CN2469133Y - 指纹识别保险柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的是将每个人独有的指纹图像为开锁信息,所设计的性能更为安全的指纹识别保险柜,该保险柜的锁禁装置包括有锁具执行单元和由指纹信息录入单元、中央数据处理单元与驱动单元构成的电子控制部分。本技术具有集成化高、安全防范性能强的特点,可实施多种等级制度或组合制约制度的强化管理,并能与各种规格的保险柜组合、装配,适用广泛。

Description

指纹识别保险柜

本实用新型专利申请技术属于一种安全防范技术领域中的保险柜，尤其涉及的是以每人独有的指纹信息为解锁信号，并与机械锁具机构有机结合实现加密防盗的保险柜安全防范技术。

保险柜的安全性除体现在柜体本身的坚固和牢固性能外，更重要的一方面体现其锁禁装置技术是否完善上。现有的各种保险柜锁禁装置基本为机械密码锁，通过其密码结构设置、再配以使用保险柜钥匙来达到安全防范的作用。此类技术存在的主要缺陷是：需要采取严密保管管理措施封存保险柜的密码和钥匙，但无论多严格的保管措施都没有消除此类保险柜结构中必然存在的安全隐患。随着科技地发展，利用高科技手段完善保险柜的安全防范性能迫在眉睫。

本实用新型的发明目的在于提供一种以活体指纹为开启锁具的直接信息，其结构组成集合化、整体化，结构形式适合各类型保险柜的具有指纹识别功能的防盗保险柜。

实现本实用新型发明目的的指纹识别保险柜，保险柜中装配有一整套识别锁禁装置，该锁禁装置的组成包括有电子控制部分和锁具单元的机械执行部分，其技术方案的主要技术特点是：

①锁具单元为电机推动的一点或多锁点锁具，即电机有效动力输出轴带动的转盘上至少设有一偏心的铰接连杆，偏心连杆与门口边缘处的滑动设于导向栓套中的锁栓铰接，其导向行程极限位分别设有可与锁栓铰接点触动的用于切断电机工作电路的行程开关；

②电子控制部分包括指纹信息录入单元、中央数据处理单元和驱动单元所构成，指纹信息录入单元为由CMOS图像传感器和A/D转换器构成的采集板，中央数据处理单元包括具有浮点数字运算的CPU处理器、信息存储器和人机交互部件，其中信息存储器分为程序存储器和用于存储加载程序和图像数据的随机存储器，指纹信息录入单元通过人机交互部件中的接口与CPU处理器的总线相联。

在上述的整体技术方案中还设有一应急锁装置，即电机输出轴上的转盘上还至少设有一偏心连杆，应急锁中设有一专用不可仿制的锁芯，该锁芯与其内侧一端的螺杆为丝母丝杠机构，偏心连杆的顶端为导向移动，螺杆位于偏心连杆的导向伸长线上。

本实用新型所公开的指纹识别保险柜，其所设计的锁禁装置是集电子控制部分的集成电路与机械锁具机构有机地装配结合并协调工作的，其结构组成集成化，可方便地组装于各种体积大小的保险柜柜体内，实现的是以每个人独有的指纹信息来保管保险柜，而且可以很容易地根据等级管理或组合管理要求进行制约机制的强化管理，所以本实用新型技术具有针对性更强、安全性更高的安全防范性能。

下面结合附图详细说明本实用新型的技术内容，因其只是从具体实施方面解释本技术内容，而不应局限其保护内容。

图1为本指纹识别保险柜的立体结构示意图

图2为采集指纹信息的光束走向图

图3、图4分别为锁具单元的结构主视图和主视图的A-A向剖视图

图5为本保险柜的锁禁装置的结构组成框图

图6为片选单元的电路原理图

图7为CPU处理器部分的电路原理图

图8为随机存储器部分的电路原理图

图9为程序存储器部分的电路原理图

图10为人机交互部件的电路原理图

图11为电源管理单元和驱动单元的电路原理图。

本实用新型所公开的装配有指纹识别锁禁装置的指纹识别保险柜，其指纹识别锁禁装置的组成包括有电子控制部分和锁具执行单元组成，其电子控制部分包括有指纹信息录入单元、中央数据处理单元和驱动单元，这些组成单元完成的是通过指纹信息录入单元接收到的指纹信息与中央数据处理单元内部存储的指纹信息进行对应、比较分析，若指纹特征对应时，则启动驱动单元，由通过支架安装在保险柜的门扇内侧的锁具单元来完成锁具开启和封锁动作。

