一种低功耗的指纹门禁机的制作方法

1.本实用新型涉及指纹门禁机技术领域，特别是涉及一种低功耗电控电路的指纹门禁机。


背景技术：

2.门禁管理是现代安全防范系统的重要组成部分，随着国内对门禁系统的安全性、先进性和稳定性要求的提高，迫切需要一种高性能的门禁系统，现在比较常用门禁系统主要有生物识别(指纹、掌形、虹膜等)和以射频卡系统为代表的系统；而指纹门禁系统，是利用人体生物特征指纹来进行身份安全识别，具有不可替代，不可复制和唯一性的特点，其采用高科技的数字图像处理、生物识别及dsp算法等技术，用于门禁安全、进出人员识别控制，是符合现代安防要求的新一代门禁系统。指纹门禁以手指取代传统的钥匙及现有的ic、id卡功能，它利用人体指纹的各异性和不变性，为用户提供安全可靠的加密手段，使用时只需将手指平放在指纹采集仪的采集窗口上，即可完成开锁任务，操作十分简便。而且避免了传统机械锁、识别卡、密码锁等由于钥匙的丢失与盗用、识别卡的伪造或密码锁的破译所造成的损失，同时系统还具有屏幕汉字显示功能，从而增强门禁的防护措施，实现了安全管理的功能。现有的指纹门禁机，除了指纹采集以外，还设有键盘密码开锁；在指纹无法识别时，用户可通过键入密码来开锁。目前的门禁机，其续航能力普遍较差，这是由于其电控电路耗能大，需为电路中多个模块供电，来保证门禁机的正常工作。但在日常生活中，门禁机大部分时间都不需要工作，仅在用户开门时工作。故长时间地对电路各个模块供电，会造成电能的损耗及浪费，进而导致续航能力差。
3.因此，针对现有技术中存在的问题，亟需提供一种电路结构简单，低功耗，且在非使用状态时对电路不必要的模块智能断电的低功耗指纹门禁机技术显得尤为重要。


