CN204680032U - 虹膜识别装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种虹膜识别装置和系统，所示虹膜识别装置包括处理器和电源，所述处理器包括处理器内核、图像采集模块、图像处理模块、DDR控制模块、存储控制模块、UART控制模块以及USB控制模块，所述处理器内核为ARM Cortex-A8，所述图像采集模块连接有图像传感器，所述DDR控制模块连接有DDR2芯片，所述存储控制模块连接有NandFlash芯片和/或SD卡，所述UART控制模块连接有UART接口，所述USB模块连接有USB接口。与现有技术相比，本实用新型的虹膜识别装置不会造成资源浪费以及能源额外消耗，在有利于虹膜识别装置的小型化的同时具有较高的处理速度，并且功能多样。

Description

虹膜识别装置和系统

技术领域

本实用新型涉及生物识别领域，特别是指一种虹膜识别装置和系统。

背景技术

生物识别技术主要是指通过人类生物特征进行身份认证的一种技术，人类的生物特征通常具有唯一性、可以测量或可自动识别和验证、遗传性或终身不变等特点，因此生物识别认证技术较传统认证技术存在较大的优势。

生物识别系统对生物特征进行取样，提取其唯一的特征并且转化成数字代码，并进一步将这些代码组成特征模板。由于微处理器及各种电子元器件成本不断下降，精度逐渐提高，生物识别系统逐渐应用于商业上的授权控制如门禁、企业考勤管理系统安全认证等领域。用于生物识别的生物特征有手形、指纹、脸形、虹膜、视网膜、脉搏、耳廓等，行为特征有签字、声音、按键力度等。基于这些特征，人们已经发展了手形识别、指纹识别、面部识别、发音识别、虹膜识别、签名识别等多种生物识别技术。

由于在进行虹膜识别时，需要对虹膜图像进行预处理，现有技术一般是额外设置一个处理器来处理这些工作，不仅造成资源浪费以及能源额外消耗，而且对虹膜识别装置的小型化不利；再者现有的虹膜识别装置很难兼顾体积小型化与处理速度，并且处理器的功能单一，使得外接的电路(如内存等)选择范围窄，通讯接口(如串口等)少，进而使得虹膜识别装置的功能单一。

实用新型内容

本实用新型提供一种虹膜识别装置和系统，该装置不会造成资源浪费以及能源额外消耗，在有利于虹膜识别装置的小型化的同时具有较高的处理速度，并且功能多样。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一种虹膜识别装置，包括处理器和电源，所述处理器包括处理器内核、图像采集模块、图像处理模块、DDR控制模块、存储控制模块、UART控制模块以及USB控制模块，所述处理器内核为ARM Cortex-A8，所述图像采集模块连接有图像传感器，所述DDR控制模块连接有DDR2芯片，所述存储控制模块连接有Nand Flash芯片和/或SD卡，所述UART控制模块连接有UART接口，所述USB模块连接有USB接口。

一种虹膜识别系统，包括虹膜采集装置和上述虹膜识别装置，所述虹膜识别装置和虹膜采集装置为一体结构或分体结构。

本实用新型具有以下有益效果：

与现有技术相比，本实用新型的虹膜识别装置使用处理器本身的图像采集模块和图像处理模块对虹膜图像进行预处理，不需要额外设置一个处理器来处理这些工作，不会造成资源浪费以及能源额外消耗，而且对虹膜识别装置的小型化有利；再者处理器内核为ARM Cortex-A8架构，体积小且处理速度快，在有利于虹膜识别装置的小型化的同时具有较高的处理速度；并且并且处理器的功能多样，支持各种外接的电路，通讯接口包括但不限于UART接口(RS232接口等)以及USB接口，使得虹膜识别装置的功能。

故本实用新型的虹膜识别装置不会造成资源浪费以及能源额外消耗，有利于小型化的同时具有较高的处理速度，并且功能多样。

附图说明

图1为本实用新型的虹膜识别装置的结构示意图；

图2为本实用新型中的共阴极红绿灯的电路图；

图3为本实用新型中的红外灯的电路图；

图4为本实用新型中的处理器的局部管脚连接图一；

图5为本实用新型中的处理器的局部管脚连接图二。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本实用新型提供一种虹膜识别装置，如图1所示，包括处理器1和电源3，处理器1包括处理器内核11、图像采集模块12、图像处理模块13、DDR控制模块14、存储控制模块15、UART控制模块16以及USB控制模块17，处理器内核11为ARM Cortex-A8，图像采集模块12连接有图像传感器2，DDR控制模块14连接有DDR2芯片4，存储控制模块15连接有Nand Flash芯片5和/或SD卡5’，UART控制模块16连接有UART接口6，USB模块17连接有USB接口7。

