CN209486751U - 一种nb-iot指静脉识别智能门锁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种NB‑IOT指静脉识别智能门锁，包括锁体、设置在锁体内的电子锁、供电模块、MCU主控模块、突出设置在锁体外侧上部的突出部以及设置在锁体内部的NB‑IOT通讯模块，所述突出部具有向朝向锁体前上方的第一上面；所述突出部内设置有槽口在突出部一侧的指静脉采集槽，所述指静脉采集槽的外侧设置有指静脉采集装置，所述指静脉采集槽的槽口处的设置有用于启动静脉采集装置的启动开关；所述MCU主控模块分别与电子锁、NB‑IOT通讯模块、指静脉采集装置和启动开关连接；本实用新型应用NB‑IOT技术的指静脉智能门锁，能够延长智能门锁电池的使用时长、可以实现快速开锁、能够实现物联网远程开锁以及使智能门锁具有很高的安全性。

Description

一种NB-IOT指静脉识别智能门锁

技术领域

本实用新型属于智能门锁领域，具体涉及一种NB-IOT指静脉识别智能门锁。

背景技术

NB-IOT是指窄带物联网(Narrow Band Internet Of Things)技术，NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IOT)市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术，接入NB-IOT后智能锁的待机时间将从原来的1年延长为2年左右，并且无需网关或路由，直连运营商的基站，从而使联网智能锁在网络稳定性及安全性上更加有保障。NB-IOT信号穿墙性远远超过现有的网络，即便是家庭地下室，智能锁也可能通过数据传输实现“随即密码”，NB-IOT技术比传统移动通信网络连接能力高出100倍以上从而同一基站可以连接更多的物联网智能锁设备，能够避免掉线情况。

物联网的这一概念的出现改变了家居锁具的原有模式，已经有部分的消费者开始尝试智能锁，以达到不用携带钥匙的目的，目前的家用智能锁多为密码锁或指纹锁，指纹识别目前具有技术成熟、零件多样、成本低、应用范围广等优势,其行为动作更易为大众习知，但指纹易被盗取因而安全性较低，密码锁则仍然存在忘记密码的可能，且密码可通过窥视盗取。生物识别技术除了指纹识别外还有静脉识别、人脸识别、心率识别、虹膜识别、声音识别等手段；静脉识别主要依靠红外光照射手指取得血管纹路，是靠血液流动形成的一种活体密码；人脸识别需要在锁具内部侵入摄像头或半导体电路，用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部识别的一系列相关技术；心率识别技术基于体积描记法，配合光敏传感器测算出使用者的心率(脉搏)，从而进行准确的用户识别；虹膜识别、语音识别能实现真正的“不用手开锁”，不仅不用掏出钥匙解决问题，连手指头都不必动一动，但人声比较容易冒充，虹膜则终生不变且难以复制，但目前虹膜识别技术的成本还比较高，从体验感来说，使用虹膜识别进行身份识别的时候，需要眼睛盯着虹膜采集扫描仪看，体验感不是很好。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足而提供一种应用NB-IOT技术的指静脉智能门锁，能够延长智能门锁电池的使用时长、可以实现快速开锁、能够实现物联网远程开锁以及使智能门锁具有很高的安全性。

本实用新型的技术方案如下：

一种NB-IOT指静脉识别智能门锁，简称智能门锁，包括锁体、设置在锁体内的电子锁、设置在锁体下部的供电模块、用于向电子锁发送信号以控制电子锁启闭的MCU主控模块、突出设置在锁体外侧上部的突出部以及设置在锁体内部的NB-IOT通讯模块，所述突出部具有向朝向锁体前上方的第一上面；所述突出部内设置有槽口在突出部一侧的指静脉采集槽，所述指静脉采集槽的外侧设置有指静脉采集装置，所述指静脉采集槽的槽口处的设置有用于启动静脉采集装置的启动开关；所述MCU主控模块分别与电子锁、NB-IOT通讯模块、指静脉采集装置和启动开关连接。