其锁具执行单元包括有受控电机及其减速部件2，电机经减速后的有效动力输出轴上设有一转盘4，在本实施例中，所述转盘4上下左右对应四个偏心点上均铰接一连杆，其中的三个连杆6外端分别铰接有用于锁插或开启保险柜柜门的锁栓7，且锁栓7的移动是沿其所滑动置于的栓套3来导向的；另一偏心点的连杆8端处设置的是应急锁装置，该应急锁装置的作用是：当锁禁装置发生故障，或直流电机发生故障，或指纹采集仪被人为破坏等意外情况导致保险柜不能正常开启时，由铺助的应急锁装置开启保险柜，该应急锁装置为一应急钥匙旋动由螺栓15、螺套14构成的丝母丝杠机构，螺套14与一专用不可仿制的锁芯13构成一个整体，该偏心连杆8顶端为导向移动，即偏心连杆8的顶端上设有一沿导向部件导向滑动的导柱9，其导向部件可为支架1上对应位置的导向槽10，或为其它的类似导向结构，螺栓15设于连杆导向槽10外侧的延长线上，应急钥匙插入锁芯13中并旋转固定圈数，强制顶动偏心连杆8及转盘4偏心转动，使多锁点收回，拔出钥匙则可以开启保险柜柜门，当关闭保险柜门时，电机自动转动将保险柜门上锁；导向槽10中，偏心连杆8行程的极限位置处设置两行程控制开关11，这两个行程开关11用于电机的正转或反转到限定位置后与导柱9触动，得以断开电机工作回路，使该锁具单元可以从三个不同方向封锁或开锁。

本锁具单元的执行信息均来源于电子控制部分的中央数据处理单元和驱动单元电信号，中央数据处理单元的组成包括CPU处理器、信息存储单元和人机交互部件，信息存储单元由程序存储器和随机存储器组成，CPU处理器按照程序存储器的程序通过指纹信息录入单元将所读取的指纹信息与贮备的若干指纹信息进行特征比较，根据比较结果一致与否来决定是否向驱动单元发出连通电机工作电路以及正反转指令；或者根据扫描的反馈信息执行键盘指令。该电子控制部分还包括有指纹信息录入单元，该单元构成指纹采集板，它包括有CMOS图像传感器和A/D转换器构成，CPU处理器的数据总线还包括有地址总线通过人机交互部件中的采集接口J11与A/D转换器的数据线相连接，将采集的指纹信息输入CPU处理器进行处理；CMOS图像传感器还与光源、光学棱镜及采集开关2等共同组装构成指纹采集仪，集中安装于采集面板的采集窗处，光源发出的光束从光学棱镜的下部射入光学棱镜的与指纹采集窗相对的光面，并反射至CMOS图像传感器，由其反映出指纹的电子图像信息；采集窗处滑动设有采集窗护板12，采集窗边缘位置设有向CPU处理器输入接通或断开信息并使其中断处理的采集开关2。

在本实施例中，其CPU处理器采用的是浮点数字信号处理器DSP，选用的型号为TMS320C32，其地址总线为D₀-D₃₁，地址总线为A₀-A₂₃，芯片U2为CPU处理器外设的用于使CPU处理器处理各种中断信号的双四路缓冲门电路，其处理的中断信息包括有CPU处理器通过μP电压监视芯片U4接纳的RESET清零指令，和采集开关SP1通过人机交互部件中的定时芯片U22送入的中断处理信号等多种中断信号，缓冲门芯片U2是由CPU的XF1输出的正反相信号作为每四路门电路的选通信号，与U2的选通端 1G、 2G相连。

其信息存储单元包括随机存储器和程序存储器，随机存储器可为快速静态存储器，是用于加载程序和存放指纹图像信息，它由三片高速异步SRAM芯片构成的64K×32位及128K×8位的程序空间和图像数据空间；程序存储器是用于存储各种处理程序和指纹特征信息，它是由两片FLASH芯片构成的64K×32位的存储空间。

人机交互部件都分包括传感器、按键、发光管等外围部件的输入输出接口和这些外围部件的片选单元，连接器J10、锁存器芯片U21、连接器J13和缓冲器芯片U3构成了按键中断信号和按键信息的输入通道，连接器J15将CPU处理器发光显示信息控制脚与显示发光管联通，用于发出各种显示信号，连接器J11、J12连接采集板。其片选单元是由地址总线控制的译码芯片U_SA、U_SB构成的，其输出有LCD  CS、KEY&LEDOUT  CS、KEYIN  CS、CMOS  CS、SRAM  CS和IMAGE  CS选通信号。

