专利名称：含指纹识别钥匙柜的网络指纹门禁系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于指纹识别的门禁系统，特别涉及一种多终端联网且包含指纹识别钥匙柜的门禁系统。
背景技术：
随着指纹识别技术的迅速发展和人们安全防范意识的显著提高，指纹门禁系统已经成为当前一个非常热门的课题。世界上许多大的公司都推出了自己的指纹门禁系统，力图占领这一潜在的巨大市场。
然而，尽管已有的指纹门禁系统具有诸多其它门禁系统无法比拟的优势，它们本身至少还存在三个不利因素，阻碍其迅速进入民用市场。首先，已有的指纹门禁系统非常昂贵，很大程度上影响了单位和家庭的购买积极性，限制了其市场需求。其次，已有的指纹门禁系统都未能行之有效地解决各种意外情况(如电子故障等)，从而没有充分发挥其安全方便的显著优点，很难唤起消费者的消费热情。例如，为了处理各种意外情况，大部分已有的指纹门禁系统都同时带有其它的门禁系统(如射频卡门禁系统)。事实上，带有其它门禁系统的指纹门禁系统除了增加指纹门禁系统的成本以外，并没有收到预期的效果。因为既然有了指纹门禁系统，消费者就不可能随身携带其它门禁系统的钥匙，否则指纹门禁系统也就失去了意义。最后，已有的指纹门禁系统主要以单机型为主，即一个指纹门禁系统同时包含了指纹采集器、指纹识别器、指纹库、控制器和锁具等，只控制一个门。尽管也有所谓的联网型指纹门禁系统，但也只是在单机型的基础上增加通信接口与管理服务器连接以便实现集中管理。因此，前述的不利因素依然存在。尽管“多终端联网型指纹识别门禁系统”(专利号02111003.4)可以大大降低联网指纹门禁系统的成本，但它只是一种理想的情形，并没有考虑使用过程中可能出现的意外情况(如网络故障、指纹采集器故障等)。一旦该联网门禁系统出现故障，用户将无法进入。同时，该门禁系统没有考虑到办公楼或住宅入口(大门)门禁的独立性，也没有考虑不同消费阶层的消费需要，因而其实现方案还存在一些不足。
发明内容
本发明的目的就是针对已有指纹门禁系统的上述缺陷，提供一种既能极大地发挥指纹门禁系统的优势，又能有效地应对指纹门禁系统可能出现的各种意外情况，同时尽可能地降低指纹门禁系统的成本以便满足不同消费阶层的消费者。
为实现上述目的，设计了一种含指纹识别钥匙柜的网络指纹门禁系统，包括指纹识别钥匙柜，用于存放钥匙；终端指纹采集器，用于采集进出人员的指纹；中央控制器，用于控制指纹识别钥匙柜和整个门禁系统。
本发明采用两级指纹验证，即使有非授权用户进入大楼，他也很难进入授权用户房间，充分保证了授权用户的生命财产安全。采用进门指纹采集器和出门指纹采集器分别管理大门进出，即使有不法分子侥幸混入大楼，他也难以从大门逃出去，进一步提高了本发明的安全性。
图1为系统结构示意图；图2为指纹识别钥匙柜的结构示意图。
具体实施例方式
含指纹识别钥匙柜的网络指纹门禁系统包括一个指纹识别钥匙柜2，(单位或住宅入口)大门用进门指纹采集器31和出门指纹采集器32及电子锁3，多套房间终端指纹采集器4和电子锁5，一个中央控制器1。附带有一套用户与大楼管理中心的对讲系统及备用电源。
指纹识别钥匙柜，放置在大楼管理中心。根据用户的人数可以有多个，每个指纹钥匙柜包含多个橱柜。每个橱柜上装有一个电子锁并按房间号码编号。每个房间的用户(包括大楼管理中心人员)都可以将其房间钥匙保存在相应的橱柜里。当门禁系统出现意外时，用户可以通过指纹识别在指纹识别钥匙柜中取出其房间的钥匙，方便地进入自己的房间。管理中心人员也可以通过指纹识别取出大门钥匙。根据用户的不同安全需要，指纹识别钥匙柜可以由不同的材质做成，还可以附加一些其它的安全措施。同时，橱柜也可以设计成自动开关或自动开手动关。指纹识别钥匙柜省去了用户随身携带钥匙的麻烦，也使得用户不用再为丢失钥匙或钥匙被盗而苦恼。
大门用指纹采集器中(有些场合不要求在大门处设门禁，则无需安装它们)，进门指纹采集器用于用户进入，出门指纹采集器用于用户外出。如果有多个大门，则每个大门有两个指纹采集器和一把电子锁。进门指纹采集器用于验证有效用户，并方便记录用户进门的时间。出门指纹采集器的作用有两个，一是方便记录用户外出的时间，另一是当有小偷等未经许可的无关人员混入大楼时，阻止其逃出，至少可以延迟其逃出的时间。大门电子锁带有其它的门禁系统(如射频卡门禁系统)，其它的门禁系统的钥匙可以保存在指纹识别钥匙柜里。正常情况下，该电子锁由用户或大楼管理中心人员通过指纹识别实现开或关。如果出现意外情况，则可以由管理中心人员拿钥匙打开。如果管理该钥匙的人外出，则他必须携该钥匙，以防大门外面的指纹采集器或网络出现故障时所有用户无法进入大门。
