專(zhuān)利名稱(chēng)：帶紅外攝像、無(wú)線(xiàn)功能的嵌入式指紋門(mén)禁系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物特征識(shí)別技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，國(guó)家和軍事部門(mén)的重要保密信息以及個(gè)人隱私信息的安全問(wèn)題倍受關(guān)注，特別是911事件以后，機(jī)要部門(mén)對(duì)進(jìn)出人員的身份認(rèn)證方式提出了更高要求。在傳統(tǒng)的安全防范領(lǐng)域，門(mén)禁和監(jiān)控是相互獨(dú)立而又互相配合使用的兩種安防系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)的價(jià)值是監(jiān)控或記錄授權(quán)人員在現(xiàn)場(chǎng)的行為以及當(dāng)非授權(quán)人員侵入設(shè)防領(lǐng)域時(shí)，能夠及時(shí)報(bào)警及留下非法行為記錄；門(mén)禁系統(tǒng)則是采用主動(dòng)的方式，通過(guò)對(duì)主要通道的控制，極大地防止了非授權(quán)人員從正常通道的侵入，并且可以在非法行為發(fā)生時(shí)通過(guò)對(duì)通道門(mén)的控制，限制非授權(quán)人員的活動(dòng)范圍以制止非法行為或減少損失。本發(fā)明通過(guò)在指紋門(mén)禁系統(tǒng)上加入紅外攝像技術(shù)，就可以將監(jiān)控系統(tǒng)和指紋門(mén)禁系統(tǒng)物理融合在一起，極大提高了系統(tǒng)的安全防范能力，是對(duì)指紋門(mén)禁系統(tǒng)的一種創(chuàng)新。
傳統(tǒng)的身份識(shí)別方法主要有1)身份標(biāo)識(shí)物品(What you have)，比如印鑒、鑰匙、證件、信用卡等；2)身份標(biāo)識(shí)知識(shí)(What you know)，比如口令或者密碼等。這些傳統(tǒng)身份鑒別方法存在明顯缺點(diǎn)比如個(gè)人擁有的物品容易丟失或被偽造，個(gè)人密碼容易遺忘或記錯(cuò)甚至被竊取等等，這些都使系統(tǒng)無(wú)法區(qū)分擁有真實(shí)身份者和通過(guò)某些手段取得身份標(biāo)識(shí)物或相關(guān)信息的冒充者。
目前相近產(chǎn)品存在的缺陷1、只能根據(jù)指紋識(shí)別結(jié)果控制門(mén)的開(kāi)關(guān)，不能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控；2、指紋識(shí)別算法性能一般，誤拒率比較高；3、難以做成嵌入式系統(tǒng)；4、目前的產(chǎn)品無(wú)法支持監(jiān)控人員遠(yuǎn)程移動(dòng)監(jiān)控；5、目前的指紋門(mén)禁產(chǎn)品只提供以太網(wǎng)(RJ45)、RS232、485等通信接口；6、目前的脫機(jī)指紋門(mén)禁產(chǎn)品，指紋信息(特征模板)都存儲(chǔ)在指紋門(mén)禁內(nèi)，不能進(jìn)行實(shí)施調(diào)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為國(guó)家和軍隊(duì)的機(jī)要部門(mén)(如機(jī)要室和軍械庫(kù)等)或者重要民用設(shè)施(如飛機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)，飛機(jī)駕駛室，銀行金庫(kù)等)提供一種可以進(jìn)行24小時(shí)不分晝夜移動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的帶紅外攝像、無(wú)線(xiàn)功能的嵌入式指紋門(mén)禁系統(tǒng)。
本發(fā)明由指紋采集子系統(tǒng)；指紋識(shí)別子系統(tǒng)；紅外攝像子系統(tǒng)；中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)；門(mén)禁子系統(tǒng)組成；<一>指紋采集子系統(tǒng)指紋采集子系統(tǒng)的功能是完成活體指紋采集；它由指紋傳感器和相應(yīng)的外圍電路構(gòu)成；當(dāng)用戶(hù)需要通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)的時(shí)候，把手指放在指紋傳感器上，指紋采集子系統(tǒng)就能自動(dòng)完成指紋采集；<二>指紋識(shí)別子系統(tǒng)指紋識(shí)別子系統(tǒng)的功能是對(duì)指紋采集子系統(tǒng)所采集的活體指紋圖像進(jìn)行處理和特征提取并與指紋門(mén)禁機(jī)中的授權(quán)用戶(hù)指紋模板進(jìn)行匹配；指紋識(shí)別子系統(tǒng)是一個(gè)運(yùn)行指紋識(shí)別算法的嵌入式系統(tǒng)，它的核心是高速數(shù)字信號(hào)處理芯片(DSP)和存儲(chǔ)器；每個(gè)合法用戶(hù)有一個(gè)用戶(hù)名或者編號(hào)，當(dāng)用戶(hù)需要通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)的時(shí)候，輸入自己的用戶(hù)名或者編號(hào)，并且把手指放在指紋傳感器上采集指紋。