专利名称：指纹保险柜及其控制系统和控制方法
技术领域：
本发明涉及安全防范技术，尤其涉及一种指纹保险柜及其控制系统。
背景技术：
目前，国内外广泛采用的保险柜，大都是采用机械式传统保险柜，以及部分磁卡保险柜。机械式保险柜采用机械密码和复杂的图形式机械锁，磁卡保险柜一般通过其保险柜中的阅读器阅读磁卡密码，确认之后，再通过钥匙开锁。机械式保险柜和磁卡保险柜的缺点在于钥匙、磁卡携带不方便，而且保存不妥可能丢失；钥匙、磁卡、机械密码存在被非法复制的可能；长期使用钥匙、磁卡、机械密码会造成磨损、配合惯性方面的差异，导致可靠性下降；再有，机械式保险柜和磁卡保险柜如果出现问题，用户除强行破坏性开锁之外，基本无法自行反解开锁；机械式保险柜和磁卡保险柜在报警性能方面存在功能不全的缺陷，或者甚至就没有报警功能。
随着保险柜行业产品科技含量的不断发展，以及保险柜产品智能化水平的不断提高，以往采用机械锁或密码锁式的保险柜产品已经有逐步被更高科技的产品所替代的趋势，研发融合生物鉴别技术、现代电子技术、计算机通讯技术为一体的指纹保险柜产品无疑已成为提高保险柜行业产品技术水平的必然发展趋势。人的指纹具有唯一性和稳定性，现代信息技术的发展使利用指纹作为锁具成为可能。但目前大多数指纹保险柜仍然存在着不足之处在指纹保险柜被移动时，无报警功能；还有，如果指纹保险柜断电，保险柜便失去了自身的报警及指纹识别的功能。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供一种能够利用人的指纹的唯一性对人的财物进行安全保护的指纹保险柜。
本发明还提供上述保险柜的控制系统。
另外，本发明还提供了上述控制系统的控制方法。
为了解决上述技术问题，通过以下技术方案实现一种指纹保险柜控制系统，包括指纹识别模块、通讯控制模块，所述指纹识别模块采集指纹图象并对指纹数据进行判断，所述通讯控制模块负责指令和信息的通讯、时间的定标、信号的提示以及锁具的控制；所述控制系统还包括管理用户资料及用户操作记录的应用软件模块，所述通讯控制模块通过通讯总线分别与指纹识别模块、应用软件模块通信。
所述应用软件模块包括数据库单元及应用软件单元。
所述应用软件单元包括用户操作记录管理单元、打印列表单元、用户资料管理单元、时间设置单元、用户密码管理单元、通讯管理单元，各单元可获取所述数据库单元中的数据并可对其进行修改。
所述所述指纹识别模块包括随机存储单元、指纹采集单元、指纹识别单元，随机存储单元用于存储所述指纹采集单元实时采集到的指纹信息，指纹识别单元判别所述指纹信息，把处理后的信息发送给通讯控制模块。
所述通讯控制模块包括主控单元、存储单元、串行通讯单元、锁具驱动单元、面板信息显示单元、内部时钟单元、报警单元、电源电路单元；主控单元通过控制及数据总线与锁具驱动单元、面板信息显示单元、内部时钟单元、报警单元通信；主控单元通过串行通讯单元与指纹识别模块、应用软件模块通信。
所述主控单元的信号输入采用键盘中断技术；所述电源电路提供外部电池输入接口，用于备用电池与保险柜的连接，在断电时指纹保险柜可以正常使用。
所述报警单元包括移动报警系统、三次错码报警系统、钥匙开门报警系统；柜体被移动时，移动报警系统发出报警信息，产生报警信号；用户的指纹信息连续三次不相符时，三次错码报警系统发出报警信息，产生报警信号；用户在未通过指纹验证直接用钥匙开锁时，钥匙开门报警系统发出报警信息，产生报警信号。
所述报警单元还包括无线报警系统，与电话相连，构成电话联网报警系统，用户可通过无线网络接收报警信号。
一种利用上述控制系统的指纹保险柜，还包括具有一柜门的柜体及锁具装置。
一种指纹保险柜控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下过程(1)程序初始化，对主控单元CPU的中断、定时、内存、输入口、输出口等进行统一规划；(2)当用户将手指放置在指纹保险柜面板上的指纹识别口时，自动将主控单元从节能睡眠模式触发；(3)指纹采集单元自动采集用户指纹图象数据，并与存储在通讯控制模块的存储单元中的合法用户数据相比较，当数据相符时驱动电磁锁开门，连续三次不相符则报警，非法操作、非法移动也将触发报警；(4)用户在合法开门状态可以通过门后的登记、删除按钮进行添加或删除指纹数据，从而添加或删除合法用户，在此状态下，可以与管理计算机通讯，查询历史操作记录；(5)进入低功耗模式，若没有任何动作要求，程序通常进入低功耗省电模式。
