本實(shí)用新型涉及指紋門禁技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種提高安全防護(hù)級(jí)別的指紋門禁。
背景技術(shù):
指紋門禁的作用不僅僅是方便,更重要的是它的安全性,因此設(shè)計(jì)指紋門禁要將提高安全性作為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)。而常見的指紋門禁在安全性上多少有些不足,比如:
常見的指紋門禁都是只有一個(gè)指紋采集器,按一個(gè)手指,如果驗(yàn)證成功就可以打開門禁。但是由于指紋技術(shù)都有一定的認(rèn)假率,即使不是本人,也有一定幾率打開門鎖,雖然這種幾率很低,但是也是一種隱患。
常見的指紋門禁采用光學(xué)采集器,光學(xué)采集器的最大缺點(diǎn)是即使采用偽造指紋膜也可以開鎖。
常見的指紋門禁是孤立的,不能聯(lián)網(wǎng),無法知道什么時(shí)間什么人開鎖。
常見的指紋門禁無法知道什么時(shí)間什么人企圖開鎖。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型公開了一種提高安全防護(hù)級(jí)別的指紋門禁,用于解決提高門禁安全性的問題。
本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種提高安全防護(hù)級(jí)別的指紋門禁,包括開鎖機(jī)構(gòu)、按鍵、柜體和供電單元,其特征在于:包括紋采集器、指紋算法芯片、主控芯片、震動(dòng)檢測單元、液晶顯示單元和語音單元;所述主控芯片的第60腳連接到液晶單元的第2腳,主控芯片的第61腳連接到液晶單元的第3腳,主控芯片的第62腳連接到液晶單元的第4腳,所述主控芯片的第57 腳連接到語音芯片的第8腳,主控芯片的第58腳連接到語音芯片的第7腳,主控芯片的第59腳連接到語音芯片的第6腳,所述主控芯片的第1腳連接到檢測芯片的第4腳,主控芯片的第2腳連接到檢測芯片的第5腳,主控芯片的第5腳連接到檢測芯片的第2腳,主控芯片的第6腳連接到檢測芯片的第3腳,主控芯片的第15腳連接到檢測芯片的第9腳。
優(yōu)選的,所述按鍵包括登記指紋鍵和開門鍵,所述主控芯片的第63腳連接到登記指紋鍵,主控芯片的第64腳連接到開門鍵。
優(yōu)選的,所述指紋算法芯片包括第一算法芯片和第二算法芯片,所述主控芯片的第7腳連接到算法芯片1的30腳,第8腳連接到第一算法芯片的29腳。
優(yōu)選的,所述主控芯片的第3腳連接到第二算法芯片的30腳,第4腳連接到算法芯片2的29腳。
優(yōu)選的,所述主控芯片的第50腳連接到開鎖芯片的第7腳,主控芯片的第55腳連接到開鎖芯片的第6腳。
優(yōu)選的,所述主控芯片采用單芯片同時(shí)實(shí)現(xiàn)主控和無線WIFI的功能。
本實(shí)用新型的有益效果為:
本實(shí)用新型門禁有2個(gè)指紋采集器,開鎖的時(shí)候兩個(gè)手指同時(shí)按下,同時(shí)驗(yàn)證,只有兩個(gè)手指都驗(yàn)證成功,才打開門鎖。采用可以防止假指紋膜的電容式指紋采集器增加無線網(wǎng)絡(luò)功能,將每次開鎖的信息如時(shí)間,姓名上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。即使是未授權(quán)的人員企圖開鎖也將其指紋數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò),用于查獲企圖開鎖人。通過無線wifi控制網(wǎng)絡(luò)攝像頭,在開鎖、企圖開鎖的時(shí)候拍照,用于查獲開鎖人。能夠監(jiān)測暴力開鎖,并控制網(wǎng)絡(luò)攝像頭拍照,用于查獲開鎖人,具有很強(qiáng)的實(shí)用性,實(shí)時(shí)拍照比實(shí)時(shí)錄像的優(yōu)點(diǎn)在于,可以根據(jù)環(huán)境選擇適合的拍照模式,可以拍攝高清晰的照片。而實(shí)時(shí)錄像由于數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)和傳輸?shù)囊?,不可能很清晰,?dāng)前很多攝像頭的錄像都很模糊。
附圖說明
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本實(shí)用新型的指紋門禁前面板的示意圖;
圖3是本實(shí)用新型的指紋算法芯片的電路原理圖;
圖4是本實(shí)用新型的傳感器接口的電路原理圖;
圖5是本實(shí)用新型的主控芯片的電源的第一部分電路原理圖;
