一种物品管理柜的制作方法

本实用新型涉及物品管理设备技术领域，尤其是涉及一种物品管理柜。

背景技术：

特殊物品指根据有关规定对储存条件、使用方法、特殊用途等具有特殊作用的物品，一般是少数人能够接触到。与特殊物品相对的是一般物品，不需要严格管理和规定，可以被公众获取的物品。不同的行业和组织对特殊物品有着不同的界定，特殊物品需要严格监管和储存，如枪支弹药、毒品、医院用的特殊药品(麻醉剂、咖啡因等药品)和耗材、酒店用的特殊文件和钥匙、公司的贵重文件、银行的客户资料和钞票、实验室的易燃易爆物品等等，这些物品均需要重点管控，对储存设备有着极高的安全要求。特殊物品如果由于管理疏忽导致被盗、丢失，将会造成很大的安全隐患和重大损失。另一方面，我们知道，指纹，具有终身不变性、唯一性和方便性，已经几乎成为生物特征识别的代名词。指纹是指人的手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹线。纹线有规律的排列形成不同的纹型。纹线的起点、终点、结合点和分叉点，称为指纹的细节特征点。基于指纹是人体独一无二的特征，并且它们的复杂度足以提供用于鉴别的足够特征，指纹识别技术得到迅速发展。

指纹识别技术是指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别的一种技术。指纹识别技术涉及图像处理、模式识别、计算机视觉、数学形态学、小波分析等众多学科。由于每个人的指纹不同，就是同一人的十指之间，指纹也有明显区别，因此指纹可用于身份鉴定。目前，指纹识别技术已经应用于不同领域，如企业、小区、医院等场所。人们发现，将指纹识别与储存柜结合使用可以极大的提高特殊物品的安全性。例如医院里，取用某些特殊物品如麻醉类药品时，需要采集相关人员指纹，核对取物人员身份，用于发生纠纷时可以追溯问题根源。现有的相关管理柜，通常采用光学指纹识别技术。

光学识别技术是借助光学技术采集指纹。将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，用棱镜将其投射在电荷耦合器件(CCD)上，进而形成嵴线(指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线)呈黑色、峪线(纹线之间的凹陷部分)呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像。光学识别技术有明显的优点：它已经经过较长时间的应用考验，并在一定程度上适应温度的变异，具有较高的分辨率，价格低廉等。

上述现有技术存在以下技术缺陷：光学指纹识别由于光不能穿透皮肤表层(死性皮肤层)，所以只能够扫描手指皮肤的表面，或者扫描到死性皮肤层，但不能深入真皮层。在这种情况下，手指表面的干净程度，直接影响到识别的效果。如果，用户手指上粘了较多的灰尘，可能就会出现识别出错的情况。并且，如果人们按照手指做一个指纹手模，也可能通过识别系统，对于用户而言，使用起来不是很安全和稳定。也就是说，光学指纹识别可以规避本人指纹，由他人或物品代替的弊端。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种物品管理柜，能够提高人员身份认证准确度，以解决现有技术中规避必须本人操作的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型实施例提供了一种物品管理柜，包括：柜体、微控制器、人像摄像头和电容指纹模块；其中，所述人像摄像头与所述微控制器相连接，所述微控制器与所述电容指纹模块相连接。

本实用新型实施例提供了该物品管理柜的第一种可能的实施方式，其中，该物品管理柜还包括与所述微控制器连接的取物摄像头。

本实用新型实施例提供了该物品管理柜的第二种可能的实施方式，其中，该物品管理柜还包括与所述微控制器连接的语音提示模块。

本实用新型实施例提供了该物品管理柜的第三种可能的实施方式，其中，该物品管理柜还包括与所述微控制器连接的显示屏。

本实用新型实施例提供了该物品管理柜的第四种可能的实施方式，其中，该物品管理柜还包括与所述微控制器连接的电子锁。

本实用新型实施例提供了该物品管理柜的第五种可能的实施方式，其中，所述柜体包含至少一个储物室，所述储物室由所述电子锁控制，所述储物室上方设置所述取物摄像头。

本实用新型实施例提供了该物品管理柜的第六种可能的实施方式，其中，该物品管理柜还包括与所述微控制器连接的数据存储模块。

本实用新型实施例提供了该物品管理柜的第七种可能的实施方式，其中，该物品管理柜还包括与所述微控制器连接的网络模块。

本实用新型实施例提供了该物品管理柜的第八种可能的实施方式，其中，该物品管理柜还包括与所述微控制器连接的电源装置。

本实用新型实施例提供了该物品管理柜的第九种可能的实施方式，其中，所述微控制器是32位微控制器。

本实用新型实施例提供的物品管理柜，通过采用电容指纹模块判断人员权限，采用人像摄像头对人脸拍摄做记录并核对身份，从而提高了人员身份认证准确度，解决了现有的光学指纹识别技术可以规避本人指纹，由他人或物品代替的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种物品管理柜的的主视图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的一种物品管理柜的控制系统的结构示意图。