与现有技术相比，本发明提供一种利用人的指纹的唯一性及稳定性对人的财物进行安全保护的指纹保险柜，采用基于光学感应原理的指纹图象采集器采集指纹图象数据，具有指纹数据采集稳定性高、指纹数据可移植性好、采集模块耐磨、耐用等特点；为了增加保险柜的用户数量，本发明增加了控制系统的存储器的容量，可存储大量用户的指纹数据；本发明还具有软件通讯能力，可记录各种用户操作信息及警情信息，便于处理特殊情况；同时，具有双报警功能，在停电状态下同样能够产生报警信号；本发明还配备无线报警系统，可与电话相连，构成电话联网报警系统，用户可通过无线网络接收报警信号；软件功能齐全，用户易学易用。
图1是指纹保险柜控制系统的模块组成图；
图2是指纹保险柜控制系统各模块的连接关系图；图3是指纹保险柜控制系统的电路原理图；图4是指纹保险柜控制系统通讯控制程序流程图；图5是指纹保险柜柜体外观图。
具体实施例方式
以下结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
请参阅图1、图2，图1揭示的一种指纹保险柜控制系统，包括指纹识别模块1、通讯控制模块2及应用软件模块3，指纹识别模块1采集指纹图象并对指纹数据进行判断，通讯控制模块2负责指令和信息的通讯、时间的定标、信号的提示以及锁具的控制；应用软件模块3负责管理用户资料及用户操作记录；所述通讯控制模块2通过通讯总线分别与指纹识别模块1、应用软件模块3通信。
如图所示，指纹识别模块1包括随机存储单元13、指纹采集单元11及指纹识别单元12，随机存储单元13用于存储指纹采集单元11实时采集到的指纹信息，指纹识别单元12判别所述指纹信息，把处理后的信息发送给通讯控制模块2；指纹采集单元11包括光学棱镜、光源及传感器。
通讯控制模块2包括主控单元21、串行通讯单元22、存储单元23、内部时钟单元24、锁具驱动单元25、面板信息显示单元26、报警单元27、电源电路单元28。主控单元21通过串行通讯单元22与指纹识别模块1、应用软件模块3通信。存储单元23存储用户的指纹信息，作为指纹识别单元在判别时的比较对象。电源电路单元28通过电源线分别与主控单元21、串行通讯单元22、内部时钟单元24、锁具驱动单元25、面板信息显示单元26、报警单元27及指纹识别模块1中的指纹采集单元11、指纹识别单元12连接。主控单元21通过控制及数据总线分别与内部时钟单元24、锁具驱动单元25、面板信息显示单元26、报警单元27通信，主控单元21中的信号输入采用键盘中断技术来实现，最大限度地节省外围电路，减少电路故障率，降低电能损耗。报警单元27包括移动报警系统、三次错码报警系统、钥匙开门报警系统及无线报警系统；当保险柜被移动时，移动报警系统发出报警信息，产生报警信号；当用户的指纹信息已经连续三次不相符时，三次错码报警系统发出报警信息，产生报警信号；当用户在未通过指纹验证直接用钥匙开锁时，钥匙开门报警系统发出报警信息，产生报警信号；报警单元27中配备无线报警系统，与电话相连，构成电话联网报警系统，用户可通过无线网络接收报警信号。
本实施例中，应用软件模块3安装在管理计算机中。应用软件模块3包括数据库单元32及应用软件单元31，应用软件单元31包括用户操作记录管理单元311、用户资料管理单元312、用户密码管理单元313、打印列表单元314、时间设置单元315、通讯管理单元316，各单元可获取所述数据库单元32中的数据并可对其修改。其中，应用软件模块3通过通讯管理单元316与通讯控制模块2互通信息。用户可通过网络在远端获取数据库单元32中的数据，进而对指纹保险柜的状态进行监控。
请参阅图3，图3揭示了指纹保险柜控制系统各部分的电路原理图。主控单元包括单片机及接入所述单片机的两接口的脉冲发生器，所述脉冲发生器包括一晶振及两个并联的电容；串行通讯单元包括单片机及四个分别接入所述单片机的电容，所述单片机的两接口接入主板的跳线；面板信息显示单元包括四个二极管、两个三极管及六个电阻，两个三极管组成一个互补放大电路；内部时钟单元包括单片机、晶振、两个电容、两并联的电阻，其中，两电容的两端口均为一端接地、一端接入单片机；报警单元包括电感器、两个电容及由两个三极管构成的放大电路；电源电路单元包括单片机、四个并联的二极管及四个电容。
