一种活体指纹检测设备和指纹锁的制作方法

本实用新型涉及安防技术领域，具体为一种活体指纹检测设备和指纹锁。

背景技术：

指纹锁是具有生物特性识别的智能锁具，是计算机信息、电子技术、机械技术和现代五金工艺的结晶，其原理是利用用户手指的指纹唯一性和永久性，通过比较被测用户的指纹特征和预先存储的指纹特征，即可验证其身份并开锁。而传统锁具是由钥匙和锁体组成，每次开锁都需要钥匙才能将锁体打开，而且用户在随身携带钥匙过程中，会出现钥匙丢失、钥匙断裂等状况，以至于开锁只能寻找专业人士进行开锁。因此，指纹锁的便利性很好的解决用户携带钥匙和携带钥匙带来的各种不便，深受用户的喜爱。

但是，用户在日常生活中用手触碰物品时，很容易将指纹遗留在某些地方，以至于指纹信息泄露，而非法人员则会将用户遗留的指纹信息对用户指纹进行复制，伪造，然后非法人员便可以利用复制，伪造的指纹非法进入用户要保护的区域。因此，现有技术中采用指纹识别技术的指纹锁安全性过低，不能为用户带来好的隐私安全。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种活体指纹检测设备和指纹锁，以解决现有技术中采用指纹识别技术的指纹锁安全性过低。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本实用新型第一方面公开了一种活体指纹检测设备，包括：

透光板(101)、光电接收器(102)、指纹扫描器(103)、芯片(104) 和红外光发光设备(105)；

所述红外光发光设备(105)和所述光电接收器(102)相对设置，所述红外光发光设备(105)设置于所述指纹扫描器(103)的一侧端，所述光电接收器(102)设置于所述指纹扫描器(103)的另一侧端；所述透光板(101) 设置在所述指纹扫描器(103)、所述红外光发光设备(105)和所述光电接收器(102)之上，所述红外光发光设备(105)发出的红外光透过透光板(101) 照射到被测体，所述光电接收器(102)接收所述被测体反射的红外光，所述指纹扫描器(103)扫描放置在所述透光板(101)上的被测体的指纹图像，并将所述指纹图像发送至所述芯片(104)；

所述芯片(104)与所述光电接收器(102)、所述红外光发光设备(105)、所述指纹扫描器(103)相连，所述芯片(104)根据所述光电接收器(102) 接收到的所述红外光确定所述被测体的活体指纹检测结果，以及在预先录入的指纹图像集合中检索所述指纹图像，确定指纹识别结果。

优选的，还包括：支撑板(100)；

所述支撑板(100)设置在所述指纹扫描器(103)下方，与所述指纹扫描器(103)、所述红外光发光设备(105)、所述光电接收器(102)接触，用于支撑所述指纹扫描器(103)、所述红外光发光设备(105)、所述光电接收器(102)。

优选的，所述红外光发光设备(105)为红外发光二极管。

优选的，所述透光板(101)为透红外光玻璃板。

本实用新型第二方面公开了一种指纹锁，包括第一方面公开了一种活体指纹检测设备(201)、控制器(202)、马达驱动模块(203)和机械锁体(204)；所述马达驱动模块(203)位于所述机械锁体(204)中；

所述活体指纹检测设备(201)与所述控制器(202)相连，所述马达驱动模块(203)与所述控制器(202)相连，所述活体指纹检测设备(201)将检测得到的指纹识别结果发送至控制器(202)，当所述指纹识别结果为指纹识别通过时，所述控制器(202)向所述马达驱动模块(203)发送开锁命令；

所述马达驱动模块(203)，用于执行所述控制器(202)发出的开锁指令。

优选的，还包括：密码输入设备；

所述密码输入设备与所述控制器(202)相连，所述密码输入设备设有按键，用于输入密码，并将所述密码传输至所述控制器(202)，所述控制器(202) 验证所述密码是否为预先设定的密码，确定密码验证结果，当所述控制器 (202)执行密码验证通过时，向所述马达驱动模块(203)发送开锁指令。