圖6是本實(shí)用新型的主控芯片的電源的第二部分電路原理圖;
圖7是本實(shí)用新型的主控芯片的時(shí)鐘的電路原理圖;
圖8是本實(shí)用新型的主控芯片的WIFI電路原理圖;
圖9是本實(shí)用新型的主控芯片的接口的電路原理圖;
圖10是本實(shí)用新型的液晶接口的電路原理圖;
圖11是本實(shí)用新型的語音單元的電路原理圖;
圖12是本實(shí)用新型的開鎖機(jī)構(gòu)的電路原理圖;
圖13是本實(shí)用新型的電源電路原理圖;
圖14是本實(shí)用新型的震動(dòng)監(jiān)測電路原理圖;
圖15是本實(shí)用新型的指紋算法芯片的軟件框架圖;
圖16是本實(shí)用新型的主控芯片的程序框架圖;
圖17是本實(shí)用新型的主控芯片的軟件框架之按鍵處理程序圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部 分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
產(chǎn)品的硬件電路設(shè)計(jì)
(1)指紋算法芯片的硬件設(shè)計(jì)
指紋算法芯片采用GD32F207RGT6,該芯片的最大頻率是120MHZ,RAM容量是256k字節(jié),滿足設(shè)計(jì)需求。兩路指紋采集對(duì)應(yīng)兩路指紋算法芯片,每路算法芯片都帶有指紋傳感器接口,和用于和主控芯片通訊的串口。
(2)傳感器接口的硬件設(shè)計(jì)
如圖4所示,接口采用8位并口和若干控制信號(hào),并行接口設(shè)計(jì)可以保證較快的傳輸速度。
(3)主控+WIFI芯片的硬件設(shè)計(jì)
采用單芯片同時(shí)實(shí)現(xiàn)了主控和無線WIFI的功能,主控芯片采用CC3200,該芯片主要的功能如下:
集成WIFI協(xié)議棧,能夠?qū)崿F(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)通訊,其用途一是把開鎖記錄上報(bào)給服務(wù),用途之二是控制網(wǎng)絡(luò)攝像頭拍照
和加速度傳感器通訊,獲得門體的震動(dòng)情況,監(jiān)測暴力開鎖
和兩路指紋算法芯片通訊,發(fā)送命令和獲得命令的結(jié)果
主控芯片作為中央處理單元,它和其他單元的連接關(guān)系如下:
和算法芯片1的連接:主控芯片的第7腳連接到算法芯片1的30腳,第8腳連接到算法芯片1的29腳
和算法芯片2的連接:主控芯片的第3腳連接到算法芯片2的30腳,第4腳連接到算法芯片2的29腳
和液晶顯示單元的連接關(guān)系:主控芯片的第60腳連接到液晶單元的第2腳,主控芯片的第61腳連接到液晶單元的第3腳,主控芯片的第62腳連接到液晶單元的第4腳
和語音單元的連接關(guān)系:主控芯片的第57腳連接到語音芯片的第 8腳,主控芯片的第58腳連接到語音芯片的第7腳,主控芯片的第59腳連接到語音芯片的第6腳
和按鍵單元的連接關(guān)系:主控芯片的第63腳連接到登記指紋鍵,主控芯片的第64腳連接到開門鍵
和震動(dòng)檢測單元的連接關(guān)系:主控芯片的第1腳連接到檢測芯片的第4腳,主控芯片的第2腳連接到檢測芯片的第5腳,主控芯片的第5腳連接到檢測芯片的第2腳,主控芯片的第6腳連接到檢測芯片的第3腳,主控芯片的第15腳連接到檢測芯片的第9腳。
和開鎖機(jī)構(gòu)的連接關(guān)系:主控芯片的第50腳連接到開鎖芯片的第7腳,主控芯片的第55腳連接到開鎖芯片的第6腳
(4)液晶接口的硬件設(shè)計(jì)
采用IIC總線和OLED液晶屏通訊
(5)語音單元的硬件設(shè)計(jì)
采用GPIO和語音芯片通訊,語音芯片再驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音
(11)開鎖機(jī)構(gòu)的硬件設(shè)計(jì)
采用電機(jī)控制芯片,能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)
(12)電源單元的硬件設(shè)計(jì)
電源輸入是外部的+9V,然后轉(zhuǎn)成+5V和+3.3V,供內(nèi)部使用
(13)震動(dòng)監(jiān)測電路設(shè)計(jì)
采用三軸加速度傳感器LSM303DLHC監(jiān)測震動(dòng)情況,當(dāng)門體遇到暴力破壞時(shí),加速度產(chǎn)生巨大變化,傳感器監(jiān)測到這個(gè)變化,會(huì)通知主控芯片處理。
產(chǎn)品主要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能
