专利名称：保险柜指纹锁的制作方法
技术领域：
本实用新型属于指纹识别锁控门禁技术，涉及活体指纹采集仪、数字信号处理电路和电控锁具。
保险柜对锁的安全性要求比较严，目前的保险柜锁基本上都是密码加机械的结构，这种结构存在着钥匙保管和携带不方便、易丢失、钥匙容易被仿制等问题，使保险柜具有很多不安全因素，采用高科技装备保险柜已是发展的趋势。人的指纹具有唯一性和稳定性，是一种准确的身份鉴别标志，现代信息技术的发展使利用指纹作为锁具成为可能。但目前大多数指纹识别产品均以计算机作为主机进行指纹图像识别及处理，体积较大，用于大型保险柜基本上没有问题，但难以用于较小的保险柜。
本实用新型的目的在于提供一种体积小，成本低，用于作为较小型保险柜的保险柜指纹锁。
本实用新型的目的是通过附图所示的技术方案实现的，它包括一个指纹采集仪，本实用新型由指纹采集仪、中央处理电路、人机交互部件和锁具执行机构四部分组成，其中中央处理电路由数字信号处理器、快速异步静态存储器、慢速非易失存储器、译码电路、人机交互接口、指纹采集接口和锁具驱动电路组成；三片高速异步SRAM芯片构成快速异步静态存储器，通过数据总线和地址总线与数字信号处理器(DSP)相接；两片FLASH芯片构成慢速非易失存储器，通过数据总线和地址总线与数字信号处理器相接；译码电路由双二-四译码器组成，译码器的脚2、3、14、1、15与地址总线A14、A15、A17、数字信号处理器的脚119、脚123相接(见图6)；人机交互接口由双四路信号驱动器U3和八D锁存器U21构成，通过数据总线与数字信号处理器相接，J10、J13、J15三个连接器与人机交互部件按键、发光管和报警器相接；指纹采集接口由连接器J11、J12组成，连接器的管脚与地址总线、数据总线相接；指纹采集仪的CMOS传感器通过指纹采集接口与数据总线和地址总线相接，锁具执行机构包括一个固定在锁板支架上的带有减速器的直流电机，电机的输出轴上固定一个凸轮，在锁板支架上凸轮的两侧各固定一个微动开关，凸轮上有一个拨销，插在一个滑动板的拨孔内，滑动板的下部与锁栓固接，通过凸轮的转动可带动锁栓移动。
本实用新型的工作动态过程如下当手指按在指纹采集仪的窗口上时，由指纹采集仪捕获到指纹图像，送到中央处理电路，由中央处理电路完成指纹特征提取和与已存指纹特征点的对比，如对比成功，驱动电路驱动锁具执行机构开锁或闭锁，人机交互部件与中央数据处理器实现指纹的存储、删除管理。
本实用新型实现了脱离计算机的小型指纹识别系统，具有体积小、重量轻、成本低、功能全、用途广的优点，可适用于各种规格的保险柜，不存在钥匙易丢失、被仿制等问题，保险柜的管理人员更换时，删除其指纹，输入新管理人员的指纹即可。本实用新型增加了保险柜的安全性，是保险柜的发展方向。
附
图1为本实用新型结构方框原理图；附图2为数字信号处理器电路原理图；附图3为快速异步静态存储器电路原理图；附图4为指纹采集仪结构原理图；附图5为慢速非易失存储器电路原理图；附图6为译码电路原理图；附图7为人机交互接口及指纹采集仪接口电路原理图；附图8为锁具驱动电路及电源管理电路；附图9为锁具执行机构主视图；附图10为图9A-A剖视图。
图9、10中的图例如下1、电机；2、锁板支架；3、销轴；4、锁栓；5、导板；6、滑板上的拨孔；7、拨销；8、滑板；9、微动开关；10、凸轮。
以下结合附图，给出本实用新型的实施例，详细说明本实用新型的结构。
如附图4所示，指纹采集仪主要由光学棱镜、光源和COMS传感器组成，棱镜的斜面为指纹输入窗口，平面光源由底部照射到棱镜的斜面上，当手指放在此棱面上时，光线反射至CMOS图像传感器，经A／D转换输出数字信号至中央处理电路进行处理，CMOS图像传感器通过指纹采集接口与数据总线D(0～7)和地址总线A(0～3)相接(见图1)；中央处理电路用以运行管理程序和指纹图像处理程序，其中数字信号处理器采用浮点数字信号处理器(DSP)，型号为TMS320C32，如附图2所示，图中，D(0～31)为数据总线，A(0～23)为地址总线，U4为μP电压监视芯片，型号为IMP809L，其2脚与DSP的134脚连接，DSP的外部中断管脚INT(0～3)接一个双四路信号驱动芯片U2的18、16、14、12脚，U2的型号为74HC244，U2的9、7、5、3脚与其12、14、16、18脚连接，U2的2、4、8脚接上拉电阻R8、R9、R10，6脚接地；图3是快速异步静态存储器电路原理图，其功能是加载程序和存放指纹图像数据，由三块高速异步SRAM芯片组成，其中，两块型号为IS61C6414芯片U11、U12构成了64K×32位的程序及数据空间，一片型号为IS61C1024芯片U13构成了128K×8位的图像数据空间，三个芯片通过数据总线和地址总线与DSP相接；图5是慢速非易失存储器电路原理图，该存储器用于存放各种处理程序和指纹特征程序，两片FLASH芯片U9、U10组成64K×32位的程序存储空间，芯片型号为AT49F1025，通过数据总线和