專利名稱：分體式指紋安全鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
分體式指紋安全鎖技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及箱柜鎖的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及分體式指紋安全鎖。
技術(shù)背景[0002]目前市場(chǎng)上抽屜鎖、家具鎖等小型鎖具，在一些工廠、車間更衣室、超市收銀臺(tái)、辦公室、公共儲(chǔ)物柜等半公共場(chǎng)合應(yīng)用十分廣泛，其將大量抽屜、箱柜集中擺放使用，并將鑰匙統(tǒng)一收納，交由專門的人員管理，管理人員需要開啟某一抽屜或是箱柜的鎖時(shí)，需要尋找在眾多鑰匙中到對(duì)應(yīng)的鑰匙。另外，如果因工作疏忽，將整串鑰匙遺失，將會(huì)帶來大量的安全隱患。為了解決這一問題，一些公司推出了指紋解決方案，將傳統(tǒng)鎖換成指紋鎖，通過用戶指紋對(duì)單個(gè)箱柜鎖獨(dú)立開啟，但是由于應(yīng)用在抽屜、家具等的低端鎖體積小，而指紋系統(tǒng)體積大、成本高，很難將二者結(jié)合實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。[0003]另外，指紋產(chǎn)品和廠商的大相徑庭，無法保證指紋特征值被不法廠商竊取并非法挪用，因此指紋特征值的傳輸安全也同樣值得重視。發(fā)明內(nèi)容[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的分體式指紋安全鎖，包括指紋開鎖器和指紋鎖控器，[0005]指紋開鎖器包括開鎖器密碼安全模塊、開鎖器微控制器、指紋特征提取模塊、指紋傳感器、電源、第一電源接口、第一通訊接口、指示模塊和操作模塊；[0006]指紋傳感器與指紋特征提取模塊相連；第一通訊接口與開鎖器密碼安全模塊相連；開鎖器密碼安全模塊、指紋特征提取模塊、操作模塊、指示模塊分別與開鎖器微控制器相連；[0007]所述指紋特征提取模塊從指紋傳感器接收指紋圖像，并提取指紋特征模板；[0008]所述開鎖器微控制器用于讀取操作模塊的指令和從指紋特征提取模塊獲取指紋特征模板，并通過開鎖器密碼安全模塊與第一通訊接口向鎖控器微控制器傳輸指令和指紋特征模板；[0009]指紋鎖控器包括鎖控器密碼安全模塊、鎖控器微控制器、指紋特征識(shí)別模塊、第二電源接口、第二通訊接口、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和指紋儲(chǔ)存模塊；[0010]指紋儲(chǔ)存模塊與指紋特征識(shí)別模塊相連；鎖控器密碼安全模塊、指紋特征識(shí)別模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊分別與鎖控器微控制器相連；鎖控器密碼安全模塊與第二通訊接口相連；[0011]鎖控器微控制器通過第二通訊接口和鎖控器密碼安全模塊接收從開鎖器微控制器發(fā)送的指令和指紋特征模板；鎖控器微控制器還從指紋特征識(shí)別模塊讀取指紋比對(duì)結(jié)果；指紋特征識(shí)別模塊用于從鎖控器微控制器接收指紋特征模板并儲(chǔ)存到指紋儲(chǔ)存模塊中，或者將從鎖控器微控制器接收的指紋特征模板同從指紋儲(chǔ)存模塊讀取的指紋特征模板進(jìn)行指紋比對(duì)。3[0012]指紋開鎖器插入到指紋鎖控器時(shí)，第一通訊接口與第二通訊接口通過數(shù)據(jù)線相連，開鎖器密碼安全模塊與鎖控器密碼安全模塊通過數(shù)據(jù)線建立安全加密信道，安全加密信道建立成功后所述指紋開鎖器和指紋鎖控器通過數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。[0013]指紋鎖控器的第二電源接口與外接電源相連給指紋鎖控器供電；或者，指紋開鎖器插入到指紋鎖控器時(shí)，第一電源接口與第二電源接口通過電源線相連，所述指紋開鎖器的電源通過電源線給指紋鎖控器供電。[0014]所述指示模塊為L(zhǎng)ED、蜂鳴器或液晶顯示器。所述操作模塊為按鍵。