专利名称：一种基于指纹的遥控系统及其遥控方法
技术领域：
本发明涉及一种遥控系统及其遥控方法，尤其涉及一种运用于信息技术领域的采
用指纹识别技术的基于指纹的遥控系统及其遥控方法。
背景技术：
随着电子技术的发展，遥控技术在高科技研究、工农业生产、通信、军事、家用电器 等诸多领域得到广泛应用，各类遥控设备的性能随着专业集成电路的问世而更加可靠，功 能更加完善。指纹是人体独一无二的身份特征，它在声音、掌纹、虹膜、人脸等基于生物特征 的方法中是方便可靠、非侵害且价格适中的有效识别技术。 近年来，随着计算机技术的飞速发展、低价位指纹采集仪的出现以及高可靠算法 的实现，更使得自动指纹识别技术越来越多的进入到人们的生活和工作中，自动指纹识别 系统的研究和开发正在成为国内外学术界和商业界的热点。 传统的带有指纹识别功能的装置与驱动电路，都是有线连接，整套系统的布线给 器件安装带来诸多不便。如带指纹识别传感器的防盗门等。另一方面，传统的遥控器结构 过于简单，安全性能不高，无生物识别功能。任何人使用遥控器都可以轻易操作并开启对应 的驱动装置，如汽车门锁钥匙等，容易造成财产损失。 于是，设想将指纹识别技术运用于遥控器装置。 一般采用分体式结构，由指纹采集 输入和图象处理器组成。其中，指纹采集输入包括与指纹数据撷取单元电连接的电源供应 模块。数据远程发送模块；外部处理器位于远程，包括通过电信号连接的中央处理单元、无 线传输单元、数据远程接受模块，该中央处理器单元由指纹数据存储模块、指纹特征处理模 块、指纹辨认模块以及中央处理器组成，他们之间设有传输信号的电性连接线。可见，装置 的指纹数据存储在远程，往往有被他人管理或使用的可能，存在个人生物特征数据外泄的 安全隐患，并且其指纹特征处理模块和指纹辨认模块也位于远程，容易被利用而降低了安 全性。 目前，已有不少关于这方面的专利，例如申请号为200610129212. 5的专利"一 种带有指纹传感器及密码锁的家庭防盗门"，但该申请不是用指纹信息来遥控被控制的对 象。专利号为200720010571.9的专利"指纹识别门铃"，它是将指纹识别装置与门铃触 摸按钮相连，存在即容易仿照又不是遥控的缺点。专利号为200420012262. 1的专利"考 生身份指纹识别装置"，该装置存在指纹识别必须连接计算机才能应用的缺点。专利号为 200620075346. 9的专利"带指纹辨识的遥控器"，其仅在遥控器中嵌入指纹识别装置，但并 未提到如何去遥控工作对象。专利号为200620014744. X的专利"一种具有指纹识别功能 的电视遥控器"，提到发出控制信号以控制发射单元动作，但是由于采集到的信号是非常微 小的，如何放大并驱动控制信号的关键电路却没有提及，并且，该专利仅仅提到了打开电视 机，但并未提到如何实现其自动关闭功能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种基于指纹的遥控系统及其遥 控方法，该基于指纹的遥控系统及其遥控方法将嵌入式指纹识别系统与遥控相结合，通过 采集指纹识别仪对用户指纹确认后输出的脉冲信号，经过信号的放大与处理去开启遥控电 路的发射装置，控制执行电路的工作，安全性高。
实现上述目的的技术方案是 本发明之一的一种基于指纹的遥控系统，包括一指纹识别仪，其中，还包括与该指 纹识别仪依次连接的放大驱动电路、遥控发射电路、遥控接收电路以及负载，其中
所述的指纹识别仪采集用户指纹，将其特征信息与指纹识别仪内存储的用户信息 比对，若一致，则从指纹识别仪输出一个脉冲信号，该指纹识别仪包括一指纹识别仪本体以 及与该指纹识别仪本体连接的音频集成功放模块； 所述的放大驱动电路，接受所述指纹识别仪输出的脉冲信号，并且将该脉冲信号 进行放大输出至所述的遥控发射电路以驱动遥控发射电路，该放大驱动电路包括一正极接 地的第一二极管Dl、一基极通过一第一电阻Rl与所述第一二极管Dl连接且发射极接地 的三极管T、一正极与所述三极管T的集电极相连的第二二极管D2且负极与电源相连的第 二二极管D2、以及一并联于所述第二二极管D2两端的单刀双掷型继电器，该单刀双掷型继 电器的线圈J并联于所述第二二极管D2的两端，触点与所述遥控发射电路相连以控制遥控 发射电路发出遥控信号，所述的第一二极管D1与第一电阻R1之间输入从指纹识别仪输出 的脉冲信号； 所述的遥控发射电路接受来自放大驱动电路输出的信号，输出遥控信号给所述的 遥控接收电路； 所述的遥控接收电路接受遥控发射电路输出的遥控信号，输出信号给负载以开启 负载； 所述的负载执行身份确认。 