地址总线与DSP相接，DSP复位时，该存储器加载程序至快速异步静态存储器；图6为译码电路原理图，双二-四译码器U8的型号为74HC139，地址线A14、A15、A17、DSP的119脚、123脚与U8的脚3、14、1、15相接；图7为人机交互接口电路原理图，双四路信号驱动器的型号为74HC244，八D锁存器U21的型号为74HC274，两芯片组成了键盘扫描和指示灯驱动电路，连接器J13可选按键，U3的2、4、6、8脚输出扫描码，U21的2、5、6、9脚接J13的1、2、3、4脚，16、19脚经电阻R32、R33、R34后接LED指示灯，连接器J11、J12连接采集板，J10为显示屏的连接器；采集开关SP1通过定时器芯片U22产生信号送至U2的11脚，再由U2的脚9送至DSP中断管脚INT3，用来控制采集处理程序的启动及光源的开启；图8是锁具驱动和电源管理电路；电源管理电路由芯片U25、U14、U20、U18、U17及其周围附属电路构成，U25型号为MAX712，为电池充电管理芯片，U17为电压监视芯片，型号为IMP809L，U17和与非门U15D、U15C实现了停电时产生电源切换信号，控制三极管T4和断电器U14实现切换至备用电源的任务；U18为开关电源芯片，型号为MAX1649，U20为MOS开关管，型号为TPS1101，两者完成电源稳压工作；开关电源芯片U19、及MOS开关管U24构成了锁具驱动电源，锁具驱动电路由继电器U15、三极管T1、T5等电路组成，由连接器J12连至减速电机组，来自DSP的信号RELAY控制电机转动方向，信号MOTOR控制电机是否转动，电机限位状态及开门状态由信号MOTOR-LEFT-LIMN、MOTOR-RIGHT-LIMIT、GATE-STS连回至DSP相应管脚定时器芯片U16和与非门U15A、U15B及附属电路组成，SW1为水银震动开关，J5连至报警器，震动状态信号SHOCK-STATUS连回至DSP相应管脚。
图9和图10给出了本实施例的锁具执行机构的结构，该锁具用于固定在保险柜的门扇内侧，带有减速器的直流电机固定在锁板支架上，电机的输出轴固定一个凸轮，在支架上凸轮的两侧各固定一个微动开关，在锁板上固定一个导板，导板上有导槽，凸轮上有一个拨销，凸轮后面有一个滑板，拨销插在滑板上的拨孔内，滑板的底部通过一个销轴与锁栓固接，销轴穿过导板的导槽，滑板可在导板上滑动，当直流电机受控转动时，通过凸轮、滑板等带动锁栓移动，实现锁的开启和关闭。微动开关用来保证在锁栓开启和锁定的状态下使电机断电。
权利要求1.保险柜指纹锁，包括一个指纹采集仪，其特征在于它由指纹采集仪、中央处理电路、人机交互部件和锁具执行机构四部分组成，其中中央处理电路由数字信号处理器、快速异步静态存储器、慢速非易失存储器、译码电路、指纹采集接口、人机交互接口和锁具驱动电路构成；具体结构如下a、三片高速异步SRAM芯片构成快速异步静态存储器，通过数据总线和地址总线与数字信号处理器(DSP)相接；b、两片LASH芯片构成慢速非易失存储器，通过数据总线和地址总与数字信号处理器相接；c、译码电路由双二-四译码器组成，译码器的脚2、3、14、1、15与地址总线A14、A15、A17、数字信号处理器的脚119、脚123相接；d、人机交互接口由双四路信号驱动器U3和八D锁存器U4构成，通过数据总线与数字信号处理器相接，J10、J13、J15三个连接器与人机交互部件按键、发光管和报警器相接；指纹采集接口由连接器J11、J12组成，连接器的管脚与地址总线、数据总线相接；e、指纹采集仪的CMOS传感器通过指纹采集接口与数据总线和地址总线相接。
2.根据权利要求1所说的保险柜指纹锁，其特征在于指纹采集仪由光学棱镜、光源和COMS传感器组成，棱镜的斜面为指纹输入窗口。
3.根据权利要求1或者所说的保险柜指纹锁，其特征在于锁具执行机构包括一个带有减速器的直流电机，电机固定在锁板支架上，电机的输出轴固定一个凸轮，在支架上凸轮的两侧各固定一个微动开关，在锁板上固定一个导板，导板上有导槽，凸轮上有一个拨销，凸轮后面有一个滑板，拨销插在滑板上的拨孔内，滑板的底部通过销轴与锁栓固接，销轴穿过导板的导槽，滑板可在导板上滑动。
专利摘要保险柜指纹锁。由指纹采集仪、中央处理电路、人机交互部件和锁具执行机构四部分组成,其中中央处理电路由数字信号处理器、快速异步静态存储器、慢速非易失存储器、译码电路、人机交互接口、指纹采集接口组成。本实用新型具有体积小、重量轻、成本低、功能全、用途广的优点,可适用于各种规格的保险柜,不存在钥匙易丢失、被仿制等问题,保险柜的管理人员更换时,删除其指纹,输入新管理人员的指纹即可。本实用新型增加了保险柜的安全性。
文档编号G06K9/20GK2429594SQ0024411
公开日2001年5月9日 申请日期2000年7月21日 优先权日2000年7月21日
发明者王欣, 张春晖, 王学成, 王铁丰, 王太林, 隋振贵 申请人:长春鸿达高技术集团有限公司