本实用新型的虹膜识别装置在工作时，图像采集模块获取虹膜图像，然后将虹膜图像交给图像处理模块处理，处理完成的虹膜图像被放到DDR2芯片的特定地址中保存，中间没有处理器内核的参与。

与现有技术相比，本实用新型的虹膜识别装置使用处理器本身的图像采集模块和图像处理模块对虹膜图像进行预处理，不需要额外设置一个处理器来处理这些工作，不会造成资源浪费以及能源额外消耗，而且对虹膜识别装置的小型化有利；再者处理器内核为ARM Cortex-A8架构，体积小且处理速度快，在有利于虹膜识别装置的小型化的同时具有较高的处理速度；并且并且处理器的功能多样，支持各种外接的电路，通讯接口包括但不限于UART接口(RS232接口等)以及USB接口，使得虹膜识别装置的功能。

故本实用新型的虹膜识别装置不会造成资源浪费以及能源额外消耗，有利于小型化的同时具有较高的处理速度，并且功能多样。

作为本实用新型的一种改进，处理器为三星S5PV210或S5PC110芯片。

S5PV210又名“蜂鸟”(Hummingbird)，是三星推出的一款适用于智能手机和平板电脑等多媒体设备的应用处理器，S5PV210和S5PC110功能一样，S5PC110小封装适用于智能手机，S5PV210封装较大，主要用于平板电脑和上网本。

以S5PV210为例，S5PV210采用了ARM CortexTM-A8内核，ARM V7指令集，主频可达1GHZ，64/32位内部总线结构，32/32KB的数据/指令一级缓存，512KB的二级缓存，可以实现2000DMIPS(每秒运算2亿条指令集)的高性能运算能力。S5PV210芯片是584引脚的FCFBGA封装，引脚间距0.65mm，体积为17x17mm。S5PV210的存储控制器支持LPDDR1，LPDDR2和DDR2类型的RAM，Flash支持Nand flash，Nor flash，One Nand等。S5PV210提供的外围接口非常丰富。

三星S5PV210或S5PC110芯片体积小，成本较低，并且处理速度快，外围接口丰富。

具体的，以三星S5PV210为例，处理器的XOM0至XOM5管脚以及GPJ3_2至GPJ3_4管脚分别通过10K的电阻与电源连接或接地；XnWRESET管脚、XnRSTOUT管脚和XPWRRGTON管脚分别通过10K的电阻与电源连接。这种连接方式可以高效的利用电源。

进一步的，以三星S5PV210为例，如图4和图5所示，处理器的Xi2cSDA0/GPD1_0管脚、Xi2cSCL0/GPD1_1管脚、Xi2cSDA1/GPD1_2管脚、Xi2cSCL1/GPD1_3管脚、XM0WAIN/MP02_2管脚、Xm0FRnB0/ONDXL_INT0/MP03_4管脚以及Xm0FRnB1/ONDXL_INT1/MP03_5管脚分别通过4.7K的电阻与电源连接。这种连接方式可以高效的利用电源。

作为本实用新型的另一种改进，电源为集成电源模块或分立电源模块；图像传感器为CMOS传感器或CCD传感器。

集成电源模块使用简单，但是其工艺复杂，成本高；分立电源模块更换方便，便于维护，工艺简单，成本低。

CMOS(Compementary Metal Oxide Semiconductor)指互补金属氧化物半导体，是电压控制的一种放大器件，是组成CMOS数字集成电路的基本单元。在数字影像领域，CMOS作为一种低成本的感光元件技术被发展出来。CMOS制造工艺被应用于制作数码影像器材的感光元件，是将纯粹逻辑运算的功能转变成接收外界光线后转化为电能，再造过芯片上的模-数转换器(ADC)将获得的影像讯号转变为数字信号输出。CMOS传感器的信号输出的一致性较差，功耗低

CCD，英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器，也叫图像控制器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把光信号转换成电荷信号。CCD上有许多排列整齐的光电二极管，能感应光线，并将光信号转变成电信号，经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。CCD传感器的信号输出的一致性非常好，功耗较高。

作为本实用新型的再一种改进，Nand Flash为三星K9F1G08U0A芯片；DDR2内存为两片三星K4T51163QJ-BCE7芯片；电源为RT8024或RT8059芯片；CMOS传感器为OV7725传感器。

Nand Flash内存是Flash闪存的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand Flash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储。

DDR2/DDR II(Double Data Rate 2)SDRAM是由JEDEC(电子设备工程联合委员会)进行开发的新生代内存技术标准，它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是，虽然同是采用了在时钟的上升/下降沿同时进行数据传输的基本方式，但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力(即：4bit数据读预取)。换句话说，DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。

