一种基于生物特征识别的多功能收银机的制作方法

本实用新型涉及收银设备领域，尤其是一种基于生物特征识别的多功能收银机。

背景技术：

商业电子收银是微电子技术发展和现代化商品流通管理理念相结合的产物，而商业电子收银机则是现代化、自动化商业管理必不可少的基本电子设备之一。POS(Point of sale，销售点)收银机，作为一种计账结算终端，以其结账迅速、准确、销售信息汇总方便等优点，在各大超市、零售商中得以广泛应用。POS收银机通常集成了电脑硬件和软件，既可独立工作，也可以通过商业工作站的形式在网络环境下使用。

市面上的POS收银机通常包括外设、打印模块、记账模块、显示模块等部分，能够快速收集商品的相关信息、实现收银结账功能，安全、快捷和方便，受到客户、商家的青睐。为了进一步方便用户使用和促进消费，POS收银机通常会提供一种会员卡消费模式，此模式需要客户在结账支付前向POS收银机旁的收银员出示会员卡或向收银员提供会员卡号码，由收银员在POS收银机上刷会员卡或输入会员卡号码并经POS收银机核实会员身份后进行结账消费。但这种会员管控方式无法保证在POS收银机旁消费的客户是会员卡持卡者本人，容易导致会员卡被冒用，损害了商家或会员卡持卡者的利益，不够安全。此外，增加会员管控功能也会加重POS收银机的处理负担，降低POS收银机的处理速度。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种安全和处理速度快的基于生物特征识别的多功能收银机。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种基于生物特征识别的多功能收银机，包括会员管控模组和POS机，所述会员管控模组包括指纹头、静脉模块、第一摄像头、第二摄像头、ID卡读写模块、第一CPU和第一通讯模块，所述POS机包括第二CPU和第二通讯模块，所述指纹头的输出端、静脉模块的输出端、ID卡读写模块的输出端、第一摄像头的输出端和第二摄像头的输出端均与第一CPU的输入端连接，所述第一CPU还与第一通讯模块连接，所述第一通讯模块还与第二通讯模块连接，所述第二通讯模块还与第二CPU连接。

进一步，所述会员管控模组还包括电源模块，所述电源模块的输出端分别与第一摄像头的输入端和第二摄像头的输入端连接，所述电源模块还与第一CPU连接。

进一步，所述会员管控模组还包括红外发射电路，所述红外发射电路的输入端与电源模块的输出端连接，所述红外发射电路发出的红外光经人脸反射形成红外线图像后被第二摄像头所采集，所述第一摄像头采集可见光经人脸反射而形成的可见光图像。

进一步，所述电源模块包括12V电源、供充电源管理电路、电池、DC-DC控制电路和电流控制电路，所述12V电源的输出端与供充电源管理电路的输入端连接，所述供充电源管理电路还分别与电池以及第一CPU连接，所述供充电源管理电路的输出端分别与DC-DC控制电路的输入端和电流控制电路的输入端连接，所述DC-DC控制电路的输出端分别与第一摄像头的输入端和第二摄像头的输入端连接，所述电流控制电路的输出端与红外发射电路的输入端连接，所述电流控制电路和DC-DC控制电路还均与第一CPU连接。

进一步，所述会员管控模组还包括功放电路和扬声器，所述功放电路的输入端与第一CPU的输出端连接，所述功放电路的输出端与扬声器的输入端连接。

进一步，所述会员管控模组还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与第一CPU连接。

进一步，所述会员管控模组还包括SDRAM、EPROM、ROM和SD卡，所述SDRAM、EPROM、ROM和SD卡均与第一CPU连接。

进一步，所述第一通讯模块包括USB接口、PHY芯片和网口，所述USB接口和PHY芯片均与第一CPU连接，所述PHY芯片还与网口连接。

进一步，所述POS机还包括接口电路、打印模块和显示模块，所述接口电路与处理器连接，所述打印模块的输入端和显示模块的输入端均与处理器的输出端连接。

进一步，所述第一CPU或第二CPU采用全志A33处理器，所述静脉模块采用指静脉模块。

本实用新型的有益效果是：包括会员管控模组和POS机，会员管控模组包括指纹头、静脉模块、第一摄像头、第二摄像头、ID卡读写模块、第一CPU和第一通讯模块，POS机包括第二CPU和第二通讯模块，能通过人脸图像识别、指纹识别和静脉识别这三种生物特征身份识别方式中的任一种来保证消费的客户是会员卡持卡者本人，更加安全；采用了第一CPU和第二CPU组成的双CPU结构，第一CPU实现会员管控功能而第二CPU实现传统POS收银机的功能，降低了POS收银机的处理负担，处理速度更快。进一步，会员管控模组还包括功放电路和扬声器，能通过扬声器语音播报会员身份识别的结果等数据，功能更加多样化。进一步，会员管控模组还包括SDRAM、EPROM、ROM和SD卡，能根据实际的存储需要选取SDRAM、EPROM、ROM或SD卡来存储会员身份识别的结果等数据，更加灵活和方便。进一步，第一通讯模块包括USB接口、PHY芯片和网口，能选取USB接口通讯或网口通讯来进行数据共享，更加灵活和多样化。

