一種用于建筑重型機械操作身份認證及監(jiān)管的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于建筑重型機械操作身份認證及監(jiān)管的裝置,所述的用于建筑重型機械操作身份認證及監(jiān)管的裝置設(shè)有ARM體系處理器、指紋靜脈采集傳感器、存儲模塊、語音播放模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、電源模塊;電源模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、語音播報模塊、存儲模塊、指靜脈采集模塊均連接ARM體系處理器,ARM體系處理器連接設(shè)備前端控制器,設(shè)備前端控制器與被控設(shè)備相連接。
【專利說明】
一種用于建筑重型機械操作身份認證及監(jiān)管的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種用于建筑重型機械操作身份認證及監(jiān)管的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年，中國經(jīng)濟高速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展迅猛，包括道路、橋梁隧道及住房建設(shè)等，在建設(shè)過程中，使用到大型重型建筑機械(如混凝土攪拌機、施工電梯、塔吊等)，這些設(shè)備的安全使用與生產(chǎn)過程的生命財產(chǎn)安全密切相關(guān)，一般需要具有相關(guān)持證資質(zhì)的專業(yè)工程技術(shù)人員專人操作，鑒于當前建筑市場專業(yè)人員極為緊缺，施工現(xiàn)場人員管理不規(guī)范，因冒名頂替或其他工人的不規(guī)范操作、誤操作造成建筑工地上的安全事故頻發(fā)。目前，建筑工地的機械設(shè)備主要使用鑰匙方式開啟，或者沒有任何開啟身份認證措施，而建筑工地的監(jiān)管巡查常常無法實時進行，因此重型建筑機械設(shè)備的安全規(guī)范使用存在一定的漏洞空間，此外，對于建筑機械所有方，也期望具有便捷的運輸過程或調(diào)度的遠程管理及統(tǒng)籌管理，對于施工方，則期望對工地的工人進行考核及相關(guān)的人員管控。
[0003]因此，研究一種工作在工地環(huán)境下，可靠穩(wěn)定的的鑒權(quán)控制設(shè)備，對于提高生產(chǎn)安全和監(jiān)管具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的任務是提供一種用于建筑重型機械操作身份認證及監(jiān)管的裝置。本實用新型的任務是通過以下技術(shù)方案來完成的:所述的用于建筑重型機械操作身份認證及監(jiān)管的裝置設(shè)有ARM體系處理器、指紋靜脈采集傳感器、存儲模塊、語音播放模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、電源模塊；電源模塊與ARM體系處理器連接，網(wǎng)絡(luò)模塊與ARM體系處理器連接，語音播報模塊與ARM體系處理器連接，存儲模塊與ARM體系處理器連接，指靜脈采集模塊與ARM體系處理器連接，ARM體系處理器與設(shè)備前端控制器連接，設(shè)備前端控制器與被控設(shè)備相連接；所述的ARM體系處理器采用意法半導體的32位ARM Cortex_M3，所述的電源模塊采用DC/DC芯片RT8279GSP、RT8008-33，其中:高電壓輸入采用RT8279GSP，輸入電源寬度為5.5-36V，最大輸出電流為5A，休眠功耗為25uA ；低電壓輸入采用RT8008-33，輸入電源寬度為2.5-5.5V，最大輸出電流為600mA，關(guān)閉模式電流為0.1uA;采用5.5V-36V電源輸入，通過RT8279GSP輸出5V電源，分別給指靜脈采集模塊、語音功放芯片HT6871供電，然后通過RT8008-33輸出3.3V電源，為主控芯片STM32F107VCT6、網(wǎng)絡(luò)芯片DM9161AEP、語音芯片XFS5152CE、存儲芯片W25Q128FVSIG供電，GPRS模塊MC52ir3由5V串聯(lián)M7二極管降壓為4.3V進行供電；所述的語音播放模塊采用科大訊飛語音合成芯片XFS5152CE，主控MCU通過UART串口輸出相應的語音信息到XFS5152CE;同時采用音頻功放芯片HT6871進行語音輸出，XFS5152CE通過音頻信號線與HT6871連接，外接4W喇叭，輸出相應的語音信息；網(wǎng)絡(luò)模塊與后臺服務器通訊連接，所述的網(wǎng)絡(luò)模塊分為兩種:一種為無線GPRS模塊，另一種為有線以太網(wǎng)，其中無線GPRS模塊采用西門子公司生產(chǎn)的MC52ir3，，有線以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)芯片采用DM9161AEP，DM916IAEP通過可變電壓的MII或RMII標準數(shù)字接口連接到MAC層。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型采用指紋靜脈圖像采集傳感器，通過采集和匹配人員的手指靜脈圖像進行身份唯一性識別，具有活體性、高安全性、實時性等優(yōu)點。本實用新型通過網(wǎng)絡(luò)模塊(GPRS模塊或以太網(wǎng))與后臺服務器的對接，實現(xiàn)實時遠程認證授權(quán)及記錄反饋。監(jiān)管部門可遠程和動態(tài)對現(xiàn)場認證設(shè)備進行人員身份授權(quán)，并實時查看認證記錄及授權(quán)記錄，為建筑工地的人員管理及建筑機械設(shè)備的開啟授權(quán)和監(jiān)管提供了必要的前提。