优选的，还包括：提醒设备；

所述控制器(202)，用于确定所述指纹识别结果为指纹识别不通过时，向所述提醒设备发送报警指令；

所述提醒设备与所述控制器(202)相连，用于基于所述报警指令执行报警。

优选的，还包括：提醒设备；

所述控制器(202)，用于确定所述密码验证结果为不通过时，向所述提醒设备发送报警指令或指纹识别错误提醒指令；

所述提醒设备与所述控制器(202)相连，用于基于所述报警指令执行报警或基于所述指纹识别错误提醒指令执行相应提醒操作。

优选的，所述提醒设备，包括：

音频设备，用于基于所述报警指令控制所述音频设备执行声音报警或基于所述指纹识别错误提醒指令执行相应提醒操作；

和/或，

灯光提醒设备，用于基于所述报警指令控制所述灯光报警器执行灯光报警；

和/或，

远程提醒设备，用于基于所述报警指令控制所述远程报警器执行远程报警。

优选的，还包括：显示设备；

所述显示设备与所述控制器(202)相连，用于显示所述控制器(202) 的控制信息。

基于上述本实用新型提供的一种活体指纹检测设备和指纹锁，该设备包括透光板、光电接收器、指纹扫描器、芯片和红外光发光设备；所述红外光发光设备和所述光电接收器相对设置，所述红外光发光设备设置于所述指纹扫描器的一侧端，所述光电接收器设置于所述指纹扫描器的另一侧端；所述透光板设置在所述指纹扫描器、所述红外光发光设备和所述光电接收器之上，所述红外光发光设备发出的红外光透过透光板照射到被测体，所述光电接收器接收所述被测体反射的红外光，所述指纹扫描器扫描放置在所述透光板上的被测体的指纹图像，并将所述指纹图像发送至所述芯片；所述芯片与所述光电接收器、所述红外光发光设备、指纹扫描器相连。本实用新型中通过对被测体进行活体检测，以及对被测体的指纹进行识别，可以提高采用指纹识别的指纹锁的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1a为本实用新型实施例提供的一种活体指纹检测设备的结构示意图；

图1b为本实用新型实施例提供的一种活体指纹检测设备的结构示意图；

图2a为本实用新型实施例提供的一种指纹锁的结构示意图；

图2b为本实用新型实施例提供的一种指纹锁的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种活体指纹检测设备，参见图1a和1b，上述设备包括：透光板101、光电接收器102、指纹扫描器103、芯片104和红外光发光设备105。

指纹图像是利用图像采集设备对手指末端正面皮肤上凹凸不平的纹线进行采集得到的图像。每个指纹图像的纹线有规律的排列形成不同的纹型，以及纹线的起点、终点、结合点和分叉点等细节特征。

所述红外光发光设备105和所述光电接收器102相对设置，所述红外光发光设备105设置于所述指纹扫描器103的一侧端，所述光电接收器102设置于所述指纹扫描器103的另一侧端。

在具体实现中，所述红外光发光设备105的上表面和所述光电接收器102 的上表面不高于所述指纹扫描器103的上表面。需要说明的是，所述红外光发光设备为能发出红外光的设备，本实用新型是利用红外光发光设备向被测体发出红外光，光电接收器接收被测体反射的红外光，光电接收器将接收到的红外光转换成电信号，通过判定电信号的强弱实现活体检测功能，因此红外光发光设备和光电接收器的位置关系是通过红外光发光设备发出的红外光不能直接照射到光电接收器确定的。本方案优选红外发光二极管，但不仅限于红外发光二极管。

所述透光板101设置在所述指纹扫描器103、所述红外光发光设备105和所述光电接收器102之上，所述红外光发光设备105发出的红外光透过透光板101照射到被测体，所述光电接收器102接收所述被测体反射的红外光，所述指纹扫描器103扫描放置在所述透光板101上的被测体的指纹图像。

需要说明的是，所述透光板能够被红外光能够穿透。本方案优选红外光能够穿透的玻璃板，但不仅限于玻璃板。

所述红外光发光设备发出的红外光可以透过透光板照射到被测体，由于光的漫反射特性，被测体会将红外光反射出来，反射出来的红外光被光电接收器接收到，光电接收器会将接收到的红外光转换为电信号，电信号会随红外光强度改变。

所述芯片104与所述光电接收器102、所述红外光发光设备105、指纹扫描器103相连，所述芯片104根据所述光电接收器102接收到的所述红外光确定所述被测体的活体指纹检测结果，以及在预先录入的指纹图像集合中检索所述指纹图像时，确定指纹识别结果。