K4T1G164QQ-HCLE6是三星半导体第三代16位随机动态存储器，单片容量为1Gbit，硬件装置中选用两片K4T1G164QQ-HCLE6型DDR2芯片组成2Gbit的32位存储器。

S5PV210核心电路需要的电源电压有1.1V、1.2V、1.8V和3.3V，型号为RT8024或RT8059。

OV7725是OmniVision(简称OV，美商半导体公司，中文名豪威科技)彩色VGA(640*480)CMOS传感器，广泛应用于可视电话、玩具、PC多媒体和数字摄像机。

本实用新型的CMOS传感器上还可以连接指示灯以及红外光源，具体的，如图2和图3所示(图2中，CON4为共阴极红绿灯，图3中CON2为红绿灯)，CMOS传感器的两个NC管脚分别连接第一三极管和第二三极管的基极，第一三极管的发射极连接有共阴极红绿灯的管脚1，第二三极管的发射极连接有共阴极红绿灯的管脚3，第一三极管和第二三极管的集电极连接电源；CMOS传感器的Y1管脚连接第三三极管的基极，第三三极管的发射极接地，第三三极管的集电极连接红外灯的管脚2。

优选的，第一三极管、第二三极管和第三三极管均为9013三极管，红外灯的波长为850nm。

进一步的，如图1所示，处理器1还连接有显示器8以及蜂鸣器9。

另一方面，本实用新型提供一种虹膜识别系统，包括虹膜采集装置和上述虹膜识别装置，虹膜识别装置和虹膜采集装置为一体结构或分体结构。

与上述虹膜识别装置对应的，本实用新型的虹膜识别系统不会造成资源浪费以及能源额外消耗，有利于小型化的同时具有较高的处理速度，并且功能多样。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种虹膜识别装置，其特征在于，包括处理器和电源，所述处理器包括处理器内核、图像采集模块、图像处理模块、DDR控制模块、存储控制模块、UART控制模块以及USB控制模块，所述处理器内核为ARMCortex-A8，所述图像采集模块连接有图像传感器，所述DDR控制模块连接有DDR2芯片，所述存储控制模块连接有Nand Flash芯片和/或SD卡，所述UART控制模块连接有UART接口，所述USB模块连接有USB接口。

2.根据权利要求1所述的虹膜识别装置，其特征在于，所述处理器为三星S5PV210或S5PC110芯片。

3.根据权利要求2所述的虹膜识别装置，其特征在于，所述处理器的Xi2cSDA0/GPD1_0管脚、Xi2cSCL0/GPD1_1管脚、Xi2cSDA1/GPD1_2管脚、Xi2cSCL1/GPD1_3管脚、XM0WAIN/MP02_2管脚、Xm0FRnB0/ONDXL_INT0/MP03_4管脚以及Xm0FRnB1/ONDXL_INT1/MP03_5管脚分别通过4.7K的电阻与电源连接。

4.根据权利要求2所述的虹膜识别装置，其特征在于，所述处理器的XOM0至XOM5管脚以及GPJ3_2至GPJ3_4管脚分别通过10K的电阻与电源连接或接地；XnWRESET管脚、XnRSTOUT管脚和XPWRRGTON管脚分别通过10K的电阻与电源连接。

5.根据权利要求1所述的虹膜识别装置，其特征在于，所述电源为集成电源模块或分立电源模块；所述图像传感器为CMOS传感器或CCD传感器。

6.根据权利要求5所述的虹膜识别装置，其特征在于，所述Nand Flash为三星K9F1G08U0A芯片；所述DDR2内存为两片三星K4T51163QJ-BCE7芯片；所述电源为RT8024或RT8059芯片；所述CMOS传感器为OV7725传感器。

7.根据权利要求6所述的虹膜识别装置，其特征在于，所述CMOS传感器的两个NC管脚分别连接第一三极管和第二三极管的基极，所述第一三极管的发射极连接有共阴极红绿灯的管脚1，所述第二三极管的发射极连接有共阴极红绿灯的管脚3，所述第一三极管和第二三极管的集电极连接电源；所述CMOS传感器的Y1管脚连接第三三极管的基极，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极连接红外灯的管脚2。

8.根据权利要求7所述的虹膜识别装置，其特征在于，所述第一三极管、第二三极管和第三三极管均为9013三极管，所述红外灯的波长为850nm。

9.根据权利要求1-8任一所述的虹膜识别装置，其特征在于，所述处理器还连接有显示器以及蜂鸣器。

10.一种虹膜识别系统，其特征在于，包括虹膜采集装置和权利要求1-9中任一所述的虹膜识别装置，所述虹膜识别装置和虹膜采集装置为一体结构或分体结构。