一种集成指静脉识别终端的USB加密设备的制作方法

一种集成指静脉识别终端的usb加密设备
技术领域
1.本实用新型属于信息安全保护设备领域，具体为一种集成指静脉识别终端的usb加密设备。


背景技术：

2.目前现有的指静脉识别终端大多是采用usb接口，只能作为指静脉识别使用。而现有的usb加密设备，只能保证持有usb加密设备的使用者具有相应的权限，而无法保证当前的使用者是合法的使用者，即不具备活体生物特征识别的功能的。现有的产品中，这两个设备是完全独立和分离的。在一些安全级别要求较高的应用场景下，既要有usb加密验证，又要有指静脉识别这种活体生物特征识别的验证。由于当前这两种设备是分离的，因此在使用过程中会带来占用过多的usb接口和操作上的不便。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种集成指静脉识别终端的usb加密设备，以解决背景技术中提出的现有指静脉识别终端和usb加密验证占用太多usb接口的问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种集成指静脉识别终端的usb加密设备，包括芯片u1，第二连接模块j2、第三连接模块和第四连接模块j4；其中，第二连接模块j2的一端通过第一保护电阻r1与电源连接，在第二连接模块与电源的连接电路上设置有第一保护电路；第二连接模块j2用于与指静脉终端连接；第二连接模块j2的另一端与芯片u1连接；第二连接模块j2的内部设置有第一静电保护电路；
6.第四连接模块j4的一端通过第二保护电阻r9与电源连接，第四连接模块j4的另一端与芯片u1连接；在第四连接模块j4与电源的连接电路上设置有第二保护电路；在第四连接模块j4的内部设置有第二静电保护电路；
7.第三连接模块包括连接模块j3、连接模块j5和连接模块j6；连接模块j3、连接模块j5和连接模块j6均与芯片u1的连接。
8.根据上述技术方案，所述第一保护电路包括双向击穿二极管d1和滤波电容c1，双向击穿二极管d1和滤波电容c1并联设置，第一保护电路接地。
9.根据上述技术方案，所述第二连接模块j2还包括双向击穿二极管d2和双向击穿二极管d3，双向击穿二极管d2和双向击穿二极管d3与第二连接模块j2闭合形成第一静电保护电路。
10.根据上述技术方案，所述连接模块j3一端通过保护电阻r2与电源连接，在连接模块j3与电源的连接电路上设置有第三保护电路，在连接模块j3的内部还设置有第三静电保护电路。
11.根据上述技术方案，所述第三保护电路包括双向击穿二极管d5和滤波电容c12，双向击穿二极管d5和滤波电容c12并联设置，第三保护电路接地。
12.根据上述技术方案，所述连接模块j3还包括双向击穿二极管d7的输出端与双向击穿二极管d9，双向击穿二极管d7的输出端与双向击穿二极管d9与连接模块j3闭合形成第三静电保护电路。
13.根据上述技术方案，所述第二保护电路与第一保护电路的设置一致，第二静电保护电路的设置与第一静电保护电路的设置一致。
14.根据上述技术方案，连接模块j5和连接模块j6的设置与连接模块j3的设置一致。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
16.1、减少了计算机usb接口的占用数量；通过本实用新型，将指静脉终端与连接模块j2连接，完成了将指静脉终端与usb设备集成,减少了usb接口的占用。
17.2、本实用新型具有多种用途。不仅集成了指静脉终端，还能够插入usb加密设备、usb存储设备、其他人机接口设备等。
附图说明
18.图1为集成指静脉识别终端的usb加密设备电路框图；
19.图2为集成指静脉识别终端的usb加密设备电路连接示意图；
20.图3为集成指静脉识别终端的usb加密设备电路第二连接模块j2连接示意图；
21.图4为集成指静脉识别终端的usb加密设备电路第三连接模块连接示意图；
22.图5为集成指静脉识别终端的usb加密设备电路第四连接模块j4连接示意图；
23.图6为集成指静脉识别终端的usb加密设备电路第一连接模块j1连接示意图；
24.图7为集成指静脉识别终端的usb加密设备电路晶振电路示意图；