每个房间有一套终端指纹采集器和电子锁，这些电子锁也带有其它的门禁系统。正常情况下，终端电子锁由用户通过指纹识别打开。出现意外情况时，用户可用保存在指纹识别钥匙柜中的钥匙将其打开。当然，有些用户可能不想花钱购买终端指纹采集器，则本发明同样安全方便，其功能相当于一个指纹验证的钥匙保管系统。
中央控制器，根据单位或住宅大小可以有多个。中央控制器由指纹识别与系统控制模块、指纹库模块、用户出入信息记录模块以及指纹录入模块(带有语音提示功能)组成。其中指纹识别与系统控制模块负责将大门、终端指纹采集器或指纹录入模块采集到的指纹与指纹库中的指纹进行匹配，并根据匹配结果控制大门、用户房间或指纹识别钥匙柜橱柜上的电子锁的开和关，并将用户进入或外出的时间发送到用户出入信息记录模块加以保存。中央控制器中的指纹录入模块的作用有三个一是在建立用户指纹库时采集用户指纹，二是用户或管理中心人员需要从指纹识别钥匙柜中取出钥匙时采集用户或管理人员指纹，三是某个房间的用户需要添加或删除使用该房间的其它用户时采集已授权用户和需要授权用户的指纹。
附带有一套用户与管理中心的对讲系统，方便用户与管理中心的联系。例如，当某个用户有客人到来时，该用户可以直接通过对讲系统打开大门，或者通过大楼管理中心人员打开大门。
备用电源如蓄电池和不间断电源等用来保证在停电情况下中央控制器和指纹钥匙柜等仍能正常工作。
提供一种快速的用户指纹验证方法，该方法是这样实现的首先，用房间号码对各个终端指纹采集器和电子锁进行编号。在建立指纹库时，采集用户指纹并对其编号，由于一个房间可以有多个用户，因此用户指纹编号由两部分组成，前一部分为房间号码，后一部分为该房间的用户号码。例如，假设908房间有10个用户，则这10个用户的指纹编号依次为9080，9081，…，9089。
其次，在用户出入信息记录模块中建立各个用户进出大门的时间表格。表格的每一行记录为用户最近进入和最近外出的时间，它们构成一个时间对。例如，假设9081号用户最近进入大门的时间是2003年5月30日10:00点钟，则9081号时间表格的最近一行记录是2003.5.30.10:00□(表示还没有最近外出时间)，再假设9081号用户最近走出大门的时间是2003年5月30日14点钟，则9081号时间表格的最近一行记录修改为2003.5.30.10:00 2003.5.30.14:00。当用户再一次进入时，开始下一行记录。
最后，当有人进入大门后，想进入某个房间之前，该房间的终端指纹采集器会将采集到的这个人的指纹及该房间号码(908)送到指纹识别与系统控制模块。此时，指纹识别与系统控制模块根据接收到的房间号码(908)直接在用户出入信息记录模块中查找对应该房间号码的所有用户(9080，9081，…，9089)的进出时间表。如果这些用户中有一个(例如9081号用户)或几个用户的最近一行记录只有最近进入时间而没有最近外出时间(即时间表最近一行记录为2003.5.30.10:00□)，说明这一个(9081号用户)或几个用户已经进入大门但还没有出去，则指纹识别与控制模块用这一个或几个用户在指纹库中的指纹(9081号用户的指纹是9081号指纹)对从终端指纹采集器传来的指纹进行验证。否则，说明这个房间的所有用户(9080，9081，…，9089)都已经外出，接收到的指纹不可能是这个房间的用户的指纹，因而无需验证，直接拒绝这个人进入房间。
以下结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1、图2所示，当用户想要进入单位或住宅的大门时，进门指纹采集器31将采集用户指纹并将其发送到中央控制器1中的指纹识别与系统控制模块6。指纹识别与系统控制模块6将该指纹与指纹库模块9中的指纹逐一匹配。如果匹配没有成功，则大门保持关闭，该用户将不得进入大门。如果匹配成功，则指纹识别与系统控制模块6将向大门电子锁3发送确认信号，从而大门电子锁3打开，用户可以进入大门。同时，指纹识别与系统控制模块6还将向中央控制器1中的用户出入信息记录模块7发送用户进入的时间和用户编号。当用户进入大门以后，在用户进入自己的房间之前，还需经过安装在房间外面的终端指纹采集器4采集指纹数据，该指纹数据与该终端指纹采集器4的编号(即房间编号)一起通过网络总线10被发送到指纹识别与系统控制模块6。同样，指纹识别与系统控制模块6会对该指纹进行验证。为了提高验证的速度，此时它不再将接受到的指纹与指纹库模块9中的指纹逐一匹配，而是根据接收到的房间号码，直接在用户出入信息记录模块7中查找对应该房间号码的所有用户的最近进入和最近外出的时间表。