CN202431079U

CN202431079U - 汽车指纹钥匙装置

Info

Publication number: CN202431079U
Application number: CN2011205511772U
Authority: CN
Inventors: 蔡光林; 朱彤
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2021-12-19

Abstract

本实用新型涉及一种汽车指纹钥匙装置，该装置包括安装在汽车车门门把上的指纹采集器、汽车计算机、单片机、驱动电路，所述的指纹采集器、汽车计算机、单片机、驱动电路依次相连，所述的驱动电路的输出端还分别连接有与汽车门锁执行机构、汽车音响及转向灯相连的第一继电器和与汽车点火电路串联的第二继电器。本实用新型能够防范驾驶员忘记带钥匙而达到无钥匙使用汽车的目的，同时也能防范罪犯通过偷盗钥匙而达到偷盗汽车的目的。具有方便、安全、可靠的特点，易为用户所接受。

Description

汽车指纹钥匙装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车指纹钥匙装置，尤其涉及一种基于指纹识别技术代替汽车钥匙使汽车门锁自动打开并解除防盗及使汽车进入待机状态以实现无钥匙使用汽车的装置。

背景技术

随着经济的飞速发展，汽车越来越成为人们生活必不可少的交通工具，汽车智能化是当前众多专家学者研究的重要领域之一，方便快捷地使用汽车是人们所追求的。现有的汽车都是通过车钥匙遥控或者车钥匙插入汽车车把钥匙孔打开车门，解除汽车门锁的防盗系统，然后通过汽车钥匙插入发动机钥匙孔使汽车进入待机状态，即必须通过车钥匙才能正常使用汽车，也就是说如果驾驶员忘记带钥匙或者钥匙找不见就不能使用汽车，使用起来具有极大的局限性并且防盗功能也大打折扣。

目前，随着社会的发展，各个领域对快速有效的自动身份识别验证的要求日益迫切。生物特征是人的内在属性，具有很强的自身稳定性和个体差异性，而对于指纹来说，由于其具有终身不变性、唯一性和方便性，已几乎成为生物特征识别的代名词。利用指纹识别作为驾驶员的行驶指令，使驾驶员无需带上钥匙，利用自己的手指指纹代替钥匙，在汽车门锁上的指纹采集器上进行识别，一旦确认身份，汽车门锁自动打开并解除防盗，并且使汽车进入待机状态，配合汽车的一键启动功能，就能达到无钥匙也可以使用汽车的目的。指纹识别具有保密性极强的特性，因此具有安全性高、可靠性好的特点，另外，使用该装置即使钥匙丢了或者钥匙忘记带上也可以正常使用汽车，不想拿钥匙的驾驶员也可以随时使用汽车，具有方便、实用的特点，易为用户所接受。因而指纹识别系统成为当今研究的一个热点，尤其是运用到汽车安全和汽车使用上具有很大的应用前景。

指纹识别系统是一个典型的模式识别系统，包括指纹图像获取、处理、特征提取和比对等模块。指纹识别技术是把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份，每个人包括指纹在内的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，呈现唯一性且终生不变。指纹识别主要根据人体指纹的纹路、细节特征等信息对操作或被操作者进行身份鉴定，得益于现代电子集成制造技术和快速而可靠的算法研究，已经开始走入我们的日常生活，成为目前生物检测学中研究最深入，应用最广泛，发展最成熟的技术。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于指纹识别的汽车指纹钥匙装置，它能够解决现有车辆必须利用车钥匙才能使用汽车和汽车安全性不高的缺点，即能够防范驾驶员忘记带钥匙而达到无钥匙使用汽车的目的，同时也能防范罪犯通过偷盗钥匙而达到偷盗汽车的目的。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

