一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，包括自動(dòng)門，其特征在于：自動(dòng)門上設(shè)置有指紋識(shí)別儀，指紋識(shí)別儀與監(jiān)控主機(jī)相連；指紋識(shí)別儀由Zigbee模塊、連接導(dǎo)線、電路控制板、保護(hù)面板、USB接口、外殼組成；電路控制板包括指紋傳感器、USB接口電路、微處理器和電源電路，其中指紋傳感器在上層，USB接口電路、微處理器和電源電路在下層；外殼對應(yīng)指紋傳感器處設(shè)置有窗口，保護(hù)面板覆蓋于此窗口。本實(shí)用新型將指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于圖書館門禁系統(tǒng)，使用方便、安全性好、可靠性高，同時(shí)采用Zigbee技術(shù)實(shí)現(xiàn)指紋數(shù)據(jù)分散采集和集中管理，大大提高了學(xué)校日常管理的協(xié)同性。
【專利說明】一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及指紋采集【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種高校圖書館指紋采集門禁系 統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，高校圖書館的門禁系統(tǒng)基本上都采用學(xué)生識(shí)別卡控制開啟，學(xué)生在圖書館 進(jìn)出都必須使用自身特定的門禁卡，但也存在一定的不便，比如學(xué)生有時(shí)忘記帶卡，就不能 進(jìn)去，給學(xué)習(xí)帶來了諸多不便。另外，如果門禁卡丟失，被社會(huì)閑雜人員拾獲，極易造成社會(huì) 人員非法侵入圖書館，影響圖書館管理的安全。
[0003] 指紋是指人類手指上出現(xiàn)的條狀紋路，他們的形成依賴于胚胎發(fā)育時(shí)的環(huán)境和遺 傳。世界上幾乎沒有兩個(gè)完全相同的指紋。由于指紋具有穩(wěn)定性、唯一性以及易于采集的 特性，一直以來被認(rèn)為是最可靠的利用生物特征進(jìn)行身份鑒定的依據(jù)之一。
[0004] 目前，作為指紋處理的第一步的指紋取像技術(shù)也日益成熟，這使采集到的指紋數(shù) 據(jù)更真實(shí)，圖像更清晰，處理結(jié)果也就越加可靠，鑒定結(jié)果的可信度也越強(qiáng)。目前有利用光 學(xué)全反射技術(shù)、硅晶體電容傳感技術(shù)、超聲波掃描技術(shù)等獲得指紋圖像的方法。
[0005] 而且隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，安全性成為許多系統(tǒng)首要考慮的問題，指紋因其不可 復(fù)制、不可替代的特性成為鑒定身份的可靠手段。近年來有關(guān)指紋自動(dòng)識(shí)別及認(rèn)證研究已 成為模式識(shí)別、圖像處理及計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的熱點(diǎn)，指紋識(shí)別已廣泛的應(yīng)用于銀行、保險(xiǎn)、 公安、門禁、考勤等方面。
[0006] 基于以上形勢，同樣作為需要安全管理的高校圖書館，目前卻沒有一種將指紋識(shí) 別技術(shù)應(yīng)用于安全管理的系統(tǒng)方案，因此亟待積極探索一種基于指紋識(shí)別技術(shù)的圖書館門 禁系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種高校圖書 館指紋采集門禁系統(tǒng)，其采用指紋傳感器采集學(xué)生指紋信息以鑒別是否是校內(nèi)學(xué)生，進(jìn)而 根據(jù)判斷結(jié)果控制門禁系統(tǒng)的自動(dòng)安全門開閉，對進(jìn)出圖書館的人員進(jìn)行管理，有效簡化 了圖書館門禁識(shí)別的程序，并且提高了門禁系統(tǒng)管理的安全性、可靠性；并且，指紋識(shí)別儀 上設(shè)置有Zigbee模塊，可與學(xué)校安全管理部門通過無線方式通信，實(shí)現(xiàn)指紋數(shù)據(jù)分散采集 和集中管理，大大提高了學(xué)校日常管理的協(xié)同性。
[0008] 本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種高校圖書館指紋采集門禁 系統(tǒng)，包括自動(dòng)門，其特征在于：所述自動(dòng)門上設(shè)置有指紋識(shí)別儀，所述指紋識(shí)別儀與監(jiān)控 主機(jī)相連；所述指紋識(shí)別儀由Zigbee模塊、連接導(dǎo)線、電路控制板、保護(hù)面板、USB接口、夕卜 殼組成；所述電路控制板包括指紋傳感器、USB接口電路、微處理器和電源電路，其中指紋 傳感器在上層，USB接口電路、微處理器和電源電路在下層；外殼對應(yīng)指紋傳感器處設(shè)置有 窗口，保護(hù)面板覆蓋于此窗口。
[0009] 上述的一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，其特征在于：所述Zigbee模塊為 CC2430無線通信芯片。
[0010] 上述的一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，其特征在于：所述指紋傳感器選用 FPS110指紋采集芯片。