附图说明

图1为本实用新型一种基于生物特征识别的多功能收银机的整体结构示意图；

图2为本实用新型会员管控模组的具体结构框图。

具体实施方式

参照图1，一种基于生物特征识别的多功能收银机，包括会员管控模组和POS机，所述会员管控模组包括指纹头、静脉模块、第一摄像头、第二摄像头、ID卡读写模块、第一CPU和第一通讯模块，所述POS机包括第二CPU和第二通讯模块，所述指纹头的输出端、静脉模块的输出端、ID卡读写模块的输出端、第一摄像头的输出端和第二摄像头的输出端均与第一CPU的输入端连接，所述第一CPU还与第一通讯模块连接，所述第一通讯模块还与第二通讯模块连接，所述第二通讯模块还与第二CPU连接。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述会员管控模组还包括电源模块，所述电源模块的输出端分别与第一摄像头的输入端和第二摄像头的输入端连接，所述电源模块还与第一CPU连接。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述会员管控模组还包括红外发射电路，所述红外发射电路的输入端与电源模块的输出端连接，所述红外发射电路发出的红外光经人脸反射形成红外线图像后被第二摄像头所采集，所述第一摄像头采集可见光经人脸反射而形成的可见光图像。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述电源模块包括12V电源、供充电源管理电路、电池、DC-DC控制电路和电流控制电路，所述12V电源的输出端与供充电源管理电路的输入端连接，所述供充电源管理电路还分别与电池以及第一CPU连接，所述供充电源管理电路的输出端分别与DC-DC控制电路的输入端和电流控制电路的输入端连接，所述DC-DC控制电路的输出端分别与第一摄像头的输入端和第二摄像头的输入端连接，所述电流控制电路的输出端与红外发射电路的输入端连接，所述电流控制电路和DC-DC控制电路还均与第一CPU连接。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述会员管控模组还包括功放电路和扬声器，所述功放电路的输入端与第一CPU的输出端连接，所述功放电路的输出端与扬声器的输入端连接。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述会员管控模组还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与第一CPU连接。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述会员管控模组还包括SDRAM、EPROM、ROM和SD卡，所述SDRAM、EPROM、ROM和SD卡均与第一CPU连接。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述第一通讯模块包括USB接口、PHY芯片和网口，所述USB接口和PHY芯片均与第一CPU连接，所述PHY芯片还与网口连接。

其中，PHY芯片为以太网物理接口芯片。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述POS机还包括接口电路、打印模块和显示模块，所述接口电路与处理器连接，所述打印模块的输入端和显示模块的输入端均与处理器的输出端连接。

进一步作为优选的实施方式，所述第一CPU或第二CPU采用全志A33处理器，所述静脉模块采用指静脉模块。

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释和说明。

实施例一

参照图1和2，本实用新型的第一实施例：

针对现有技术无法保证在POS收银机旁消费的客户是会员卡持卡者本人和处理速度不高的问题，本实用新型新提出了一种新的多功能收银机。如图1和图2所示，该多功能收银机主要包括会员管控模组和POS机，所述会员管控模组包括指纹头、静脉模块、第一摄像头、第二摄像头、ID卡读写模块、第一CPU、红外发射电路、电源模块、功放电路、扬声器、触摸显示屏、SDRAM、EPROM、ROM、SD卡和第一通讯模块；所述POS机包括第二通讯模块、第二CPU、打印模块、接口电路和显示模块。

其中，指纹头，用于采集指纹数据。

静脉模块，用于采集静脉数据。静脉模块可以采用现有的指静脉模块来实现。

红外发射电路，用于发射红外信号，以对人脸进行照射。

第一摄像头和第二摄像头，用于采集人脸图像。其中，第一摄像头为可见光摄像头，其所采集的是可见光或自然光照射人脸而形成的可见光图像，该可见光图像为彩色图像。第二摄像头为红外线摄像头，其所采集的是红外光照射人脸而形成的红外线图像，该红外线图像为黑白图像。由于红外线摄像头几乎不受照明光的影响，所以本实用新型在通过人脸图像识别的方式进行人脸身份识别时实际使用的是红外线图像。而本实用新型多功能收银机在触摸显示屏上显示的不是红外线图像，而是可见光图像，因为红外线图像是黑白图像。优选地，第一摄像头和第二摄像头均可采用速度更快的CMOS摄像头而不是传统的CCD摄像头，以进一步提升会员身份识别的速度。

ID卡读写模块，用于读取会员卡信息。ID卡读写模块可采用现有的ID卡读写器来实现。

第一CPU，用于根据采集的指纹数据、静脉数据、采集的人脸图像、读取的会员卡信息和触摸输入的信息等进行数据处理(包括会员身份识别认证、存储、显示和上传等)，以触发相应的控制信号。本实用新型的第一CPU虽然涉及数据处理的过程，但其并没有涉及任何软件方法上的改进，其数据处理过程可采用现有的处理器芯片(如全志公司生产的A33处理器)来实现。

