CN207833596U - 一种智能家居指纹识别门禁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能家居指纹识别门禁系统，包含FPI指纹识别模块、无线模块、邮件模块、Raspberry Pi主控模块、AVR模块、执行单元和电源模块；所述FPI指纹识别模块包含指纹采集模块、数据传输模块、片外存储器模块、处理器模块和系统电流管理模块；所述指纹采集模块、数据传输模块、片外存储器模块分别与处理器模块连接，所述系统电流管理模块分别与指纹采集模块、片外存储器模块和处理器模块连接，本实用新型用Raspberry Pi主控模块和无线通讯模块使得整个结构更加简单，对系统性能有一个明显的提高，另外一个特点是定时检测门锁状态并采用无线通讯方式向用户发送报警邮件，大大增强了门锁的安全性。

Description

一种智能家居指纹识别门禁系统

技术领域

本实用新型属于环境智能监控领域，尤其涉及一种智能家居指纹识别门禁系统。

背景技术

目前，指纹识别的技术原理是从指纹数据库中查找与采集指纹是否匹配的指纹数据，达到通过辨别身份实现开关门锁的目的。指纹识别系统由指纹图像采集、指纹图像预处理、指纹特征提取、指纹特征匹配、特征数据库等几部分组成。指纹图像预处理采用了Gabor滤波的方法进行灰度图滤波去噪，通过将图像滤波后，对其进行二值化处理使各种噪声得到滤除或者修正。指纹特征提取是建立在对该点8邻点统计分析基础之上，特征点通过计算CN(Croosing Number)得到。指纹特征匹配的过程是计算两幅指纹相似程度的过程，在做指纹匹配前必须把不同的指纹图像校准，找到输入特征点集和模板特征点集之间的最佳变换。指纹识别系统大体上可分为两个内容：指纹注册和指纹比对。指纹注册主要包括指纹采集、指纹图像预处理、特征点提取和特征值存储。指纹比对的前3步操作与指纹注册完全相同，在特征点提取后，生成的指纹特征值将与存储在指纹特征数据库的特征值作特征匹配，最后输出匹配结果。

门禁系统顾名思义就是对出入口通道进行管制的系统， 它是在传统的门锁基础上发展而来的。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理， 材料多么坚固，人们总能通过各种手段把它打开。在出入人员很多的通道（像办公大楼、 酒店客房）钥匙的管理很麻烦，钥匙丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。为了解决这些问题，就出现了电子磁卡锁，电子密码锁，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代， 但随着这两种电子锁的不断应用， 它们本身的缺陷就逐渐暴露，磁卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，安全系数低。密码锁的问题是密码容易泄露，又无从查起，安全系数很低。同时这个时期的产品由于大多采用读卡部分 （密码输入）与控制部分合在一起安装在门外，很容易被人在室外打开锁。这个时期的门禁系统还停留在早期不成熟阶段，因此当时的门禁系统通常被人称为电子锁，应用也不广泛。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提出了一种智能家居指纹识别门禁系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种智能家居指纹识别门禁系统，包含FPI指纹识别模块、无线模块、邮件模块、Raspberry Pi主控模块、AVR模块、执行单元和电源模块；所述FPI指纹识别模块通过无线模块连接Raspberry Pi主控模块，所述Raspberry Pi主控模块通过AVR模块连接执行单元，所述邮件模块与Raspberry Pi主控模块连接，所述电源模块分别与FPI指纹识别模块、无线模块、邮件模块、Raspberry Pi主控模块、AVR模块、执行单元连接，用于提供所需电能；

所述FPI指纹识别模块包含指纹采集模块、数据传输模块、片外存储器模块、处理器模块和系统电流管理模块；所述指纹采集模块、数据传输模块、片外存储器模块分别与处理器模块连接，所述系统电流管理模块分别与指纹采集模块、片外存储器模块和处理器模块连接。

