一種跑步簽到裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種跑步簽到裝置，屬于自動(dòng)化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與生活質(zhì)量的提高，很多學(xué)生由于缺乏運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致身體素質(zhì)水平降低，很多學(xué)校對(duì)于學(xué)生平時(shí)運(yùn)動(dòng)量不足的問(wèn)題，倡導(dǎo)每日長(zhǎng)跑以增強(qiáng)體質(zhì)，跑步簽到裝置在高校中廣泛使用。
[0003]目前市場(chǎng)上的跑步簽到方式有蓋章簽到，有采用RFID刷卡簽到，也有單純的指紋形態(tài)識(shí)別簽到。為了滿(mǎn)足一些學(xué)生應(yīng)付簽到的需求，各種假簽方式應(yīng)運(yùn)而生，使用偽造的簽到印章、一人代刷多人的RFID卡、利用硅膠指紋套代刷等多種方式。即使最先進(jìn)的生物射頻指紋識(shí)別，不僅價(jià)格昂貴，也有新型仿生指紋套可以繞過(guò)簽到裝置。因此，單一的身份驗(yàn)證無(wú)法確保簽到的有效性。有的機(jī)構(gòu)發(fā)明了多重身份識(shí)別簽到裝置，即使能夠保證本人簽至IJ，但也無(wú)法確保跑步的有效性，仍有相當(dāng)一部分學(xué)生以騎車(chē)代替跑步或者以走代替跑步。因此，考慮采用一種跑步簽到裝置來(lái)保證簽到有效性的同時(shí)保證跑步的有效性。
[0004]半導(dǎo)體式電容指紋指紋識(shí)別優(yōu)點(diǎn)是圖像質(zhì)量較好，對(duì)各類(lèi)指紋都有極好的適應(yīng)性、極高的辨識(shí)率和良好的校正與容錯(cuò)。簡(jiǎn)易光照式手指心率檢測(cè)具有檢測(cè)方便，迅速，適用性強(qiáng)，減少誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要針對(duì)現(xiàn)有的跑步簽到裝置技術(shù)的不足，提出一種將電容式指紋識(shí)別與光照式心率檢測(cè)相結(jié)合的防作弊跑步簽到裝置，可以在保證簽到可靠性的同時(shí)檢測(cè)心率的快慢，以此判斷大致跑步距離，杜絕代簽，以騎車(chē)代跑等情況發(fā)生。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種跑步簽到裝置，包括指紋采集模塊,心率檢測(cè)模塊，自動(dòng)電源切換模塊,顯示模塊,總控制模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)組成。
[0007]本發(fā)明所述的指紋采集模塊包括用于采集指紋數(shù)據(jù)的電容式指紋傳感器FPC1011C, FPC1011C的傳感器陣列由152列200行的傳感器單元組成。每一個(gè)晶圓體都有獨(dú)立的信號(hào)放大功能，可以將接受到的經(jīng)手指反射的微弱信號(hào)進(jìn)行放大，從而可以保證獲得高質(zhì)量的指紋圖像。
[0008]本發(fā)明所述的心率檢測(cè)模塊包括用于發(fā)射穿透手指強(qiáng)光的高亮度LED，高像素?cái)z像頭。由于手指中毛細(xì)血管不斷隨著心跳而充血，呈現(xiàn)出的亮度隨著心率不斷變化，攝像頭接收的亮度也不斷變化。并提取像素值，通過(guò)卡爾曼濾波器進(jìn)行信號(hào)的最佳估計(jì)，有效的追蹤心率變化。
[0009]本發(fā)明所述的自動(dòng)電源切換模塊包括電源電池自動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊和DC/DC電平轉(zhuǎn)換模塊。LTC4414轉(zhuǎn)換模塊式系統(tǒng)在斷電的情況下可以切換至電池供電，DC/DC電平轉(zhuǎn)換模塊可以為DSP外設(shè)提供3.3V電壓，為內(nèi)核提供1.6V電壓。
[0010]本發(fā)明所述的顯示模塊包括IXD。IXD采用的是FYD12864-0402B模塊，內(nèi)嵌漢字庫(kù)，支持串口和并行數(shù)據(jù)傳輸。
[0011]本發(fā)明所述的總控制模塊包括DSP處理器。DSP處理器采用TMS320VC5510A芯片。該芯片是特別針對(duì)小型終端設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)合設(shè)計(jì)的，其內(nèi)核的功耗小，能夠高效執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的提取與處理。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:將電容式指紋識(shí)別與光照式心率檢測(cè)相結(jié)合，通過(guò)電容式指紋識(shí)別確定身份，并通過(guò)光照式心率檢測(cè)，判斷打卡者的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，以確定是否以車(chē)代跑或以走代跑。本跑步簽到裝置利用雙重檢測(cè)確保了簽到者的身份的有效性與跑步的有效性?？捎行Ф沤^代打，以車(chē)代跑，以走代跑的行為。保障了學(xué)生每日的運(yùn)動(dòng)量，在學(xué)校正常教學(xué)的同時(shí)，又提升了學(xué)生的身體素質(zhì)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明硬件結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖3為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。包括指紋采集模塊，心率檢測(cè)模塊。11為電容式指紋傳感器，用于采集簽到者的指紋數(shù)據(jù)。13為高亮度LED光源，光透過(guò)手指照射到攝像頭12，攝像頭將采集的圖像信息傳輸?shù)絋MS320VC5510A。
[0018]圖2是本發(fā)明硬件結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明是以TMS320VC5510A為硬件平臺(tái)，配以Flash、SDRAM、指紋傳感器FPC1011C、高亮度LED、微型攝像頭、IXD等外圍設(shè)備而成，并連接數(shù)據(jù)庫(kù)，將每次采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，建立個(gè)人信息數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0019]圖3是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】流程圖。該流程包括以下步驟。
