一种指静脉挂锁的制作方法

1.本实用新型涉及生物特征识别技术领域，特别涉及一种指静脉挂锁。


背景技术：

2.目前，基于人体生物特征的个人身份认证技术已经比较普及，如指纹识别、人脸识别和虹膜认证等，但都存在特征稳定性不足，信息容易被窃取和伪造的缺点，安全性差；例如指纹识别技术，存在4％左右的用户无法正常登记和识别，并且指纹也非常容易被窃取和仿造；静脉认证技术是利用人体内部的静脉血管纹理信息作为个人身份特征，几乎无法窃取和伪造，可以大大提高个人身份认证的安全性；并且不容易受外部因素影响，具有更好的适应性和稳定性。
3.指静脉认证的基本原理是利用含氧血液相对肌肉组织对波长为700
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1000nm的近红外光谱有较强吸收作用，利用主动近红外光源照射手指通过摄像装置采集图像即可采集到血管的脉络纹理图像。
4.目前的挂锁一般都不具有生物特征认证功能，需要携带钥匙，或者具有指纹开锁功能，但一般指纹传感器裸露在外容易失效损害，并且有假指纹等安全隐患，不适合用于安全性要求较高的场合使用。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种指静脉挂锁，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.本实用新型解决现有技术中的问题所采用的技术方案为：一种指静脉挂锁，包括：电源模块、电磁阀、近红外光源、红外图像采集头、手指检测开关、以及嵌入式soc认证模块，所述嵌入式soc认证模块分别与所述电磁阀、近红外光源、红外图像采集头、以及手指检测开关连接，所述电源模块分别与所述电磁阀、近红外光源、红外图像采集头、手指检测开关、以及嵌入式soc认证模块连接。
7.进一步地，还包括电量检测电路，所述电量检测电路与所述电源模块和嵌入式soc认证模块连接。
8.进一步地，还包括开锁检测开关，所述开锁检测开关与所述电源模块和嵌入式soc认证模块连接。
9.进一步地，所述开锁检测开关采用微动开关。
10.进一步地，所述手指检测开关采用微动开关。
11.进一步地，还包括纽扣电池，所述纽扣电池与所述电源模块连接。
12.进一步地，所述挂锁上设有手指大小的插入槽，所述手指检测开关设于所述插入槽中手指插入后指尖位置上，所述近红外光源和红外图像采集头分别设于所述插入槽的两侧，所述纽扣电池、电磁阀、开锁检测开关、嵌入式soc认证模块、以及电源模块设于所述挂锁的内部。
13.与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：
14.本实用新型中一种指静脉挂锁，该指静脉挂锁通过将指静脉与挂锁相结合，用户的手指即为挂锁的钥匙，具有极高的安全性，且易于携带。
附图说明
15.图1是本实用新型一种指静脉挂锁的原理框图；
16.图2是本实用新型一种指静脉挂锁的结构图；
17.图3是本实用新型一种指静脉挂锁中嵌入式soc认证模块的电路原理图；
18.图4是本实用新型一种指静脉挂锁中电量检测电路的电路原理图；
19.图5是本实用新型一种指静脉挂锁中电源控制电路的电路原理图。
20.图中标号：
21.100、电源模块；101、电量检测电路；102、电磁阀；103、近红外光源；104、红外图像采集头；105、手指检测开关；106、开锁检测开关；107、嵌入式soc认证模块；108、纽扣电池；109、挂锁；200、手指。
具体实施方式
22.为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
23.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
24.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
25.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.参阅图1所示，一种指静脉挂锁109，包括挂锁109、以及设于挂锁109上的指静脉模块，所述指静脉模块包括：电源模块100、电磁阀102、近红外光源103、红外图像采集头104、手指检测开关105、以及嵌入式soc认证模块107；其中，电磁阀102与嵌入式soc认证模块107的gpio端口通过mos管连接，近红外光源103与嵌入式soc认证模块107的的pwm脉宽调制控制信号连接，红外图像采集头104与嵌入式soc认证模块107的图像输入接口连接，手指检测开关105与嵌入式soc认证模块107连接；进一步地，电源模块100分别与电磁阀102、近红外光源103、红外图像采集头104、手指检测开关105、以及嵌入式soc认证模块107连接，为上述各模块及元件提供工作所需的电压。
27.具体地，电磁阀102是一个通过电磁线圈驱动的电磁阀102开关，由嵌入式soc认证
