专利名称：一种具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应用电子电路进行指纹识别的方法或装置，特别是涉及一种具有 感应指纹采集功能的指纹验证装置。
背景技术：
指纹识别技术具有方便、可靠、非侵害和成本比较低的特点，将用户指纹数据分配 到相应的指纹验证装置，可实时上传指纹按压记录，生成指纹按压报表，为追查事故提供依 据。但是，现有光学指纹采集验证装置对真伪指纹难以区分，对假指纹很难识别，特别是只 能单纯采集指纹图像，难以对指纹的图像进行更深层次的真伪判断。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种具有感应 指纹采集功能的指纹验证装置。本实用新型的技术问题通过以下技术方案予以解决。这种具有感应指纹采集功能的指纹验证装置，包括指纹采集器、控制单元、外部通 讯接口、人机交互界面，以及输出控制电路，所述控制单元分别与指纹采集器、外部通讯接 口、人机交互界面，以及输出控制电路连接。这种具有感应指纹采集功能的指纹验证装置的特点是所述指纹采集器包括外壳、上面贴附有感应导电玻璃片的三棱镜、水平设置在三 角棱镜下方的上层透镜组、水平设置在上层透镜组下方的下层透镜组、设置在下层透镜组 下方的图像采集单元、感应控制单元和内部通讯接口，以及受感应控制单元控制的背光单 元，上层透镜组与下层透镜组之间的距离可调，感应导电玻璃片的上层是按压手指采集指 纹的普通玻璃片，下层是导电薄膜。本实用新型的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。所述指纹采集器采用主板和从板的物理架构，主板包括图像采集单元、感应控制 单元、数据存储单元、与主控单元连接的数据通讯接口，以及板间连接线一，从板包括背光 单元的绿光背光源和红外光背光源板、板间连接线二，以及感应导电玻璃片，绿光背光源和 红外光背光源板通过板间连接线一与主板连接，绿光背光源和红外光背光源板的驱动电路 设置在主板，感应导电玻璃片通过导电薄膜经导线与主板连接。所述控制单元采用主从式双CPU架构，包括主控单元和与其连接的从控单元。所述主控单元是Advanced RISC Machine (缩略为ARM)公司设计的32位嵌入式 RISC芯片内核的CPU，设有指纹采集单元、指纹比对单元、数据通讯单元、数据存储单元、以 及输出控制单元，主控单元分别与指纹采集器、外部通讯接口连接。所述从控单元是具有在系统可编程Flash存储器的8位CMOS微控制器AT89S52， 设有键盘扫描单元、显示驱动单元、数据备份单元、应急控制单元，以及实时时钟单元，从控 单元分别与人机交互界面、实时时钟电路、输出控制电路连接，输出控制电路与锁控和报警装置连接，输出控制电路的输出信号包括锁控信号、报警信号、基于Wiegand26协议的数据信号。所述人机交互界面是包括键盘、显示屏的人机交互界面。所述具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，还包括锁控和报警装置和实时 时钟电路，所述锁控和报警装置和输出控制电路连接，所述实时时钟电路和控制单元连接。所述外部通讯接口是RS232接口、RS485接口以及以太网接口中的至少一种。所述锁控和报警装置6采用5A的电锁和蜂鸣器。所述背光单元设有处于同一平面的绿光背光源和红外光背光源板，绿光背光源和 红外光背光源板与感应导电玻璃片的夹角为-25° 25°。所述绿光背光源和红外光背光源板与感应导电玻璃片的夹角为0°本实用新型与现有技术对比的有益效果是本实用新型通过手指感应、绿色背光时指纹图像和红外背光时指纹图像对比两种 方式，可以采集指纹和有效区分真伪指纹。具有结构简单易安装、背光灯不易老化、寿命高、 功耗低、防假指纹效果好的特点。
图1是本实用新型具体实施方式
的组成示意图；图2是图1中的指纹采集器1的结构主视图；图3是图1中的指纹采集器1的结构侧面剖视图；图4是图1中的指纹采集器1的电路组成方框图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
