本實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級別的指紋門禁。

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)計指紋門禁要將提高安全性作為主要設(shè)計目標。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指紋采集器，按一個手指，如果驗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采集器，光學采集器的最大缺點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)，無法知道什么時間什么人開鎖。

常見的指紋門禁無法知道什么時間什么人企圖開鎖。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型公開了一種提高安全防護級別的指紋門禁，用于解決提高門禁安全性的問題。

本實用新型通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種提高安全防護級別的指紋門禁，包括開鎖機構(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實現(xiàn)主控和無線WIFI的功能。

本實用新型的有益效果為：

本實用新型門禁有2個指紋采集器，開鎖的時候兩個手指同時按下，同時驗證，只有兩個手指都驗證成功，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，具有很強的實用性，實時拍照比實時錄像的優(yōu)點在于，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。而實時錄像由于數(shù)據(jù)量存儲和傳輸?shù)囊?，不可能很清晰，當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用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(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用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的指紋門禁前面板的示意圖；

圖3是本實用新型的指紋算法芯片的電路原理圖；

圖4是本實用新型的傳感器接口的電路原理圖；

圖5是本實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是本實用新型的主控芯片的時鐘的電路原理圖；

圖8是本實用新型的主控芯片的WIFI電路原理圖；

圖9是本實用新型的主控芯片的接口的電路原理圖；

圖10是本實用新型的液晶接口的電路原理圖；

圖11是本實用新型的語音單元的電路原理圖；

圖12是本實用新型的開鎖機構(gòu)的電路原理圖；

圖13是本實用新型的電源電路原理圖；

圖14是本實用新型的震動監(jiān)測電路原理圖；

圖15是本實用新型的指紋算法芯片的軟件框架圖；

圖16是本實用新型的主控芯片的程序框架圖；

圖17是本實用新型的主控芯片的軟件框架之按鍵處理程序圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部 分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

產(chǎn)品的硬件電路設(shè)計

(1)指紋算法芯片的硬件設(shè)計

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)計需求。兩路指紋采集對應(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

如圖4所示，接口采用8位并口和若干控制信號，并行接口設(shè)計可以保證較快的傳輸速度。

(3)主控+WIFI芯片的硬件設(shè)計

采用單芯片同時實現(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

采用IIC總線和OLED液晶屏通訊

(5)語音單元的硬件設(shè)計

采用GPIO和語音芯片通訊，語音芯片再驅(qū)動揚聲器發(fā)出聲音

(11)開鎖機構(gòu)的硬件設(shè)計

采用電機控制芯片，能實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)

(12)電源單元的硬件設(shè)計

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)震動監(jiān)測電路設(shè)計

采用三軸加速度傳感器LSM303DLHC監(jiān)測震動情況，當門體遇到暴力破壞時，加速度產(chǎn)生巨大變化，傳感器監(jiān)測到這個變化，會通知主控芯片處理。

產(chǎn)品主要實現(xiàn)以下幾個功能

(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，他的開鎖時間和照片也會上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。關(guān)門記錄就是門被關(guān)閉的時候，把關(guān)門時間和關(guān)門時的照片上傳到服務(wù)器。

(2)檢測暴力開鎖

當門體遭受暴力破壞時，會產(chǎn)生強烈的震動，通過加速度傳感器監(jiān)測震動信息，把當時的時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，分別存儲在兩個指紋算法芯片里。

(4)開鎖功能，分為以下幾個步驟

按下開鎖按鍵

兩個指紋采集器同時采集指紋，然后把指紋數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻蓚€算法芯片兩個指紋算法芯片同時把采集到的指紋數(shù)據(jù)和存儲的指紋特征值進行匹配，檢查開鎖人是不是合法的開鎖用戶把兩個手指的驗證結(jié)果，通知主控芯片如果驗證成功，主控芯片控制開鎖機構(gòu)，打開門鎖

(5)指紋刪除功能

同時按下開鎖鍵和登記鍵驗證用戶指紋如果驗證成功，把兩個算法芯片里的指紋全刪除。

4.產(chǎn)品的嵌入式軟件設(shè)計

針對3提出的基本功能，做以下的軟件設(shè)計，軟件設(shè)計主要分為兩個部分

(1)指紋算法芯片的軟件設(shè)計

主要設(shè)計思想是：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

主要的設(shè)計思想是：主控芯片檢測三種事件，包括按鍵事件、震動事件、關(guān)門事件，然后進行分別處理。

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

震動事件

檢測到震動事件，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，然后將照片和時間等信息上傳服務(wù)器。

本發(fā)明的優(yōu)點為：

1.雙指紋同時驗證，提高了身份識別的準確率

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，指紋驗證速率較高

4.檢測門體震動，防止暴力開鎖

5.控制網(wǎng)絡(luò)攝像頭拍照，獲得實時場景高清照片

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

以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。