图4是通讯控制模块2中主控单元的程序流程图，过程如下(1)程序初始化——对主控单元CPU的中断、定时、内存、输入口、输出口等进行统一规划；(2)当用户将手指放置在指纹保险柜面板上的指纹识别口时，自动将主控单元从节能睡眠模式触发；(3)指纹采集单元自动采集用户指纹图象数据，并与存储在通讯控制模块2的存储单元中的合法用户数据相比较，当数据相符时驱动电磁锁开门，连续三次不相符则报警；非法操作、非法移动等也将触发报警；(4)用户在合法开门状态可以通过门后的登记、删除按钮进行添加或删除指纹数据，从而添加或删除合法用户。在此状态下，也可以与管理计算机通讯，查询历史操作记录；(5)进入低功耗模式——若没有任何动作要求，程序通常进入低功耗省电模式。另外，当停电时，用户可通过外接电池驱动保险柜工作。
请参阅图5，图5揭示了指纹保险柜的柜体，包括外壳41、柜门42、信号显示面板43、指纹输入窗44、开关按钮45、保险柜门背面的功能按键(图未示)。信号显示面板43、指纹输入窗44嵌入柜门42里，用户通过将手指放在指纹输入窗44进行识别来操作柜门42的开关。信号显示面板43对开关门操作中的各种信号进行显示及报警，同时也提供外部电池输入接口，用于备用电池与保险柜的连接。保险柜门背面的功能按键主要在用户合法开门后进行登记、删除指纹操作。
柜门42背面有串行通讯接口，所述串行通讯接口通过RS-232接口与管理计算机相连，通过管理计算机可以查询保险柜曾经进行过的各种操作，如开门、关门、登记用户、删除用户、非法移动、非法操作等；也可以进行时间设置、管理员设置等其它操作。
指纹保险柜的柜体与指纹保险柜控制系统结合在一起，组成指纹保险柜。这种指纹保险柜，包括柜体、锁具装置及保险柜控制系统，锁具装置置于柜体内部，控制系统包括指纹识别模块1、通讯控制模块2、管理用户资料及用户操作记录的应用软件模块3，指纹识别模块1采集指纹图象并对指纹数据进行比较，通讯控制模块2负责指令和信息的通讯、时间的定标、信号的提示以及锁具的控制，所述通讯控制模块2通过通讯总线分别与指纹识别模块1、应用软件模块3通信。
指纹保险柜的工作原理为用户在使用指纹保险柜之前，先通过安装在管理计算机中的应用软件模块3对保险柜进行时间及参数设置，然后通过指纹采集单元11把自己的一枚或多枚指纹图象保存在通讯控制模块2的存储器中作为备用指纹。
用户在打开保险柜时，把手指放入指纹输入窗44，指纹采集单元11被自动激活，采集此用户指纹的图象数据，把数据保存在随机存储器13中。指纹识别单元12检索通讯控制模块2的存储器中的备用指纹，并与随机存储器13中的指纹做比较，判别该指纹是否在备用指纹里。
如果与备用指纹中的一枚指纹一致，指纹识别单元12通过串行通讯单元22把判别的结果信息传输到主控单元21，主控单元21发出信号至锁具驱动单元25，锁具驱动单元25打开锁具。
当用户的指纹信息已经连续三次不相符时，指纹识别单元12通过串行通讯单元22把判别的结果信息传输到主控单元21，主控单元21发出信号至报警单元中的三次错码报警系统，三次错码报警系统发出报警信息，产生报警信号。类似的，当保险柜被移动时，移动报警系统发出报警信息，产生报警信号；当用户在未通过指纹验证直接用钥匙开锁时，钥匙开门报警系统发出报警信息，产生报警信号；报警单元中配备无线报警系统，与电话相连，构成电话联网报警系统，用户可通过无线网络接收报警信号。
另外，本实施例采用美国SECUGAN公司生产的光学指纹识别模块构建指纹识别电路模块，使设备稳定性增高；同时，采用Phil ips公司生产的P87LPC764作为主控CPU，该芯片具有键盘中断，可以方便地从省电模式触发；各模块中的芯片平时处于休眠模式，使待机电流降到微安级；用户在使用该指纹保险柜时，可增加看门狗定时器来防止干扰信号造成程序跑飞。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案。如应用软件模块并非安装在管理计算机中，而是安装在具有处理器及存储器的其他装置中；另外，作为被比较对象的备用指纹也可以保存在指纹识别模块中。不脱离本发明精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种指纹保险柜控制系统，包括指纹识别模块、通讯控制模块，其特征在于，所述指纹识别模块采集指纹图象并对指纹数据进行判断，所述通讯控制模块负责指令和信息的通讯、时间的定标、信号的提示以及锁具的控制；所述控制系统还包括管理用户资料及用户操作记录的应用软件模块，所述通讯控制模块通过通讯总线分别与指纹识别模块、应用软件模块通信。