在本实施结构中，还设有电源管理单元，电源管理单元的作用在于当市电停电或者超欠压供电时及时启动备用电池，或者是备用供电电池电能不足时，为备用电池充电，如图9所示的是该电源管理单元和驱动单元的电路构成。电源管理单元的组成包括有电池管理芯片U25、电压监视芯片U17、切换开关管T4、电源切换芯片U14、开关电源芯片U18和开关芯片U20及外围门电路构成，电源管理芯片U25检测电源电压，将欠电信号通过由监视芯片U17、切换开关管T4和电源切换芯片U14构成的电源切换电路完成切换至备用电源的任务，同时由门电路U15C向CPU处理器输入中断信号，芯片U18和MOS开关芯片U20完成稳压工作。驱动单元是由继电器、三极管T1、T5组成，连接器J12输出到减速电机组，三极管T1、T5的控制信号来自于CPU处理器的RELAY、MOTOR控制脚，RELAY用于控制电机转动方向，MOTOR控制电机是还启动，锁具单元行程开关所产生的MOTOR-LEFT-LIMIT、MOTOR-RIGHT-LIMIT信号和开门状态信号GATE-STS输入至CPU处理器功能管脚。振荡芯片U16、与非门U15A、U15B和水银震动开关SW1构成震动报警电路，由连接器J5与报警器联接，与非门U_15A、U_15B的另一相与信号SHOCK ALARM DISABLE和BUZZER均来自于CPU处理器的对应功能管脚，同时向CPU处理器发出中断信号。

Claims (6)

1、一种指纹识别保险柜，保险柜中装配有一整套识别锁禁装置，该锁禁装置的组成包括有电子控制部分和锁具单元的机械执行部分，其特征在于：

①锁具单元为电机推动的多锁点锁具，即电机有效动力输出轴带动的转盘(4)上至少设有一偏心的铰接连杆，偏心连杆与门口边缘处的滑动设于导向的栓套(3)中的锁栓(7)铰接，其导向行程极限位分别设有可与锁栓铰接点触动的用于切断电机工作电路的行程开关(11)；

②电子控制部分包括指纹信息录入单元、中央数据处理单元和驱动单元所构成，指纹信息录入单元为由CMOS图像传感器和A/D转换器构成的采集板，中央数据处理单元包括具有浮点数字运算的CPU处理器、信息存储器和人机交互部件，其中信息存储器分为程序存储器和用于存储加载程序和图像数据的随机存储器，指纹信息录入单元通过人机交互部件中的接口与CPU处理器的总线相联。

2、根据权利要求1所述的保险柜，其特征在于CMOS图像传感器与光源、光学棱镜及采集开关(2)等共同构成指纹采集仪，集中安装于采集面板的采集窗处，采集窗处滑动设有采集窗护板(12)，采集窗边缘位置设有向CPU处理器输入接通或断开信息并使其中断处理的采集开关(2)。

3、根据权利要求1所述的保险柜，其特征在于信息存储器包括随机存储器和程序存储器，随机存储器由三片高速异步静态SRAM芯片构成的64K×32位及128K×8位的程序空间和图像数据空间；程序存储器由两片FLASH芯片构成的64K×32位的存储空间。

4、根据权利要求1所述的保险柜，其特征在于人机交互部件包括传感器、按键、发光管等外围部件I/O接口和外围部件的片选单元，连接器J10、锁存器芯片U21、连接器J13和缓冲器芯片U3构成了按键中断信号和按键信息的输入通道，连接器J15将CPU处理器发光显示信息控制脚与显示发光管连通，连接器J11、J12连接采集板；其片选单元是由地址总线控制的译码芯片U_SA、U_SB构成的。

5、根据权利要求1所述的保险柜，其特征在于其中设有震动报警电路，该电路是由振荡芯片U₁₆、与非门U_15A、U_15B和水银震动开关S_W1构成，由连接器J₅与报警器联接，与非门U_15A、U_15B的另一相与信号SHOCK ALARM DISABLE和HOZZER均来自于CPU处理器的对应功能管脚。

6、根据权利要求1所述的保险柜，其特征在于锁具单元还设有一应急锁装置，该装置包括螺栓(15)、螺套(14)构成的丝母丝杠机构，螺套(14)与一专用不可仿制的锁芯(13)构成一个整体，螺栓(15)设于偏心连杆(8)导向槽(10)外侧的延长线上。

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