一种基于局部手背静脉识别的智能门锁及门禁系统的制作方法

本实用新型涉及门禁领域，尤其涉及一种基于局部手背静脉识别的智能门锁及门禁系统。

背景技术：

出门不方便带钥匙、忘记带钥匙、遗失钥匙等情况时有发生，当家中无人情况下只能在门口等待，因此市场上出现了使用人自身特征就能开门的智能门锁，同时希望这把锁具有简单安全的特点，和普通锁的开锁过程没什么区别，自家人伸手就能拧开，而陌生人怎么也拧不开。

利用自身特征的门锁技术包括指纹识别，人脸识别，虹膜识别等。但是这些技术或多或少都存在不足，如指纹特征容易复制和伪造，人脸特征受干扰较大且安全性不高，虹膜特征采集模式难以接受等。因此，需要选择一种采集简单，不易伪造，安全性高，且采集装置成本较低的人体生物特征来设计智能门锁系统。

基于近红外反射成像技术采集到的人体静脉结构是一种可靠的生物识别特征，具有唯一性，稳定性，活体识别等优点，可用于设计智能门锁系统。当前市面上已经有基于手指静脉识别、手掌静脉识别和手背静脉识别的门禁系统，但是现有静脉识别系统存在很多问题：一方面现有的系统结构上都过于复杂，适合门禁考勤等系统，不适合用于简单家用门锁；另外一方面使用的静脉识别技术都要求基于手指、手掌和手背的全局静脉图像，成像时候要求手位置严格定位，而在拧锁的时候自动识别，既得不到全局的静脉图像，也不能要求手位置精确定位，因而现有产品和技术都无法满足要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于没有将静脉识别的技术运用在门锁开关上，另外用于门禁考勤的系统中的静脉识别系统的结构过于复杂，不适合用于简单的家用门锁上，并且使用家用门锁时不能实现全局静脉图像，也不能要求手为止精确定位，因此在此提供一种基于局部手背静脉识别的智能门锁及门禁系统。

一种基于局部手背静脉识别的智能门锁，其特征在于，包括静脉采集系统、支架、处理系统、门把手、控制开关，所述门把手包括手柄和磁力锁；所述控制开关包括控制端、输入端和输出端；

所述静脉采集系统与处理系统连接，所述处理系统与控制开关的控制端连接，所述控制开关输入端、控制开关输出端、磁力锁、电源构成回路；

所述静脉采集系统包括接收700-1100nm波段的摄像头、近红外LED灯、漫反射板、近红外镜头和近红外窄带滤波片，所述摄像头为CMOS摄像头，所述近红外镜头和窄带滤光片依次设置在摄像头的前端，所述摄像头正对握住手柄的手背，所述近红外LED灯、漫反射板、摄像头固定在支架上，所述近红外LED灯照射在漫反射板上。

进一步地，所述漫反射板和近红外LED灯为多个，且漫反射板和近红外LED灯数量相等，所述近红外LED灯和漫反射板均关于摄像头的中轴线对称设置。

进一步地，所述近红外LED灯的波长为850nm，发光角度为30度。

进一步地，所述近红外LED灯为4个，所述近红外光LED灯与水平方向的角度为45度。

进一步地，所述近红外窄带滤光片的中心透射波长为850nm。

进一步地，所述近红外近焦镜头的焦距为4mm。

进一步地，所述摄像头通过USB接口与所述手背静脉识别模块连接。

进一步地，门框上设置有磁力锁孔，所述磁力锁孔和门上的磁力锁的锁芯位置对应。

一种包括上述的基于局部手背静脉识别的智能门锁的门禁系统。

进一步地，还包括机械锁，所述机械锁与门把手连接，门框上与机械锁的锁芯相对的位置设置有机械锁孔。

本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型中开锁识别一体式设计，在拧锁时完全感觉不到识别局部静脉过程，开锁简单。

(2)本实用新型基于近红外反射成像技术采集人体内静脉结构，不要求采集全局完整手背静脉图像，也不要求识别时手的位置严格固定，且具有不易伪造和安全性高的特点。

(3)本实用新型中接收700-1100nm波段的CMOS摄像头是就是普通的CMOS摄像头拆除其中的红外截止滤光片就得到。

(4)本实用新型中漫反射板是一块具有粗糙表面的浅色系薄板，安装在静脉采集设备的四周，其作用是散射入射光形成均匀的近红外光线，从而形成均匀的近红外光线照射到手背区域。

(5)本实用新型中近红外LED灯的波长是850nm，发光角度30度，且分别安装在前后左右四个方向上。经过反复实验，LED以相对于水平方向45度角照射漫反射板时，手背的成像质量最佳，此时灰度值最均匀，亮度合适，基本无强反光现象。

(6)本实用新型采用焦距为4mm的近红外近焦镜头，能够同时透射可见光和近红外光线。

(7)本实用新型采用中心透射波长为850nm的近红外窄带滤光片，几乎可以阻挡环境中的所有可见光线、远红外光线以及采集中心透射频率带宽以外的近红外光线，很大程度上克服环境光线的干扰。

附图说明

图1是本实用新型中智能门锁的结构示意图；

图2是本实用新型中智能门锁的电路示意图；

图3是本实用新型中只有磁力锁闩结构图；

图4是本实用新型包括磁力锁闩和机械锁闩的结构图；

图5是本实用新型中智能门锁的系统流程图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一

如图1、2、3、5所示，一种基于局部手背静脉识别的智能门锁，其特征在于，包括静脉采集系统、支架6、处理系统、门把手7、控制开关10，门把手7包括手柄71和磁力锁73。控制开关10包括控制端、输入端和输出端。

