CN207198851U - 基于树莓派的智能身份认证系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种基于树莓派的智能身份认证系统，树莓派控制板通过串口与光学指纹模块的双向通信，实现指纹数据的采集，树莓派控制板通过USB与USB摄像头通讯，实现人脸图像数据的采集，树莓派控制板通过通用输入输出口与液晶显示，实现界面的显示，树莓派控制板通过通用输入输出口与按键功能模块，实现一些系统的功能选择。本实用新型的技术效果是：基于树莓派的融合指纹生物特征和人脸识别的智能身份认证系统中光学指纹采集系统检测到指纹输入时会与指纹库中的指纹进行比对，当输入的指纹存在于指纹库中时，系统会要求进行人脸检测，此时需要输入待认证的人脸数据，采集的人脸数据会与先前的认证的指纹数据的人的人脸数据进行比对，比对成功则身份认证成功。
Description
技术领域
本实用新型是一款智能身份认证系统产品，涉及人脸识别、树莓派控制、液晶显示、光学指纹等技术，具体为一种基于树莓派的智能身份认证系统。
背景技术
近年来,随着计算机技术的快速发展,应用计算机技术、嵌入式微处理技术、电子通信技术等技术均取得了显著成效。利用计算机技术及嵌入式微处理技术等现代化技术来实现身份认证的智能化管理势在必行。
指纹识别是目前最成熟而且价格便宜的生物特征识别技术，目前来说指纹识别技术应用最为广泛，应用领域包括门禁、考勤系统而且目前市场上有了更多的指纹识别的应用，这其中包括笔记本电脑、手机、汽车、银行支付等用户身份认证领域的应用；但是也存在花上十几块钱就可以实现倒膜，那么非常容易被他人利用，伪造本体的身份，那么在作为身份认证系统而言，这是不安全的。人脸作为重要的生物特征之一，它的唯一性与不易被复制性为身份鉴定提供了必要的前提，而且人脸检测这项技术就非常具有广阔的应用前景，基于机器视觉的人脸识别系统具有非接触的特点，可以在用户不察觉的情况下实现主动检测和识别。由于视频监控的普及，众多的视频监控迫切需要一种远距离、用户非配合下的快速身份识别技术，人脸识别技术无疑的最佳的选择。但是基于机器视觉的人脸识别也存在诸多挑战，目前的人脸识别系统容易受到外部光照的影响。因此，激发了一个基于指纹生物特征和人脸生物特征组合的模式下，为身份认证“锁上加锁”，为智能身份认证产生一个新的思路。本项目采用一种能够多模态融合技术，利用两种识别技术的相互独立的特点，将其融合，以提高系统的整体效率，实现一个具有强大的适用性和容错性的身份识别系统。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于树莓派的智能身份认证系统，采用一种能够多模态融合技术，利用两种识别技术的相互独立的特点，将其融合，以提高系统的整体效率，实现一个具有强大的适用性和容错性的身份识别系统。
本实用新型采用的技术方案如下：一种基于树莓派的智能身份认证系统，主要包括5V/2A直流电源、充电锂电池、树莓派控制板、USB-RGB摄像头、功能按键模块、继电器模块、24V直流电源、温光学指纹模块和液晶显示模块；其特征在于：树莓派控制板分别连接充电锂电池、USB-RGB摄像头、功能按键模块、继电器模块、温光学指纹模块和液晶显示模块，5V/2A直流电源和充电锂电池连接，继电器模块和24V直流电源连接；
所述树莓派控制板通过串口与光学指纹模块的双向通信，实现指纹数据的采集；
所述树莓派控制板通过USB与USB-RGB摄像头通讯，实现人脸图像数据的采集；
所述树莓派控制板通过通用输入输出口与液晶显示模块，实现界面的显示；
所述树莓派控制板通过通用输入输出口与按键功能模块，实现一些系统的功能选择。
主要控制板为由树莓派控制板及其电路组成的核心控制模块。
所述USB-RGB摄像头，可以实现彩色数据的采集。
所述液晶显示模块具体为12864液晶显示模块。
本实用新型产品包括两大部分组成，第一部分是由光学指纹采集模块和USB-RGB摄像头组成的生物特征采集部分；第二部分是由功能按键和液晶显示模块构成的交互部分。