[0011] 上述的一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，其特征在于：所述微處理器選用 MC68HC908JB8 單片機(jī)。
[0012] 上述的一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，其特征在于：所述保護(hù)面板和外殼采 用防靜電處理的ABS工程塑料制成。
[0013] 上述的一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，其特征在于：所述MC68HC908JB8片 上集成1. 5MB的低速USB模塊，且其D-端口上加一個(gè)1. 5k的上拉電阻到3. 3伏電源。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有一下優(yōu)點(diǎn)：
[0015] 本實(shí)用新型將指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于圖書館門禁系統(tǒng)，使用方便、安全性好、可靠性 高，同時(shí)采用Zigbee技術(shù)實(shí)現(xiàn)指紋數(shù)據(jù)分散采集和集中管理，大大提高了學(xué)校日常管理的 協(xié)同性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1本實(shí)用新型的圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)整體示意圖；
[0017] 圖2本實(shí)用新型的指紋識(shí)別儀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖3本實(shí)用新型的指紋識(shí)別儀電路控制板結(jié)構(gòu)框圖；
[0019] 圖4本實(shí)用新型的指紋識(shí)別儀電路控制板微處理器和指紋傳感器連接原理圖；
[0020] 圖5本實(shí)用新型的指紋識(shí)別儀指紋傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；
[0021] 圖6本實(shí)用新型的指紋識(shí)別儀USB接口原理圖；
[0022] 圖7本實(shí)用新型的指紋識(shí)別儀圖像采集界面演示圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】：
[0024] 如圖1、圖2和圖3所示，一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，包括自動(dòng)門，其特征 在于：所述自動(dòng)門上設(shè)置有指紋識(shí)別儀，所述指紋識(shí)別儀與監(jiān)控主機(jī)相連；所述指紋識(shí)別 儀由Zigbee模塊1、連接導(dǎo)線2、電路控制板3、保護(hù)面板4、USB接口 5、外殼6組成；所述電 路控制板3包括指紋傳感器、USB接口電路、微處理器和電源電路，其中指紋傳感器在上層， USB接口電路、微處理器和電源電路在下層；外殼6對應(yīng)指紋傳感器處設(shè)置有窗口，保護(hù)面 板4覆蓋于此窗口。
[0025] 本實(shí)施例中，所述Zigbee模塊1為CC2430無線通信芯片。
[0026] 本實(shí)施例中，所述指紋傳感器選用FPS110指紋采集芯片。FPS110是一種非光學(xué) CMOS器件，其傳感區(qū)為1. 5 cm XL 5 cm，300 X 300傳感陣列，500 dpi分辨率。它 內(nèi)置有8位Flash模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC)?？芍苯优c8位微處理器接口。工作電壓3 V?5. 5 V，采用VSPA80封裝。FPS110基于電容器充放電原理。傳感陣列的每一點(diǎn)是一個(gè)金屬 電極，充當(dāng)電容器的一極，按在傳感面上的手指頭的對應(yīng)點(diǎn)則作為另一極。傳感面形成兩 極之間的介電層。由于指紋的脊和谷，導(dǎo)致各點(diǎn)的電容值不同，這個(gè)電容值陣列就形成一 幅指紋圖像。
[0027] 如圖5所示，為FPS110結(jié)構(gòu)方框圖，指紋采集流程如下：FPS110是面向行（row -oriented)的器件，即每次可獲得一行圖像。每列接有兩個(gè)采樣保持（S/ Η)電路。當(dāng)選 定一行后，對此行的所有電容充電至VDD。充電結(jié)束時(shí)，第一組采樣保持電路將保存該電 壓值。然后，該行電容將被放電，經(jīng)過一定的放電時(shí)間，另一組采樣保持電路將保存剩余 電壓值。顯然，兩組S/ Η電路電壓值之差正比于電容值，將其數(shù)字化即可表示該行的指 紋圖像。放電電流和放電時(shí)間可分別給寄存器DCR，DTR賦于不同值來設(shè)定。寄存器RAH ，RAL用于指定當(dāng)前要采集的行，寫入RAL時(shí)就啟動(dòng)了行采集。
[0028] 當(dāng)行采集完成后，即可進(jìn)行列轉(zhuǎn)換。給寄存器CAH，CAL賦值以指定要數(shù)字化的 列，寫入CAL時(shí)就啟動(dòng)了 A/ D。A/ D完成后，其結(jié)果存放在CAL中。這就獲得了一個(gè) 像素點(diǎn)的灰度值。依此循環(huán)，即可得到一幅指紋圖像。必須注意，要對指定點(diǎn)作數(shù)字化， 首先應(yīng)對其所在行作行采集。FPS110內(nèi)含7個(gè)寄存器，由地址線A[ 3 : 0 ]選擇。DCR ，DTR用于指定放電電流及放電時(shí)間。RAH，RAL用于指定要采集的行。CAH，CAL用于指 定要轉(zhuǎn)換的列，CAL也用于存放轉(zhuǎn)換結(jié)果。RSR為保留寄存器，應(yīng)置零。DCR，DTR，RAH ，CAH中還含有一些特殊控制位。7個(gè)寄存器都可寫，但只有CAL可讀。
