专利名称：学校办公室指纹门禁管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种门禁管理系统，具体涉及一种学校办公室指纹门禁管理系统。
背景技术：
学校办公室是一个人员进出比较复杂的区域，需要安全性比较高，设计一种能够独立运行并且便于管理的门禁系统是当务之需。目前生物认证便于实现而且成本较低，指纹认证技术的尤其成熟，只要一按手指就可完成身份识别以达到开关门的目的，确保安全。目前，将指纹识别技术应用到各种需要身份验证的系统或者嵌入到原有的大量保安系统，会大大提高系统的安全性和便捷性。
发明内容
本发明提供一种学校办公室指纹门禁管理系统，使用指纹识别技术来验证用户身份，实现用户信息注册、删除、查询、指纹比对、门禁控制和监视以及日志管理功能。为实现上述目的，本发明提供一种学校办公室指纹门禁管理系统，其特点是，该门禁管理系统包含主控制器，以及分别与上述主控制器连接的指纹采集模块、指纹识别服务器、电子锁和显示模组；
指纹采集模块，其用于采集人员的指纹信息并通过上述主控制器传输至上述指纹识别服务器；
指纹识别服务器，其对采集的指纹信息进行比对，并根据指纹信息所对应的权限发送开关指令至主控制器；
主控制器，其接收指纹采集模块采集的指纹信息传输至指纹识别服务器，并根据指纹识别服务器发出的开关指令控制电子锁的开闭；
电子锁，其由主控制器控制进行门禁的开关。上述的主控制器采用现场可编程逻辑门阵列FPGA。上述的门禁管理系统还包含电路连接上述主控制器的图像接收模块，其构成上述主控制器的数据接口，接收指纹采集模块采集的指纹信息并传输至主控制器。上述的门禁管理系统还包含电路连接主控制器的图像数据网络传输模块，其构成主控制器的网络传输端口，实现主控制器与指纹识别服务器之间网络连接。上述的门禁管理系统还包含交换机，其与指纹识别服务器通信连接，并与图像数据网络传输模块网络连接。上述的门禁管理系统包含若干门禁单元，每个门禁单元包含有主控制器，以及分别与主控制器连接的指纹采集模块、电子锁和显示模组；
上述交换机连接有数据总线，交换机通过该数据总线分别与若干门禁单元通信连接。指纹识别服务器采集并存储学校中具有相应权限人员的指纹信息。当有人员需要通过门禁系统，需要由指纹采集模块对该人员的指纹进行采集，通过图像接收模块传输至主控制器，并网络传输至指纹识别服务器。指纹识别服务器对接收的现场人员的指纹信息与其存储的指纹信息进行识别和比对。准确确定当前使用者的身份和权限，并将权限信号交互传输回主控制器。若采集的指纹数据与用户身份信息匹配，则控制电子锁打开门禁。若采集的指纹数据与用户身份信息不匹配，经过多次采集比对当一到限定值就停止对该用户的指纹采集，就可认为该用户无权限。本发明学校办公室指纹门禁管理系统和现有技术中学校采用的门禁系统相比，其优点在于，本发明提供了一种学校办公室指纹门禁管理系统，本系统基于现场可编程逻辑门阵列FPGA嵌入式开发平台，应用指纹采集技术、数据传输技术、通信技术。具备对学校办公室指纹门禁管理功能，同时采用图像接收模块和图像数据网络传输模块实现了接口能力和网络数据传输的能力，具有成本低、体积小、功能全、可扩展性强的特点。基于嵌入式技术实现指纹门禁控制，系统简单、便于实现，适合学校使用。
图1为本发明学校办公室指纹门禁管理系统的实施例一的结构示意 图2为本发明学校办公室指纹门禁管理系统的实施例二的结构示意 图3为本发明学校办公室指纹门禁管理系统的功能模块 图4为本发明学校办公室指纹门禁管理系统的指纹识别服务器的识别流程图。
具体实施例方式以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。如图1所示，本发明学校办公室指纹门禁管理系统的实施例一。该门禁管理系统包含主控制器3，以及分别与主控制器3连接的指纹采集模块2、指纹识别服务器1、电子锁6和显示模组8。指纹采集模块2采用光学指纹模块ZAZ-010-B进行数据的采集，用于采集学校中进出人员的指纹信息，并通过主控制器3将指纹信息传输至所述指纹识别服务器I。该光学指纹模块ZAZ-010-B带有支持USB和UART (TTL逻辑电平)接口。指纹识别服务器I采用通用计算机，提供友好的用户操作界面，完成应用软件大部分的操作。该指纹识别服务器I用于对指纹采集模块2采集的指纹信息与其中存储的指纹信息进行比对，得出该指纹信息对应人员的权限信息，并根据该人员的权限信息发出电子锁6的开关指令至主控制器3。主控制器3采用SDRAM控制器，现场可编程逻辑门阵列FPGA-EP2C8Q208C8。