技术实现要素：

4.本实用新型为了克服上述现有技术存在的问题，提出了一种低功耗的指纹门禁机，该指纹门禁机的电控电路能够智能化地控制电池模块的供电；电池模块设置为持续向控制芯片和红外传感器供电，减少了电池模块对其他模块的不必要供电；当需要使用门禁机时，通过红外传感器获知用户是否在门禁机前，若存在，则对指纹采集模块和键盘模块供电；若用户将手指置于指纹采集窗口或键入密码，则对图像识别模块和电控锁供电；该门禁机通过设置两级的感应识别电路，来实现智能供电，减少电路的功耗，增加电池的续航时间。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种低功耗的指纹门禁机，包括门禁机主体；所述门禁机主体包括前壳，以及与前壳连接的后壳；前壳与后壳之间形成一个用于放置电控电路的内腔；所述前壳上端部设有显示装置，所述显示装置上方设有透明窗口，透明窗口内嵌设有红外传感器；所述前壳下端部设有并排设置的指纹采集窗口和键盘按钮；且于指纹采集窗口内设有指纹采集模块；
7.所述电控电路包括控制芯片、电源模块、第一驱动模块、第二驱动模块、键盘模块、图像识别模块、电控锁；其中，所述控制芯片与红外传感器、第一驱动模块、第二驱动模块、键盘模块、图像识别模块、电控锁、指纹采集模块连接；所述第一驱动模块、第二驱动模块均与电池模块连接；所述键盘模块与键盘按钮电连接；
8.其中，所述电池模块配置为向键盘模块、图像识别模块、电控锁、指纹采集模块、红外传感器、控制芯片供电；所述电池模块与红外传感器、控制芯片连接的引脚设置为输出高电平，电池模块持续向红外传感器、控制芯片供电；电池模块与键盘模块、指纹采集模块连接的引脚输出的电平受第一驱动模块控制，电池模块与图像识别模块、电控锁连接的引脚输出电平受第二驱动模块控制；
9.当电池模块接收到来自第一驱动模块的第一驱动信号时，所述电池模块与键盘模块、指纹采集模块连接的引脚输出高电平，电池模块与键盘模块、指纹采集模块的连接线路导通，电池模块向键盘模块、指纹采集模块供电；当电池模块接收来自第二驱动模块的第二驱动信号时，所述电池模块与图像识别模块、电控锁连接的引脚输出高电平；电池模块与图像识别模块、电控锁的连接线路导通，电池模块向图像识别模块、电控锁供电；
10.所述红外传感器配置为发送红外传感信号至控制芯片；所述控制芯片配置为接收红外传感信号，根据接收的红外传感信号驱动第一驱动模块发送第一驱动信号至电池模块，以使所述电池模块为键盘模块、指纹采集模块供电，启动键盘模块、指纹采集模块；
11.所述键盘模块配置为采集键盘按钮的键入信号，指纹采集模块配置为采集指纹图像信号；当所述键盘模块采集到键入信号或指纹采集模块采集到指纹图像信号时，键盘模块或指纹采集模块发送相应的信号至控制芯片；所述控制芯片驱动第二驱动模块发送第二驱动信号至电池模块，以使所述电池模块为图像识别模块、电控锁供电；
12.所述图像识别模块配置为接收来自控制芯片的指纹图像信号，并将指纹图像信号与图像识别模块预先存储的指纹数据匹配后，反馈匹配结果至控制芯片；所述控制芯片根据匹配结果控制电控锁开闭。
13.具体的，上述技术方案的工作原理为：常规情况下(即没有用户在门禁机前)，门禁机的电控电路中，电池模块仅为控制芯片及红外传感器供电，对于其他模块而言，由于电池模块与其电路未导通，不对其他模块供电。当用户需要使用门禁机时，红外传感器感应到用户在门禁机前，发送红外传感信号至控制芯片；控制芯片根据该红外传感信号启用第一驱动模块，此时第一驱动模块发送第一驱动信号(例如脉冲信号)至电池模块，电池模块受第一驱动信号作用，使电池模块与键盘模块、指纹采集模块连接的引脚由低电平输出变为高电平输出(电池模块引脚输出低电平时，该引脚不供电)，此时电池模块与键盘模块、指纹采集模块连接的线路导通，键盘模块、指纹采集模块均得电。进一步地，用户进行指纹识别或输入密码，若控制芯片接收到指纹图像信号或键入信号时，则说明用户要使用门禁机，此时控制芯片触发启用第二驱动模块，此时电池模块受第二驱动信号作用，为图像识别模块、电控锁供电，实现门禁机的启用。
14.具体的，上述技术方案通过设置第一驱动模块、第二驱动模块来实现对电池模块的二级控制，实现智能化地电控效果，同时能够有效节约在非使用状态下，使电控电路具有较低的功耗，避免不必要的浪费。
15.优选的，所述红外传感器设置为：若在时间t＝60s内，红外传感器未接收到红外传
感信号，所述控制芯片发送控制信号至第一驱动模块、第二驱动模块；所述第一驱动模块发送第一驱动信号至电源模块，电池模块与键盘模块、指纹采集模块连接的引脚输出低电平，电池模块与键盘模块、指纹采集模块的连接线路断开，键盘模块、指纹采集模块断电；第二驱动模块发送第二驱动信号至电源模块，电源模块与图像识别模块、电控锁连接的引脚输出低电平；电池模块与图像识别模块、电控锁的连接线路断开，图像识别模块、电控锁断电。
16.具体的，当红外传感器在60s的时间内没有感应到用户在门禁机前，则此时断开电源模块对其他模块的供电，仅保留对红外传感器、控制芯片的供电，使门禁机恢复到低功耗状态。应当说明的是，红外传感器的感应时间可根据用户的实际需求设置。
17.优选的，所述第一驱动信号、第二驱动信号均为脉冲信号。
18.优选的，所述第一驱动模块、第二驱动模块均采用mos管驱动电路。
19.优选的，所述mos管驱动电路至少包括驱动芯片，所述驱动芯片型号为ucc27322。
20.优选的，所述控制芯片的型号包括51单片机和avr单片机。
21.优选的，所述电控锁包括驱动电机和锁芯；锁芯受驱动电机控制其锁合；其中，驱动电机与控制芯片连接。
22.优选的，所述指纹采集模块包括光学式指纹模块、电学式指纹模块和射频指纹模块。
23.优选的，所述指纹采集模块的型号为fs3211aaz。
24.优选的，所述红外传感器的型号为sd2440。