图示说明：

10-柜体，11-显示屏，12-人像摄像头，13-取物摄像头，14-电容指纹模块，15-数据存储模块，16-电子锁，17-储物室，18-电源装置，21-微控制器，22-语音提示模块，23-网络模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，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。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

物品管理柜的使用随处可见，如超市，书城，银行等。现行的柜门主要采用的是条码打印，投币或者“用户名+密码”的认证方式。以上认证方式都不同程度的存在不安全不方便等因素，比如条码容易丢失，零钱携带不方便，密码容易遗忘等问题。基于人体生物特征的身份识别技术的出现为我们提供了一个很好的研究方向。生物特征识别技术是根据生理特征或者行为特征对人身份进行鉴别，具有安全和可靠的优点。常见的生物特征包括指纹、掌纹、虹膜、人脸、声音、笔迹、DNA等。综合考虑易用性、成本以及技术的成熟度，指纹识别认证是一种比较经济实用且具安全性的方案。现行的管理柜，采用光学指纹识别，人们可通过指模规避必须本人指纹的要求，拍摄照片时，如人员未将人脸至于拍摄范围内，没有强制要求，仍然可以进行取物。基于此，本实用新型实施例提供的一种物品管理柜，可以提高人员身份认证的准确度，解决了现有的光学指纹识别技术可以规避本人指纹，由他人或物品代替的技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种物品管理柜进行详细介绍，

参照图1所示的物品管理柜的主视图，该物品管理柜包括：柜体10、显示屏11、人像摄像头12、取物摄像头13、电容指纹模块14、数据存储模块15、电子锁16、储物室17、电源装置18。除可视部分外，该物品管理柜还包括如图2所示的微控制器21、语音提示模块22和网络模块23，具体说明如下：

柜体10下面配置四个滚轮，方便移动。

柜体10含有至少一个储物室17，储物室17位于柜体10的右端，每个储物室17门上均设有一个电子锁16，储物室17与电子锁16一一对应，每个储物室17由对应电子锁16控制，每次只能开启一个储物室17，若要开启其他储物室17，必须关闭之前打开的储物室17，储物室17的上方设有取物摄像头13。

显示屏11设置在柜体10的左端上方，人像摄像头12位于显示屏11的上方。电容指纹模块14、数据存储模块15、电源装置18均位于显示屏11的下方，微控制器21、语音提示模块22和网络模块23嵌入在柜体10内部。

显示屏11、人像摄像头12、取物摄像头13、电容指纹模块14、数据存储模块15、电子锁16、微控制器21、语音提示模块22、网络模块23均与电源装置18连接。

显示屏11、人像摄像头12、取物摄像头13、电容指纹模块14、数据存储模块15、电子锁16、语音提示模块22、网络模块23均与微控制器21连接。

参照图2所示的物品管理柜的控制系统的结构示意图，包括微控制器21、语音提示模块22、网络模块23、显示屏11、人物摄像头12、取物摄像头13、电容指纹模块14、数据存储模块15、电子锁16、电源装置18。

微控制器21是主要控制单元，可以存储数据，驱动人像摄像头12、取物摄像头13进行拍摄，控制电子锁16工作。微控制器21根据数据总线宽度可分为8位、16位和32位微控制器。微控制器是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，又称单片微型计算机或单片机，主要包括中央处理器、数据存储器、程序存储器、输入/输出接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口以及许多面对测控对象的接口电路等部分。微控制器中，中央处理器和通用微处理器基本相同，由运算器和控制器组成，另外增设了“面向控制”的处理功能，如状态检测以及中断处理等，增强了实时性。数据存储器用随机存取存储器来存储数据(运行期间的数据、中间结果、缓冲等)；程序存储器通常采用只读存储器存储开发调试成功后的应用程序。微控制器构成的检测控制系统能实时、快速地进行外部响应，能迅速采集到大量数据，能在做出正确的逻辑推理和判断后实现对被控制对象参数的调整与控制。