上述的基于指纹的遥控系统，其中，所述的单刀双掷型继电器的触点包括一动触 点和两个静触点，该动触点分别和两个静触点构成了一第一常闭开关和一第一常开开关。
上述的基于指纹的遥控系统，其中，所述的遥控接收电路包括一延迟继电器，该延 迟继电器触点与所述的负载相连。 上述的基于指纹的遥控系统，其中，所述的延迟继电器触点包括一延迟继电器动 触点和两延迟继电器静触点，该延迟继电器动触点分别和两延迟继电器静触点构成了一第 二常开开关和一第二常闭开关。 上述的基于指纹的遥控系统，其中，所述的指纹识别仪的本体包括串联的指纹采 集模块和指纹比对模块，所述的音频集成功放模块与所述的指纹比对模块相连，其中
所述的指纹采集模块采集用户指纹的特征信息； 所述的指纹比对模块将指纹采集模块采集到的指纹的特征信息与指纹识别仪内
存储的用户指纹信息进行比对，若一致，则输出信号至音频集成功放模块。 上述的基于指纹的遥控系统，其中，所述的指纹比对模块与所述的音频集成功放
模块之间串联有一第二电阻R2 。 上述的基于指纹的遥控系统，其中，所述的音频集成功放模块采用集成模块
5LM386。 上述的基于指纹的遥控系统，其中，所述的负载为音乐门铃。
本发明之二的一种基于指纹的遥控方法，其中，它包括以下步骤
采集步骤，采集用户的指纹； 比对步骤，将采集到的指纹进行比对，即将采集到的指纹信息的特征信息与存储 好的信息比对，若一致，则输出一个脉冲信号； 放大步骤，将比对步骤中输出的脉冲信号进行放大，该脉冲信号放大至开启遥控 步骤中的遥控设备； 遥控步骤，通过遥控设备输出遥控信号给执行步骤中的负载；
执行步骤，接受遥控步骤输出的遥控信号后，执行遥控命令。 本发明的有益效果本发明的基于指纹的遥控系统及其遥控方法，通过一放大驱 动电路放大了采集到的指纹比对后输出的脉冲信号，将放大后的信号直接驱动遥控电路的 发射装置，其可靠性高，不容易被仿造，使用时，可以脱离计算机直接进行遥控控制，并且能 够自动关闭设备。本发明可实现遥控报警、遥控爆破对象、遥控开启门禁等。当对执行者有 特定要求时，如进入楼宇(机场、银行等)安全保障、主人逃生门控制、电子商务操作人身份 保证等，可以有效防止误操作带来的影响。是传统的签名方法、主机设置密码、各类智能卡 等身份确认方法不能替代的。
图1是本发明之一'的结构示意图；图2是本发明之一-的指纹识别仪的结构示意图；图3是本发明之一,勺指纹识别仪的电路图；图4是本发明之一,勺放大驱动电路的电路图；图5是本发明之一'的遥控发射电路的电路图；图6是本发明之一-的遥控接收电路的电路图之一 ;图7是本发明之一-的遥控接收电路的电路图之二。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。 请参阅图1至图7，图中示出了本发明之一的一种基于指纹的遥控系统，包括一指 纹识别仪1以及与该指纹识别仪1依次连接的放大驱动电路2、遥控发射电路3、遥控接收 电路4以及负载5，其中 指纹识别仪1采集用户指纹，将其特征信息与指纹识别仪1内存储好的信息比对， 若一致，则从指纹识别仪1输出的一个脉冲信号，该指纹识别仪1包括一指纹识别仪本体11 以及与该指纹识别仪本体11连接的音频集成功放模块12，请参阅图3，为本发明的指纹识 别仪1的电路图，指纹识别仪本体11包括串联的指纹采集模块111和指纹比对模块112，音 频集成功放模块12与指纹比对模块112相连，指纹比对模块112与音频集成功放模块12 之间串联有一第二电阻R2，指纹比对模块112还可外接计算机6，其中
