基于嵌入式虹膜识别的门禁系统的制作方法

本实用新型涉及安防设备门禁领域，特别涉及一种基于嵌入式虹膜识别的门禁系统。

背景技术：

现有的安防设备门禁产品通常包括钥匙、密码和Smart Card等，在长期的应用过程中，这些产品暴露出其滞锢性，如易被窃，易复制，易破解等等。因此不能做到对安全场所人员进出权限进行有效安全的控制，不能实现安全门禁管理。人的眼睛结构由巩膜、虹膜、瞳孔晶状体和视网膜等部分组成。虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹和隐窝等的细节特征。而且虹膜在胎儿发育阶段形成后，在整个生命历程中将是保持不变的，然而现有的安防设备门禁产品不能有效利用虹膜识别技术。另外，现有的安防设备门禁产品的电路部分结构复杂，成本较高，且由于缺少相应的电路保护功能，造成电路的安全性和可靠性不高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能实现对安全场所人员进出权限的有效安全控制、能实现安全门禁管理、电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高的基于嵌入式虹膜识别的门禁系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于嵌入式虹膜识别的门禁系统，包括虹膜识别设备、控制器、电控锁、开门按钮、存储单元和电源保护电路，所述虹膜识别设备包括数字摄像装置、图像采集卡、主机和虹膜识别芯片，所述数字摄像装置对人的整个眼部进行拍摄，并将拍摄的虹膜图像发送到所述图像采集卡，所述图像采集卡采集所述虹膜图像的信息，并将所述虹膜图像的信息发送到所述主机进行存储，所述主机根据所述虹膜图像的信息获取当前虹膜图像特征编码，并将所述当前虹膜图像特征编码发送给所述虹膜识别芯片，所述虹膜识别芯片将所述当前虹膜图像特征编码发送给所述控制器，所述控制器将所述当前虹膜图像特征编码与事先存储在所述存储单元中的虹膜图像特征编码进行比较识别，并根据识别结果向所述电控锁或开门按钮发送控制指令；

所述电源保护电路包括光电耦合器、三极管、PWM控制芯片、可控精密稳压源、直流电源、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第一二极管，所述第二电阻的一端和可控精密稳压源的参考极均与所述控制器连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第一电容的一端和第一电阻的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第一电阻的另一端与所述直流电源连接，所述第二电容的一端与所述直流电源连接，所述第二电容的另一端与所述光电耦合器中发光二极管的阳极连接，所述光电耦合器中发光二极管的阴极与所述可控精密稳压源的阴极连接，所述可控精密稳压源的阳极接地，所述光电耦合器中光敏三极管的集电极与所述第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极分别与所述PWM控制芯片的电源正极端和三极管的集电极连接，所述光电耦合器中光敏三极管的发射极通过所述第三电容与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极和PWM控制芯片的电源负极端均接地。

在本实用新型所述的基于嵌入式虹膜识别的门禁系统中，所述电源保护电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述三极管的发射极连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第三电阻的阻值为4.7KΩ。

在本实用新型所述的基于嵌入式虹膜识别的门禁系统中，所述电源保护电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端与所述PWM控制芯片的电源负极端连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第四电阻的阻值为3.3KΩ。

在本实用新型所述的基于嵌入式虹膜识别的门禁系统中，所述第一二极管的型号为e-501，所述第三电容的电容值为150PF。

在本实用新型所述的基于嵌入式虹膜识别的门禁系统中，所述三极管为NPN型三极管。

在本实用新型所述的基于嵌入式虹膜识别的门禁系统中，还包括显示模块，所述显示模块与所述控制器连接、用于显示所述识别结果。

在本实用新型所述的基于嵌入式虹膜识别的门禁系统中，还包括语音播报模块，所述语音播报模块与所述控制器连接、用于以语音形式播报所述识别结果。

实施本实用新型的基于嵌入式虹膜识别的门禁系统，具有以下有益效果：由于设有虹膜识别设备、控制器、电控锁、开门按钮、存储单元和电源保护电路，虹膜识别设备包括数字摄像装置、图像采集卡、主机和虹膜识别芯片，本实用新型以虹膜生物识别为手段实现门禁管理，无需记忆，虹膜识别设备可以随身携带，而且不需要用户与机器发生接触，就能实现安全门禁管理，另外，电源保护电路包括光电耦合器、三极管、PWM控制芯片、可控精密稳压源、直流电源、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第一二极管，该电源保护电路相对于传统的电源电路，其使用的元器件较少，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管用于对光电耦合器与PWM控制芯片之间的支路进行限流保护，第三电容用于防止光电耦合器与三极管之间的干扰，因此能实现对安全场所人员进出权限的有效安全控制、能实现安全门禁管理、电路结构较为简单、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型基于嵌入式虹膜识别的门禁系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源保护电路的电路原理图。

具体实施方式

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。

在本实用新型基于嵌入式虹膜识别的门禁系统实施例中，该基于嵌入式虹膜识别的门禁系统的结构示意图如图1所示。虹膜识别技术是利用虹膜高度独特性、稳定性及不可更改的特点，并与相应的算法结合后，可以到达十分优异的准确度，通过对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份，本实用新型采用了该虹膜识别技术。