该主控制器3所采用的芯片是Altera公司生产的Cyclone II系列的FPGA，型号为EP2C8Q208C8。Cyclone II系列具有更低成本、更大的容量和更多的特殊性能的特性。该主控制器3用于接收指纹采集模块2采集的指纹信息传输至指纹识别服务器I，并根据指纹识别服务器I经过指纹信息比对并发出的开关指令，并根据该开关指令控制电子锁6的开闭。电子锁6采用通用的电子锁，根据指纹识别服务器I的开关指令，由主控制器3控制电子锁6的动作，进行门禁开关的控制，实现根据指纹信息进行门禁控制。显示模组8采用LQ035NC111芯片，LQ035NC111含有液晶控制器，显示模组8连接主控制器3，实现本系统与液晶显示之间的接口电路。由于本实施例中，主控制器3采用现场可编程逻辑门阵列FPGA-EP2C8Q208C8，同时由于指纹采集模块2数据的USB接口、网络数据传输的特殊性，因此单纯依靠FPGA进行图像数据采集、传输是不现实的。因此，本实施例中门禁管理系统还包含电路连接主控制器3的图像接收模块4和图像数据网络传输模块5。图像接收模块4采用Cypress公司的CY7C68013A-56芯片，该图像接收模块4构成主控制器3的USB数据接口，用于连接指纹采集模块2，接收指纹采集模块2采集的指纹信息并传输至主控制器3。图像数据网络传输模块5采用RTL8019芯片，RTL8019芯片作为网卡接口电路构成主控制器3的网络传输端口，实现主控制器3与指纹识别服务器I之间网络连接。门禁管理系统还包含交换机7，该与指纹识别服务器I通信连接，并可与图像数据网络传输模块5网络连接。通过该交换机7与图像数据网络传输模块5实现纹识别服务器I与主控制器3之间的网络通信连接。如图2所示，本发明学校办公室指纹门禁管理系统的实施例二。该门禁管理系统包含指纹识别服务器1，与该指纹识别服务器I通信连接的交换机7，以及若干门禁单元，该若干门禁单元连接在数据总线9上，并通过该数据总线9若干门禁单元连接至交换机7。该若干个门禁单元分别设置于学校内各个需要设置门禁的场所。每个门禁单元包含有主控制器3，以及分别与该主控制器3连接的指纹采集模块
2、电子锁6和显示模组8。主控制器3上还连接有图像接收模块4和图像数据网络传输模块5，指纹采集模块2通过图像接收模块4与主控制器3连接，主控制器3通过图像数据网络传输模块5连接上述的数据总线9。主控制器3采用SDRAM控制器，现场可编程逻辑门阵列FPGA-EP2C8Q208C8。该主控制器3所采用的芯片是Altera公司生产的Cyclone II系列的FPGA，型号为EP2C8Q208C8。Cyclone II系列具有更低成本、更大的容量和更多的特殊性能的特性。该主控制器3用于接收指纹采集模块2采集的指纹信息传输至指纹识别服务器I，并根据指纹识别服务器I经过指纹信息比对并发出的开关指令，并根据该开关指令控制电子锁6的开闭。电子锁6采用通用的电子锁，根据指纹识别服务器I的开关指令，由主控制器3控制电子锁6的动作，进行门禁开关的控制，实现根据指纹信息进行门禁控制。显示模组8采用LQ035NC111芯片，LQ035NC111含有液晶控制器，显示模组8连接主控制器3，实现本系统与液晶显示之间的接口电路。由于本实施例中，主控制器3采用现场可编程逻辑门阵列FPGA-EP2C8Q208C8，同时由于指纹采集模块2数据的USB接口、网络数据传输的特殊性，因此单纯依靠FPGA进行图像数据采集、传输是不现实的。因此，本实施例中门禁管理系统还包含电路连接主控制器3的图像接收模块4和图像数据网络传输模块5。图像接收模块4采用Cypress公司的CY7C68013A-56芯片，该图像接收模块4构成主控制器3的USB数据接口，用于连接指纹采集模块2，接收指纹采集模块2采集的指纹信息并传输至主控制器3。图像数据网络传输模块5采用RTL8019芯片，RTL8019芯片作为网卡接口电路构成主控制器3的网络传输端口，使门禁单元连接至数据总线9，通过数据总线9和交换机7实现主控制器3与指纹识别服务器I之间网络连接。如图3所示，本发明学校办公室指纹门禁管理系统实现指纹采集、实时通讯、信号控制和人机交互等功能。本发明还公开一种适用于上述学校办公室指纹门禁管理系统的门禁管理方法，该方法包含以下步骤