进一步的，所述指静脉采集装置包括光反射式采集装置或光直射式采集装置。

进一步的，所述第一上面上设置有显示屏，所述显示屏与MCU主控模块连接。

进一步的，所述启动开关为轻触开关或触摸开关。

进一步的，所述锁体的外侧设置有按键模块，便于用户以密码的方式进行身份验证。

进一步的，所述按键模块包括机械按键或触摸按键。

进一步的，还包括设置锁体内部的报警模块，所述报警模块用于以声或光的形成发出警报。

进一步的，所述锁体外侧相对于所述供电模块的位置设置有备用电源口。

进一步的，所述备用电源口处设置有防尘塞。

需要说明的是，为了实现本实用新型智能门锁的物联网开锁功能，在使用时，还设置有与所述智能门锁配合使用的云端服务器，指静脉采集装置将采集到的指静脉图像通过NB-IOT模块发送至云端服务器，在云端服务器上进行指静脉图像的预处理、特征提取、特征识别、特征匹配等身份认证工作，身份认证成功后云端服务器向智能门锁发送开门信号，MCU主控模块控制电子锁开锁；同时，智能门锁管理者还可以安装智能门锁的管理者APP，可以设置在智能门锁每次开门后，从云端服务器中获取每次开锁人员的信息并以APP消息推送或第三方短信的方式通知智能门锁的管理者，智能门锁管理者可以在APP或PC端等管理者终端上以WIFI/GSM/GPRS/3G/4G通讯的方式登录云端服务器并设置云端服务器消息推送的方式；当然也可以采用在智能门锁的锁体内部直接设置指静脉识别芯片的目的实现指静脉的图像识别。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型集成静脉识别技术和低功耗NB-IOT模块,静脉识别为活体识别，具有安全性高、唯一性等特点，NB-IOT模块使得依靠其智能门锁自身供电模块就可以通过NB-IOT 无线方式将智能门锁信息以APP形式或者通过云端服务器以第三方短信等方式通知，省去了智能网关，在物料方面成本大大降低，相对于WiFi智能锁功耗更低，更省电；同时NB-IOT覆盖广、具备支撑海量连接的能力，在同样的频段下，NB-IOT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力，NB-IOT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度和优化的网络架构；同时，NB-IOT模块具有较低的成本，若使用云端服务器进行指静脉的图像识别还可减少单个智能门锁的芯片成本，除了将本智能门锁家用外，还可将本智能门锁适用于酒店客房管理、宿舍管理等领域；

本实用新型部不同于现有技术中通常将指静脉采集槽垂直于锁体、需要用户将手指垂直的伸入认证方式，使用新型采用手指侧入式的认证方式，用户在认证时不需要将手指过度的向手肘外侧弯曲而是直接沿小臂的方向自然的伸展手指即可将手指插入指静脉采集槽中采集指静脉，用户在认证时的姿势更加自然；显示屏设置在突出部的上面，由于突出部的上面倾斜设置使得用户在查看显示屏上的显示内容时无需弯腰，仅需低头即可查看；而在指静脉采集槽的槽口处设置启动开关，指静脉采集装置在闲时处于掉电状态，在启动开关触发后，MCU主控模块控制指静脉采集装置开始上电工作。

附图说明

图1为本实用新型实施例的前视图。

图2为本实用新型实施例的右视图。

图3为本实用新型实施例1的突出部的局部放大图。

图4为本实用新型实施例2的突出部的局部放大图。

图5为本实用新型智能门锁的示意框图。

图中，突出部1、第一上面101、显示屏2、主控电路板3、锁体4、把手5、供电模块 6、指静脉采集槽7、启动开关8、图像采集器9、红外光源10、按键模块11、备用电源口 12、指静脉采集装置13、报警模块15、MCU主控模块16、NB-IOT通讯模块17、电子锁18。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1、图2、图3、图5所示，一种NB-IOT指静脉识别智能门锁，简称智能门锁，包括锁体4、设置在锁体4内的电子锁18、设置在锁体4下部的供电模块、用于向电子锁 18发送信号以控制电子锁18启闭的MCU主控模块16、突出设置在锁体4外侧上部的突出部1以及设置在锁体4内部的NB-IOT通讯模块17，突出部1具有向朝向锁体4前上方的第一上面101；突出部1内设置有槽口在突出部1一侧的指静脉采集槽7，指静脉采集槽7 的外侧设置有指静脉采集装置13，指静脉采集槽7的槽口处设置有用于启动静脉采集装置的启动开关8；MCU主控模块16分别与电子锁18、NB-IOT通讯模块17、指静脉采集装置 13和启动开关8连接。