【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0007]以下對本實用新型作進一步說明。(但不是對本實用新型的限制)。
[0008]本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。所述的用于建筑重型機械操作身份認證及監(jiān)管的裝置設(shè)有主控系統(tǒng)模塊(ARM體系處理器--ARM(C0rtex M3內(nèi)核)處理單元)、指紋靜脈采集傳感器、存儲模塊(存儲單元)、語音播放模塊(語音合成播放單元)，網(wǎng)絡(luò)模塊、電源模塊；電源模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、語音播報模塊、存儲模塊(存儲單元)、指靜脈采集模塊均連接ARM體系處理器，ARM體系處理器連接設(shè)備前端控制器，設(shè)備前端控制器與被控設(shè)備相連接。
[0009]ARM體系處理器采用意法半導體的32位ARM Cortex_M3，72MHz運行頻率的STM32F107VCT6來完成信號采集、控制和通信功能，具有256KB的片內(nèi)FLASHR0M和64KB的片內(nèi)RAM資源。外部存儲模塊采用W25Q128FVSIG存儲芯片，容量128Mbit，存儲相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)，與主控MCU通過SPI接口連接。主控芯片通過串口控制指靜脈模塊對指靜脈進行數(shù)據(jù)采集，然后進行分析與比對，再通過語音模塊播報相應的語音信息，同時通過GPRS模塊或以太網(wǎng)跟后臺服務器交互信息，后臺服務器也可通過GPRS網(wǎng)絡(luò)/以太網(wǎng)向系統(tǒng)發(fā)送查詢與控制的各種信息，同時進行授權(quán)驗證，驗證通過后，控制MOSFET管SI2343⑶S，輸出5V/IA信號(設(shè)備前端控制)，從而實現(xiàn)外部設(shè)備的控制(如機械設(shè)備的開啟)。主控系統(tǒng)模塊ARM處理單元現(xiàn)指靜脈采集模塊的錄入并存儲、通過指令控制指靜脈傳感器進行指靜脈識別及讀取識別的結(jié)果、完成對存儲單元的讀寫控制、基于文字字符編碼完成對語音合成單元的控制、完成以太網(wǎng)或無線GPRS模塊與后臺服務器(中心平臺)進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0010]指紋靜脈采集傳感器完成對人員手指靜脈圖像的采集、壓縮編碼，并實現(xiàn)模板的保存于指靜脈圖像的匹配。指靜脈采集傳感器采集人員的手指靜脈圖像信息，指靜脈信息采集使用嵌入式指靜脈認證模塊(H2E)，在工作環(huán)境光線:<4000Lx(太陽光非直接照射)條件下，身份特征提取拒真率可達0.01%( 1:1認證情況下)，身份特征提取識假率可達0.001%(I: I認證情況下)，身份認證匹配速度<2秒。H2E通過UART串口將指靜脈認證信息輸出給主控MCU，主控MCU進行分析與比對，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)/以太網(wǎng)反饋給后臺服務器。
[0011 ]存儲模塊一存儲單元，完成對系統(tǒng)參數(shù)、指靜脈模板、認證記錄、系統(tǒng)升級代碼、用戶ID列表的保存，系統(tǒng)參數(shù)包括:后臺服務器(中心平臺)IP地址及端口號、設(shè)備編號、軟件版本號、系統(tǒng)初始化標志位。存儲單元最多可保存2000條指靜脈模板及10萬條認證記錄。網(wǎng)絡(luò)傳輸單元完成遠程認證終端與中心平臺通過有線以太網(wǎng)絡(luò)/無線GPRS網(wǎng)絡(luò)進行連接并實現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)。
[0012]電源模塊采用DC/DC芯片RT8279GSP、RT8008-33，其中高電壓輸入采用RT8279GSP，輸入電源寬度為5.5-36V，最大輸出電流為5A，休眠功耗為25uA;低電壓輸入采用RT8008-33，輸入電源寬度為2.5-5.5V，最大輸出電流為600mA，關(guān)閉模式電流為0.luA。
[0013]本實用新型中，采用5.5V-36V電源輸入，通過RT8279GSP輸出5V電源，分別給指靜脈模塊、語音功放芯片HT6871供電，然后通過RT8008-33輸出3.3V電源，為主控芯片STM32F107VCT6、網(wǎng)絡(luò)芯片DM9161AEP、語音芯片XFS5152CE、存儲芯片W25Q128FVSIG供電，GPRS模塊MC52ir3由5V串聯(lián)M7 二極管降壓為4.3V進行供電。
[0014]語音播放模塊(語音合成播放單元)完成對文字字符編碼的語音合成，并通過喇叭進行人聲播放。網(wǎng)絡(luò)傳輸單元完成遠程認證終端與中心平臺通過有線以太網(wǎng)絡(luò)/無線GPRS網(wǎng)絡(luò)進行連接并實現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)。語音播放模塊采用科大訊飛語音合成芯片XFS5152CE?？蓪崿F(xiàn)中文、英文語音合成，并集成了語音編碼、解碼功能，主控MCU通過UART串口輸出相應的語音信息到XFS5152CE;同時采用音頻功放芯片HT6871進行語音輸出，HT6871是一款低EMI的，防削頂失真的，單聲道免濾波D類音頻功率放大器。XFS5152CE通過音頻信號線與HT6871連接，進行語音信號放大，外接4W喇叭，輸出相應的語音信息。
