流可达5.0A，最大峰值电流8.0A，具有短路保护、过热保护和过流限制功能。MC33931输入信号的引脚分别接到MC9S08DZ60的I/O口线上，MC33931的输出引脚接到直流伺服电机的两端。

CAN总线4采用TJA1040芯片，TJA1040芯片的RxD和TxD接口分别与MC9S08DZ60芯片的RxD和TxD接口对应相接，TJA1040是一款高速CAN收发器，具有以下几点优势：(1)如果不上电，总线上完全无源；如果VCC关闭，总线上看不到。(2)在待机模式时电流消耗极低，最大电流仅为15μA。(3)电磁辐射低，电磁抗干扰性能好。（4）总线无信号时自动进入睡眠模式，有信号时自动唤醒。

指纹采集传感器6采用FPC1011C型指纹传感器，FPC1011C是一种全新的基于certus传感器平台的领先级电容式指纹传感器。FPC1011C与ADSP-BF531相连接，FPC1011C采集到的指纹数据传送到ADSP-BF531处理器里；

指纹识别模块5采用ADSP-BF531处理器，ADSP-BF531处理器内核包含2个16位乘法器，2个40位的累加器，2个40位的ALU，4个视频ALU和1个40位移位器。它具有串行通信接口(SCI)、串行外设接口(SPI)，内核时钟最高可达300MHz，系统外设时钟最高可达133MHz，具有高速视频图像处理能力。ADSP-BF531处理器通过SPI与FPC1011C连接，通过SCI与MC9S08DZ60连接。在指纹录入模式下，指纹采集传感器FPC1011C采集到的指纹数据传送到ADSP-BF531处理器并保存在指纹库里；在指纹对比模式下，指纹采集传感器FPC1011C采集到的指纹数据传送到ADSP-BF531处理器，ADSP-BF531处理器在指纹库里进行指纹搜索并进行对比运算，如果对比成功，ADSP-BF531处理器通过SCI发送指纹正确信息给门锁控制模块。如果对比错误，则返回重新采集指纹。如果对比错误次数超过五次，ADSP-BF531处理器通过SCI发送指纹错误信息给门锁控制模块，门锁控制模块则通过CAN总线发送非法入侵消息给车身防盗模块（IMMO），进入防盗报警状态。

电源模块7采用4275G芯片，为系统提供稳定的5V电压，保证整个系统稳定运行。

本实用新型的智能功能实现过程如下：

当汽车发生碰撞导致安全气囊起爆时，安全气囊控制单元（ACU）即时发送控制信号到CAN总线上，门锁控制模块接到该控制信号后即时发出开锁信号到执行模块进行门锁开锁，发动机控制系统（EMS）接收后实时进行断油控制，以实现碰撞断油解锁功能，车载人员能及时下车逃生。

仪表单元实时向CAN总线发送车速信息，门锁控制模块实时检测车速信息，当车速超过20km/h，而车门忘记闭锁时，门锁控制模块即时发出闭锁信号到执行模块进行门锁闭锁，同时禁止中控使能，保证行车安全。

指纹识别门锁系统通过指纹验证合法后开启车门，同时通过CAN总线发送控制信息到发动机控制系统（EMS），发动机控制系统（EMS）控制发动机解锁，使发动机处于可发动状态；如果通过非法手段打开汽车车门，由于发动机处于锁定状态，仍然无法启动发动机盗走车辆。

车身控制模块（BCM）实时采集左门开关面板信息，如左右门玻璃升降、中控使能信号、左右门锁单独解锁信号等，通过CAN总线将这些信息共享给指纹识别门锁系统，指纹识别门锁系统根据这些信息控制相应动作，如中控使能被禁止，则右门将不能自行开锁，可有效防止行车过程中车载人员误操作开门。

上面结合附图对本实用新型的优选实施例作了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权力要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于CAN总线的车用指纹识别门锁系统，主要包括指纹采集传感器、指纹识别模块、门锁控制模块、执行模块、人机界面、电源模块，指纹采集传感器将采集到的指纹数据传送到指纹识别模块，指纹识别模块将经过对比运算得到的指纹核对信息发送给门锁控制模块，门锁控制模块根据指纹核对信息向执行模块发出控制信号，执行模块开锁，电源模块为系统提供稳定电压，其特征在于：还包括CAN总线，所述门锁控制模块与CAN总线连接，门锁控制模块通过CAN总线接收和发送数据，所述CAN总线上还连接有安全气囊控制单元、仪表单元、发动机控制系统、车身控制模块、防盗模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的车用指纹识别门锁系统，其特征在于，所述门锁控制模块采用MC9S08DZ60芯片。

3.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的车用指纹识别门锁系统，其特征在于，所述CAN总线采用TJA1040总线驱动芯片。

4.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的车用指纹识别门锁系统，其特征在于，所述执行模块由H桥集成电路MC33931和电机组成。

5.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的车用指纹识别门锁系统，其特征在于，所述指纹采集传感器采用FPC1011C型指纹传感器。

6.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的车用指纹识别门锁系统，其特征在于，所述指纹识别模块采用ADSP-BF531处理器。

7.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的车用指纹识别门锁系统，其特征在于，所述人机界面包括指纹录入切换开关、指纹对比切换开关、指纹删除开关、中控使能开关、手动解锁开关、工作模式指示灯、蜂鸣器。

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