优选的，如图2、图3所示，第一上面101与水平面的夹角为30度～40度，以确保当显示屏2在安装后且其外表面与第一上面101齐平时，用户在查看显示屏2时无需过度弯腰即可查看显示屏2。

用户在解锁智能门锁时多采用食指或中指，而食指和中指前两个关节的总长度为35～45mm，为了避免用户解锁时手指戳到指静脉采集槽7的底端引起疼痛，优选的，指静脉采集槽7的深度为50mm，宽高尺寸为25*25mm，槽口的形状可以与指静脉采集槽7的横截面四边形的形状相同，为了美观，槽口的形状也可以是圆形。

如图3所示，指静脉采集装置13包括光直射式采集装置，光直射式采集装置包括设置在指静脉采集槽7一侧的红外光源10，以及设置在指静脉采集槽7一侧且与红外光源 10相对设置的图像采集器9；与指静脉采集装置13红外光源10和图像采集器9的位置对应的，在指静脉采集槽7的槽壁上与红外光源10和图像采集器的9相应的位置上设置有用于形成光通路的透光区；光直射法能够获得的图像对比度高,图像更为清晰；优选的，红外光源10采用波长为850nm的红外LED，由于血红蛋白在波长为850nm和760nm处具有两个吸收峰,因此850nm波长的近红外光容易被静脉所吸收，图像采集器9为CMOS/CCD图像传感器，如型号为UI-1220的CMOS图像传感器。

优选的，如图1、图2、图3所示，第一上面101上设置有显示屏2，显示屏2与MCU 主控模块16连接，优选的，显示屏2为尺寸不大于3.2寸的OLED双色显示屏或TFT彩色显示屏。

如图1、图2、图3所示，启动开关8为轻触开关或触摸开关，优选的，为轻触开关，轻触开关的键帽略微超出静脉采集槽7的内表面，大致在0.5～2mm的高度，使得用户手指伸入静脉采集槽7后，用户的手指能够自然的压在轻触开关上，轻触开关即向MCU主控模块16发送信号，MCU主控模块16控制红外光源、图像采集器以及NB-IOT模块上电工作，在指静脉图像采集完成后，定时采集停止或云端服务器向MCU主控模块16发送信号，暂停红外光源、图像采集器的工作；轻触开关或触摸开关为现有技术，将其应用到本实用新型时，定制键帽的形状使其与指静脉采集槽7的内壁形状适应即可。

优选的，如图1、图2所示，锁体4的外侧设置有按键模块11，优选的采用4*3或4*4矩阵键盘，按键模块11与MCU主控模块16连接，以便于用户以密码的方式进行身份验证；按键模块11包括机械按键或触摸按键，有选的采用触摸按键，触摸按键为现有技术。

优选的，还包括设置锁体4内部的报警模块15，报警模块15用于以声或光的形成发出警报，具体的，包括设置在锁体内部且能向锁体4外侧发光的LED闪光灯以及设置在突出部1内部的喇叭，报警模块15与MCU主控模块16电连接，当指静脉验证成功或失败后， MCU主控模块16从云端服务器接收到验证成功或验证失败的信号并控制LED闪光灯及喇叭发出相应的提示。

优选的，供电模块6采用电池供电，电池通过电池盒设置在锁体4中，电池盒具有可拆卸的如卡扣连接的电池盖以实现电池的更换；优选的，MCU主控模块16还包括电池电量检测模块，如采用型号为BQ27410的电量检测芯片的电池电量检测模块，BQ27410可提供剩余电池容量、充电状态(进度)、电池电压的检测功能。