步骤1、指纹识别服务器I采集并存储学校中具有相应权限人员的指纹信息。步骤2、当有人员需要通过门禁系统，需要由指纹采集模块2对该人员的指纹进行采集，指纹采集模块2采集该人员的指纹信息后通过图像接收模块4传输至主控制器3。通过图像数据网络传输模块5与交换机7的网络通信，主控制器3将指纹信息传输至指纹识别服务器I。步骤3、指纹识别服务器I对接收的现场人员的指纹信息与其存储的指纹信息进行识别和比对。如图4所示，指纹识别服务器I的识别方法流程如下指纹识别服务器I接收指纹信息中的原始指纹图像，对图像进行滤波，滤波后的指纹图像进行指纹脊线方向估算，将得出的脊线梯度值进行计算核心点坐标并对核心点坐标截取有效域，然后对有效域图像进行归一化。将经过归一化的二值图像与上述指纹脊线方向估算得出的脊线梯度值进行局部增强处理，在增强后的指纹图像中定位脊线点，最后对脊线点信息进行细节点判断获得指纹图像的细节点信息。将上述方法获得的现场采集得指纹图像的细节点信息，与指纹识别服务器I中存储的指纹信息进行比对，符合的即可配对并证明该人员具有权限，若没有符合指纹信息，则该人员无权限。步骤4、通过步骤3中指纹识别服务器I对指纹信息的识别和比对，可以准确确定当前使用者的身份和权限，并将权限信号交互传输回主控制器I。若采集的指纹数据与用户身份信息匹配，则由主控制器I对电子锁6发出控制信号，控制电子锁6打开门禁。若采集的指纹数据与用户身份信息不匹配，主控制器I会发出重新采样的信号给识指纹采集模块2进行再次采样，并将重新采样的指纹信息传输至指纹识别服务器1，让指纹识别服务器I再一次采集识别用户的指纹数据，重新采样次数由指纹识别服务器I设定，当一到指纹识别服务器I设定的限定值就停止对该用户的指纹采集，就可认为该用户无权限、非法。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种学校办公室指纹门禁管理系统，其特征在于，该门禁管理系统包含:主控制器(3)，以及分别与所述主控制器(3)连接的指纹采集模块(2)、指纹识别服务器(I)、电子锁(6)和显示模组(8)； 指纹采集模块(2 )，其用于采集人员的指纹信息并通过所述主控制器(3 )传输至所述指纹识别服务器(I); 指纹识别服务器(I )，其对采集的指纹信息进行比对，并根据指纹信息所对应的权限发送开关指令至主控制器(3); 主控制器(3)，其接收所述指纹采集模块(2)采集的指纹信息传输至指纹识别服务器(1)，并根据所述指纹识别服务器(I)发出的开关指令控制所述电子锁(6)的开闭； 电子锁(6 )，其由所述主控制器(3 )控制进行门禁的开关。
2.如权利要求1所述的学校办公室指纹门禁管理系统，其特征在于，所述的主控制器(3)采用现场可编程逻辑门阵列FPGA。
3.如权利要求2所述的学校办公室指纹门禁管理系统，其特征在于，所述的门禁管理系统还包含电路连接所述的主控制器(3)的图像接收模块(4)，其构成所述主控制器(3)的数据接口，接收所述指纹采集模块(2 )采集的指纹信息并传输至主控制器(3 )。
4.如权利要求2所述的学校办 公室指纹门禁管理系统，其特征在于，所述的门禁管理系统还包含电路连接所述的主控制器(3)的图像数据网络传输模块(5)，其构成所述主控制器(3)的网络传输端口，实现主控制器(3)与指纹识别服务器(I)之间网络连接。
5.如权利要求4所述的学校办公室指纹门禁管理系统，其特征在于，所述的门禁管理系统还包含交换机(7)，其与所述指纹识别服务器(I)通信连接，并与所述的图像数据网络传输模块(5)网络连接。
6.如权利要求5所述的学校办公室指纹门禁管理系统，其特征在于，所述的门禁管理系统包含若干门禁单元，每个门禁单元包含有主控制器(3)，以及分别与所述主控制器(3)连接的指纹采集模块(2)、电子锁(6)和显示模组(8)； 所述交换机(7 )连接有数据总线(9 )，交换机(7 )通过该数据总线(9 )分别与若干所述的门禁单元通信连接。
全文摘要
本发明公开一种学校办公室指纹门禁管理系统，该门禁管理系统包含主控制器，以及分别与主控制器连接的指纹采集模块、指纹识别服务器、电子锁和显示模组；指纹采集模块，其用于采集人员的指纹信息并通过主控制器传输至指纹识别服务器；指纹识别服务器，其对采集的指纹信息进行比对，并根据指纹信息所对应的权限发送开关指令至主控制器；主控制器，其接收指纹采集模块采集的指纹信息传输至指纹识别服务器，并根据指纹识别服务器发出的开关指令控制电子锁的开闭；电子锁，其由主控制器控制进行门禁的开关。本发明基于嵌入式技术实现指纹门禁控制，系统简单、便于实现，适合学校使用，具有成本低、体积小、功能全、可扩展性强的特点。
文档编号G07C9/00GK103077561SQ201210541099
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者俞利君, 朱平, 冯涛 申请人:上海第二工业大学