25.本实用新型的有益效果：
26.本实用新型提供了一种低功耗的指纹门禁机，该指纹门禁机的电控电路能够智能化地控制电池模块的供电；电池模块设置为持续向控制芯片和红外传感器供电，减少了电池模块对其他模块的不必要供电；当需要使用门禁机时，通过红外传感器获知用户是否在门禁机前，若存在，则对指纹采集模块和键盘模块供电；若用户将手指置于指纹采集窗口或键入密码，则对图像识别模块和电控锁供电；该门禁机通过设置两级识别电路，来实现智能供电，减少电路的功耗，增加电池的续航时间。该指纹门禁机具有结构简单，电控电路简单，功耗低，成本低的优点。
附图说明
27.图1为本实用新型提供的指纹门禁机的结构示意图；
28.图2为本实用新型提供的指纹门禁机的电控电路原理示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。
30.如图1～2所示，本实施例提供了一种低功耗的指纹门禁机，包括门禁机主体1；所述门禁机主体1包括前壳11，以及与前壳11连接的后壳12；前壳11与后壳12之间形成一个用于放置电控电路的内腔；所述前壳11上端部设有显示装置111，所述显示装置111上方设有透明窗口，透明窗口内嵌设有红外传感器112；所述前壳11下端部设有并排设置的指纹采集窗口113和键盘按钮114；且于指纹采集窗口114内设有指纹采集模块；
31.所述电控电路包括控制芯片、电源模块、第一驱动模块、第二驱动模块、键盘模块、
图像识别模块、电控锁；其中，所述控制芯片与红外传感器、第一驱动模块、第二驱动模块、键盘模块、图像识别模块、电控锁、指纹采集模块连接；所述第一驱动模块、第二驱动模块均与电池模块连接；所述键盘模块与键盘按钮电连接；
32.其中，所述电池模块配置为向键盘模块、图像识别模块、电控锁、指纹采集模块、红外传感器、控制芯片供电；所述电池模块与红外传感器、控制芯片连接的引脚设置为输出高电平，电池模块持续向红外传感器、控制芯片供电；电池模块与键盘模块、指纹采集模块连接的引脚输出的电平受第一驱动模块控制，电池模块与图像识别模块、电控锁连接的引脚输出电平受第二驱动模块控制；
33.当电池模块接收到来自第一驱动模块的第一驱动信号时，所述电池模块与键盘模块、指纹采集模块连接的引脚输出高电平，电池模块与键盘模块、指纹采集模块的连接线路导通，电池模块向键盘模块、指纹采集模块供电；当电池模块接收来自第二驱动模块的第二驱动信号时，所述电池模块与图像识别模块、电控锁连接的引脚输出高电平；电池模块与图像识别模块、电控锁的连接线路导通，电池模块向图像识别模块、电控锁供电；
34.所述红外传感器配置为发送红外传感信号至控制芯片；所述控制芯片配置为接收红外传感信号，根据接收的红外传感信号驱动第一驱动模块发送第一驱动信号至电池模块，以使所述电池模块为键盘模块、指纹采集模块供电，启动键盘模块、指纹采集模块；
35.所述键盘模块配置为采集键盘按钮的键入信号，指纹采集模块配置为采集指纹图像信号；当所述键盘模块采集到键入信号或指纹采集模块采集到指纹图像信号时，键盘模块或指纹采集模块发送相应的信号至控制芯片；所述控制芯片驱动第二驱动模块发送第二驱动信号至电池模块，以使所述电池模块为图像识别模块、电控锁供电；
36.所述图像识别模块配置为接收来自控制芯片的指纹图像信号，并将指纹图像信号与图像识别模块预先存储的指纹数据匹配后，反馈匹配结果至控制芯片；所述控制芯片根据匹配结果控制电控锁开闭。
37.具体的，电控电路的工作原理为：常规情况下(即没有用户在门禁机前)，门禁机的电控电路中，电池模块仅为控制芯片及红外传感器供电，对于其他模块而言，由于电池模块与其电路未导通，不对其他模块供电。当用户需要使用门禁机时，红外传感器感应到用户在门禁机前，发送红外传感信号至控制芯片；控制芯片根据该红外传感信号启用第一驱动模块，此时第一驱动模块发送第一驱动信号(例如脉冲信号)至电池模块，电池模块受第一驱动信号作用，使电池模块与键盘模块、指纹采集模块连接的引脚由低电平输出变为高电平输出(电池模块引脚输出低电平时，该引脚不供电)，此时电池模块与键盘模块、指纹采集模块连接的线路导通，键盘模块、指纹采集模块均得电。进一步地，用户进行指纹识别或输入密码，若控制芯片接收到指纹图像信号或键入信号时，则说明用户要使用门禁机，此时控制芯片触发启用第二驱动模块，此时电池模块受第二驱动信号作用，为图像识别模块、电控锁供电，实现门禁机的启用。
38.具体的，上述技术方案通过设置第一驱动模块、第二驱动模块来实现对电池模块的二级控制，实现智能化地电控效果，同时能够有效节约在非使用状态下，使电控电路具有较低的功耗，避免不必要的浪费。
39.在本实施例中，所述红外传感器设置为：若在时间t＝60s内，红外传感器未接收到红外传感信号，所述控制芯片发送控制信号至第一驱动模块、第二驱动模块；所述第一驱动
模块发送第一驱动信号至电源模块，电池模块与键盘模块、指纹采集模块连接的引脚输出低电平，电池模块与键盘模块、指纹采集模块的连接线路断开，键盘模块、指纹采集模块断电；第二驱动模块发送第二驱动信号至电源模块，电源模块与图像识别模块、电控锁连接的引脚输出低电平；电池模块与图像识别模块、电控锁的连接线路断开，图像识别模块、电控锁断电。
40.具体的，当红外传感器在60s的时间内没有感应到用户在门禁机前，则此时断开电源模块对其他模块的供电，仅保留对红外传感器、控制芯片的供电，使门禁机恢复到低功耗状态。应当说明的是，红外传感器的感应时间可根据用户的实际需求设置。
41.在本实施例中，所述第一驱动信号、第二驱动信号均为脉冲信号。控制芯片的型号为atmega16单片机。
42.在本实施例中，所述电控锁包括驱动电机和锁芯；锁芯受驱动电机控制其锁合；其中，驱动电机与控制芯片连接。
43.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。