25.图8为集成指静脉识别终端的usb加密设备电路降压滤波供电电路示意图；
26.图9为集成指静脉识别终端的usb加密设备电路芯片u1引脚功能电路示意图；
27.图10为集成指静脉识别终端的usb加密设备电路电源滤波示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.实施例一
30.请参与图1
‑
图10，如图1、图2所示，一种集成指静脉识别终端的usb加密设备，包括芯片u1，第二连接模块j2、第三连接模块和第四连接模块j4；其中，第二连接模块j2的一端通过第一保护电阻r1与电源连接，在第二连接模块与电源的连接电路上设置有第一保护电路；第二连接模块j2用于与指静脉终端连接；第二连接模块j2的另一端与芯片u1连接；第二连接模块j2的内部设置有第一静电保护电路；
31.第四连接模块j4的一端通过第二保护电阻r9与电源连接，第四连接模块j4的另一端与芯片u1连接；在第四连接模块j4与电源的连接电路上设置有第二保护电路；在第四连接模块j4的内部设置有第二静电保护电路；
32.第三连接模块包括连接模块j3、连接模块j5和连接模块j6；连接模块j3、连接模块
j5和连接模块j6均与芯片u1的连接。
33.所述第一保护电路包括双向击穿二极管d1和滤波电容c1，双向击穿二极管d1和滤波电容c1并联设置，第一保护电路接地。
34.所述第二连接模块j2还包括双向击穿二极管d2和双向击穿二极管d3，双向击穿二极管d2和双向击穿二极管d3与第二连接模块j2闭合形成第一静电保护电路。
35.所述连接模块j3一端通过保护电阻r2与电源连接，在连接模块j3与电源的连接电路上设置有第三保护电路，在连接模块j3的内部还设置有第三静电保护电路。
36.所述第三保护电路包括双向击穿二极管d5和滤波电容c12，双向击穿二极管d5和滤波电容c12并联设置，第三保护电路接地。
37.所述连接模块j3还包括双向击穿二极管d7的输出端与双向击穿二极管d9，双向击穿二极管d7的输出端与双向击穿二极管d9与连接模块j3闭合形成第三静电保护电路。
38.说明：实施例中各模块后面的数字表示引脚。如j21，表示j2的1号引脚，u25表示芯片u1的27号引脚。
39.实施例二
40.本实施例提供了具体的模块连接。如图1、图2所示，芯片u1，第二连接模块j2、第三连接模块和第四连接模块j4；其中，第二连接模块j2包括引脚j21、引脚j22和引脚j23；引脚j21的一端通过保护电阻r1与电源连接，在引脚j21与电源(5v)的连接电路上设置有第一保护电路，引脚j22与芯片u1的引脚u27连接，引脚j23与芯片u1的引脚u28连接；第二连接模块j2用于与指静脉终端连接；在引脚j22和引脚j23上设置有第一静电保护电路；
41.第四连接模块包括引脚j41、引脚j42、引脚j43；其中，引脚j41的一端通过保护电阻r9与电源连接，引脚j42与芯片u1的引脚u25连接，引脚j43与芯片u1的引脚u26连接；在引脚j41与电源的连接电路上设置有第二保护电路；在引脚j42与引脚j43上设置有第二静电保护电路；
42.第三连接模块包括连接模块j3、连接模块j5和连接模块j6；连接模块j3、连接模块j5和连接模块j6均与芯片u1的引脚u2和引脚u3连接。
43.所述第一保护电路包括双向击穿二极管d1和滤波电容c1，双向击穿二极管d1和滤波电容c1并联设置，第一保护电路接地。
44.所述第一静电保护电路通过引脚j22还与双向击穿二极管d3的输入端连接，双向击穿二极管d3的输出端与双向击穿二极管d2的输入端连接，双向击穿二极管d2的输出端与引脚j23连接形成闭合回路，双向击穿二极管d2和双向击穿二极管d3的连接端接地。
45.所述连接模块j3包括引脚j31、引脚j32和引脚j33；其中，引脚j31的一端通过保护电阻r2与电源连接，在引脚j31与电源的连接电路上设置有第三保护电路，引脚j32与芯片u1的引脚u2连接，引脚j33与芯片u1的引脚u3连接；在引脚j32和引脚j33上设置有第三静电保护电路。
46.所述第三保护电路包括双向击穿二极管d5和滤波电容c12，双向击穿二极管d5和滤波电容c12并联设置，第三保护电路接地。