模块107的gpio端口通过控制mos管的通断来控制是否开锁，当电磁线圈导通时吸合开锁，不导通时上锁。
28.近红外光源103由若干个850nm近红外发光二级管组成，设置于红外图像采集头104及手指200的正上方，用于为手指200指静脉图像采集提供红外光源。
29.红外图像采集头104由镜头、滤光片和cmos/ccd感光器件组成，设置于手指200作用的正下方，采集手指200的指静脉信息。
30.手指检测开关105为一个微动开关，放置于手指200指尖可以触碰到的位置，与手指200平面大概呈30度角的安装，当手指200放入的时候会顶触微动开关导致微动开关闭合，当指尖触碰导致微动开关闭合的时候会输出高电平，从而触发电源模块100使能供电，嵌入式soc认证模块107也可以通过检测gpio端口的高电平来检测是否有手指200放入。
31.嵌入式soc认证模块107采用n3264frhc/e芯片，是由中央处理器cpu，内存ram，存储器flash等部件组成的单芯片，flash用于存储程序和用户指静脉特征登记数据。
32.电源模块100由一个带使能端的ldo芯片及外围电路组成，可以通过使能端来控制电源模块100的开关，在电源模块100处于工作状态时提供3.3v的稳压输出，为各模块提供工作所需电压，在电源模块100处于关闭待机状态时不提供电压输出，此时只有极低的待机电流，可以保持长时间的待机时间。
33.此外，指静脉挂锁109还包括纽扣电池108，纽扣电池108与电源模块100连接，该为纽扣形状的锂电池，通过多个锂电池和并联提供4
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6v的工作电压。
34.指静脉挂锁109还包括电量检测电路101，该电量检测电路101与嵌入式soc认证模块107通过adc模数转换输入连接。具体地，电量检测电路101由电源控制开关mos管和分压电路组成，当挂锁109处于待机休眠状态时电源控制开关mos管处于关闭状态，工作的时候mos管导通并通过分压电阻为嵌入式soc认证模块107的adc模数转换输入提供输入电压，通过内部adc就可以检测到当前纽扣电池108的电量。
35.指静脉挂锁109还包括开锁检测开关106，该开锁检测开关106与嵌入式soc认证模块107通过gpio端口连接。具体地，该开锁检测开关106采用微动开关，当挂锁109上锁后会压住该微动开关，导致微动开关闭合，嵌入式soc认证模块107通过gpio端口接收该微动开关的信号，来检测挂锁109是否上锁。
36.参阅图2所示，在挂锁109上设有手指200大小的插入槽，所述手指检测开关105设于所述插入槽中手指200插入后指尖位置上，所述近红外光源103和红外图像采集头104分别设于所述插入槽的两侧，并相对设置，以配合采集手指200指静脉图像，所述纽扣电池108、电磁阀102、开锁检测开关106、嵌入式soc认证模块107、以及电源模块100设于所述挂锁109的内部。
37.参阅图3所示的嵌入式soc认证模块107电路图，其中，u1为嵌入式socn32g4frhc/e芯片，u2为红外图像采集头104的cmos图像采集器件，用于手指200指静脉图像的采集。
38.工作原理：
39.当手指200插入挂锁109的手指200插入槽时，手指200指尖会触碰和按压手指检测开关105，此时手指检测开关105导通输出高电平，触发电源模块100的ldo芯片为使能状态，电源模块100输出3.3v电压，此时嵌入式soc认证模块107完成自举上电并初始化硬件配置，初始化完成后会检测手指检测开关105是否有手指200放置，如有手指200并且已经有登记
模板则会打开近红外光源103和红外图像采集头104采集指静脉图像，采集完成后关闭近红外光源103和红外图像采集头104以节约电源，然后进行特征提取、模板比对并给出静脉验证结果，如验证成功则通过嵌入式soc认证模块107的gpio的端口输出高电平控制电磁阀102导通开锁，开锁完成后通过嵌入式soc认证模块107的gpio端口输出低电平控制电源模块100的ldo芯片为关闭状态，3.3v停止供电，此时进入极低功耗的断电休眠。
40.具体步骤如下：
41.步骤一，当手指200插入挂锁109的手指200插入槽时，手指200指尖会触碰和按压手指检测开关105，此时手指检测开关105导通输出高电平，触发电源模块100的ldo芯片为使能状态，电源模块100输出3.3v电压；
42.步骤二，3.3v供电后嵌入式soc认证模块107完成自举上电并初始化硬件配置；
43.步骤三，检测手指检测开关105是否有手指200放置，如有手指200并且已经有登记模板则会打开近红外光源103和红外图像采集头104采集指静脉图像；
44.步骤四，采集完成后关闭近红外光源103和红外图像采集头104以节约电源；
45.步骤五，对指静脉图像进行特征提取、模板比对并给出静脉验证结果。
46.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。