作为本实用新型一种智能家居指纹识别门禁系统的进一步优选方案，指纹采集模块采用FPC1011F指纹传感器。

作为本实用新型一种智能家居指纹识别门禁系统的进一步优选方案，所述执行单元包含电机，用于开关门锁。

作为本实用新型一种智能家居指纹识别门禁系统的进一步优选方案，所述处理器模块采用TMS320VC5509的32位定点高速数字DSP处理器。

作为本实用新型一种智能家居指纹识别门禁系统的进一步优选方案，所述电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、充电控制电路、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块通过充电控制电路与蓄电池连接，所述蓄电池与PLC控制器连接。

作为本实用新型一种智能家居指纹识别门禁系统的进一步优选方案，所述充电控制电路包括信号控制端、充电电源端、设备供电端、电池端、三极管、第一MOS管和第二MOS管；其中，所述充电电源端通过串联的第一电阻和第二电阻接地；所述三极管的基极分别连接所述信号控制端和充电电源端，所述三极管的集电极通过第四电阻连接所述第二MOS管的栅极，还通过第三电阻连接所述第一MOS管的源极，所述三极管的发射极接地；所述第二MOS管的源极通过第一二极管连接所述充电电源端，漏极连接所述设备供电端；所述第一MOS管的源极通过第一二极管连接所述充电电源端，栅极连接所述第一电阻和第二电阻的连接点，漏极连接所述电池端。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.本实用新型FPI指纹识别模块强大的图像处理功能对指纹识别非常灵敏，及时处理接收到的指纹信息，并与Raspberry Pi通讯；Raspberry Pi模块，一方面控制AVR去检测门的开关状态以及开关门锁，另一方面控制FPI指纹录入和匹配，并在Raspberry Pi上建立数据库记录用户信息；控制器AVR反馈给Raspberry Pi门的开关状态，并且控制电机来开关门锁，加强了在硬件方面的拓展，可通过硬件在更多方面对门进行监测；

2.本实用新型使用了无线通讯模块，避免了过多布线可能对原本门锁结构的破坏，使该系统的硬件组成方便快速；

3.本实用新型用RaspberryPi主控模块和无线通讯模块使得整个结构更加简单，对系统性能有一个明显的提高，另外一个特点是定时检测门锁状态并采用无线通讯方式向用户发送报警邮件，大大增强了门锁的安全性；

4.本实用新型把光伏电源与家用电源相结合，再加上物联网技术，有效的节约了能源，并且有效的应付诸如断电等突发情况；

5.本实用新型通过充电控制电路控制更好的控制太阳能给蓄电池充电。

附图说明

图1是本实用新型整体系统结构原理图；

图2是本实用新型FPI指纹识别模块结构原理图；

图3是本实用新型电源模块的结构原理图；

图4是本实用新型电源模块充电控制电路电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案

为能进一步说明本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例进一步描述本实用新型。本领域的技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围的前提下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换， 但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围。

一种智能家居指纹识别门禁系统，如图1所示，包含FPI指纹识别模块、无线模块、邮件模块、Raspberry Pi主控模块、AVR模块、执行单元和电源模块；所述FPI指纹识别模块通过无线模块连接Raspberry Pi主控模块，所述Raspberry Pi主控模块通过AVR模块连接执行单元，所述邮件模块与Raspberry Pi主控模块连接，所述电源模块分别与FPI指纹识别模块、无线模块、邮件模块、Raspberry Pi主控模块、AVR模块、执行单元连接，用于提供所需电能；

三方通讯实现用户的指纹录入和匹配，以及门锁的开关，并且以发送邮件的方式来监控门锁的状态。FPI指纹识别模块强大的图像处理功能对指纹识别非常灵敏，及时处理接收到的指纹信息，并与Raspberry Pi通讯；Raspberry Pi模块，一方面控制AVR去检测门的开关状态以及开关门锁，另一方面控制FPI指纹录入和匹配，并在Raspberry Pi上建立数据库记录用户信息；控制器AVR反馈给Raspberry Pi门的开关状态，并且控制电机来开关门锁，加强了在硬件方面的拓展，可通过硬件在更多方面对门进行监测。

此外，使用了无线通讯模块，避免了过多布线可能对原本门锁结构的破坏，使该系统的硬件组成方便快速。

如图2所示，所述FPI指纹识别模块包含指纹采集模块、数据传输模块、片外存储器模块、处理器模块和系统电流管理模块；所述指纹采集模块、数据传输模块、片外存储器模块分别与处理器模块连接，所述系统电流管理模块分别与指纹采集模块、片外存储器模块和处理器模块连接。