并对照附图对本实用新型的方法进行说明。一种如图1 4所示的具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，包括指纹采 集器1、控制单元2、外部通讯接口 3、包括键盘、显示屏的人机交互界面4，以及输出控制电 路5，还包括锁控和报警装置6和实时时钟电路7，控制单元2分别与指纹采集器1、外部通 讯接口 3、包括键盘、显示屏的人机交互界面4，以及输出控制电路5和实时时钟电路7连 接，锁控和报警装置6与输出控制电路5连接。指纹采集器1包括外壳26、上面贴附有感应导电玻璃片23的三棱镜27、水平设置 在三角棱镜27下方的上层透镜组30、水平设置在上层透镜组30下方的下层透镜组33、设 置在下层透镜组下方的图像采集单元10、感应控制单元11和内部通讯接口 15，以及受感应 控制单元11控制的背光单元8，上层透镜组30与下层透镜组33之间的距离可调，感应导电 玻璃片23的上层是按压手指采集指纹的普通玻璃片，下层是导电薄膜36。感应导电玻璃片 23是手指感应单元9的指纹采集面，传导手指或其它物体的电容值。感应控制单元11采用 美国CYPRESS公司出品的PSOC系列16pinQFN封装单片机CY8C20236，完成手指电容值感 应、背光控制、I2C通讯功能。外壳26包括上框37、通过螺丝孔42固定的背面挡板32。背光单元8设有处于同一平面的绿光19背光源和红外光20背光源板40，绿光19 背光源和红外光20背光源板40与感应导电玻璃片23的夹角为0°。在等待采集状态下， 绿光19和红外光20都可控在低功耗下，以延长采集器的使用寿命。[0029]本实用新型通过感应导电玻璃23感应实现指纹的采集，当感应导电玻璃23上按 有指纹时，手指感应单元9感应信号并发送至感应控制单元11，感应控制单元11通过板间 连接线17和18控制背光单元8的绿光19、红外光20分时打开绿色可见背光和红外不可见 背光，本实用新型通过绿色可见背光时指纹图像和红外不可见背光时指纹图像对比方式实 现真伪指纹的辨别，感应控制单元11根据感应出指纹对应的电容值判断出真伪指纹，通过 I2C通信输出感应到的真伪手指信号到控制单元2，感应控制单元11的判定灵敏度通过控 制单元2发送数据调节。由图像采集单元10采集到不同的图像，通过数据通讯接口 15输 出图像数据至控制单元2。控制单元2采用主从式双CPU架构，包括主控单元12和与其连接的从控单元13， 主控单元12通过从控单元13读取用户键盘操作数据、实时时钟数据和传送要显示的信息寸。主控单元12设有指纹采集单元、指纹比对单元、数据通讯单元、数据存储单元、以 及输出控制单元，主控单元12分别与指纹采集器1、外部通讯接口 3连接。主控单元12采用ARM公司设计的嵌入式RISC芯片内核的CPU，32位、624MHz ；从控单元13设有键盘扫描单元、显示驱动单元、数据备份单元、应急控制单元，以 及实时时钟单元，从控单元13分别与包括键盘、显示器的人机交互界面4、实时时钟电路7、 输出控制电路5连接，输出控制电路5与锁控和报警装置6连接，输出控制电路5的输出信 号包括锁控信号、报警信号、基于Wiegand26协议的数据信号。Wiegand26协议是由美国工 业安全委员会(Security Industry Association，缩写为SIA)的隶属组织访问控制标准子 委员会制定的一个关于存取控制的标准协议。从控单元13作为系统的辅助控制器能提高 系统的可靠性，当主控单元12发生故障不能正常工作时，从控单元13仍可控制指纹验证装 置进行必要的工作，以提高系统可靠性。从控单元13采用具有在系统可编程Flash存储器的8位CMOS微控制器AT89S52。外部通讯接口 3是RS232接口、RS485接口以及以太网接口中的至少一种。人机交互界面4中的键盘采用4 X 4键盘。锁控和报警装置6采用5A的电锁和蜂鸣器。指纹采集器1采用主板21和从板的物理架构。主板21包括图像采集单元10、感应控制单元11、数据存储单元14、与主控单元12 连接的16Pin排线的数据通讯接口 15，以及3Pin排线的板间连接线17。感应控制单元11 可模拟EEPROM实现存储功能，数据存储单元14用于保存控制单元2的图像校正数据。从板包括背光单元8的绿光19背光源和红外光20背光源板40、3Pin排线的板间 连接线18，以及感应导电玻璃片23。绿光19背光源和红外光20背光源板40通过板间连接线18与主板21连接，绿光 19背光源和红外光20背光源板40的驱动电路设置在主板21 (图4中未画出)。感应导电玻璃片23通过导电薄膜36经导线38与主板21连接。本具体实施方式
的具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，内置手指电容值 感应装置能够识别出手指和其它物体的按压，通过感应控制单元对背光的控制使得能采集 到不同的图像用以对比进一步识别真伪指纹。可独立完成手指感应自动识别、启动系统，用 户指纹登录、用户指纹采集、用户指纹比对、出入记录存储、拆机报警、挟持报警、异常开门报警、控制信号输出等功能。有效解决真伪指纹识别、防范假指纹的问题。 