种基于指纹识别技术的汽车指纹钥匙装置，该装置包括安装在汽车车门门把上的指纹采集器、汽车计算机、单片机、驱动电路，所述的指纹采集器、汽车计算机、单片机、驱动电路依次相连，所述的驱动电路的输出端还分别连接有与汽车门锁执行机构、汽车音响及转向灯相连的第一继电器和与汽车点火电路串联的第二继电器。

本实用新型还具有以下其他技术特点：

所述的汽车计算机与单片机之间连接有型号为MAX232电荷泵芯片。

所述的驱动电路为2803A芯片驱动电路。

所述的单片机为89C51单片机。

本实用新型的与现有技术相比具有以下技术改进：

本实用新型无需使用车钥匙，利用安装在汽车车门车把上指纹识别即可使用汽车，主要为使汽车门锁自动打开并解除防盗及使汽车进入待机状态。能够防范驾驶员忘记带钥匙而达到无钥匙使用汽车的目的，同时也能防范罪犯通过偷盗钥匙而达到偷盗汽车的目的。具有方便、安全、可靠的特点，易为用户所接受。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为以汽车计算机为中心的电路连接图；

图3为以单片机为中心的电路连接图；

图4为指纹识别系统基本原理框图；

图5为MAX232芯片引脚图；

图6为单片机89C51引脚图；

图7为2803A芯片引脚图。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的具体内容进一步详细说明。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的基于指纹识别技术的汽车指纹钥匙装置，包括安装于汽车车门门把上的指纹采集器、汽车计算机、单片机、以2803A芯片驱动电路，驱动电路的输出端还分别连接有与汽车门锁执行机构、汽车音响及转向灯相连的第一继电器和与汽车点火电路串联的第二继电器。所述驱动电路的输出负载为继电器的线圈。汽车计算机，用于根据指纹采集器采集车主允许驾驶者的指纹信息，建立指纹数据库，并且与驾驶者指纹信息就行对比，判断驾驶者是否合法；单片机，用于接收汽车计算机的判断信号，并输出控制信号；驱动电路，接收单片机的控制信号，该驱动电路包括两个继电器，一个驱动汽车车门门锁，当车门锁打开并接触防盗，蜂鸣器发出声音并且转向灯闪烁，另一个继电器驱动汽车点火回路，汽车进入待机状态，驾驶员可以借助汽车的一键启动功能可以启动汽车，两个继电器可以在指纹识别合法后同时启动，这样就可以实现驾驶员无需佩带钥匙，只需在车门门把上进行指纹识别合法后，车锁防盗解除，车门自动开启，驾驶员进入车内也可以无需要是直接启动汽车。

参照图2，指纹采集器采集到驾驶者的指纹信息后通过计算机的处理判断为“YES”后将高电平信号经TXD发送端传到MAX232的R1_IN引脚，再经R1_OUT引脚将信号传到单片机89C51的RXD接收端。此时经过MAX232的电压转换已经把12V的电压转化成了单片机89C51工作使用的5V，从而完成了信号中的电压转换。当驾驶员非法时，将不会触发继电器工作，超过五次以上指纹识别失败后，汽车将会报警，不再接受指纹识别。

参照图3，当完成了信号的电压转换后，单片机89C51便可操作继电器的常开闭合动作，但由于单片机输出信号中的输出电流很低，所以还需要增加一个2803A芯片用来增大输出电流以驱动继电器线圈。

参照图4，指纹识别系统是首先采集车主允许的驾驶者的指纹信息，经过DSP指纹图像处理技术处理后，提取该指纹的特征点，由于每一个人的指纹都有差别，指纹具有唯一性，这样就建立了车主允许的驾驶者的数据库，当有驾驶者需要使用汽车时，直接利用安装于车门门把上的指纹采集器采集指纹信息，同样通过DSP指纹图像处理提取特征点后与原先预存的指纹数据库进行比较，如果数据库中有相同特征点的指纹信息，则判断该驾驶者身份合法，进而输出合法信息。