指纹采集模块采用FPC1011F指纹传感器。FPI芯片上集成了图像采集芯片FPC1011F，FPC1011F指纹传感器是电容式半导体传感器件，该电容式指纹传感器利用了反射式探测技术，属于平面式采集指纹传感。

所述执行单元包含电机，用于开关门锁。

所述处理器模块采用TMS320VC5509的32位定点高速数字DSP处理器。指纹模块基于TI公司的TMS320VC5509高级数字DSP处理器为主核，芯片结构框图。高精光学采集头(TFS-D0307)，高速、稳定;标准UART接口通讯，标准8字节通讯协议，FPI完成处理接收到的指纹信息，并与Raspberry Pi主控模块通讯的工作。

如图3所示，所述电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、充电控制电路、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块通过充电控制电路与蓄电池连接，所述蓄电池与微控制器模块连接。本实用新型把光伏电源与家用电源相结合，再加上物联网技术，有效的节约了能源，并且有效的应付诸如断电等突发情况。

如图4所示，所述充电控制电路包括信号控制端、充电电源端、设备供电端、电池端、三极管、第一MOS管和第二MOS管；其中，所述充电电源端通过串联的第一电阻和第二电阻接地；所述三极管的基极分别连接所述信号控制端和充电电源端，所述三极管的集电极通过第四电阻连接所述第二MOS管的栅极，还通过第三电阻连接所述第一MOS管的源极，所述三极管的发射极接地；所述第二MOS管的源极通过第一二极管连接所述充电电源端，漏极连接所述设备供电端；所述第一MOS管的源极通过第一二极管连接所述充电电源端，栅极连接所述第一电阻和第二电阻的连接点，漏极连接所述电池端。

Claims (6)

1.一种智能家居指纹识别门禁系统，其特征在于：包含FPI指纹识别模块、无线模块、邮件模块、Raspberry Pi主控模块、AVR模块、执行单元和电源模块；所述FPI指纹识别模块通过无线模块连接Raspberry Pi主控模块，所述Raspberry Pi主控模块通过AVR模块连接执行单元，所述邮件模块与Raspberry Pi主控模块连接，所述电源模块分别与FPI指纹识别模块、无线模块、邮件模块、Raspberry Pi主控模块、AVR模块、执行单元连接，用于提供所需电能；

所述FPI指纹识别模块包含指纹采集模块、数据传输模块、片外存储器模块、处理器模块和系统电流管理模块；所述指纹采集模块、数据传输模块、片外存储器模块分别与处理器模块连接，所述系统电流管理模块分别与指纹采集模块、片外存储器模块和处理器模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能家居指纹识别门禁系统，其特征在于：指纹采集模块采用FPC1011F指纹传感器。

3.根据权利要求1所述的一种智能家居指纹识别门禁系统，其特征在于：所述执行单元包含电机，用于开关门锁。

4.根据权利要求1所述的一种智能家居指纹识别门禁系统，其特征在于：所述处理器模块采用TMS320VC5509的32位定点高速数字DSP处理器。

5.根据权利要求1所述的一种智能家居指纹识别门禁系统，其特征在于：所述电源模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、充电控制电路、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块通过充电控制电路与蓄电池连接，所述蓄电池与PLC控制器连接。

6.根据权利要求5所述的一种智能家居指纹识别门禁系统，其特征在于：所述充电控制电路包括信号控制端、充电电源端、设备供电端、电池端、三极管、第一MOS管和第二MOS管；其中，所述充电电源端通过串联的第一电阻和第二电阻接地；所述三极管的基极分别连接所述信号控制端和充电电源端，所述三极管的集电极通过第四电阻连接所述第二MOS管的栅极，还通过第三电阻连接所述第一MOS管的源极，所述三极管的发射极接地；所述第二MOS管的源极通过第一二极管连接所述充电电源端，漏极连接所述设备供电端；所述第一MOS管的源极通过第一二极管连接所述充电电源端，栅极连接所述第一电阻和第二电阻的连接点，漏极连接所述电池端。