本实用新型的设计核心是基于指纹识别和人脸识别的生物特征识别。
本实用新型的技术效果是：基于树莓派的融合指纹生物特征和人脸识别的智能身份认证系统中光学指纹采集系统检测到指纹输入时会与指纹库中的指纹进行比对，当输入的指纹存在于指纹库中时，系统会要求进行人脸检测，此时需要输入待认证的人脸数据，采集的人脸数据会与先前的认证的指纹数据的人的人脸数据进行比对，比对成功则身份认证成功；如果人脸数据认证失败，则会进行二次人脸数据采集，如果还是比对失败，则认定认证失败，需要重新采集指纹数据，以上提示内容会通过液晶显示屏提示。在交互模块上，本设计可以通过功能按键实现管理员模式和用户模式，在用户模式下尽可以实现用户认证，即输入用户指纹数据和人脸数据，输出当前用户数据的比对结果，如果没有该用户则输出假，如果存在与当前用户数据比对的结果，则输出认证成功，并记录认证的时间数据，保存为日志；用户可以在用户模式下通过管理员身份认证进入管理员模式，进入管理员模式以后，管理员可以进行用户数据的查询、用户的增加和删除、管理员变更、系统设置，其中长时间（10秒）按功能键即可进入管理员认证模式，在管理员通过指纹检测和人脸识别以后，系统进入管理员模式，管理员可以进行用户认证数据查询、删除等操作，此操作会有日志数据；在管理员模式下，管理员还可以新增用户和删除已有用户指纹和人脸数据；在管理员模式下，管理员可以对当前管理员进行更改的操作，可以删除当前管理员，新增管理员操作，其中具体为新管理员的指纹数据和人脸数据的采集；在管理员模式下，还可以进入系统设置模式，在系统设置里面包括时间设置、屏幕保护设置、液晶背光设置、清除所有数据、恢复系统默认设置，时间设置包括设置当前年月日、时分秒，屏幕保护设置可以系统没有人操作时系统进入屏幕保护的时间设置，液晶背光设置可以调节液晶的亮度，清除所有数据可以一次性删除所有的用户数据和系统的设置使系统进入系统初始状态，恢复系统设置可以使系统恢复系统默认设置状态。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为功能按键模块结构示意图。
在图1中，1、5V/2A直流电源，2、充电锂电池提供5V直流输出,3、树莓派控制板,4、USB-RGB摄像头,5、功能按键模块,6、继电器模块,7、24V直流电源，8、温光学指纹模块，9、液晶显示模块。
在图2中，10、数字0~9和字母A~Z功能按键，11、向下选择功能按键，12、确定功能按键，13、向上选择功能按键。
具体实施方式
本实用新型的实施方式，一种智能身份认证系统，主要包括，1、5V/2A直流电源，2、充电锂电池提供5V直流输出,3、树莓派控制板,4、USB-RGB摄像头,5、功能按键模块,6、继电器模块,7、24V直流电源，8、温光学指纹模块，9、液晶显示模块；其特征在于：树莓派控制板3通过串口与光学指纹模块8的双向通信，实现指纹数据的采集，树莓派控制板3通过USB与USB-RGB摄像头4通讯，实现人脸图像数据的采集，树莓派控制板3通过通用输入输出口与液晶显示模块9（本设计中采用12864液晶）连接，实现交互界面的显示，树莓派控制板3通过通用输入输出口与按键功能模块5（具体如图2中所示，按键功能模块包括0~9和字母a~z按键、向下选择功能键、确定功能键、向上选择功能键）连接，实现一些系统的功能选择。
本实用新型的树莓派控制板（树莓派3B）：采用Broadcom BCM2835 (CPU, GPU,DSP, and SDRAM)芯片；CPU的主频700 MHz， 使用ARM1176JZF-S 核心 (ARM11 系列)；采用Broadcom Video Core IV图形处理器，支持OpenGL ES 2.0。具有 1024MB的内存；主要实现的功能包括，指纹的检测和识别，人脸的检测和识别，用户界面的初始化和显示，输入输出控制。
本实用新型的光学指纹模块：通过串口与树莓派控制板进行通讯，主要实现指纹数据的采集，通过光学模块实现对指纹数据的采集，在用户模式下可以实现与系统已有的指纹数据进行比对，完成身份认证；在管理员模式下，可以实现对现有用户的指纹数据进行查询和更改操作，实现新用户指纹数据的采集。