[0015]本實(shí)用新型提供的分體式指紋安全鎖將指紋采集功能、指紋特征提取作為指紋開鎖器(手持設(shè)備)，將指紋特征識(shí)別、指紋特征模板存儲(chǔ)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)作為指紋鎖控器。在指紋開鎖器和指紋鎖控器中增加密碼安全模塊，在建立了安全加密信道后進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸，增加了信息通訊的安全性。指紋鎖控器內(nèi)無電源，采用外接電源或者由指紋開鎖器供電，從而最小化了鎖體內(nèi)的電子部件體積。同時(shí)該產(chǎn)品還具有一把指紋開鎖器可以開啟多個(gè)指紋鎖控器的功能，即同一把鑰匙可以開啟任何一個(gè)自己注冊(cè)過的箱柜；同一個(gè)箱柜內(nèi)注冊(cè)過指紋的用戶可以使用不同的鑰匙來開啟；沒有注冊(cè)過的用戶不能使用任何一把指紋鑰匙開啟任何一個(gè)指紋箱柜，解決了目前市場(chǎng)上箱柜鎖一鎖一匙的狀況，降低了系統(tǒng)成本，能夠廣泛應(yīng)用于工廠、車間更衣室、超市收銀臺(tái)、辦公室公共儲(chǔ)物柜等半公共場(chǎng)合和部分允許的公共場(chǎng)合。


[0016]圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)框圖；[0017]圖2是本實(shí)用新型通訊方式為直流載波通訊的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
[0018]如圖1所示，分體式指紋安全鎖，分為兩部分指紋開鎖器1和指紋鎖控器2。[0019]指紋開鎖器1包括開鎖器密碼安全芯片10、開鎖器微控制器11、指紋特征提取模塊12、指紋傳感器13、電源14、第一電源接口 15、第一通訊接口 16、指示模塊17和操作模塊 18。[0020]第一通訊接口 16與開鎖器密碼安全模塊10相連，開鎖器密碼安全芯片10、指紋特征提取模塊12、指示模塊17和操作模塊18與開鎖器微控制器11相連。[0021]指紋傳感器13與指紋特征提取模塊12相連，負(fù)責(zé)采集使用者指紋并將采集到的指紋圖像傳輸?shù)街讣y特征提取模塊12中，可以采用市面上任意一種指紋采集器來實(shí)現(xiàn)，如光學(xué)式指紋傳感器、電容刮擦式指紋傳感器等。本實(shí)施例中選用光學(xué)式指紋傳感器。[0022]指紋特征提取模塊12負(fù)責(zé)從指紋傳感器13接收指紋圖像，并提取指紋特征模板。 本實(shí)施例中，選用了芯片型號(hào)FSC7002的指紋專用處理器。[0023]開鎖器微控制器11可以通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，通過時(shí)序控制，負(fù)責(zé)讀取操作模塊18的指令和指紋特征提取模塊12的指紋特征模板，通過密碼安全模塊10和第一通訊接口 16向指紋鎖控器2進(jìn)行指令及指紋特征模板的傳輸，并通過指示模塊17進(jìn)行指示。[0024]電源14采用電池供電，供電電壓為4. 5V-6V，電池電壓經(jīng)電源穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓后提供系統(tǒng)工作所需的電壓。[0025]操作模塊18可采用按鍵進(jìn)行操作，本實(shí)施例中，按鍵主要有注冊(cè)、比對(duì)、刪除、關(guān)門等。[0026]指示模塊17可選用LED、蜂鳴器、液晶顯示屏等，本實(shí)施例中選用LED及蜂鳴器進(jìn)行指示，可通過LED閃爍次數(shù)、蜂鳴器發(fā)生次數(shù)及時(shí)間長(zhǎng)短向使用者進(jìn)行各種命令提示和結(jié)果反饋。[0027]指紋鎖控器2包括鎖控器密碼安全模塊20、鎖控器微控制器21、指紋特征識(shí)別模塊22、第二電源接口 23、第二通訊接口 24、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊25和指紋儲(chǔ)存模塊26。第二通訊接口 M與鎖控器密碼安全模塊20與相連；鎖控器密碼安全模塊20、指紋特征識(shí)別模塊22、 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊25與鎖控器微控制器21相連；指紋特征識(shí)別模塊22與指紋儲(chǔ)存模塊沈相連。