[0020]步驟301、302，系統(tǒng)初始化，等待中斷。
[0021]步驟303，手指接觸電容式指紋采集傳感器，發(fā)出指紋采集中斷。
[0022]步驟304，手指貼在傳感器上，手指平面凹凸不平形成的電容數(shù)值不同，設(shè)備將采集到的不同數(shù)值組成圖像，完成指紋的采集。
[0023]步驟305，提取圖像中特定部位的值，組成一組包含指紋信息的特征值。
[0024]步驟306，根據(jù)特定的算法，判斷該組特征值是否符合匹配要求。若符合，執(zhí)行步驟307，若不符合，執(zhí)行303，重新采集指紋。
[0025]步驟307，308，309，指紋匹配中斷發(fā)出，將特征值與存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋特征值匹配。若匹配成功，執(zhí)行步驟310，若不成功，執(zhí)行步驟303重新采集指紋。
[0026]步驟310，311，心率檢測(cè)中斷發(fā)出，開(kāi)啟高亮度LED和攝像頭。LED發(fā)出光透過(guò)指肚，高像素?cái)z像頭接收亮度。
[0027]步驟312，提取攝像頭所接受的亮度像素，計(jì)算出同一時(shí)間不同坐標(biāo)所有像素的平均值。
[0028]步驟313，將上一個(gè)狀態(tài)的值，通過(guò)卡爾曼濾波器算法，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)的預(yù)測(cè)結(jié)果，并收集當(dāng)前狀態(tài)的的測(cè)量值，結(jié)合當(dāng)前狀態(tài)的預(yù)測(cè)值和測(cè)量值，可以得到當(dāng)前狀態(tài)的最優(yōu)化估算值。有效跟蹤心率變化，繪制心率曲線。
[0029]步驟314，將本次運(yùn)動(dòng)后心率的值與數(shù)據(jù)庫(kù)中個(gè)人心率信息進(jìn)行匹配。
[0030]步驟315，若本次運(yùn)動(dòng)后的心率不匹配個(gè)人數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)心率，重新執(zhí)行步驟303，若本次心率匹配成功，執(zhí)行步驟316。
[0031]步驟316，本次簽到有效，同時(shí)保證了跑步的有效性，將本次心率數(shù)據(jù)載入數(shù)據(jù)庫(kù)，更新個(gè)人信息數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)返回步驟302，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗待機(jī)狀態(tài)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種跑步簽到裝置，其特征包括半導(dǎo)體式電容指紋采集器模塊，光照式心率檢測(cè)模塊，自動(dòng)電源切換模塊，LCD顯示模塊，總控制模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)；所述的電容式指紋采集模塊清晰地采集指紋信息并輸入；光照式心率檢測(cè)模塊能便捷地測(cè)量心率；自動(dòng)電源切換模塊能夠在掉電時(shí)切換至電池供電，并為DSP外設(shè)提供3.3V電壓，為內(nèi)核提供1.6V電壓；LCD顯示模塊能夠清晰顯示簽到者信息，簽到次數(shù)與跑步心率；總控制模塊高效地處理輸入的指紋圖像，提取特征值，處理亮度像素點(diǎn)，通過(guò)卡爾曼濾波器對(duì)下一個(gè)狀態(tài)進(jìn)行最佳估計(jì)，有效追蹤心率變化，并把當(dāng)前數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，更新數(shù)據(jù)庫(kù)。2.如權(quán)利要求1所述的一種跑步簽到裝置，其特征在于:通過(guò)電容式指紋識(shí)別驗(yàn)證身份并通過(guò)光照式心率檢測(cè)來(lái)保證跑步的有效性。3.如權(quán)利要求1所述的一種跑步簽到裝置，其特征在于:半導(dǎo)體式電容指紋采集器模塊包括FPClOIIC電容式傳感器。4.如權(quán)利要求1所述的一種跑步簽到裝置，其特征在于:高亮度LED照射手指，由于手指中毛細(xì)血管不斷隨著心跳而充血，呈現(xiàn)出的亮度像素隨著心率不斷變化，攝像頭接收的亮度也不斷變化。5.如權(quán)利要求1所述的一種跑步簽到裝置，其特征在于:攝像頭接收的亮度數(shù)據(jù)通過(guò)卡爾曼濾波器算法，減少因手指抖動(dòng)產(chǎn)生的干擾，進(jìn)行對(duì)下一狀態(tài)的最佳估計(jì)，有效跟蹤心率變化。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種跑步簽到裝置，其特征包括半導(dǎo)體式電容指紋采集器模塊，光照式心率檢測(cè)模塊，自動(dòng)電源切換模塊，LCD顯示模塊，總控制模塊與數(shù)據(jù)庫(kù);所述的電容式指紋采集模塊采集指紋信息；光照式心率檢測(cè)模塊測(cè)量心率；自動(dòng)電源切換模塊能夠在掉電時(shí)切換至電池供電，并為DSP外設(shè)和內(nèi)核提供電壓；LCD顯示模塊能夠清晰顯示簽到者信息，簽到次數(shù)與跑步心率；總控制模塊高效地處理輸入的指紋圖像，提取特征值，處理亮度像素點(diǎn)，通過(guò)卡爾曼濾波器對(duì)下一個(gè)狀態(tài)進(jìn)行最佳估計(jì)，有效追蹤心率變化，并把當(dāng)前數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，更新數(shù)據(jù)庫(kù)；本裝置確保了簽到者的身份的有效性與跑步的有效性。
【IPC分類(lèi)】G07C1/10, G06K9/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104933770
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410097848
【發(fā)明人】沈艷霞, 陸欣
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2014年3月18日