CN209891874U - 一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁，包括设置在门锁固定座中的电控锁、形状为“L”型且下端与门锁固定座相连的门把手、设置在门把手内侧下端且正面朝向门锁固定座的指纹采集装置、设置在指纹采集装置上方的图像采集装置、设置在门锁固定座中且正对图像采集装置设置的近红外灯模块、设置在门锁固定座中用于存储预先录入的指纹和静脉分布图的存储器、主控模块以及电源模块；本实用新型联合采用指纹识别和指静脉识别技术，高度防伪，能够保证智能门锁认定的准确性和唯一性，从而保证智能门锁的安全性、可靠性和防伪性，本实用新型简便易用，能够快速识别，手指仅需一次放置，即可实现指纹和指静脉的同时识别。

Description

一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁

技术领域

本实用新型属于智能门锁技术领域，具体涉及一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁。

背景技术

目前的智能门锁多采用指纹识别和密码识别等技术来进行门锁的开启，但密码开锁的一大缺陷和漏洞是密码锁盘处是始终裸露在外的，外媒有报道黑客使用特制的肉眼不可见喷剂喷涂在密码盘处，当主人输入密码锁时会在密码盘的喷剂上造成划痕和轨迹，从而导致密码泄漏；指纹可以说是应用最为广泛的生物特征识别手段了但指纹锁最大的风险其实就是指纹的泄漏。

静脉识别，是生物识别的一种，静脉识别系统一种方式是通过静脉识别仪取得个人静脉分布图，依据专用比对算法从静脉分布图提取特征值，另一种方式通过红外线CCD摄像头获取手指、手掌、手背静脉的图像，人体静脉中红血球的血红素是氧气的还原血红素，还原血红素会吸收近红外线，因此当近红外线照射到手指时，只有静脉部分才会有微弱的反射，从而形成静脉纹路图像，之后的步骤与其他生物识别过程相差无几，静脉的特征值被提取并存储后，运用先进的滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征，采用复杂的匹配算法同存储在主机中静脉特征值比对匹配，从而对个人进行身份鉴定，确认身份。静脉识别是活体识别技术，指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，相比传统指纹识别技术，指静脉识别不受手指是否潮湿、干净或者破损等因素的影响(无需接触仪器)；另外更加安全、快速、准确，随机两个人的指静脉结构相同的几率是34亿分之一，因此可以说每个人的指静脉结构都独一无二，因而具有很高的安全性、稳定性和唯一性。

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利用静脉识别和指纹识别技术进行综合识别的智能门锁，采用两种生物识别方式进行认证，能够保证智能门锁认定的准确性和唯一性，从而智能门锁的安全性、可靠性和防伪性。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁，简称智能门锁，包括设置在门锁固定座中的电控锁、形状为“L”型且下端与门锁固定座相连的门把手、设置在门把手内侧下端且正面朝向门锁固定座的指纹采集装置、设置在指纹采集装置上方的图像采集装置、设置在门锁固定座中且正对图像采集装置设置的近红外灯模块、设置在门锁固定座中用于存储预先录入的指纹和静脉分布图的存储器、设置在门锁固定座中的主控模块以及用于为智能门锁供电的电源模块；所述主控模块分别与电控锁、指纹采集装置、图像采集装置、近红外灯模块和存储器相连。

进一步的，所述门把手的上部设置有用于多根手指定位的定位槽。

进一步的，所述近红外灯模块包括成列排布的若干近红外LED灯珠，所述近红外LED灯珠的波长为700nm～1000nm。

进一步的，所述智能门锁还包括设置在门锁固定座上的滤光片，所述滤光片为红外颜色滤光片或红外薄膜滤光片。

进一步的，所述滤光片为850滤光片。

进一步的，所述智能门锁还包括设置在图像采集装置外侧的滤光面板。

进一步的，所述滤光面板为850滤光片。

进一步的，所述智能门锁还包括用于多次特征比对失败后发出警报的报警模块，所述报警模块包括状态指示灯或蜂鸣器，所述报警模块与所述主控模块相连。

进一步的，所述智能门锁还包括设置在门把手内侧上端的启动装置，所述启动装置与所述主控模块相连，当检测到有人摁压门把手的内侧面时，所述主控模块控制指纹采集装置和图像采集装置上电工作。