[0028]鎖控器微控制器21通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)通過第二通訊接口 M和鎖控器密碼安全模塊20讀取來自開鎖器微控制器11的指令及指紋特征模板。鎖控器微控制器21還從指紋特征識(shí)別模塊22讀取指紋比對(duì)結(jié)果。[0029]指紋特征識(shí)別模塊22從鎖控器微控制器21接收指紋特征模板并儲(chǔ)存到指紋儲(chǔ)存模塊沈中；或者，從鎖控器微控制器21接收指紋特征模板，并將其同從指紋儲(chǔ)存模塊 26中讀取的指紋特征模板進(jìn)行指紋比對(duì)。本實(shí)施例中，指紋識(shí)別模塊22選用了芯片型號(hào) FSC7002的指紋專用處理器。[0030]電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊25，采用專用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，鎖控器微控制器21根據(jù)指紋特征識(shí)別模塊22得到的比對(duì)結(jié)果，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊25控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)開鎖和關(guān)鎖動(dòng)作。[0031 ] 指紋鎖控器2可通過外接電源供電，例如將第二電源接口 23與外接電源相連，也可以通過指紋開鎖器1向其供電。在本實(shí)施例中，指紋鎖控器2采用指紋開鎖器1供電，平時(shí)沒有電源供電。當(dāng)指紋開鎖器1插入到指紋鎖控器2時(shí)，第一電源接口 15與第二電源接口 23通過電源線相連，所述指紋開鎖器1的電源14通過電源線3給指紋鎖控器供電，指紋鎖控器2獲得電源，開始工作。[0032]當(dāng)指紋開鎖器1插入到指紋鎖控器2時(shí)，第一通訊接口 16與第二通訊接口 M通過數(shù)據(jù)線4相連，所述開鎖器密碼安全模塊10與鎖控器密碼安全模塊20建立安全加密信道，安全加密信道建立成功后所述指紋開鎖器1和指紋鎖控器2通過數(shù)據(jù)線4實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。建立安全加密信道的方法為本領(lǐng)域內(nèi)公知技術(shù)，在此不做贅述。[0033]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，本實(shí)施例中，指紋開鎖器1和指紋鎖控器2之間可選用直流載波通訊。直流載波通訊是指在直流電源線上加載波形，傳輸信號(hào)，達(dá)到電源、信號(hào)同線傳輸目的。其優(yōu)勢(shì)在于，減少工廠加工時(shí)焊接，連接信號(hào)線的時(shí)間成本和信號(hào)線的材料成本；減少工程上連接，信號(hào)線布置的時(shí)間成本和信號(hào)線材料成本。其基本原理是將發(fā)射信號(hào)經(jīng)載波調(diào)制器加載到電源輸入端，信號(hào)通過載波輸出到接收端，接收端經(jīng)載波解調(diào)器再將電源線上的信號(hào)解調(diào)出來，由微控制器處理后進(jìn)行控制，解調(diào)器將電源穩(wěn)壓整流濾波后給接收端供電。這樣指紋開鎖器1和指紋鎖控器2之間就不在需要額外的通訊線，如圖2所示，僅使用直流電源線34來實(shí)現(xiàn)電源和信號(hào)的傳輸。[0034]下面參照?qǐng)D2簡(jiǎn)單描述指紋開鎖器1和指紋鎖控器2的工作流程。[0035]指紋開鎖器1作為手持設(shè)備，可以由使用者或者管理員保管，指紋鎖控器2安裝在箱體上，使用時(shí)，將指紋開鎖器1插入需要打開的箱體的指紋鎖控器2中。[0036]當(dāng)指紋開鎖器1插入到指紋鎖控器2時(shí)，指紋鎖控器2通過直流電源線34獲得電源14供給，開始工作。首先，指紋鎖控器2完成自身初始化工作，然后通過直流電源線34 進(jìn)行聯(lián)機(jī)操作，連接成功后開鎖器密碼安全模塊10與鎖控器密碼安全模塊20通過直流電源線34建立安全加密信道，如果安全加密信道建立成功則等待讀取指令及數(shù)據(jù)。