优选的，如图1、图2所示，锁体4外侧相对于供电模块6的位置设置有备用电源口12，备用电源口12用于为智能门锁的内部系统提供额外的电力供应，以避免由于供电模块6亏电造成智能门锁无法开锁局面的发生，优选的，备用电源口12为常见接口，如Micro USB或Type-C或Lightning接口。

优选的，备用电源口12处设置有防尘塞，防尘塞的形状与备用电源口12的形状相适配，防尘塞的材质为硅胶。

具体的，NB-IOT通讯模组可采用型号为BC95的无线数据模块，MCU主控模块16包括主控电路板以及集成在主控电板3上的主控芯片，主控芯片可采用STM32系列处理器，具体型号如STM32L151C8T6，除此之外，主控电路板3还包括存储器、复位及晶振电路、电子锁18驱动电路、I/O及外围电路等电路组成，本领域的技术人员有能力在本申请文件的思想指导下实现主控电路板3的设计，也可通过直接采购现有的静脉识别组模、单片机开发板等实现本实用新型的功能。

实施例2

本实施例为基于实施例1的另一种实施方式，对于实施例1相同的技术方案描述将省略，仅对与实施例1不同的技术方案进行说明。本实施例2与实施例1的不同之处在于红外光源10和图像采集器9的设置位置不同。

如图1、图2、图4所示，本实施例中的指静脉采集装置13为光反射式采集装置，光线反射法中,反射光强度的细微差别形成了静脉图像,其优势在于光源和传感器可以封装在一起,设备更紧凑,并且表面开放,与用户之间没有障碍。

但采用反射式指静脉采集法从皮肤表面和浅层强反射光穿透皮肤下会导致图像的对比度变弱，可能会导致采集到的图像不够清晰，而采用实施例1的直射式指静脉采集法，手指需要放在红外光源10和图像采集器9之间，因而设备相对较大，本实用新型采用设置突出部的1的方式来容纳指静脉采集装置13，在一定程度上避免了锁体4的整体增大。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (7)

1.一种NB-IOT指静脉识别智能门锁，包括锁体(4)、设置在锁体(4)内的电子锁(18)、设置在锁体(4)下部的供电模块和用于向电子锁(18)发送信号以控制电子锁(18)启闭的MCU主控模块(16)，其特征在于：还包括突出设置在锁体(4)外侧上部的突出部(1)以及设置在锁体(4)内部的NB-IOT通讯模块(17)，所述突出部(1)具有向朝向锁体(4)前上方的第一上面(101)；所述突出部(1)内设置有槽口在突出部(1)一侧的指静脉采集槽(7)，所述指静脉采集槽(7)的外侧设置有指静脉采集装置(13)，所述指静脉采集槽(7)的槽口处的设置有用于启动静脉采集装置的启动开关(8)；所述MCU主控模块(16)分别与电子锁(18)、NB-IOT通讯模块(17)、指静脉采集装置(13)和启动开关(8)连接。

2.根据权利要求1所述的一种NB-IOT指静脉识别智能门锁，其特征在于：所述指静脉采集装置(13)包括光反射式采集装置或光直射式采集装置。

3.根据权利要求1所述的一种NB-IOT指静脉识别智能门锁，其特征在于：所述第一上面(101)上设置有显示屏(2)，所述显示屏(2)与MCU主控模块(16)连接。

4.根据权利要求1所述的一种NB-IOT指静脉识别智能门锁，其特征在于：所述启动开关(8)为轻触开关或触摸开关。

5.根据权利要求1所述的一种NB-IOT指静脉识别智能门锁，其特征在于：所述锁体(4)的外侧设置有按键模块(11)，所述按键模块(11)与所述MCU主控模块(16)连接。

6.根据权利要求1所述的一种NB-IOT指静脉识别智能门锁，其特征在于：还包括设置锁体(4)内部的报警模块(15)，所述报警模块(15)与所述MCU主控模块(16)连接，所述报警模块(15)用于以声或光的形成发出警报。

7.根据权利要求1所述的一种NB-IOT指静脉识别智能门锁，其特征在于：所述锁体(4)外侧相对于所述供电模块(6)的位置设置有备用电源口(12)。