47.所述第三静电保护电路通过引脚j32与双向击穿二极管d7的输入端连接，双向击穿二极管d7的输出端与双向击穿二极管d9的输入端连接，双向击穿二极管d9的输出端与引脚j33连接形成闭合回路，双向击穿二极管d7和双向击穿二极管d9的连接端接地。
48.所述第二保护电路与第一保护电路的设置一致，第二静电保护电路的设置与第一静电保护电路的设置一致。
49.进一步的，第二保护电路包括双向击穿二极管d11和滤波电容c15，双向击穿二极管d11和滤波电容c15并联设置，第一保护电路接地。
50.所述第二静电保护电路通过引脚j42还与双向击穿二极管d14的输入端连接，双向击穿二极管d14的输出端与双向击穿二极管d15的输入端连接，双向击穿二极管d15的输出端与引脚j43连接形成闭合回路，双向击穿二极管d14和双向击穿二极管d15的连接端接地。
51.连接模块j5和连接模块j6的设置与连接模块j3的设置一致。
52.所述连接模块j5包括引脚j51、引脚j52和引脚j53；其中，引脚j51的一端通过保护电阻r8与电源连接，在引脚j51与电源的连接电路上设置有第四保护电路，引脚j52与芯片u1的引脚u2连接，引脚j53与芯片u1的引脚u3连接；在引脚j52和引脚j53上设置有第四静电保护电路。
53.所述第四保护电路包括双向击穿二极管d10和滤波电容c14，双向击穿二极管d10和滤波电容c14并联设置，第四保护电路接地。
54.所述第四静电保护电路通过引脚j52与双向击穿二极管d12的输入端连接，双向击穿二极管d12的输出端与双向击穿二极管d13的输入端连接，双向击穿二极管d13的输出端与引脚j53连接形成闭合回路，双向击穿二极管d12和双向击穿二极管d13的连接端接地。
55.所述连接模块j6包括引脚j61、引脚j62和引脚j63；其中，引脚j61的一端通过保护电阻r12与电源连接，在引脚j61与电源的连接电路上设置有第五保护电路，引脚j62与芯片u1的引脚u2连接，引脚j63与芯片u1的引脚u3连接；在引脚j62和引脚j63上设置有第五静电保护电路。
56.所述第五保护电路包括双向击穿二极管d16和滤波电容c17，双向击穿二极管d16和滤波电容c17并联设置，第五保护电路接地。
57.所述第五静电保护电路通过引脚j62与双向击穿二极管d17的输入端连接，双向击穿二极管d17的输出端与双向击穿二极管d18的输入端连接，双向击穿二极管d18的输出端与引脚j63连接形成闭合回路，双向击穿二极管d17和双向击穿二极管d18的连接端接地。
58.进一步的，连接模块j3还包括有引脚j34、引脚j35、引脚j36和引脚j37；引脚j34、引脚j35、引脚j36和引脚j37串联接地。
59.进一步的，连接模块j5还包括有引脚j54、引脚j55、引脚j56和引脚j57；引脚j54、引脚j55、引脚j56和引脚j57串联接地。
60.进一步的，连接模块j6还包括有引脚j64、引脚j65、引脚j66和引脚j67；引脚j64、引脚j65、引脚j66和引脚j67串联接地。
61.进一步的，第二连接模块还包括有引脚j24，引脚j24接地。
62.进一步的，第四连接模块j4还包括有引脚j44、引脚j45、引脚j46和引脚j47；引脚j44、引脚j45、引脚j46和引脚j47串联接地。
63.实施例三
64.本实用新型的工作原理为：如图3、图4所示，在本实用新型中，通过第四连接模块j4与计算机连接，由计算机电源为设备供电。而在第二连接模块j2中，第二连接模块j2通过保护电阻r1与5v电源连接，其中，保护电阻r1的阻值为0欧，设置保护电阻r1的作用为：当输
入电流过大时，会将0欧的保护电阻r1熔断，从而起到对设备的保护作用，附图1中的0r即电阻为0欧。
65.第一保护电路、第二保护电路和第三保护电路的作用相同。以第一保护电路为例，在第一保护电路中，双向击穿二极管d1和滤波电容c1并联，并且，双向击穿二极管d1和滤波电容c1的连接端接地。利用双向击穿二极管d1具有双向稳压特性和双向负阻特性的性质，将其一端接地，使双向击穿二极管d1作为静电保护；滤波电容c1，其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电，当整流电压低于电容电压时电容放电，在充放电的过程中，使输出电压基本稳定。