[0037]指紋開鎖器1通過指紋傳感器13采集使用者指紋并通過指紋特征提取模塊12的 FSC7002芯片提取指紋特征模板，開鎖器微控制器11通過讀取操作模塊18的指令指示，將相應(yīng)指令通過直流電源線34傳輸給指紋鎖控器2。操作模塊18上有操作按鈕，用來進(jìn)行相應(yīng)的操作選擇。例如，可以設(shè)定當(dāng)注冊(cè)/比對(duì)鍵被按下超過2S時(shí)，發(fā)送注冊(cè)指令，小于 2S時(shí)發(fā)送比對(duì)指令。在指紋注冊(cè)時(shí)，如果指紋鎖控器內(nèi)注冊(cè)有模板，則需要管理員驗(yàn)證，沒有注冊(cè)模板則默認(rèn)注冊(cè)管理員模板。當(dāng)刪除/關(guān)門鍵被按下超過2S時(shí)，刪除注冊(cè)指令， 小于2S時(shí)發(fā)送關(guān)閉鎖體指令。指紋開鎖器1的指示模塊17通過LED閃爍次數(shù)或蜂鳴器發(fā)生次數(shù)及時(shí)間長(zhǎng)短向使用者進(jìn)行各種命令提示和結(jié)果反饋。[0038]指紋鎖控器2在接收到來自指紋開鎖器1的指令及數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)指紋的注冊(cè)比對(duì)刪除關(guān)門工作。[0039]注冊(cè)操作當(dāng)指紋鎖控器2獲取到指紋開鎖器1發(fā)出的注冊(cè)指令時(shí)，首先檢測(cè)自身空間內(nèi)是否注冊(cè)有指紋，如果有要進(jìn)行管理員認(rèn)證通過后才能注冊(cè)，沒有則默認(rèn)注冊(cè)管理員，指紋鎖控器2的鎖控器微控制器21開始通過直流電源線34從指紋開鎖器1的開鎖器微控制器11中獲取指紋特征模板數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)獲取完成后，指紋特征識(shí)別模塊22的 FSC7002芯片從鎖控器微控制器21中接收指紋特征模板并儲(chǔ)存到指紋儲(chǔ)存模塊沈中。[0040]比對(duì)操作當(dāng)指紋鎖控器2獲取到指紋開鎖器1發(fā)出的比對(duì)指令時(shí)，指紋鎖控器2的鎖控器微控制器21開始通過直流電源線34從指紋開鎖器1的開鎖器微控制器11 中獲取指紋特征模板數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)獲取完成后，指紋特征識(shí)別模塊22的FSC7002芯片開始執(zhí)行比對(duì)操作，將從鎖控器微控制器21讀取的指紋特征模板與從指紋儲(chǔ)存模塊沈讀取的指紋特征模板進(jìn)行比對(duì)，如果比對(duì)成功通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊25驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作開啟鎖體，不成功則返回失敗結(jié)果。[0041]刪除操作當(dāng)指紋鎖控器2獲取到指紋開鎖器1發(fā)出的刪除指令時(shí)，指紋特征識(shí)別模塊22的FSC7002芯片開始獲取管理員指紋特征模板與指紋儲(chǔ)存模塊沈的指紋特征模板進(jìn)行比對(duì)操作，如果比對(duì)成功則進(jìn)行相應(yīng)的刪除操作。[0042]關(guān)門操作當(dāng)指紋鎖控器2獲取到指紋開鎖器1發(fā)出的關(guān)門指令時(shí)，鎖控器微控制器21首先檢測(cè)鎖體是否處于打開狀態(tài)，若是則命令電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊25執(zhí)行電機(jī)反轉(zhuǎn)操作，返回關(guān)閉結(jié)果。[0043]本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書確定的本實(shí)用新型的精神和范圍的條件下，還可以對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行各種各樣的修改。因此本實(shí)用新型的范圍并不僅限于以上的說明，而是由權(quán)利要求書的范圍來確定的。