指纹采集模块111采集用户指纹的特征信息；
指纹比对模块112将指纹采集模块111采集到的指纹的特征信息与指纹识别仪1 存储好的指纹信息进行比对，若一致，则输出信号至音频集成功放模块12。
放大驱动电路2，接受指纹识别仪1输出的脉冲信号，并且将该脉冲信号进行放大 输出至遥控发射电路3以驱动遥控发射电路3，该放大驱动电路2包括一正极接地的第一二 极管D1、一基极通过一第一电阻R1与第一二极管D1连接且发射极接地的三极管T、一正极 与三极管T的集电极相连的第二二极管D2且负极与电源Vcc相连的第二二极管D2、以及 一并联于第二二极管D2两端的单刀双掷型继电器，该单刀双掷型继电器的线圈J并联于第 二二极管D2的两端，触点与遥控发射电路3相连以控制遥控发射电路3发出遥控信号，第 一二极管Dl与第一电阻Rl之间输入从指纹识别仪1输出的脉冲信号，单刀双掷型继电器 的触点包括一动触点A和两个静触点B、 C，该动触点A分别和两个静触点B、 C构成了一第 一常闭开关AB和一第一常开开关AC。 遥控发射电路3接受来自放大驱动电路2输出的信号，输出遥控信号给遥控接收 电路4 ; 遥控接收电路4接受遥控发射电路3输出的遥控信号，输出信号给负载5以开启 负载5，遥控接收电路4包括一延迟继电器41，该延迟继电器触点与负载相连，延迟继电器 触点包括一延迟继电器动触点Al和两延迟继电器静触点Bl 、Cl ，该延迟继电器动触点Al分 别和两延迟继电器静触点Bl、 Cl构成了一第二常开开关A1B1和一第二常闭开关A1C1。
负载5执行身份确认，本实施例中，负载5为音乐门铃。 本实施例中，音频集成功放模块12采用集成模块LM386，它是一种音频集成功率 放大电路。LM386的封装形式，有塑封8引线双列直插式和贴片式，引脚2为反相输入端，引 脚3为同相输入端，引脚5为输出端，引脚6和引脚4分别为电源和地，引脚1和引脚8为 电压增益设定端，引脚3是同相输入端电位，以地为参考。同时输出端引脚5被自动直流偏 置到电源电压的一半。当在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW，使得LM386特别适用 于电池供电的场合。额定的电源电压4 12V，工作时取12V;静态消耗电流为4mA;电压增 益为20 200dB ;在引脚1和引脚8都开路时，频带宽为300KHz ;输入阻抗为50KQ ;音频 功率0.5W。引脚6接工作电源电压。由于电压不同、放大驱动电路2不同以及并联的去耦 电容不同，每组电源的上升、下降时间必有差异。可行的方法将上电、掉电时间短的电源放 到+12V处，选择上升相对较慢的电源作为LM386的Vs，但不要低于下限电源电压4V。引脚 7到引脚4之间的旁路电解电容C3，起到滤除噪声的作用。工作稳定后，引脚7对地的电压 值约等于电源电压的一半(6V)。增大这个电容的容值，能减缓直流基准电压上升、下降速 度，就能有效抑制噪声，克服了器件在上电、掉电时由于直流基准电压的瞬间跳变所产生的 噪声。在引脚5与负载4之间，接输出耦合电容C2，耦合电容C2为250 y F，作用是隔断直 流和耦合交流。隔断直流电压直流电压过大有可能会损坏负载4 ;耦合放大后的音频交流 信号。它与放大驱动电路2构成了一阶高通滤波器。减小该电容值，可使噪声能量冲击的 幅度变小、宽度变窄；太低还会使截止频率提高。通过接在引脚1和引脚8之间的电容Cl 来改变增益。为使外围元件最少，引脚1和引脚8断开为空脚时，音频集成功放模块2电压 增益内部设置为最小值20dB。如果在引脚1和引脚8之间增加一只外接电阻R3，便可调节 电压增益，最大值为200dB。 本发明的放大驱动电路2中，第一二极管D1用于抗干扰，即防止输入负脉冲的干扰，使得三极管T只接受正脉冲作为输入信号；第二二极管D2用于续流，即吸收继电器反电 势所产生的电流。当指纹比对以后产生一个脉冲输入，高电平电压为750mV，通过三极管T 进行放大以驱动继电器吸合，即第一常开开关AC闭合，第一常闭开关AB断开，将继电器的 触点与所需要控制的设备相连，即可克服某些设备由于输入脉冲小而无法驱动的缺点。
