CN202007579U

CN202007579U - 一种人脸识别门锁

Info

Publication number: CN202007579U
Application number: CN2011200652613U
Authority: CN
Inventors: 曾建军; 丁勇; 李鑫旺; 杨军
Original assignee: Hanwang Technology Co Ltd
Current assignee: Hanwang Technology Co Ltd
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2021-03-14

Abstract

本实用新型涉及锁具技术领域，具体涉及一种人脸识别门锁。该人脸识别门锁包括人脸图像采集模块、人机交互模块和处理器模块，还包括启动按键、开关电路、电源模块、门锁反馈控制模块；处理器模块包括嵌入式处理器和与其连接的人脸识别模块；启动按键与所述开关电路连接，电源模块通过所述开关电路与嵌入式处理器连接；嵌入式处理器分别与所述人脸图像采集模块、人机交互模块及门锁反馈控制模块连接。本实用新型使用启动按键控制嵌入式处理器上电，即可实现控制门锁开锁和闭锁，操作简单方便，而且在没有按下启动按键的状态下，整个门锁中只有开关电路一直处于正常供电状态，其功耗极低，有效地延长了电池的使用寿命。

Description

一种人脸识别门锁

技术领域

本实用新型涉及锁具技术领域，具体涉及一种人脸识别门锁。

背景技术

人脸识别属于生物特征识别领域，是生物特征识别领域的一个重要组成部分，可应用的范围比较广泛。将人脸识别应用到智能门锁领域，可以改变人们传统的使用钥匙开关门的习惯。用人脸识别的方法开关门，避免了人们忘带钥匙无法开门带来的不便，并且更加直观友好、方便、安全等。

现有技术中，提出一种采用电池供电，通过上电按键开关控制启动电源，通过人脸识别来控制门锁打开的智能门锁。使用时，用户从门外开门，需要首先按动电源开关，给门锁供电，启动人脸识别系统进行识别后开门。但是在门锁打开后，如何去控制门锁关闭，给门上锁，并未说明。

人脸识别门锁现在的供电方式一般采用电池供电，而门锁在大部分时间里是处于不工作状态，这就要求人脸识别门锁的静态功耗非常小，以减少电池电量的损耗，以免经常需要更换电池。现在的解决方法一般有两种，一种是增加一个电源开关，在使用门锁时，按动电源开关给系统供电，然后进行人脸识别开门，完毕后，需要再次手动按动电源开关进行断电，如果忘记手动断电，则导致电池电量损耗浪费。另外一种方法就是在平时门锁不工作时让控制处理器处于休眠模式，当有外部触发时，启动系统进行人脸识别开门，然后再进入休眠模式，这种方法在实际使用时，控制处理器即使处于休眠模式下，也存在一定的静态功耗，一般都在毫安级，这对于使用电池供电的门锁来说还是较大。

因此，如何实现一种能够简单、方便、安全地控制门锁开关，并且其静态功耗极低的人脸识别门锁，是将人脸识别应用到智能门锁领域的一个非常实际和重要的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种使用单按键控制门锁打开和关闭，并且使其静态功耗达到最小的人脸识别门锁。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种人脸识别门锁，包括人脸图像采集模块、人机交互模块和处理器模块，还包括启动按键、开关电路、电源模块、门锁反馈控制模块；所述处理器模块包括嵌入式处理器和与其连接的人脸识别模块；所述启动按键与所述开关电路连接，所述电源模块通过所述开关电路与所述嵌入式处理器连接；所述嵌入式处理器分别与所述人脸图像采集模块、人机交互模块及门锁反馈控制模块连接。