權(quán)利要求1.分體式指紋安全鎖，其特征在于，包括指紋開鎖器和指紋鎖控器，指紋開鎖器包括開鎖器密碼安全模塊、開鎖器微控制器、指紋特征提取模塊、指紋傳感器、電源、第一電源接口、第一通訊接口、指示模塊和操作模塊；指紋傳感器與指紋特征提取模塊相連；第一通訊接口與開鎖器密碼安全模塊相連；開鎖器密碼安全模塊、指紋特征提取模塊、操作模塊、指示模塊分別與開鎖器微控制器相連；所述指紋特征提取模塊從指紋傳感器接收指紋圖像，并提取指紋特征模板；所述開鎖器微控制器用于讀取操作模塊的指令和從指紋特征提取模塊獲取指紋特征模板，并通過開鎖器密碼安全模塊與第一通訊接口向鎖控器微控制器傳輸指令和指紋特征模板；指紋鎖控器包括鎖控器密碼安全模塊、鎖控器微控制器、指紋特征識(shí)別模塊、第二電源接口、第二通訊接口、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和指紋儲(chǔ)存模塊；指紋儲(chǔ)存模塊與指紋特征識(shí)別模塊相連；鎖控器密碼安全模塊、指紋特征識(shí)別模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊分別與鎖控器微控制器相連；鎖控器密碼安全模塊與第二通訊接口相連；鎖控器微控制器通過第二通訊接口和鎖控器密碼安全模塊接收從開鎖器微控制器發(fā)送的指令和指紋特征模板；鎖控器微控制器還從指紋特征識(shí)別模塊讀取指紋比對(duì)結(jié)果；指紋特征識(shí)別模塊用于從鎖控器微控制器接收指紋特征模板并儲(chǔ)存到指紋儲(chǔ)存模塊中，或者將從鎖控器微控制器接收的指紋特征模板同從指紋儲(chǔ)存模塊讀取的指紋特征模板進(jìn)行指紋比對(duì)；指紋開鎖器插入到指紋鎖控器時(shí)，第一通訊接口與第二通訊接口通過數(shù)據(jù)線相連，開鎖器密碼安全模塊與鎖控器密碼安全模塊通過數(shù)據(jù)線建立安全加密信道，安全加密信道建立成功后所述指紋開鎖器和指紋鎖控器通過數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式指紋安全鎖，其特征在于，指紋鎖控器的第二電源接口與外接電源相連給指紋鎖控器供電；或者，指紋開鎖器插入到指紋鎖控器時(shí)，第一電源接口與第二電源接口通過電源線相連，所述指紋開鎖器的電源通過電源線給指紋鎖控器供 H1^ ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式指紋安全鎖，其特征在于，所述指示模塊為L(zhǎng)ED、蜂鳴器或液晶顯示器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式指紋安全鎖，其特征在于，所述操作模塊為按鍵。
專利摘要本實(shí)用新型提出的分體式指紋安全鎖，包括指紋開鎖器和指紋鎖控器，指紋開鎖器包括開鎖器密碼安全模塊、開鎖器微控制器、指紋特征提取模塊、指紋傳感器、電源、第一電源接口、第一通訊接口、指示模塊和操作模塊；指紋鎖控器包括鎖控器密碼安全模塊、鎖控器微控制器、指紋特征識(shí)別模塊、第二電源接口、第二通訊接口、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和指紋儲(chǔ)存模塊。本實(shí)用新型將指紋采集功能、指紋特征提取作為指紋開鎖器(手持設(shè)備)，將指紋識(shí)別、指紋特征模板存儲(chǔ)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)作為指紋鎖控器，指紋鎖控器內(nèi)無電源，從而最小化了鎖體內(nèi)的電子部件體積，降低了系統(tǒng)成本，指紋開鎖器和指紋鎖控器通過密碼安全模塊建立了安全加密信道后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，增加了信息通訊的安全性。
文檔編號(hào)E05B49/00GK202249276SQ201120379338
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者李揚(yáng)淵, 王卉芳 申請(qǐng)人:成都方程式電子有限公司