放大驱动电路2中的继电器触点与遥控发射电路3相连，请参见图5。图中，遥控 发射电路的开关SWO、 SW1、 SW2、 SW3的右端，接继电器的静触点A端，开关SWO和SW1的左 端接继电器触点的C端，开关SW2和SW3的左端接继电器触点的B端。
请参见图6和图7，图中示出了本发明的遥控接收电路4，其中，将图6中的VT端 (有效传输确认，高电平有效)与图7中的E端相连，图6的接地端与图7的接地端相连。 对图6中的芯片PT2272采用没有数据输出的解码使用(即0UT1、0UT2、0UT3、0UT4没有数 据输出)。当图6的PT2272通电后(12V)，PT2272处于待机模式，使PT2272检查是否接收 信号。若无接收到信号，则仍停留在待机状态；否则在收到信号后，VT端驱动为高电平。当 图6左端天线AN接收到信号后，图6通过放大和解码电路输出一个信号(接收有效输出高 电平)，从而图7中的E端得到信号，使延迟继电器41的线圈JR得电，继电器由原来的第二 常闭开关A1C1打到第二常开开关A1B1，使负载5即门铃工作。又由于延迟继电器41的延 迟作用，过一段时间后开关又打回到第二常闭开关A1C1，同时使第二常开开关A1B1断开， 使音乐门铃停止。 图5中HS2262的15和16管脚间的第一振荡电阻R4是4. 7兆欧，图6中PT2272 的15和16管脚间的第二振荡电阻R5是820千欧，则无线电发射和接收的振荡频率都是 315MHz。 本发明的工作原理为用户指纹确认后，指纹识别仪输出一个脉冲信号，指纹脉冲 的瞬态高电平开启三极管T后，使管子集电极上所接的第二二极管D2得电，即继电器线圈J 得电，使第一常开开关AC闭合。又由于第一常闭开关AB与第一常开开关AC为互锁型开关， 所以第一常开开关AC闭合的同时，第一常闭开关AB断开。第一常开开关AC的常开触点的 闭合，使发射单元获得工作电压，无线电遥控发射电路采用芯片HS2262，该芯片HS2262的 开关SW0、开关SW1闭合，输出无线电发射信号。 当遥控接收电路4接收到信号后，产生高电平信号使负载5即门铃开启(音乐声 起)。由于接收电路中延迟继电器41的作用，再经过一段时间后，第一常闭开关AB的常闭 触点使模块HS2262的开关SW2、开关SW3导通，发出无线电信号。当遥控接收电路4接收到 信号后，产生高电平信号使门铃关闭(音乐声停)。 综上所述，指纹识别技术主要有读取指纹图像、提取特征值、处理数据、与已经注 册的指纹进行模糊比对，最后输出识别结果。取出了指纹确认后输出的一个脉冲信号，测得 在本电路中的幅度为750mV。此脉冲信号不足以直接驱动遥控发射电路3。因此，本发明采 用放大驱动电路2，脉冲信号经输出缓冲器放大后向执行电路发出控制指令令作为执行 电路的音乐铃声骤起，以示身份确认。 本发明之二的一种基于指纹的遥控方法，它包括以下步骤
采集步骤，采集用户的指纹； 比对步骤，将采集到的指纹进行比对，即将采集到的指纹信息的特征信息与存储 的用户信息比对，若一致，则输出一个脉冲信号；
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放大步骤，将比对步骤中输出的脉冲信号进行放大，该脉冲信号放大至开启遥控 步骤中的遥控设备； 遥控步骤，通过遥控设备输出遥控信号给执行步骤中的负载；
执行步骤，接受遥控步骤输出的遥控信号后，执行遥控命令。 本发明也可以应用于遥控门或任何无线控制系统；输入不仅仅局限于指纹对比， 也可以是人体感应传感器输入，超声波输入，光电传感器输入等。 以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上 述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本 发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
权利要求