上述方案中，所述开关电路包括双稳态触发器。

上述方案中，所述双稳态触发器的时钟信号端与启动按键连接，双稳态触发器的输入端与所述电源模块连接，双稳态触发器的清零端与所述嵌入式处理器的IO口连接。

上述方案中，所述开关电路还包括带有使能端的电源转换器；所述双稳态触发器的输出端与所述电源转换器的使能端连接，电源转换器的输出端与嵌入式处理器的电源端连接。

上述方案中，所述门锁反馈控制模块包括门锁反馈控制机构和与所述门锁反馈控制机构连接的第一锁舌。

上述方案中，所述嵌入式处理器通过串口与所述门锁反馈控制机构连接，根据所述门锁反馈控制机构检测到的第一锁舌的状态控制所述门锁反馈控制机构打开或关闭所述第一锁舌。

上述方案中，所述电源模块包括电池。

上述方案中，还包括机械旋钮开关，与所述门锁反馈控制机构连接。

上述方案中，还包括与人脸识别门锁的把手连接的第二锁舌。

与现有技术相比，本实用新型采用的技术方案产生的有益效果如下：

本实用新型使用单按键-启动按键即可实现控制门锁开锁和闭锁，而且整个门锁在没有按下启动按键启动门锁的状态下，只有所述开关电路一直处于正常供电状态，其功耗极低，有效地延长了电池的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的人脸识别门锁结构原理图；

图2是本实用新型实施例提供的人脸识别门锁的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中开关电路的电路原理框图；

图4是本实用新型实施例中开关电路的电路图；

图5是本实用新型实施例开关门锁的流程图。

附图标记说明：

11-处理器模块；12-人脸图像采集模块；13-人机交互模块；14-门锁反馈控制模块；15-启动按键；16-开关电路；17-电源模块；18-机械旋钮开关；19-第一锁体把手；20-第二锁舌；21-第三锁体把手。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进行详细描述。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种人脸识别门锁，包括处理器模块11、人脸图像采集模块12、人机交互模块13、门锁反馈控制模块14、开关电路16、启动按键15和电源模块17。处理器模块11包括嵌入式处理器和与其连接的人脸识别模块，嵌入式处理器分别与人脸图像采集模块12、门锁反馈控制模块14和人机交互模块13连接，负责人脸图像的采集和识别处理。嵌入式处理器获得人脸图像采集模块12采集的人脸图像并发送至人脸识别模块，用以注册和识别。人脸识别模块也可以集成在嵌入式处理器中。人机交互模块13用来指示识别过程、登记过程和门锁状态等信息。门锁反馈控制模块14响应嵌入式处理器的指令，控制门锁开关。开关电路16与启动按键15、电源模块17以及嵌入式处理器连接，电源模块17通过开关电路16的控制给嵌入式处理器供电。

如图2所示，本实用新型实施例提供的一种人脸识别门锁，包括第一锁体、第二锁体和第三锁体。

第一锁体安装在门的外侧。第一锁体的外表面设置有人脸图像采集模块12、人机交互模块13的一部分如指示灯、启动按键15和第一锁体把手19。人脸图像采集模块12包括红外摄像模组和红外发光二极管。第一锁体的内部设有处理器模块11、开关电路16和电源模块17，处理器模块11包括嵌入式处理器和与其连接的人脸识别模块，还包括闪存FLASH和同步动态随机存储器SDRAM。嵌入式处理器通过数据总线与闪存FLASH、同步动态随机存储器SDRAM连接，构成核心控制的最小系统，进行系统控制。人脸识别模块可以内置在嵌入式处理中。嵌入式处理器通过IO口与红外发光二极管LED连接，在需要捕获人脸图像时，控制红外发光二极管发出红外光，辅助红外摄像模组捕获人脸图像。红外摄像模组用以捕捉红外人脸图像，通过数据总线传送给嵌入式处理器进行处理；指示灯连接至嵌入式处理器的IO口，用以指示门锁的开关状态、登记和识别过程的状态以及电源电量等人脸门锁的状态。电源模块17包括电池和电源管理电路，通过开关电路16与所述嵌入式处理器的电源端连接，用于为嵌入式处理器供电。启动按键15与开关电路16连接，用以通过启动按键15控制开关电路16进入开启状态。开关电路16与嵌入式处理器的IO口、电源模块17连接，控制系统的上电和断电。

