一种基于指纹识别的高可靠性智能门禁系统的制作方法

本实用新型涉及门禁系统技术领域，尤其涉及一种基于指纹识别的高可靠性智能门禁系统。

背景技术：

根据统计数据，在全球几十亿的人口当中，除了几十例生来就没有指纹的特殊情况之外，世界上没有两个人的指纹是完全相同的，因而指纹具有唯一性。

随着技术的进步和人们生活水平的提高，传统的门禁系统由于结构简单、智能化程度低、可靠性差等问题的存在，已经不能满足现代人们对门禁系统的需要。近年来，指纹技术日益成熟，如指纹支付、指纹签到已有一定的应用市场。如果能利用指纹识别的唯一性特点，将指纹识别作为开锁的条件之一并综合其它的一些安全措施设计一种高可靠性智能化门禁系统，可极大改进当前门禁系统的安全性能。

技术实现要素：

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于指纹识别的高可靠性智能门禁系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于指纹识别的高可靠性智能门禁系统，包括有主控芯片以及与主控芯片连接的矩阵键盘一、矩阵键盘二、指纹采集及处理模块、液晶显示单元一、液晶显示单元二、驱动电路、报警电路和串口转WIFI模块，所述的驱动电路的输出端连接有锁体电机，所述的串口转WIFI模块依次与无线路由器、光Modem连接，所述的光Modem通过以太网连接有手机终端。

所述的主控芯片的型号为STC89C52RC。

所述的串口转WIFI模块为超低功耗转换模块USR-WIFI232。

所述的驱动电路由MOS管、光电耦合器和继电器构成。

所述的指纹采集及处理模块采用TFS-M74高级电容指纹模块。

所述主控芯片采用工作电压为3V的低功耗，抗干扰性能好的8位单片机STC89C52RC，在系统中起到中央处理单元的作用，主要完成信息的采集和相关控制命令的输出功能。所述主控芯片同时与指纹采集及处理模块、矩阵键盘一、矩阵键盘二、报警电路、液晶显示单元一、液晶显示单元二、驱动电路、串口转WIFI模块直接相连；所述驱动电路的输出端与锁体电机相连；所述串口转WIFI模块与无线路由器相连；所述无线路由器与光Modem相连；所述光Modem与手机APP通过以太网交换信息。矩阵键盘一和矩阵键盘二分别设置于门内和门外，矩阵键盘一上主要设有可输入数字和字母的按键（用于设置开锁密码）以及一些功能按键，如增加用户指纹键、删除用户指纹键、修改密码键、开锁模式设置键等。矩阵键盘二主要设有可输入数字和字母的按键（用于开锁时输入开锁密码）以及开锁键、紧急开锁键等。液晶显示单元一和液晶显示单元二分别设置于门内和门外，主要分别用于显示系统设置时的交互信息以及开锁时显示一些交互信息，从而提高系统的人机交互功能。用户在开锁时，依据不同的开锁模式可输入密码、指纹或者同时输入指纹和密码进行开锁操作，当输入相应信息的次数超过系统所设定的上限值，系统的开锁操作功能将被锁死，并启动报警电路发出报警声。同时主控芯片会向串口转WIFI模块发送门禁非法入侵报警信号，该信号能够通过家庭无线局域网发送到用户的手机上，通知用户及时处理，消除安全隐患。所述锁体电机为门禁系统的执行机构。

所述指纹采集及处理模块的采集器选用小面积电容式采集器，且模块应具有指纹录入、图像处理、特征提取、模板生成、模板存储、指纹比对等功能；

所述主控芯片选用低功耗、低电压、高抗干扰性能的8位微型处理器STC89C52RC。

本实用新型的优点是：本实用新型通过软件设置可将开锁模式设置为密码开锁模式、指纹开锁模式和密码指纹联合开锁模式，在门禁系统遭到非法入侵时，主控芯片能将报警信号通过网络传送到用户的手机终端，这样的设计提高了系统使用的灵活性和可靠性；且系统具有体积小、安装方便，便于实际应用等优点。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理框图。

图2为本实用新型工作流程图。

图3为本实用新型驱动电路图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种基于指纹识别的高可靠性智能门禁系统，包括有主控芯片1以及与主控芯片1连接的矩阵键盘一3、矩阵键盘二4、指纹采集及处理模块2、液晶显示单元一6、液晶显示单元二7、驱动电路8、报警电路5和串口转WIFI模块10，所述的驱动电路8的输出端连接有锁体电机9，所述的串口转WIFI模块10依次与无线路由器11、光Modem12连接，所述的光Modem12通过以太网13连接有手机终端14。

所述的主控芯片1的型号为STC89C52RC。

所述的串口转WIFI模块10为超低功耗转换模块USR-WIFI232。

所述的驱动电路8由MOS管、光电耦合器和继电器构成。

所述的指纹采集及处理模块2采用TFS-M74高级电容指纹模块。

所述主控芯片1采用STC89C52RC单片机，保证了系统具有较高的性价比和抗干扰性能，该主控芯片通过矩阵键盘、指纹采集和处理模块接收输入信号。这些输入信号经主控芯片按照一定的算法处理后，主控芯片能发出控制命令驱动开锁操作或报警操作。在系统设置模式下，只要正确输入管理员密码，用户就可以通过矩阵键盘1设置开锁模式、修改密码、增加用户指纹、删除用户指纹等一系列系统设置操作。在开锁模式下，当主控芯片接收到输入开锁数据后，会将开锁数据与主控芯片中存储的数据进行比较，如果两者能够匹配则完成开锁操作，如果不能匹配则要求重新输入开锁数据，且如不能在预设的输入数据上限的范围内完成数据的匹配则系统进入锁死状态，同时启动报警电路发出报警声，紧接着串口转WIFI模块也会启动将当前门禁系统非法入侵信息通过以太网通知给用户。

所述指纹采集与处理模块2完成指纹采集、图像处理、特征提取、模板生成、模板存储、指纹比对等功能。

所述键盘为矩阵式键盘，系统设置有2个矩阵式键盘，分别安装于门内和门外。门内的键盘用于完成对系统的一些设置操作，门外的键盘只用于输入开锁信息，这有利于提高系统的安全性。

所述报警电路5由场效应管和蜂鸣器构成。场效应管为电压控制器件，静态工作情况下功耗极低。蜂鸣器选择无源蜂鸣器，只要通过改变输入信号的频率，无源蜂鸣器就可以发出不同的报警声音，实现门禁系统非法入侵时的报警功能。

所述液晶显示单元一6、液晶显示单元二7用于显示系统运行的状态信息，提高系统人机交互的性能。

由于主控芯片1的输出信号无法直接驱动锁体电机工作，需要在主控芯片和锁体电机之间设置驱动电路，所述驱动电路利用其继电器的开关功能控制锁体电机工作。

图2为本实用新型的软件系统主程序流程图。在流程图中首先完成系统各功能模块的初始化操作；然后判断两矩阵键盘是否有按键按下。如是键盘一有键按下，需要输入管理员密码才能完成系统的一些设置操作，如增加用户指纹、修改密码等操作；如是键盘二有键按下，系统首先会询问是否是开锁键按下，如是则进入开锁操作流程，如不是系统则会询问是否是紧急开锁键按下，如是则进入紧急开锁流程，否则系统执行返回操作。