2.根据权利要求1所述的指纹保险柜控制系统，其特征在于，所述应用软件模块包括数据库单元及应用软件单元。
3.根据权利要求2所述的指纹保险柜控制系统，其特征在于，所述应用软件单元包括用户操作记录管理单元、打印列表单元、用户资料管理单元、时间设置单元、用户密码管理单元、通讯管理单元，各单元可获取所述数据库单元中的数据并可对其进行修改。
4.根据权利要求1所述的指纹保险柜控制系统，其特征在于，所述所述指纹识别模块包括随机存储单元、指纹采集单元、指纹识别单元，随机存储单元用于存储所述指纹采集单元实时采集到的指纹信息，指纹识别单元判别所述指纹信息，把处理后的信息发送给通讯控制模块。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的指纹保险柜控制系统，其特征在于，所述通讯控制模块包括主控单元、存储单元、串行通讯单元、锁具驱动单元、面板信息显示单元、内部时钟单元、报警单元、电源电路单元；主控单元通过控制及数据总线与锁具驱动单元、面板信息显示单元、内部时钟单元、报警单元通信；主控单元通过串行通讯单元与指纹识别模块、应用软件模块通信。
6.根据权利要求5所述的指纹保险柜控制系统，其特征在于，所述主控单元的信号输入采用键盘中断技术；所述电源电路提供外部电池输入接口，用于备用电池与保险柜的连接，在断电时指纹保险柜可以正常使用。
7.根据权利要求5所述的指纹保险柜控制系统，其特征在于，所述报警单元包括移动报警系统、三次错码报警系统、钥匙开门报警系统；柜体被移动时，移动报警系统发出报警信息，产生报警信号；用户的指纹信息连续三次不相符时，三次错码报警系统发出报警信息，产生报警信号；用户在未通过指纹验证直接用钥匙开锁时，钥匙开门报警系统发出报警信息，产生报警信号。
8.根据权利要求7所述的指纹保险柜控制系统，其特征在于，所述报警单元还包括无线报警系统，与电话相连，构成电话联网报警系统，用户可通过无线网络接收报警信号。
9.一种利用权利要求1至9中任意一项所述控制系统的指纹保险柜，其还包括具有一柜门的柜体及锁具装置。
10.一种指纹保险柜控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下过程(1)程序初始化，对主控单元CPU的中断、定时、内存、输入口、输出口等进行统一规划；(2)当用户将手指放置在指纹保险柜面板上的指纹识别口时，自动将主控单元从节能睡眠模式触发；(3)指纹采集单元自动采集用户指纹图象数据，并与存储在通讯控制模块的存储单元中的合法用户数据相比较，当数据相符时驱动电磁锁开门，连续三次不相符则报警，非法操作、非法移动也将触发报警；(4)用户在合法开门状态可以通过门后的登记、删除按钮进行添加或删除指纹数据，从而添加或删除合法用户，在此状态下，可以与管理计算机通讯，查询历史操作记录；(5)进入低功耗模式，若没有任何动作要求，程序通常进入低功耗省电模式。
全文摘要
本发明公开了一种能够利用人的指纹的唯一性对人的财物进行安全保护的指纹保险柜及其控制系统，控制系统包括指纹识别模块、通讯控制模块及应用软件模块，指纹识别模块采集指纹图象并对指纹数据进行判断，通讯控制模块负责指令和信息的通讯、时间的定标、信号的提示以及锁具的控制，应用软件模块管理用户资料及用户操作记录的应用软件模块，通讯控制模块通过通讯总线分别与指纹识别模块、应用软件模块通信。本发明具有软件通讯能力，可记录各种用户操作信息及警情信息，便于处理特殊情况；具有双报警功能，在停电状态下同样能够产生报警信号；同时，还配备无线报警系统，可与电话相连，构成电话联网报警系统，用户可通过无线网络接收报警信号。
文档编号E05G1/00GK101074589SQ200610035478
公开日2007年11月21日 申请日期2006年5月16日 优先权日2006年5月16日
发明者陈斗雪, 余爱民, 陈一天 申请人:广东科学技术职业学院