第三锁体安装在门的内侧。在第三锁体中，安装有机械旋钮开关18、人机交互模块13的一部分及第三锁体把手21。机械旋钮开关18通过门锁反馈控制机构来控制第一锁舌的开关。所述第三锁体上设置有人机交互模块13的另一部分，包括：登记按键和删除按键，分别连接至嵌入式处理器的IO口。当系统上电进入到人脸识别模式时，通过按下登记按键或删除按键，使系统产生中断进入到登记用户或删除用户模式，来实现人脸用户的登记和删除功能。

在内嵌于门板中的第二锁体中，设有门锁反馈控制模块，包括门锁反馈控制机构和与其连接的第一锁舌，门锁反馈控制机构通过串口与嵌入式处理器连接，同时还与机械旋钮开关连接。当人脸识别成功后，门锁反馈控制机构接受嵌入式处理器发出的门锁开启指令，控制第一锁舌开启；在用户控制门锁关闭时，由嵌入式处理器发送查询指令给门锁反馈控制机构，查询所述第一锁舌的开关状态，再通过串口反馈给嵌入式处理器，判断需要关闭门锁时，再发送关闭门锁指令给门锁反馈控制机构，控制第一锁舌关闭。所述第二锁体中还包括第二锁舌，是通过转动第一锁体把手19或第三锁体把手21来控制其打开和关闭的。

开关电路16由双稳态触发器和电源转换器串联组成。双稳态触发器可以是D触发器或JK触发器等，不同的触发器电路连接类似，本实施例中以D触发器为例。电源转换器采用升压型稳压器，与D触发器结合，可以有效延长电池使用寿命，本实施例以带有使能端的DC/DC电源芯片为例。本实施例的开关电路原理框图如图3所示，其中D触发器的时钟信号输入端（CLK）与启动按键连接，接收边沿触发信号；输入端（D）与电源模块连接置一个稳态，如高电平或低电平；清零端（）与嵌入式处理器的IO口连接；输出端（Q）与所述DC/DC电源芯片的使能端（EN）连接，由嵌入式处理器控制所述与清零端连接的IO口的电平，从而进一步控制输出端（Q）的输出状态；DC/DC电源芯片的输出（V_OUT）连接到嵌入式处理器的电源端VCC给整个系统供电。

图4为D触发器与DC/DC电源芯片的具体电路连接图。其中，D触发器U1为一个具有清零端的单路D触发器。DC/DC电源芯片U2，带有一个使能端（EN），高电平有效。DC/DC电源芯片U2通过使能端（EN）与D触发器U1的输出端（Q）串行连接。嵌入式处理器的一个IO口接至D触发器U1的清零端（

）。

电路平时处于关机断电状态，D触发器U1的输出端（Q）输出为低电平，连接至DC/DC电源芯片U2的使能端（EN），DC/DC电源芯片U2不工作，处于断开状态。当按下启动按键SW1时，三极管Q1导通，D触发器U1的时钟信号输入端（CLK）由低变高，接受一个上升沿触发，由于其输入端（D）接至电源端，为高电平，因此其输出端（Q）输出为高电平，使能DC/DC电源芯片U2，DC/DC电源芯片U2通电开始工作，给嵌入式处理器供电。嵌入式处理器上电启动，系统正常通电工作后，就将控制D触发器U1的IO口置低，关断三极管Q2，D触发器U1的清零端（

）置高，因为该清零端在低电平时有效，所以置高时D触发器U1无效，系统正常通电工作。因此，在正常工作时，只要嵌入式处理器的IO口一直置低，即使再次按下启动按键，系统也不会断电。当系统工作结束后，嵌入式处理器通过程序代码将控制D触发器U1的IO口置高，三极管Q2导通，D触发器U1的清零端（）被拉低，D触发器U1再次有效，其输出端（Q）输出为低，DC/DC电源芯片U2使能关断，系统断电。同时嵌入式处理器的控制D触发器U1的IO口也为低，三极管Q2再次关断，D触发器U1的清零端（）又被拉高。这时D触发器U1的时钟信号输入端（CLK）等待下一次按键触发上升沿，重新通电启动系统。