66.第一静电保护电路、第二静电保护电路和第三静电保护电路的作用相同，以第一静电保护电路为例：在第二连接模块j2的引脚j22与引脚j23之间串联设置有双向击穿二极管d2和双向击穿二极管d3，双向击穿二极管d2和双向击穿二极管d3接地，利用双向击穿二极管具有双向稳压特性和双向负阻特性的性质，使其作为静电保护电路。本实用新型中，所有的双向击穿二极管的型号均为st0541s5。
67.如图4、图5和图6所示，在本实用新型中，第二连接模块j2、第三连接模块和第四连接模块j4均为接口；以第二连接模块j2为例，第二连接模块j2除了其内部的引脚j22和j23需要与芯片u1连接外，芯片u1的采用的型号为gl850g系列，例如gl850g_ssop28；第二连接模块j2还需要与指静脉终端连接，在指静脉终端上设置有与第二连接模块j24个引脚相对应的插针，通过插针与第二连接模块j2连接。
68.实施例四
69.本实施例为实施例一的进一步细化。本实施例为实施例一的进一步细化。由于本实用新型提供了一种可以集成化的usb设备，增加了usb接口的数量，使其可以连接更多的usb设备。但是，在外接的usb设备的功率较大时，还需要外接一个ext 5v电源。而这个电源通过本实用新型的第一连接模块j1连接。
70.如图6所示，第一连接模块j1包括引脚j11、引脚j12和引脚j13；其中，引脚j11的一端与柱形插头连接，通过柱形插头外接ext 5v电源。引脚j11的另一端稳压管d8并联，稳压管d8的型号为smbj 5.0a，在稳压管d8的一侧还并联设置滤波电路，稳压管d8与滤波电路并联，滤波电路包括滤波电容c2和滤波电容c3，滤波电容c2和滤波电容c3并联设置。
71.第一连接模块j1的引脚j12和引脚j13通过弹片连接，引脚j12和引脚j13的作用为，检测引脚j11是否有电源接入。引脚j12和引脚j13串联后与稳压管和滤波电路并联。引脚j12和引脚j13与稳压管d8和滤波电路的连接端接地。
72.外接电源ext 5v输入后，通过单向二极管d4输出；单向二极管d4的具体型号为dsk34,计算机电源输入后，通过单向二极管d6输出，单向二极管d4的输出端和单向二极管d6的输出端串联，形成合成电源为设备供电。
73.实施例五
74.本实施例为实施例一的进一步细化。本实用新型的晶振电路如图7所示。如图8所示，本实用新型还设置有降压滤波供电电路。降压滤波供电电路包括3.3v电源引脚，3.3v电源引脚的由芯片u1的引脚u24发出，3.3v电源引脚的另一端与电容c4连接，电容c4接地；通过3.3v电源引脚与电容c4连接，对3.3v电源进行滤波；在3.3v电源引脚与电容c4的连接电路上还连接有电感l1，通过电感l1与引脚avdd连接，在电感l1与引脚avdd的连接电路上依
次并联有电容c5、电容c6、电容c7、电容c8和电容c9；引脚avdd与芯片u1的引脚u1、引脚u5和引脚u10连接，为芯片u1提供经过整流滤波后的3.3v电源。
75.如图9所示，本实用新型中，芯片u1的引脚u21的一端通过电阻r3与5v电源连接；引脚引脚u21的另一端与电阻r7连接，通过电阻r7接地。该引脚的作用是用于芯片u1的过流检测，保护芯片u1不受损坏。
76.如图9所示，在本实用新型中，芯片u1的引脚u13一端通过电阻r4与5v电源连接，另一端通过电容c13连接，电容c13接地。该引脚的作用为芯片u1的上电复位电路。
77.如图9所示，在本实用新型中，芯片u1的引脚u17通过电阻r5与5v电源连接，该引脚的作用为固定一个高电平，用于为芯片u1作自供电。
78.如图9所示，在本实用新型中，芯片u1的引脚u18通过电阻r6与3.3v的电源连接，该引脚的作用为将芯片u1切换为gang工作模式。
79.图10所示，5v电源通过电容c10与电容c11并联来完成滤波，减少纹波干扰。
80.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
81.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。