需要说明的是，由于手指组织中的血氧对红外光有吸收作用，且红外光照射手指组织时，手指组织中血氧浓度会产生变化，以及血氧对红外光的吸收量也会随血氧浓度变化而变化，光电接收器会将红外光转换为电信号，并把电信号传输至芯片进行分析，芯片根据电信号的强度是否改变判定被测体是否为活体。

所述指纹图像集合是预先将用户指纹图像录入保存在设备中的指纹图像。在使用过程中，将获取到的被测体的指纹图像与指纹图像集合中的指纹图像进行匹配识别，若被测体的指纹图像与指纹图像集合中的某一指纹图像中的指纹特征相同，则代表指纹匹配成功，确定指纹识别通过；若被测体的指纹图像未匹配到指纹图像集合中的指纹图像中的指纹特征，则代表指纹匹配不成功，确定该指纹识别不通过。

进一步的，优选的，只有当被测体为活体时，才会对该被测体进行指纹识别，并得到指纹识别结果。

进一步的，优选的，所述活体指纹检测设备，还包括：支撑板100；

所述支撑板100设置在所述指纹扫描器103下方，与所述指纹扫描器103、所述红外光发光设备105、所述光电接收器102接触，用于支撑所述指纹扫描器103、所述红外光发光设备105、所述光电接收器102。

需要说明的是，所述支撑板可以为电路板，但不仅限于此。基于上述设备运行，下面对实现原理进行举例说明：

例如：在人体或类人体电容的物质接触到透光板上，红外光发光设备发出红外光，红外光穿过透光板照射到被测体上，被测体将红外光反射至光电接收器中，光电接收器将接收到的红外光转换成电信号传输至芯片进行处理。若被测体为活体的手指，在红外光正常照射手指组织时，手指组织中血氧浓度会产生变化，以及血氧对红外光的吸收量也会随血氧浓度变化而变化，此时光电接收器接收到的红外光强度是变化的，光电接收器将变化转换成变化的电信号，芯片通过变化的电信号判定此时的被测体为活体。若被测体为非活体，在红外光照射至被测体时，被测体将所述红外光反射出来，由于被测体为非活体，不会吸收所述红外光，因此，光电接收器接收到的红外光强度是恒定的，光电接收器将恒定的红外光转换成的电信号也是恒定的，芯片通过恒定的电信号可以判定此时的被测体为非活体。当检测到被测体为活体时，将在进行活体指纹检测时扫描的指纹图像进行活体识别，其活体识别是将所述被测体的指纹图像在预先录入的指纹图像集合中进行检索，当检索到与所述指纹图像的细节特征相同，则确定指纹识别通过，若未在指纹集合中检索到与所述指纹图像的细节特征相同，则确定指纹识别不通过。

本实用新型实施例提供了一种活体指纹检测设备，包括透光板、光电接收器、指纹扫描器、芯片和红外光发光设备；所述红外光发光设备与所述光电接收器相对设置于所述指纹扫描器的两端侧；所述透光板设置在所述指纹扫描器、所述红外光发光设备和所述光电接收器之上，所述红外光发光设备发出的红外光透过透光板照射到被测体，所述光电接收器接收所述被测体反射的红外光，所述指纹扫描器扫描放置在所述透光板上的被测体的指纹图像，并将所述指纹图像发送至所述芯片；所述芯片与所述光电接收器、所述红外光发光设备、指纹扫描器相连。本实用新型中通过对被测体进行活体指纹检测确定检测结果，再对被测体的指纹进行识别，确定指纹识别结果，可以提高采用指纹识别的指纹锁的安全性。

参见图2a和2b，为本实用新型实施例提供的一种指纹锁的结构示意图，该指纹锁包括：活体指纹检测设备201、控制器202、马达驱动模块和机械锁体203。

所述马达驱动模块位于所述机械锁体203中。

所述活体指纹检测设备201与所述控制器202相连，所述马达驱动模块与所述控制器202相连，所述活体指纹检测设备201将检测得到的指纹识别结果发送至控制器202，当所述指纹识别结果为指纹识别通过时，所述控制器 202向所述马达驱动模块发送开锁命令。