语音提示模块22可以帮助用户按照提示进行各项操作以及出现各项问题的报警提示。

网络模块23包括网络适配器和网络通讯设备，可以采用无线网络，也可以采用有线网络，可以实现远程操作和远程监控。

显示屏11提供用户操作界面，实现人机交互。进一步的是，显示屏11为液晶显示器，可以通过配置的键盘鼠标操作，也可以选择液晶触摸显示屏，进行触屏操作。用户可以通过显示屏11完成各项功能的操作，操作过程简洁明了，显示屏11除了可以进行文字提示外，还可以配合语音提示模块22的语音提示，用户可根据语音提示逐步完成操作。

人像摄像头12采用广角高分辨率的镜头，具有人脸追踪与识别功能，同时具有拍照和摄像两种功能，拍摄人脸照片时，通过人脸追踪，采用人脸识别方式，强制要求被拍摄人员必须将脸部至于拍摄区域内，在只有拍摄到被拍摄人员的正面头像时，认证成功后，才可以进行后续操作；如果未将正脸对准摄像头或镜头被遮挡，语音提示模块22则会出现“未找到对象，请将脸部正面对准，谢谢”的语音提示。拍摄的照片及影像资料会进入数据存储模块15，而且数据存储模块15可以对照片和影像资料进行存储和备份。

取物摄像头13同样采用广角高分辨率的镜头，用于监控人员取物的动作情况，包括观察柜内物品种类、数量以及被取走的种类、数量。如果出现镜头被遮挡的情况，语音提示模块22则会出现语音报警；拍摄的影像资料会进入数据存储模块15，而且数据存储模块15可以对影像资料进行存储和备份。

电容指纹模块14通过指纹识别用于确认人员权限。适合从高端到低端的所有指纹识别系统。比如：指纹门锁、保险柜、枪盒、金融等安全领域；门禁系统、工控机、pos机、驾培、考勤等身份领域；私人会所、管理软件、授权许可等管理领域。电容指纹模块可以独立完成指纹采集、指纹登记、指纹比对和指纹搜索功能。电容指纹模块利用反射式感应探测技术，对真人活体指纹进行探测，具有对指模、假指纹的辨别能力。电容指纹模块适应性强，算法性能优异，对各类指纹都有极好的适应性，如干手指、湿手指、浅纹理手指等都具有极高的辨识率和良好的校正、容错性能。电容指纹模块抗静电能力强，对环境干燥容易起静电的地区特别适用。电容指纹模块应用开发简单，开发都可根据提供的控制指令，自行指纹应用产品的开发，无需具备专业的指纹识别知识。电容指纹模块体积小巧，传感器厚度小，能灵活嵌入到各种体积受限的产品中。电容指纹模块具有大面积指纹采集区，轻触式指纹采集过程，轻松易用。另外，电容指纹模块还具有抗磨损强度高的优点，并且具有一定的存储容量，可以存储一定数量的指纹。

数据存储模块15用于存储备份拍摄信息。数据存储模块15可以是内存、闪存，也可以是移动存储设备，如移动硬盘、光盘等，从而可对微控制器21和电容指纹模块14的存储空间进行扩展。

电源装置18包括电源适配器和备用充电电池，交流下使用电源适配器供电，备用充电电池在无交流输入(断电)情况下，采用直流供电为所有硬件提供电力支持，从而达到为其他硬件设备提供不间断的电源供给，保证了各个硬件正常工作。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例1

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的物品管理柜，该物品管理柜的控制系统包括微控制器21、人像摄像头12和电容指纹模块14；其中，人像摄像头12与微控制器21相连接，微控制器21与电容指纹模块14相连接。

进一步的是，微控制器21是32位微控制器，优选的是，微控制器21是STM32单片机，STM32代表ARM Cortex-M内核的32位微控制器。该物品管理柜基于STM32单片机环境建立系统工程。

人像摄像头12采用广角高分辨率的镜头，优选的是，人像摄像头12采用2.0毫米的，广角范围在110度左右，800万像素的镜头，可以对人员进行人脸识别验证身份。人像摄像头12在只有拍摄到取物人的正面头像时，才可以进行后续操作。

电容指纹模块14作为指纹采集器，电容指纹模块14用于判断人员权限，主要包括小型触摸显示屏、传感器和存储模块，小型触摸显示屏可以显示影像，存储模块具有一定的存储能力，可以事先将相关人员指纹录入，以进行人员权限的验证。电容指纹模块14采用线性活体指纹采集技术，只对真人活体指纹产生识别反应，从而防止他人盗用指纹；可自动适应潮湿、沾水、干燥、低温、污垢、轻微划伤磨损、老人、小孩手指的特殊性，不受这些因素的影响，抗磨损，抗静电，且不受空气湿度和污染的影响。指纹录入时间小于0.5秒，认假率小于0.001％，拒真率小于0.1％。温度适用范围零下40℃～85℃。