图1中，该基于嵌入式虹膜识别的门禁系统包括虹膜识别设备1、控制器2、电控锁3、开门按钮4、存储单元5和电源保护电路6，其中，虹膜识别设备1包括数字摄像装置11、图像采集卡12、主机13和虹膜识别芯片14，其中，数字摄像装置1对人的整个眼部进行拍摄，并将拍摄的虹膜图像发送到图像采集卡12，图像采集卡12采集该虹膜图像的信息，并将该虹膜图像的信息发送到主机13(可以是PC主机)进行存储，主机13根据该虹膜图像的信息获取当前虹膜图像特征编码，并将当前虹膜图像特征编码发送给虹膜识别芯片14，虹膜识别芯片14将当前虹膜图像特征编码发送给控制器2，控制器2将当前虹膜图像特征编码与事先存储在存储单元5中的虹膜图像特征编码进行比较识别，从而达到识别的目的，另外，当识别结果为成功时，控制器2根据识别结果向电控锁3或开门按钮4发送控制指令，电控锁3或开门按钮4执行开门动作。

本实用新型利用每个人虹膜的唯一性、准确性、抗欺骗性和实用性，对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份，以虹膜生物识别为手段实现门禁管理，无需记忆，虹膜识别设备可以随身携带，而且不需要用户与机器发生接触，就能实现安全门禁管理。

图2为本实施例中电源保护电路的电路原理图，图2中，该电源保护电路6包括光电耦合器U、三极管Q、PWM控制芯片、可控精密稳压源UB1、直流电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第一二极管D1，其中，第二电阻R2的一端和可控精密稳压源UB1的参考极均与控制器2连接，第二电阻R2的另一端分别与第一电容C1的一端和第一电阻R1的一端连接，第一电容C1的另一端接地，第一电阻R1的另一端与直流电源VCC连接，第二电容C2的一端与直流电源VCC连接，第二电容C2的另一端与光电耦合器U中发光二极管的阳极连接，光电耦合器U中发光二极管的阴极与可控精密稳压源UB1的阴极连接，可控精密稳压源UB1的阳极接地，光电耦合器U中光敏三极管的集电极与第一二极管D1的阴极连接，第一二极管D1的阳极分别与PWM控制芯片的电源正极端+和三极管Q的集电极连接，光电耦合器U中光敏三极管的发射极通过第三电容C3与三极管Q的基极连接，三极管Q的发射极和PWM控制芯片的电源负极端-均接地。

该电源保护电路6相对于传统的电源保护电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。另外，第一二极管D1为限流二极管，用于对光电耦合器U与PWM控制芯片之间的支路进行限流保护。第三电容C3为耦合电容，用于防止光电耦合器U与三极管Q之间的干扰，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一二极管D1的型号为e-501，第三电容C3的电容值为150PF，当然，在实际应用中，第一二极管D1可以采用其他型号具有类似功能的二极管，第三电容C3的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、可控精密稳压源UB1和光电耦合器U构成光耦隔离电路，第三电容C3和三极管Q构成保护开关电路。当控制器2发生短路或过流时，可控精密稳压源UB1的参考极的电压升高，使得可控精密稳压源UB1导通，光电耦合器U导通，使得三极管Q导通，导致PWM控制芯片的电源端快速放电，使得PWM控制芯片停止工作，达到快速的保护控制器2的目的。该电源保护电路6通过将PWM控制芯片电源端的电压拉低至低电位，使得PWM控制芯片停止工作，达到快速保护控制器2的目的，避免受PWM控制芯片自身保护功能的影响，利于提高该电源保护电路6的可靠性。

该电源保护电路6还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端与三极管Q的发射极连接，第三电阻R3的另一端接地。第三电阻R3为限流电阻，用于对三极管Q的发射极电流进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电阻R3的阻值为4.7KΩ，当然，在实际应用中，第三电阻R3的阻值还可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该电源保护电路6还包括第四电阻R4，第四电阻R4的一端与PWM控制芯片的电源负极端-连接，第四电阻R4的另一端接地。第四电阻R4为限流电阻，用于对PWM控制芯片的电源负极端-所在的支路进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电阻R4的阻值为3.3KΩ，当然，在实际应用中，第四电阻R4的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

值得一提的是，本实施例中，三极管Q为NPN型三极管。当然，在实际应用中，三极管Q也可以为PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该基于嵌入式虹膜识别的门禁系统还包括显示模块7，显示模块7与控制器2连接、用于显示识别结果。这样用户就能直观地看到识别结果，当识别结果为成功时，显示模块7会显示识别成功，当识别结果为失败时，显示模块7会显示识别失败。

本实施例中，该基于嵌入式虹膜识别的门禁系统还包括语音播报模块8，语音播报模块8与控制器2连接、用于以语音形式播报识别结果。这样用户不用看显示模块7，就可以直接听到识别结果是成功还是失败，给使用带来很大的方便性。

总之，本实用新型以虹膜生物识别为手段实现门禁管理，无需记忆，虹膜识别设备1可以随身携带，而且不需要用户与机器发生接触，就能实现安全门禁管理。另外，该电源保护电路6相对于传统的电源电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本，另外，该电源保护电路6中设有限流二极管和耦合电容，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。