(1)開鎖和關(guān)門記錄上傳功能
包括正常開鎖和企圖開鎖的記錄,正常開鎖就是開鎖人是已經(jīng)登記過的人員。企圖開鎖是未登記的人員嘗試開鎖,即使他沒有成功打開門鎖,他的開鎖時(shí)間和照片也會(huì)上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。關(guān)門記錄就是門被關(guān)閉的時(shí)候,把關(guān)門時(shí)間和關(guān)門時(shí)的照片上傳到服務(wù)器。
(2)檢測暴力開鎖
當(dāng)門體遭受暴力破壞時(shí),會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng),通過加速度傳感器監(jiān)測震動(dòng)信息,把當(dāng)時(shí)的時(shí)間和照片上傳到服務(wù)器。
(3)指紋登記功能
按下指紋登記按按下兩個(gè)手指,連續(xù)采集3次手指,把3次的指紋數(shù)據(jù)合成出特征值,分別存儲(chǔ)在兩個(gè)指紋算法芯片里。
(4)開鎖功能,分為以下幾個(gè)步驟
按下開鎖按鍵
兩個(gè)指紋采集器同時(shí)采集指紋,然后把指紋數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻蓚€(gè)算法芯片兩個(gè)指紋算法芯片同時(shí)把采集到的指紋數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)的指紋特征值進(jìn)行匹配,檢查開鎖人是不是合法的開鎖用戶把兩個(gè)手指的驗(yàn)證結(jié)果,通知主控芯片如果驗(yàn)證成功,主控芯片控制開鎖機(jī)構(gòu),打開門鎖
(5)指紋刪除功能
同時(shí)按下開鎖鍵和登記鍵驗(yàn)證用戶指紋如果驗(yàn)證成功,把兩個(gè)算法芯片里的指紋全刪除。
4.產(chǎn)品的嵌入式軟件設(shè)計(jì)
針對(duì)3提出的基本功能,做以下的軟件設(shè)計(jì),軟件設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)部分
(1)指紋算法芯片的軟件設(shè)計(jì)
主要設(shè)計(jì)思想是:算法芯片等待主控芯片的命令,如果是登記指紋就執(zhí)行登記指紋的流程,如果是開鎖就執(zhí)行驗(yàn)證指紋的流程,執(zhí)行完以后,把命令結(jié)果返回給主控芯片
軟件框架附圖15所示
(2)主控+WIFI芯片的軟件設(shè)計(jì)
主要的設(shè)計(jì)思想是:主控芯片檢測三種事件,包括按鍵事件、震動(dòng)事件、關(guān)門事件,然后進(jìn)行分別處理。
按鍵事件
如果是登記鍵就發(fā)送登記命令給算法芯片,如果是開鎖鍵就發(fā)送 開鎖命令給算法芯片,如果同時(shí)按下開鎖鍵和登記鍵就發(fā)送刪除命令給算法芯片。命令發(fā)送后,等待算法芯片的執(zhí)行結(jié)果,如果是登記命令返回就繼續(xù)等待按鍵,如果是刪除命令返回就繼續(xù)等待按鍵,如果是開鎖命令返回,就判斷命令成功與否,如果成功就開鎖,然后繼續(xù)等待按鍵,如果失敗就不開鎖而直接等待按鍵。
軟件框架如圖16和圖17所示
震動(dòng)事件
檢測到震動(dòng)事件,就通過wifi網(wǎng)絡(luò)通知網(wǎng)絡(luò)攝像頭拍照,并獲得照片,然后將照片和時(shí)間等信息上傳服務(wù)器。
關(guān)門事件
檢測到門被關(guān)閉,就通過wifi網(wǎng)絡(luò)通知網(wǎng)絡(luò)攝像頭拍照,并獲得照片,然后將照片和時(shí)間等信息上傳服務(wù)器。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:
1.雙指紋同時(shí)驗(yàn)證,提高了身份識(shí)別的準(zhǔn)確率
2.采用電容式指紋傳感器,能夠防止假指紋膜
3.雙通道設(shè)計(jì),指紋驗(yàn)證速率較高
4.檢測門體震動(dòng),防止暴力開鎖
5.控制網(wǎng)絡(luò)攝像頭拍照,獲得實(shí)時(shí)場景高清照片
6.通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳事件記錄,事件記錄既有事件又有照片,既能了解正常的開關(guān)門情況,也能用于捕獲非法侵入
以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。