本实用新型的USB-RGB摄像头模块：通过树莓派控制板板载的USB口与USB-RGB摄像头连接，实现人脸数据的采集，在用户模式下，当通过光学指纹模块采集的指纹存在已有的用户数据库中时，启动USB-RGB摄像头，对用户进行人脸数据的采集；在管理员模式下，可以实现对现有用户的人脸数据的查询和更改造作，支持新用户的人脸数据采集。
本实用新型的液晶显示模块：液晶显示模块主要用于实现与用户的交互，与功能按键模块共同构成本设计的交互。
本实用新型的按键功能模块：主要包括了0到9的数字和A到Z字母功能键、向上选择键、向下选择键、确定功能键。数字和字母键主要实现用户相关数据和信息的输入，向上和向下选择功能键用于功能的选择，确定功能键用于确定当前用户选择。例如当用户按下2键，用户可以通过上下选择功能键选择2、A、B、C的选择，屏幕上的光标会随着上下功能选择键在2、A、B和C中移动，实用确定功能键可以选定当前屏幕光标上的值。
本实用新型的电源模块：主要包括锂电池充电系统、继电器供电系统以及锂电池三部分组成。锂电池充电系统是为锂电池充电，锂电池的输入为5V/2A输入，锂电池为树莓派控制板提供其正常工作的电压和电流，继电器供电系统属于外接供电，当此身份认证外接其他报警或者其他需要通过继电器控制时，此部分系统正常工作，如身份认证系统仅用于身份认证不产生控制输出，则不需要外接24V电源。
本实用新型最大特点是安全和智能，通过指纹生物特征和人脸识别技术的双重生物特征认证技术可以将假冒使用指纹膜进行认证的进行真假甄别，利用树莓派的Linux系统可以实现指纹数据的智能管理和认证的智能化。
本实用新型为融合指纹生物特征和人脸识别技术的智能身份认证系统。采用指纹生物特征和人脸识别技术的智能认证系统极大的提升了身份认证的安全性和智能性。本实用新型产品的具有极高的安全性和智能性，有较强的推广价值和实用价值。
Claims (4)
1.一种基于树莓派的智能身份认证系统，主要包括5V/2A直流电源、充电锂电池、树莓派控制板、USB-RGB摄像头、功能按键模块、继电器模块、24V直流电源、光学指纹模块和液晶显示模块；其特征在于：树莓派控制板分别连接充电锂电池、USB-RGB摄像头、功能按键模块、继电器模块、光学指纹模块和液晶显示模块，5V/2A直流电源和充电锂电池连接，继电器模块和24V直流电源连接；
所述树莓派控制板通过串口与光学指纹模块的双向通信，实现指纹数据的采集；
所述树莓派控制板通过USB与USB-RGB摄像头通讯，实现人脸图像数据的采集；
所述树莓派控制板通过通用输入输出口与液晶显示模块，实现界面的显示；
所述树莓派控制板通过通用输入输出口与按键功能模块，实现一些系统的功能选择。
2.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的智能身份认证系统，其特征在于：主要控制板为由树莓派控制板及其电路组成的核心控制模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的智能身份认证系统，其特征在于：所述USB-RGB摄像头，可以实现彩色数据的采集。
4.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的智能身份认证系统，其特征在于：所述液晶显示模块具体为12864液晶显示模块。
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|---|---|---|---|---|
| CN109272671A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-01-25 | 陕西科技大学 | 一种基于人脸识别兼指纹识别的多选本地实时储物柜及其进行存取物品的方法 |
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