需要说明的是，所述控制器202为集成芯片，包含存储介质和处理器。

所述存储介质，用于存储控制器202的程序代码。

所述处理器，用于调用所述存储介质中的控制器202的程序代码，执行对马达驱动模块的控制。

需要说明的是，只有在被测体的指纹识别通过时，控制器才会向马达驱动模块发送开锁指令。若被测体的指纹识别不通过时，则控制器不会向马达驱动模块发送开锁指令。

所述马达驱动模块，用于执行所述控制器202发出的开锁指令。

需要说明的是，马达驱动模块主要由电机构成，当马达驱动模块收到控制器发送的开锁指令后，电机启动，电机通过转子的转动带动机械锁体进行开锁。

本实用新型实施例提供了一种指纹锁，该指纹锁包括活体指纹检测设备、控制器、马达驱动模块和机械锁体；所述马达驱动模块位于所述机械锁体中；所述活体指纹检测设备与所述控制器相连，所述马达驱动模块与所述控制器相连，所述活体指纹检测设备将检测得到的指纹识别结果发送至控制器，当所述指纹识别结果为指纹识别通过时，所述控制器向所述马达驱动模块发送开锁命令；所述马达驱动模块，用于执行所述控制器发出的开锁指令。本实用新型中通过活体指纹检测设备对被测体进行活体检测和对被测体进行指纹识别，可以提高采用指纹识别的指纹锁的安全性。

在本实用新型实施例中，指纹锁还包括：密码输入设备。

所述密码输入设备与所述控制器202相连，所述密码输入设备设有按键，用于输入密码，并将所述密码传输至所述控制器202，所述控制器202验证所述密码是否为预先设定的密码，确定密码验证结果，当所述控制器202执行密码验证通过时，向所述马达驱动模块203发送开锁指令。

需要说明的是，所述控制器验证所述密码是否为预先设定的密码，确定密码验证结果，当密码验证结果通过时，控制器向所述马达驱动模块发送开锁指令。

在本实用新型实施例中，指纹锁还包括：提醒设备。

所述控制器202，用于确定所述指纹识别结果为指纹识别不成功时，向所述提醒设备发送报警指令；

所述提醒设备与所述控制器202相连，用于基于所述报警指令执行报警；

和/或，

所述控制器202，用于确定所述密码验证结果为不通过时，向所述提醒设备发送报警指令或指纹识别错误提醒指令；

所述提醒设备与所述控制器202相连，用于基于所述报警指令执行报警或基于所述指纹识别错误提醒指令执行相应提醒操作。

需要说明的是，提醒设备可以为音频设备和/或灯光提醒设备和/或远程提醒设备，用户在指纹识别过程中，由于指纹磨损的原因，可能会出现指纹识别错误，为了避免用户在识别过程中出现误报警，因此在一定时间范围内，该指纹识别不通过次数低于预先设定的阈值，发送所述指纹识别错误提醒指令，若在一定时间范围内，该指纹识别不通过次数高于预先设定的阈值，则发送报警指令。

进一步的，由于用户在输入密码时，可能误触按键，会出现密码错误，因此在一定时间范围内，输入密码错误次数低于预先设定的阈值，发送所述指纹识别错误提醒指令，若在一定时间范围内，输入密码错误次数高于预先设定的阈值，则发送报警指令。

优选的，所述提醒设备，包括：

音频设备，用于基于所述报警指令控制所述音频设备执行声音报警或基于所述指纹识别错误提醒指令执行相应提醒操作。

和/或，

灯光提醒设备，用于基于所述报警指令控制所述灯光报警器执行灯光报警。

和/或，

远程提醒设备，用于基于所述报警指令控制所述远程报警器执行远程报警。

需要说明的是，音频设备可以为音频功放设备，播放语音提示或者产生刺耳的警报声；灯光提醒设备可以为指示灯或警报灯，指示灯可以通过亮起的颜色来提醒用户，而警报灯可以产生强烈的灯光报警信号，以达到提醒邻居或者小区保安的注意，从而使非法人员离去。而远程提醒设备，可以为手机，也可以为小区监控室，提醒信息或者报警信息可以通过网络、电话以及对讲机等方式通知用户。

在本实用新型实施例中，指纹锁还包括：显示设备。

所述显示设备与所述控制器202相连，用于显示所述控制器202的控制信息。

需要说明的是，所述显示设备可以为液晶显示器，但并不仅限于液晶显示器，显示指纹识别信息是指所述显示设备可以显示所述控制器发出的控制状态，如已开锁、开锁成功等文字或图像信息，用户可以通过验证结果确定指纹锁是否打开，为用户带来更好的交互体验。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。