静脉采集系统与处理系统连接，处理系统与控制开关10的控制端连接，控制开关10输入端、控制开关10输出端、磁力锁73、电源构成回路。

静脉采集系统包括接收700-1100nm波段的摄像头1、近红外LED灯2、漫反射板3、近红外镜头4和近红外窄带滤波片。

摄像头1为CMOS摄像头1，该摄像头1就是普通的CMOS摄像头1拆除其中的红外截止滤光片就得到。

漫反射板3是一块具有粗糙表面的浅色系薄板，详细地说，颜色为白色。漫反射板3安装在静脉采集设备的四周，其作用是散射入射光形成均匀的近红外光线，从而形成均匀的近红外光线照射到手背8区域。

近红外镜头4和窄带滤光片5依次设置在摄像头1的前端，摄像头1正对握住手柄71的手背8，近红外LED灯2、漫反射板3、摄像头1固定在支架6上，近红外LED灯2照射在漫反射板3上。

漫反射板3和近红外LED灯2为多个，且漫反射板3和近红外LED灯2数量相等，近红外LED灯2和漫反射板3均关于摄像头1的中轴线对称设置。

优化的，近红外LED灯2的波长是850nm，发光角度30度，且分别安装在前后左右四个方向上。经过反复实验，LED以相对于水平方向45度角照射漫反射板3时，手背8的成像质量最佳，此时灰度值最均匀，亮度合适，基本无强反光现象。

优化的，近红外窄带滤光片5的中心透射波长为850nm。几乎可以阻挡环境中的所有可见光线、远红外光线以及采集中心透射频率带宽以外的近红外光线，很大程度上克服环境光线的干扰。

近红外近焦镜头的焦距为4mm。能够同时透射可见光和近红外光线。

摄像头1通过USB接口与手背8背静脉识别模块连接。

门框上设置有磁力锁孔，磁力锁73孔和门上的磁力锁73的锁芯位置对应。

该技术方案基于近红外反射成像技术采集人体内静脉结构，不要求采集全局完整手背8静脉图像，也不要求识别时手的位置严格固定，且具有不易伪造和安全性高的特点。

该智能门锁的工作步骤如下：

首先采集手背8静脉图片，然后将采集到的静脉图片传输到处理系统中增强处理，同时和数据库中现有的样本进行对比和识别，如果是非法用户，则继续采集手背8静脉图片进行识别；如果是合法用户，则向磁力锁73发出解锁信号，此时即可解锁；同时系统开始计时，如果超过10s，则向磁力锁73发出闭合信号，门锁恢复闭合状态。

实施例二

如图1、2、4、5所示，一种门禁系统，包括静脉采集系统、支架6、处理系统、门把手7、控制开关10，门把手7包括手柄71、磁力锁73、机械锁74；控制开关10包括控制端、输入端和输出端。

静脉采集系统与处理系统连接，处理系统与控制开关10的控制端连接，控制开关10输入端、控制开关10输出端、磁力锁73、电源构成回路。

静脉采集系统包括接收700-1100nm波段的摄像头1、近红外LED灯2、漫反射板3、近红外镜头4和近红外窄带滤波片。

摄像头1为CMOS摄像头1，该摄像头1就是普通的CMOS摄像头1拆除其中的红外截止滤光片就得到。

漫反射板3是一块具有粗糙表面的浅色系薄板，详细地说，为白色，漫反射板3安装在静脉采集设备的四周，其作用是散射入射光形成均匀的近红外光线，从而形成均匀的近红外光线照射到手背8区域。

近红外镜头4和窄带滤光片5依次设置在摄像头1的前端，摄像头1正对握住手柄71的手背8，近红外LED灯2、漫反射板3、摄像头1固定在支架6上，近红外LED灯2照射在漫反射板3上。

漫反射板3和近红外LED灯2为多个，且漫反射板3和近红外LED灯2数量相等，近红外LED灯2和漫反射板3均关于摄像头1的中轴线对称设置。

优化的，近红外LED灯2的波长是850nm，发光角度30度，且分别安装在前后左右四个方向上。经过反复实验，LED以相对于水平方向45度角照射漫反射板3时，手背8的成像质量最佳，此时灰度值最均匀，亮度合适，基本无强反光现象。

优化的，近红外窄带滤光片5的中心透射波长为850nm。几乎可以阻挡环境中的所有可见光线、远红外光线以及采集中心透射频率带宽以外的近红外光线，很大程度上克服环境光线的干扰。

近红外近焦镜头的焦距为4mm。能够同时透射可见光和近红外光线。

摄像头1通过USB接口与手背8背静脉识别模块连接。

门框上设置有磁力锁孔，磁力锁孔和门上的磁力锁73的锁芯位置对应。

机械锁74与门把手7连接，门框上与机械锁74的锁芯相对的位置设置有机械锁孔。

该技术方案基于近红外反射成像技术采集人体内静脉结构，不要求采集全局完整手背8静脉图像，也不要求识别时手的位置严格固定，且具有不易伪造和安全性高的特点。

该门禁的工作步骤如下：

首先采集手背8静脉图片，然后将采集到的静脉图片传输到处理系统中增强处理，同时和数据库中现有的样本进行对比和识别，如果是非法用户，则继续采集手背8静脉图片进行识别。如果是合法用户，则向磁力锁73发出解锁信号，此时转动门锁把柄即可解锁；同时系统开始计时，如果超过10s，则向磁力锁73发出闭合信号，门锁恢复闭合状态。

以上仅为本实用新型创造的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型创造，凡在本实用新型创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型创造的保护范围之内。