[0029] 本實(shí)施例中，所述微處理器選用MC68HC908JB8單片機(jī)。MC68HC908JB8是 Motorola公司MC68HC08系列的一款高性價(jià)比單片機(jī)，芯片有256字節(jié)的片內(nèi)RAM，8K字 節(jié)片內(nèi)FLASH，除傳統(tǒng)的定時(shí)器、鍵盤中斷、串行口、等1/0設(shè)備外，其主要特點(diǎn)是集成了通 訊速率為1.5MB的低速USB模塊。
[0030] 上述中，MC68HC908JB8和FPS110都可以支持5V供電，而且MC68HC908JB8還可 提供USB接口所需的3. 3V參考電壓，所以整板只采用外接5V電源。另外，MC68HC908JB8 和FPS110分別供給時(shí)鐘，MC68HC908JB8采用6M晶體接0SC1和0SC2間，F(xiàn)PS110采用12M晶 體接 XTAL1 和 XTAL2 之間。如圖 4 所示，為 MC68HC908JB8 和 FPS110 連接圖，MC68HC908JB8 有五組通用接口 PTA、PTB、PTC、PTD、PTE，設(shè)計(jì)中選用PTB 口和PTC 口與FPS110連接，PTB 口用于數(shù)據(jù)通信，PTC 口用于控制。
[0031] 本實(shí)施例中，所述保護(hù)面板4和外殼6采用防靜電處理的ABS工程塑料制成。
[0032] 如圖6所示，本實(shí)施例中，所述MC68HC908JB8片上集成1. 5MB的低速USB模塊， 且其D-端口上加一個(gè)1.5k的上拉電阻到3. 3伏電源。
[0033] 實(shí)際使用中，學(xué)生要進(jìn)入圖書館時(shí)，首先將手指按壓在控制電路板上的指紋傳感 器上一段時(shí)間，指紋信息被采集后，經(jīng)過指紋識(shí)別儀的微處理器分析處理，再通過USB接口 傳送到圖書館門禁管理監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)的指紋管理系統(tǒng)將采集的信息與預(yù)先錄入的學(xué) 生指紋信息對比，如果一致，監(jiān)控主機(jī)發(fā)送正常指令，安全門自動(dòng)打開，如果不一致，監(jiān)控主 機(jī)發(fā)送異常指令，自動(dòng)門維持關(guān)閉狀態(tài)，圖書館管理人員可對進(jìn)入人員進(jìn)一步審核，保證圖 書館安全。同時(shí)，指紋識(shí)別儀的Zigbee模塊也將采集的指紋信息無線發(fā)往學(xué)校安保部門， 以便對學(xué)生的學(xué)習(xí)生活情況進(jìn)一步進(jìn)行備案，保障學(xué)生日常安全，同時(shí)也能及時(shí)發(fā)揮學(xué)校 其他部門力量處理可能存在的較大不安全情況。
[0034] 本實(shí)用新型不局限于上述具體的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出 發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所作出的種種變換，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，包括自動(dòng)門，其特征在于：所述自動(dòng)門上設(shè)置 有指紋識(shí)別儀，所述指紋識(shí)別儀與監(jiān)控主機(jī)相連；所述指紋識(shí)別儀由Zigbee模塊（1)、連接 導(dǎo)線（2)、電路控制板（3)、保護(hù)面板（4)、USB接口（5)、外殼（6)組成；所述電路控制板（3) 包括指紋傳感器、USB接口電路、微處理器和電源電路，其中指紋傳感器在上層，USB接口電 路、微處理器和電源電路在下層；外殼（6)對應(yīng)指紋傳感器處設(shè)置有窗口，保護(hù)面板（4)覆 蓋于此窗口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，其特征在于：所述 Zigbee模塊（1)為CC2430無線通信芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，其特征在于：所述指紋 傳感器選用FPS110指紋采集芯片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，其特征在于：所述微處 理器選用MC68HC908JB8單片機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，其特征在于：所述保護(hù) 面板（4)和外殼（6)采用防靜電處理的ABS工程塑料制成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高校圖書館指紋采集門禁系統(tǒng)，其特征在于：所述 MC68HC908JB8片上集成1.5MB的低速USB模塊，且其D-端口上加一個(gè)1.5k的上拉電阻 到3. 3伏電源。
【文檔編號(hào)】G07C9/00GK204029014SQ201420401421
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】喬雪, 王嗆 申請人:寧夏誠洋數(shù)字科技有限公司, 喬雪, 王嗆