一种基于指纹的遥控系统，包括一指纹识别仪，其特征在于，还包括与该指纹识别仪依次连接的放大驱动电路、遥控发射电路、遥控接收电路以及负载，其中所述的指纹识别仪采集用户指纹，将其特征信息与指纹识别仪内存储的用户信息比对，若一致，则从指纹识别仪输出一个脉冲信号，该指纹识别仪包括一指纹识别仪本体以及与该指纹识别仪本体连接的音频集成功放模块；所述的放大驱动电路，接受所述指纹识别仪输出的脉冲信号，并且将该脉冲信号进行放大输出至所述的遥控发射电路以驱动遥控发射电路，该放大驱动电路包括一正极接地的第一二极管D1、一基极通过一第一电阻R1与所述第一二极管D1连接且发射极接地的三极管T、一正极与所述三极管T的集电极相连的第二二极管D2且负极与电源相连的第二二极管D2、以及一并联于所述第二二极管D2两端的单刀双掷型继电器，该单刀双掷型继电器的线圈J并联于所述第二二极管D2的两端，触点与所述遥控发射电路相连以控制遥控发射电路发出遥控信号，所述的第一二极管D1与第一电阻R1之间输入从指纹识别仪输出的脉冲信号；所述的遥控发射电路接受来自放大驱动电路输出的信号，输出遥控信号给所述的遥控接收电路；所述的遥控接收电路接受遥控发射电路输出的遥控信号，输出信号给负载以开启负载；所述的负载执行身份确认。
2. 根据权利要求1所述的基于指纹的遥控系统，其特征在于，所述的单刀双掷型继电 器的触点包括一动触点和两个静触点，该动触点分别和两个静触点构成了一第一常闭开关 和一第一常开开关。
3. 根据权利要求1所述的基于指纹的遥控系统，其特征在于，所述的遥控接收电路包 括一延迟继电器，该延迟继电器触点与所述的负载相连。
4. 根据权利要求3所述的基于指纹的遥控系统，其特征在于，所述的延迟继电器触点 包括一延迟继电器动触点和两延迟继电器静触点，该延迟继电器动触点分别和两延迟继电 器静触点构成了一第二常开开关和一第二常闭开关。
5. 根据权利要求1所述的基于指纹的遥控系统，其特征在于，所述的指纹识别仪的本 体包括串联的指纹采集模块和指纹比对模块，所述的音频集成功放模块与所述的指纹比对 模块相连，其中所述的指纹采集模块采集用户指纹的特征信息；所述的指纹比对模块将指纹采集模块采集到的指纹的特征信息与指纹识别仪内存储 的用户指纹信息进行比对，若一致，则输出信号至音频集成功放模块。
6. 根据权利要求5所述的基于指纹的遥控系统，其特征在于，所述的指纹比对模块与 所述的音频集成功放模块之间串联有一第二电阻R2。
7. 根据权利要求5所述的基于指纹的遥控系统，其特征在于，所述的音频集成功放模 块采用集成模块LM386。
8. 根据权利要求1所述的基于指纹的遥控系统，其特征在于，所述的负载为音乐门铃。
9. 一种基于指纹的遥控方法，其特征在于，它包括以下步骤 采集步骤，采集用户的指纹；比对步骤，将采集到的指纹进行比对，即将采集到的指纹信息的特征信息与存储的用 户信息比对，若一致，则输出一个脉冲信号；放大步骤，将比对步骤中输出的脉冲信号进行放大，该脉冲信号放大至开启遥控步骤 中的遥控设备；遥控步骤，通过遥控设备输出遥控信号给执行步骤中的负载； 执行步骤，接受遥控歩骤输出的遥控信号后，执行遥控命令。
全文摘要
本发明公开了一种基于指纹的遥控系统及其遥控方法，系统包括一指纹识别仪，还包括与该指纹识别仪依次连接的放大驱动电路、遥控发射电路、遥控接收电路以及负载。方法包括采集步骤；比对步骤，将采集到的指纹进行比对后，输出的一个脉冲信号；放大步骤，将脉冲信号进行放大；遥控步骤，通过遥控设备输出遥控信号给执行步骤中的负载；执行步骤，接受遥控步骤输出的遥控信号后，执行遥控命令。本发明将嵌入式指纹识别系统与遥控相结合，通过采集指纹识别仪对用户指纹确认后输出的脉冲信号，经过信号的放大与处理去开启遥控电路的发射装置，控制执行电路的工作，安全性高。
文档编号G08C17/00GK101697244SQ20091019534
公开日2010年4月21日 申请日期2009年9月8日 优先权日2009年9月8日
发明者余璆, 卓郑安 申请人:上海工程技术大学;