这种电路设计，在没有按下启动按键启动门锁的状态下，只有开关电路一直处于正常供电状态，实测功耗极低，在1微安以下。

图5为本实用新型通过启动按键控制门锁开关的流程图。当用户从门外开锁时，首先按下启动按键，系统通电后首先查询门锁第一锁舌的开关状态，这时门锁第一锁舌处于关闭上锁状态，则系统启动进入人脸识别模式。在人脸识别模式下，如果系统有按键中断触发，则判断是哪个按键按下，如果是登记按键则进行用户登记，完成用户登记后关机，如果是删除按键则执行删除用户，完成删除用户后关机。如果系统没有按键触发则继续执行人脸识别，识别通过则嵌入式处理器通过控制门锁反馈控制机构，打开第一锁舌，之后系统关机断电，用户便可以转动第一锁体把手打开第二锁舌进门；如果识别不通过，则系统直接关机断电。当用户外出从门外给门上锁时，同样按下启动按键，系统上电启动，首先查询门锁第一锁舌的开关状态，这时门锁第一锁舌为打开状态，则系统直接控制关闭第一锁舌给门上锁，然后关机断电。用户如果从门内打开或关闭门锁，直接可以通过机械旋钮开关手动控制，无须给系统通电。

上述的实现方案，经实际测试表明：在执行开锁操作时，系统从启动到进入到人脸识别状态并执行开锁的过程平均功耗约为200mA，开锁的过程为4s左右；系统在关锁时，平均功耗约为80mA，关锁的过程为2s左右；平时在门锁不工作状态的静态功耗小于1μA。如果使用4节5号干电池供电，按照每户人家三口人，每人每天开关门两次，一天门锁共开关6次计算，电池的使用寿命将近两年。

上述实现方案中的双稳态触发器可以选择包含上述的D触发器功能的其他触发器，电源转换器可以选择包含上述的DC/DC电源芯片功能的其他电源转换器，电路的连接关系只需做简单的改变，在此不再一一列举。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种人脸识别门锁，包括人脸图像采集模块、人机交互模块和处理器模块，其特征在于：还包括启动按键、开关电路、电源模块、门锁反馈控制模块；所述处理器模块包括嵌入式处理器和与其连接的人脸识别模块；所述启动按键与所述开关电路连接，所述电源模块通过所述开关电路与所述嵌入式处理器连接；所述嵌入式处理器分别与所述人脸图像采集模块、人机交互模块及门锁反馈控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的人脸识别门锁，其特征在于：所述开关电路包括双稳态触发器。

3.根据权利要求2所述的人脸识别门锁，其特征在于：所述双稳态触发器的时钟信号输入端与所述启动按键连接，双稳态触发器的输入端与所述电源模块连接，双稳态触发器的清零端与所述嵌入式处理器的IO口连接。

4.根据权利要求3所述的人脸识别门锁，其特征在于：所述开关电路还包括带有使能端的电源转换器；所述双稳态触发器的输出端与所述电源转换器的使能端连接，所述电源转换器的输出端与嵌入式处理器的电源端连接。

5.根据权利要求1所述的人脸识别门锁，其特征在于：所述门锁反馈控制模块包括门锁反馈控制机构和与所述门锁反馈控制机构连接的第一锁舌。

6.根据权利要求5所述的人脸识别门锁，其特征在于：所述嵌入式处理器通过串口与所述门锁反馈控制机构连接，根据所述门锁反馈控制机构检测到的第一锁舌的状态控制所述门锁反馈控制机构打开或关闭所述第一锁舌。

7.根据权利要求6所述的人脸识别门锁，其特征在于：还包括机械旋钮开关，与所述门锁反馈控制机构连接。

8.根据权利要求1所述的人脸识别门锁，其特征在于：所述电源模块包括电池。

9.根据权利要求1所述的人脸识别门锁，其特征在于：还包括与人脸识别门锁的把手连接的第二锁舌。