进一步的是，该物品管理柜还包括与微控制器21连接的取物摄像头13。取物摄像头13采用广角高分辨率镜头，取物摄像头13用于监控取物人员的取物过程，以及观察柜内物品种类、数量，取走的种类、数量情况。优选的是，取物摄像头13的广角范围88度，像素500万。

进一步的是，该物品管理柜还包括与微控制器21连接的语音提示模块22。语音提示模块22由语音装置、喇叭、放大器、报警器、控制回路以及封装壳体构成。语音提示模块22具有提示和报警功能。

优选的是，该物品管理柜还包括与微控制器21连接的显示屏11。显示屏11提供用户操作界面，实现人机交互，方便用户进行后续操作。优选的是，显示屏11采用液晶触摸显示屏，用户可根据显示屏的文字提示进行操作，简单方便。

进一步的是，该物品管理柜还包括与微控制器21连接的电子锁16。电子锁16由微控制器21控制开启。

优选的是，柜体10包含至少一个储物室17，本实施例中为三个储物室17，不同的储物室17分别放置不同的物品，储物室17由电子锁16控制，储物室17上方设置取物摄像头13。

进一步的是，该物品管理柜还包括与微控制器21连接的数据存储模块15。数据存储模块15用来备份拍照图像和影像，同时，可以用于扩展微控制器21和电容指纹模块14的存储空间。优选的是，数据存储模块15采用8G内存条，并将其集成到微控制器的芯片上。

进一步的是，该物品管理柜还包括与微控制器21连接的网络模块23。网络模块23可以实现远程控制和远程监控。优选的是，网络模块23采用4G无线网卡，可以快速传输图像资料。

进一步的是，该物品管理柜还包括与微控制器21连接的电源装置18。电源装置18为控制系统提供不间断的电力支持，保障设备正常。优选的是，电源装置18采用电源适配器和充电电池两种电源，充电电池可通过电源适配器充电，也可以取出进行充电。电源规格可以根据各硬件的功率、电流确定。

该物品管理柜使用前，可以预先将相关人员指纹和头像存储并备份到微控制器21中，并可以增加或删除相关人员的指纹、头像等身份信息。

使用时，开启电源装置18，打开显示屏11、电容指纹模块14等硬件的电源分开关，取物人员靠近显示屏11时，微控制器21驱动人像摄像头12进行摄像。取物人员需先将手指压在电容指纹模块14上，指纹图像如果与预先录入的指纹一致，则语音提示“谢谢”，如若不符，则提示“请重按手指”，超过3次语音提示模块22则开启语音报警。

指纹验证成功后，语音提示模块22则语音提示“请正面对准摄像头”，微控制器21驱动人像摄像头12，人像摄像头12追踪捕捉头像进行拍照，成功后显示屏11会出现去取物人员的身份信息，拍摄的图像和影像资料会实时备份到数据存储模块15。

核对身份成功后，显示屏11会有文字提示后续取物操作，取物人员点击相应储物室17，微控制器21控制相应储物室17的电子锁16的开启，同时，微控制器21驱动取物摄像头13工作，监控取物人员的取物动作，并将影像资料实时备份到数据存储模块15中。取物人员如要取用不同储物室17的物品时，需要再次点击显示屏11相应储物室17，如果前一储物室17未关闭，语音提示模块22则语音提示“请关闭储物室”。关闭后，方可再次取物。

本实施例中的物品管理柜，首先采用电容指纹模块判断人员权限，进行一次认证，认证成功后，再通过人像摄像头对人脸拍摄做记录并核对身份，进行二次认证，认证过程中均会有语音提示相关信息，符合要求后才能在显示屏选取需要领取的物品，并打开相应位置的电子锁，取物过程中有一个取物摄像头实时拍摄取物动作情况，以上信息均会记录在数据存储器中已做备案。

本实施例提供的物品管理柜，使用前，电容指纹模块先对相关人员进行指纹采集，人像摄像头采集头像资料，将相关人员的指纹信息和头像资料存储至微控制器中；实施时，首先通过电容指纹模块判断人员权限进行一次认证，然后通过人像摄像头对人脸拍摄获取头像信息并核对身份进行二次认证，提高了人员身份认证准确度，解决了现有的光学指纹识别技术可以规避本人指纹，由他人或物品代替的技术问题。

需要注意的是，在本实用新型的描述中，术语“上方”、“下方”、“左端”、“右端”、“内部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

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，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。