触摸显示屏，用于通过触摸输入会员身份信息等信息，并显示第一CPU的数据处理结果等数据以及可见光图像。触摸显示屏，可采用LCD触摸显示屏来实现，其通过HDMI接口与第一CPU连接。

电源模块，用于为第一摄像头、第二摄像头、第一CPU和红外发射电路供电。电源模块包括12V电源、供充电源管理电路、电池、DC-DC控制电路和电流控制电路。其中，12V电源，用于提供12V外部电源信号。供充电源管理电路，用于将12V外部电源信号转换为红外发射电路的电源信号，并配合电池进行充放电。供充电源管理电路可采用现有的电池管理芯片来实现。DC-DC控制电路，用于根据第一CPU触发的控制信号将供充电源管理电路输出端的电压信号转换为第一摄像头和第二摄像头所需的电压信号。DC-DC控制电路可采用现有的DC-DC电压转换芯片来实现。电流控制电路，用于根据第一CPU触发的控制信号对红外发射电路的电流大小进行控制。

功放电路和扬声器，用于根据第一CPU的控制信号语音播报会员身份识别的结果等数据处理的结果数据。功放电路和扬声器，均可沿用现有的功放电路和扬声器的电路结构。

SDRAM、EPROM、ROM和SD卡，用于根据第一CPU的控制信号存储会员身份识别的结果等数据处理的结果数据。

第一通讯模块包括USB接口、PHY芯片和网口，用于根据第一CPU的控制信号将会员身份识别的结果等数据处理的结果数据通过USB接口或网口等上传给POS机。

第二通讯模块，用于通过USB接口或网口与第一通讯模块通讯，获取会员身份识别的结果等数据处理的结果数据。第二通讯模块与第一通讯模块相配套，可采用USB接口、PHY芯片和网口来实现。

第二CPU，用于在会员身份识别通过后完成传统POS收银机的操作，如进行收集商品的相关信息、收银结账、显示和打印等操作。本实用新型的第二CPU虽然涉及数据处理的过程，但其并没有涉及任何软件方法上的改进，其数据处理过程可采用现有的处理器芯片(如全志公司生产的A33处理器)来实现。

接口电路，用于通过USB、串口、网口、无线通讯接口等接口来进行通讯，与远程终端、后台服务器、外设等交换数据。区别于第二通讯模块，本实用新型接口电路与传统POS收银机的接口电路相同，能实现传统POS收银机的各种接口功能。

本实用新型的工作原理如下：

上电后，电源模块的供充电源管理电路开始工作，配合DC-DC控制电路和电流控制电路为会员管控模组的第一CPU、红外发射电路、第一摄像头和第二摄像头供电。接着，通过将消费的客户的会员卡放置于ID卡读写模块的指定读卡区域来完成会员卡信息读取与上传给第一CPU的操作。与此同时，消费的客户可通过按压静脉模块、将人脸放入指定的图像采集区域以及按压指纹头等方式选择人脸图像识别验证、指纹识别验证和静脉识别验证这三种身份识别验证方式中的任意一种或几种的组合来进行会员身份识别验证：若选择人脸图像识别验证方式，消费的客户需将人脸放置于指定的人脸图像采集区域，此时，第一摄像头采集可见光经该采集区域反射而形成的可见光图像并第一CPU送到触摸显示屏进行显示，而红外发射电路发出的红外光则经该采集区域反射后形成红外线图像被第二摄像头所采集并送至第一CPU，由第一CPU根据采集的红外线图像完成人脸图像识别验证过程；若选择指纹识别验证方式，则通过按压指纹头的方式采集消费的客户的指纹数据，然后将采集的指纹数据送至第一CPU，由第一CPU完成指纹识别验证过程；若选择静脉识别验证方式，则通过按压静脉模块的方式采集消费的客户的静脉数据，然后将采集的静脉数据送至第一CPU，由第一CPU完成静脉识别验证过程。会员身份识别验证结束后，该会员管控模组可根据第一CPU触发的控制信号选择通过功放电路和扬声器来语音播报会员身份识别的结果等数据，或者根据实际的数据存储需要灵活选择通过SDRAM、EPROM、ROM或SD卡来存储会员身份识别的结果等数据，或者选择触摸显示屏来显示会员身份识别的结果等数据，或者选择通过网口或USB接口来将会员身份识别的结果等数据通过第一通讯模块上传给POS机。最后，POS机在消费的用户身份认证识别通过后(即确认在POS收银机旁消费的客户是会员卡持卡者本人时)，完成传统POS收银机的收集商品的相关信息、收银结账等操作。此外，POS机还可以通过接口电路将操作的结果等数据上传给后台服务器、远程终端或其他设备。

综上所述，本实用新型一种基于生物特征识别的多功能收银机，采用了双CPU的结构来减轻POS收银机的处理负担，并在会员管控模组中增设了指纹头、静脉模块、第一摄像头、第二摄像头，通过人脸图像识别、指纹识别、静脉识别等生物特征身份识别方式来保证消费的客户是会员卡持卡者本人，处理速度更快且更加安全，可广泛应用于大型超市、零售商、专卖店等场合。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。