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能 认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或 用途相同，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求一种具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，包括指纹采集器、控制单元、外部通讯接口、人机交互界面，以及输出控制电路，所述控制单元分别与指纹采集器、外部通讯接口、人机交互界面，以及输出控制电路连接，其特征在于所述指纹采集器包括外壳、上面贴附有感应导电玻璃片的三棱镜、水平设置在三角棱镜下方的上层透镜组、水平设置在上层透镜组下方的下层透镜组、设置在下层透镜组下方的图像采集单元、感应控制单元和内部通讯接口，以及受感应控制单元控制的背光单元，上层透镜组与下层透镜组之间的距离可调，感应导电玻璃片的上层是采集指纹的普通玻璃片，下层是导电薄膜。
2.如权利要求1所述的具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，其特征在于 所述指纹采集器采用主板和从板的物理架构。
3.如权利要求1或2所述的具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，其特征在于所述主板包括图像采集单元、感应控制单元、数据存储单元、与主控单元连接的数据通 讯接口，以及板间连接线一。
4.如权利要求3所述的具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，其特征在于 所述从板包括背光单元的绿光背光源和红外光背光源板、板间连接线二，以及感应导电玻璃片，绿光背光源和红外光背光源板通过板间连接线一与主板连接，绿光背光源和红 外光背光源板的驱动电路设置在主板，感应导电玻璃片通过导电薄膜经导线与主板连接。
5.如权利要求4所述的具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，其特征在于 所述控制单元采用主从式双CPU架构，包括主控单元和与其连接的从控单元；所述主控单元是ARM公司设计的32位嵌入式RISC芯片内核的CPU，设有指纹采集单 元、指纹比对单元、数据通讯单元、数据存储单元、以及输出控制单元，主控单元分别与指纹 采集器、外部通讯接口连接；所述从控单元是具有在系统可编程Flash存储器的8位CMOS微控制器AT89S52，设有 键盘扫描单元、显示驱动单元、数据备份单元、应急控制单元，以及实时时钟单元，从控单元 分别与人机交互界面、实时时钟电路、输出控制电路连接，输出控制电路与锁控和报警装置 连接。
6.如权利要求5所述的具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，其特征在于 所述人机交互界面是包括键盘、显示屏的人机交互界面。
7.如权利要求6所述的具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，其特征在于 还包括锁控和报警装置和实时时钟电路，所述锁控和报警装置和输出控制电路连接，所述实时时钟电路和控制单元连接。
8.如权利要求7所述的具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，其特征在于 所述外部通讯接口是RS232接口、RS485接口以及以太网接口中的至少一种。
9.如权利要求8所述的具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，其特征在于所述背光单元设有处于同一平面的绿光背光源和红外光背光源板，绿光背光源和红外 光背光源板与感应导电玻璃片的夹角为-25° 25°。
10.如权利要求9所述的具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，其特征在于 所述绿光背光源和红外光背光源板与感应导电玻璃片的夹角为0°。
专利摘要一种具有防伪识别功能的感应指纹采集验证装置，包括指纹采集器、控制单元、外部通讯接口、人机交互界面、输出控制电路。指纹采集器包括外壳、上面贴附有感应导电玻璃片的三棱镜、水平设置在三角棱镜下方的上层透镜组、水平设置在上层透镜组下方的下层透镜组、设置在下层透镜组下方的图像采集单元、感应控制单元和内部通讯接口、受感应控制单元控制的背光单元，上层透镜组与下层透镜组之间的距离可调，感应导电玻璃片的上层是采集指纹的普通玻璃片，下层是导电薄膜。通过手指感应、绿色背光时指纹图像和红外背光时指纹图像对比方式，可以采集指纹和有效区分真伪指纹。具有结构简单易安装、背光灯不易老化、寿命高、功耗低、防假指纹效果好的特点。
文档编号G06K9/20GK201716741SQ20102025774
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者仲崇亮, 车全宏 申请人:深圳市中控生物识别技术有限公司