[0015]網(wǎng)絡(luò)模塊(網(wǎng)絡(luò)傳輸單元)實現(xiàn)有線、無線網(wǎng)絡(luò)通信功能，將數(shù)據(jù)包通過GPRS網(wǎng)絡(luò)/以太網(wǎng)與后臺服務器通訊連接；網(wǎng)絡(luò)模塊(網(wǎng)絡(luò)傳輸單元)分為兩種:一種為無線GPRS模塊，另一種為有線以太網(wǎng)。其中無線GPRS模塊采用西門子公司生產(chǎn)的MC52ir3，支持數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真，AT命令集控制GSM07.05，工作頻率:900/1800MHZ，支持電壓范圍:3.3_4.4V，電流消耗:3.0mA(睡眠)；10.0mA(閑置)；300mA(通話，最高2.0mA); 10uA(掉電)。有線以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)芯片采用DM9161AEP，是一款完全集成的和符合成本效益單芯片快速以太網(wǎng)PHY芯片，是采用較小工藝0.25um的10/100M自適應的以太網(wǎng)收發(fā)器。DM9161AEP通過可變電壓的MII或RMII標準數(shù)字接口連接到MAC層。1供電電壓3.3V，模擬部分2.5V，支持MII和RMII連接方式，支持雙絞線自適應(AUTO-mix)，支持TCP/IP硬加速。本設(shè)計的有線以太網(wǎng)模式中的TCP/IP協(xié)議棧移植了精簡的TCP/IP協(xié)議LWIP，從而實現(xiàn)了以太網(wǎng)的協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸。本實用新型中CPU通過串口 AT指令控制GPRS模塊、使用MII連接DM9161AEP，可將數(shù)據(jù)包通過GPRS網(wǎng)絡(luò)/以太網(wǎng)傳輸給服務器。
【主權(quán)項】
1.一種用于建筑重型機械操作身份認證及監(jiān)管的裝置，其特征在于，所述的用于建筑重型機械操作身份認證及監(jiān)管的裝置設(shè)有ARM體系處理器、指紋靜脈采集傳感器、存儲模塊、語音播放模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、電源模塊；電源模塊與ARM體系處理器連接，網(wǎng)絡(luò)模塊與ARM體系處理器連接，語音播報模塊與ARM體系處理器連接，存儲模塊與ARM體系處理器連接，指靜脈采集模塊與ARM體系處理器連接，ARM體系處理器與設(shè)備前端控制器連接，設(shè)備前端控制器與被控設(shè)備相連接；所述的ARM體系處理器采用意法半導體的32位ARM Cortex-M3,所述的電源模塊采用DC/DC芯片RT8279GSP、RT8008-33，其中:高電壓輸入采用RT8279GSP，輸入電源寬度為5.5-36V，最大輸出電流為5A，休眠功耗為25uA;低電壓輸入采用RT8008-.33，輸入電源寬度為2.5-5.5V，最大輸出電流為600mA，關(guān)閉模式電流為0.1uA;采用5.5V-.36V電源輸入，通過RT8279GSP輸出5V電源，分別給指靜脈采集模塊、語音功放芯片HT6871供電，然后通過RT8008-33輸出3.3V電源，為主控芯片STM32F107VCT6、網(wǎng)絡(luò)芯片DM9161AEP、語音芯片XFS5152CE、存儲芯片W25Q128FVSIG供電，GPRS模塊MC52ir3由5V串聯(lián)M7 二極管降壓為4.3V進行供電；所述的語音播放模塊采用科大訊飛語音合成芯片XFS5152CE，主控M⑶通過UART串口輸出相應的語音信息到XFS5152CE;同時采用音頻功放芯片HT6871進行語音輸出，XFS5152CE通過音頻信號線與HT6871連接，外接4W喇叭，輸出相應的語音信息；網(wǎng)絡(luò)模塊與后臺服務器通訊連接，所述的網(wǎng)絡(luò)模塊分為兩種:一種為無線GPRS模塊，另一種為有線以太網(wǎng)，其中無線GPRS模塊采用西門子公司生產(chǎn)的MC52ir3，，有線以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)芯片采用DM9161AEP，DM9161AEP通過可變電壓的MII或RMII標準數(shù)字接口連接到MAC層。
【文檔編號】G06K9/00GK205680096SQ201620418593
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月10日 公開號201620418593.8, CN 201620418593, CN 205680096 U, CN 205680096U, CN-U-205680096, CN201620418593, CN201620418593.8, CN205680096 U, CN205680096U
【發(fā)明人】鄭文, 林景輝, 羅海波
【申請人】福建匯川物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)科技股份有限公司