如果查到有一个或几个用户的最近一行记录只有进入时间但没有外出时间，说明有该房间的用户已经进入大门而且还没有外出，则指纹识别和系统控制模块6从指纹库模块9中调出这个或这几个用户的指纹对接收到的指纹进行验证。验证通过，则指纹识别和系统控制模块6向该终端电子锁5发送确认信号，终端电子锁5打开，这个用户才能进入房间。如果对应该房间的所有用户的时间表的最近一行记录都有最近进入和最近外出的时间，说明该房间的所有用户已经外出，接收到的指纹不可能是该房间的用户的指纹，因而无需对接收到的指纹进行验证，直接拒绝这个人进入房间。
当用户外出时，出门指纹采集器32同样采集用户指纹，并将其传送到指纹识别与系统控制模块6。指纹识别与系统控制模块6将该指纹与指纹库模块9中的指纹逐一匹配。如果匹配不成功，则该用户将被禁止外出。如果匹配成功，则指纹识别与系统控制模块6向大门电子锁3发出确认信号，大门电子锁3打开，用户可以外出。同时，指纹识别与系统控制模块6将该用户外出的时间发送到用户出入信息记录模块7中保存。
当门禁系统由于各种意外情况(如网络故障、指纹采集器故障等)无法正常使用时，用户可以从指纹钥匙柜2中取得其房间钥匙。指纹钥匙柜2包含许多橱柜13，每个橱柜13对应一个房间，其中保存着该房间的钥匙，例如，图2中101号橱柜表示其中保存着101号房间的钥匙。每个橱柜都有一个电子锁(图中未画出)。这些电子锁与单分配器12相连，一个单分配器12可以控制一个或多个橱柜上的电子锁。根据指纹钥匙柜2的大小，单分配器12可以有多个，这些单分配器12通过总分配器11连接到中央控制器1。中央控制器1中的指纹采集模块8可以采集用户指纹，并将其传送给指纹识别与系统控制模块6。指纹识别与系统控制模块6将采集到的指纹与指纹库模块9中的指纹逐一匹配。如果匹配成功，指纹识别与系统控制模块6就可以得到该用户的编号。然后，指纹识别与系统控制模块6就可以通过总分配器11和单分配器12向指纹识别钥匙柜2的相应橱柜13发送确认信号，该橱柜的电子锁自动打开，用户可以从中取出钥匙，并将橱柜门关上(按照不同的消费需求，可以设计为自动关)。用过钥匙后，用户再通过同样程序将钥匙放回橱柜13。
如果用户不愿花钱购买终端指纹采集器4，则本发明同样安全方便，其功能相当于一个指纹验证钥匙保管系统。这种情况下，当用户进入大门以后，直接在指纹采集模块8上采集指纹以便从指纹钥匙柜2中取得钥匙。其工作原理与门禁系统发生意外情况时的一样。
权利要求
1.一种含指纹识别钥匙柜的网络指纹门禁系统，包括指纹识别钥匙柜，用于存放钥匙；终端指纹采集器，用于采集进出人员的指纹；中央控制器，用于控制指纹识别钥匙柜和整个门禁系统。
2.按权利要求1所述的系统，其特征在于所述指纹识别钥匙柜包括多个橱柜，每个橱柜按照房间号码编号。
3.按权利要求2所述的系统，其特征在于每个橱柜上装有电子锁，这些电子锁由中央控制器控制其开或关。
4.按权利要求1所述的系统，其特征在于终端指纹采集器包括大门终端指纹采集器和房间终端指纹采集器。
5.按权利要求4所述的系统，其特征在于所述大门终端指纹采集器包括进门指纹采集器和出门指纹采集器。
6.按权利要求1所述的系统，其特征在于所述中央控制器包括指纹识别与系统控制模块，将大门和房间终端指纹采集器或指纹录入模块采集到的指纹与指纹库中的指纹进行匹配，根据匹配结果控制大门、用户房间或钥匙柜橱柜上的电子锁的开或关；指纹库模块，存储用户的指纹；用户出入信息纪录模块，纪录用户出入的信息；指纹录入模块，采集用户的指纹。
7.按权利要求1所述的系统，其特征在于所述指纹门禁系统带有其它的门禁系统。
8.按权利要求8所述的系统，其特征在于所述指纹录入模块采集管理人员指纹和删除、添加用户的指纹。
全文摘要
一种含指纹识别钥匙柜的网络指纹门禁系统，包括指纹识别钥匙柜，用于存放钥匙；终端指纹采集器，用于采集进出人员的指纹；中央控制器，用于控制指纹钥匙柜和整个门禁系统。本发明中的指纹识别钥匙柜有效地解决了网络指纹门禁可能出现的各种意外情况。同时，还有利于网络指纹门禁系统适应不同消费阶层的需要。本发明采用两级指纹验证，即使有非授权用户混入大楼，他也很难进入授权用户房间，同时也难以从大门逃出去，充分保证了授权用户的生命财产安全。
文档编号G06K9/00GK1612150SQ20031010438
公开日2005年5月4日 申请日期2003年10月29日 优先权日2003年10月29日
发明者钟志光, 易建强, 赵冬斌 申请人:中国科学院自动化研究所