进一步的，所述图像采集装置为CMOS图像传感器或CCD图像传感器。

进一步的，所述智能门锁还包括与主控模块相连的人机交互模块。

本实用新型的工作过程如下：本实用新型通过图像采集装置采集用户指静脉的分布图，在采集指静脉的同时通过指纹采集装置采集用户的指纹，主控模块及时接收指静脉识别数据和指纹识别数据并访问存储器获取其中预设的指纹和静脉分布图，有且仅有当采集到的指静脉分布与指纹均与存储器中预先存储的指纹和指静脉分布均匹配成功时，主控模块控制电控锁打开；由于本实用新型采用的是“L”型门把手，开门时用户的手掌向下拉开门，而本实用新型的图像采集装置和指纹采集装置为竖直设置的，用户即可在保持指纹采集和指静脉图像采集的原本姿势不变的情况下、在电子锁开锁后，顺势拉门或推门实现开门操作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型联合采用指纹识别和指静脉识别技术，高度防伪，静脉隐藏在身体内部，被复制或盗用的机率很小，指静脉受生理和环境影响的因素较低，干燥皮肤，油污，灰尘污染，皮肤表面异常等均不会影响指静脉的识别，能够保证智能门锁认定的准确性和唯一性，从而保证智能门锁的安全性、可靠性和防伪性，本实用新型简便易用，能够快速识别，手指仅需一次放置，即可实现指纹和指静脉的同时识别。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的侧视结构示意图。

图2为本实用新型一个实施例的门把手的主视图。

图3为本实用新型一个实施例的电路方框图。

图中，门锁固定座1、电控锁2、门把手3、指纹采集装置4、图像采集装置5、近红外灯模块6、存储器7、主控模块8、电源模块9、启动装置10、报警模块11、主控电路板12、滤光片13、定位槽14。

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所示，一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁，简称智能门锁，包括设置在门锁固定座1中的电控锁2、形状为“L”型且下端与门锁固定座1相连的门把手3、设置在门把手3内侧下端且正面朝向门锁固定座1的指纹采集装置4、设置在指纹采集装置4上方的图像采集装置5、设置在门锁固定座1中且正对图像采集装置5设置的近红外灯模块6、设置在门锁固定座1中用于存储预先录入的指纹和静脉分布图的存储器7、设置在门锁固定座1中的主控模块8以及用于为智能门锁供电的电源模块9；主控模块8分别与电控锁2、指纹采集装置4、图像采集装置5、近红外灯模块6和存储器7相连。

指纹采集装置4包括半导体指纹头或光学指纹头；半导体指纹头为识别活体指纹，安全性高，具有非常高的灵敏度和识别精度，但半导体指纹头的电容板比光学指纹模块的钢化玻璃的成本高，其他部件的成本也相对高于光学指纹模块，且半导体指纹头的采集窗口会受到污渍汗渍以及静电的影响，容易被划花，所以需要使用时注意保护和养护；光学指纹识别模块的环境适应性较强，光学指纹头采集窗一般采用钢化玻璃，能够一定程度上增强抗压抗磨和耐酸性，污渍的腐蚀，对工作环境的温度适应性较好，且表面易于清洁，稳定性好，造价较低，但光学指纹头是依据指纹脊和谷对光的反射不同成像，对于指纹浅，指纹太干或者脱皮的用户，会容易出现错误识别的现象，同时由于光线指纹她需要发射强光，所以相对于半导体指纹头功耗更大，半导体指纹头和光学指纹头为现有技术，此处不再赘述。

图像采集装置5为CMOS图像传感器或CCD图像传感器，图像采集装置5的数量可以为多个以确保能够采集到足够的指静脉分布图像，优选的，采用黑白图像传感器，如型号为MT9V032C12的黑白CMOS图像传感器。

本实用新型采用的是光直射式采集指静脉的方式；近红外灯模块6包括成列排布的若干近红外LED灯珠，近红外LED灯珠的波长为700nm～1000nm，优选的，近红外LED灯珠的波长为800～960nm；人体组织中的其他部分在800～960nm波长范围内吸取率相对较低，所以在近红外光源的照射下，手指静脉部分会因为对光线有较多的吸取而呈黑色，同时其它部分呈白色，这样就可以得到清晰的指静脉图像。

优选的，如图1所示，智能门锁还包括设置在门锁固定座1上的滤光片13，滤光片13与门锁固定座1密封连接，滤光片13为红外颜色滤光片或红外薄膜滤光片，优选的，滤光片13为850滤光片，在850nm左右的红外光照射条件下，静脉透射的部分较少，成像明显。

优选的，智能门锁还包括设置在图像采集装置5外侧的滤光面板，滤光面板与门把手3的内侧面密封连接，滤光面板与滤光片13对应设置，用于滤掉门把手3两侧的杂光及修正光线色彩，使得指静脉的识别更加高效。

优选的，如图2所示，门把手3的上部设置有用于多根手指定位的定位槽14，定位槽14设置在门把手3的上端面；通常，用户在开门的时候会使用多根手指，设置定位槽14的目的是为了确保每次进行指纹和指静脉采集的时候手指的位置保持一致。

存储器7可采用TF卡或SD卡，可在市场上直接购买，此处不再赘述。

优选的，如图1所示，智能门锁还包括设置在门锁固定座1中的主控电路板12，控制模块8和存储器7均设置在主控电路板12上，主控电路板12包括ARM处理板、MCU处理板、MIPS处理板、DSP处理板，控制模块8可采用MIPS芯片X1000或STM32F765处理器。