本实用新型指纹识别系统才用DSP指纹图像处理。该处理技术主要包括预处理、二值化处理和细化处理，而其中的预处理则包括平滑处理、锐化处理。

(1)预处理指纹图像预处理的目的在于使指纹图像画面清晰，边缘明显，以便提取特征进行识别。预处理技术的主要目的是对一个给定的指纹，突出指纹图像中的某些信息，消弱或除去某些不需要的信息，使它的结果对后面的识别来说比原始指经纬度图像更合适，只有经过预处理后的指纹图像，才能进入到下一步(指纹的识别预分类)去处理。预处理结果的好环直接关系到指纹识别率的高低。

平滑处理指纹图像是通过指纹采集器获得模拟信号，并经采样、量化后，以矩阵的形式存入计算机。由于图像的采集为纵列式方式，量化后的指纹图像有许多噪声。它们因其时间的不相干性，含有较高的空间频谱，且多呈点结构。平滑处理的任务就是去除这些干扰噪声，而又不使图像失真。图像平滑包括空域法和频域法两大类。

锐化处理为强化指纹纹线间的界线，突出边缘信息，以利于二值化，锐化处理是必要的。锐化处理对于增强反差和检测边缘是很有用的。图像锐化的作用就是的补偿图像的轮廓，使图像较清晰。图像锐化可分为空间域图像锐化法和空间频率域图像锐化法两大类型。

(2)二值化处理二值图像是指整幅图像画面内仅黑(灰度值为0)白(灰度值为1)二值的图像，在它们上面不呈现出灰度的变化。在数字图像处理中，二值图像占有非常重要的地位。对于指纹的识别来说，有有的信息得包含有脊线和谷线的二值描述中。因而必须根据原始的灰度图像来确定图像上的每一点应属于客体区域还是背景区域，从而产生对应的二值图像。它不仅可以大大减少储存量，而且对使得后面的判别过程少受干扰，大大简化其后的处理方法。二值化后的图像是以后处理的基础，它的算法对后面的处理有直接的影响。

(3)细化处理将指纹脊线的宽度采用逐渐剥离的方法，使得脊线成为只有一个象素宽的细线，这将非常有利于下一步的分析，这个过程叫细化。其目的是用一组细线来刻画一个连接成分，这不仅能达到压缩数据量的目的，而且易于对连接成分的特征提取。

参照图5，MAX232是电荷泵芯片，可以完成两路TTL/RS-232电平的转换，它的9、10、11、12引脚是TTL电平端，用来连接单片机的。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DP9插头；DP9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。

参照图6，89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器RAM，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。它具有40个引脚，三级程序存储器锁定，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中断源，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路等主要特性。

参照图7，通过此2803A可以实现继电器的闭合动作。其中9引脚为接地，1、18引脚，2、17引脚，3、16引脚，4、15引脚，5、14引脚，6、13引脚，7、12引脚，8、11引脚为一对输入输出引脚，共8对。本专利中只利用了其中的1、18引脚和2、17引脚，即从1、2引脚中低电流的输入信号，即可从17、18引脚中得到高电流的信号，从而达到提高电流的目的，即而实现了继电器的闭合动作。

Claims

1.一种基于指纹识别技术的汽车指纹钥匙装置，其特征在于，该装置包括安装在汽车车门门把上的指纹采集器、汽车计算机、单片机、驱动电路，所述的指纹采集器、汽车计算机、单片机、驱动电路依次相连，所述的驱动电路的输出端还分别连接有与汽车门锁执行机构、汽车音响及转向灯相连的第一继电器和与汽车点火电路串联的第二继电器。

2.如权利要求1所述的汽车指纹钥匙装置，其特征在于，所述的汽车计算机与单片机之间连接有型号为MAX232电荷泵芯片。

3.如权利要求1所述的汽车指纹钥匙装置，其特征在于，所述的驱动电路为2803A芯片驱动电路。

4.如权利要求1所述的汽车指纹钥匙装置，其特征在于，所述的单片机为89C51单片机。