优选的，智能门锁还包括用于多次特征比对失败后发出警报的报警模块11，报警模块11包括状态指示灯或蜂鸣器，报警模块11与主控模块8相连；当未成功匹配超过三次时，蜂鸣器发出声音提醒；状态指示灯可用于指示电量。

优选的，如图1、图2所示，智能门锁还包括设置在门把手3内侧上端的启动装置10，启动装置10与主控模块8相连，当检测到有人摁压门把手3的内侧面时，启动装置10向主控模块8发送启动信号，主控模块8控制指纹采集装置4和图像采集装置5上电工作；启动装置10包括压力传感器或热释电传感器；优选的，启动装置10为压力传感器，当压力传感器检测到有压力时，证明此时存在用户正在对门把手3施加压力进行开门动作，此时启动装置10控制图像采集装置5、近红外灯模块6和主控模块8开始工作。

优选的，智能门锁还包括与主控模块8相连的人机交互模块，人机交互模块用于用户输入信息和显示信息，优选的，人机交互模块包括设置于门锁固定座1的矩阵键盘和设置在矩阵键盘上方的显示屏；用户通过在矩阵键盘输入管理密码的方式进入用户管理系统，进而通过管理系统进行存储器7中用户指纹和指静脉的添加与删除操作；用户信息的添加与删除为智能门锁的常用技术，此处不再赘述。

本实施例的智能门锁工作过程为：为了节约电能，智能门锁在闲时处于待机状态，只有启动装置10工作，智能门锁的其他功能模块如指纹采集装置4、图像采集装置5、近红外灯模块6和报警模块11处于掉电状态，当用户需要开门时，手掌会自然的压在门把手3上，手指自然下垂，启动装置10向主控模块8发送启动信号，主控模块8控制指纹采集装置4、图像采集装置5、近红外灯模块6和报警模块11上电工作，图像采集装置5采集用户指静脉的分布图，在采集指静脉的同时通过指纹采集装置4采集用户的指纹，主控模块5即时接收指静脉识别数据和指纹识别数据并访问存储器7获取其中预设的指纹和静脉分布图，主控模块8对采集到的指纹和静脉图像进行图像处理、特征提取和特征比对，有且仅有当采集到的指静脉分布和指纹均与存储器7中预先存储的指纹和指静脉分布均匹配成功时，主控模块控制电控锁打开；对于成年人来说，一般能够采集到手指第一指节的指纹、第一指节部分和第二指节的指静脉图，成人的指静脉图与指纹能够实现一一对应，对于儿童来说，可能采集不到手指指纹，但能够采集到第一指节和第二指节的指静脉图，即儿童的指静脉没有对应指纹；若指纹和指静脉特征匹配失败的数目大于三次，则会发出蜂鸣警报；此外，智能门锁还可通过密码认证的方式开门。

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 (8)

1.一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁，包括设置在门锁固定座(1)中的电控锁(2)，其特征在于：还包括形状为“L”型且下端与门锁固定座(1)相连的门把手(3)、设置在门把手(3)内侧下端且正面朝向门锁固定座(1)的指纹采集装置(4)、设置在指纹采集装置(4)上方的图像采集装置(5)、设置在门锁固定座(1)中且正对图像采集装置(5)设置的近红外灯模块(6)、设置在门锁固定座(1)中用于存储预先录入的指纹和静脉分布图的存储器(7)、设置在门锁固定座(1)中的主控模块(8)以及用于为智能门锁供电的电源模块(9)；所述主控模块(8)分别与电控锁(2)、指纹采集装置(4)、图像采集装置(5)、近红外灯模块(6)和存储器(7)相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁，其特征在于：所述门把手(3)的上部设置有用于多根手指定位的定位槽(14)。

3.根据权利要求1所述的一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁，其特征在于：所述近红外灯模块(6)包括成列排布的若干近红外LED灯珠。

4.根据权利要求1所述的一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁，其特征在于：还包括设置在门锁固定座(1)上的滤光片(13)，所述滤光片(13)为红外颜色滤光片或红外薄膜滤光片。

5.根据权利要求4所述的一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁，其特征在于：所述滤光片(13)为850滤光片。

6.根据权利要求1所述的一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁，其特征在于：还包括用于多次特征比对失败后发出警报的报警模块(11)，所述报警模块(11)包括状态指示灯或蜂鸣器，所述报警模块(11)与所述主控模块(8)相连。

7.根据权利要求1所述的一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁，其特征在于：还包括设置在门把手(3)内侧上端的启动装置(10)，所述启动装置(10)与所述主控模块(8)相连，当检测到有人摁压门把手(3)的内侧面时，所述主控模块(8)控制指纹采集装置(4)和图像采集装置(5)上电工作。

8.根据权利要求1所述的一种基于指静脉和指纹识别的智能门锁，其特征在于：所述图像采集装置(5)为CMOS图像传感器或CCD图像传感器。

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