指紋識(shí)別子系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)名或者編號(hào)從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出與用戶(hù)名或者編號(hào)對(duì)應(yīng)的指紋特征編碼，然后把從活體指紋圖像中提取出來(lái)的指紋特征編碼與從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出與用戶(hù)名或者編號(hào)對(duì)應(yīng)的指紋特征編碼進(jìn)行匹配；如果匹配成功，則允許用戶(hù)通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)，否則拒絕用戶(hù)通過(guò)；本發(fā)明引入網(wǎng)絡(luò)指紋鑰匙概念，即常態(tài)下，指紋門(mén)禁內(nèi)沒(méi)有任何指紋模板(指紋鑰匙)，在需要進(jìn)出安全場(chǎng)所時(shí)，由控制中心將保存在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的授權(quán)人的指紋鑰匙(指紋模板)調(diào)出并且通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路隨同生存因子一起發(fā)送到指紋門(mén)禁上，在生存因子確定的時(shí)間內(nèi)容許被授權(quán)人進(jìn)出，超過(guò)生存時(shí)間后，指紋門(mén)禁機(jī)自動(dòng)刪除指紋鑰匙(指紋模板)<三>紅外攝像子系統(tǒng)紅外攝像子系統(tǒng)完成現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景的拍攝；紅外攝像子系統(tǒng)有兩種工作模式主動(dòng)監(jiān)控模式和被動(dòng)受控模式；在主動(dòng)監(jiān)控模式下，紅外攝像系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)攝像監(jiān)控，滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的警報(bào)條件(如活動(dòng)物體進(jìn)入設(shè)像范圍以?xún)?nèi))即向中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；在被動(dòng)受控模式下，紅外攝像子系統(tǒng)受控于指紋傳感器的中斷信號(hào)或者系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)或者監(jiān)控人員發(fā)送的指令，當(dāng)用戶(hù)把手指放在指紋傳感器上的時(shí)候，指紋傳感器會(huì)產(chǎn)生中斷信號(hào)，紅外攝像子系統(tǒng)根據(jù)指紋傳感器產(chǎn)生的中斷信號(hào)啟動(dòng)工作；在受控模式下紅外攝像子系統(tǒng)還可以根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘定時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝；<四>中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)是把紅外攝像子系統(tǒng)所拍攝的圖像和門(mén)禁狀態(tài)傳送給監(jiān)控人員以及把監(jiān)控人員的指令傳送到門(mén)禁子系統(tǒng)或者紅外攝像子系統(tǒng)；數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)采用GPRS(General Packet RadioService)網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)與無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)(GPRS)進(jìn)行通信可以包括以下兩個(gè)方式一種是本發(fā)明的通信模塊與通過(guò)有線(xiàn)介質(zhì)(光纖，同軸電纜，雙絞線(xiàn)，電話(huà)線(xiàn)等)與多媒體短訊服務(wù)器進(jìn)行通信，多媒體短訊服務(wù)器再與GPRS(General Packet RadioService)網(wǎng)絡(luò)通信，監(jiān)控人員的監(jiān)視設(shè)備與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接；另一種方式是本發(fā)明的通信模塊與GPRS網(wǎng)絡(luò)直接進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，監(jiān)控人員的監(jiān)視設(shè)備也與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接；<五>門(mén)禁子系統(tǒng)門(mén)禁子系統(tǒng)的主要功能是控制門(mén)鎖的開(kāi)關(guān)動(dòng)作；門(mén)禁子系統(tǒng)由控制電鎖的繼電輸出電路和控制電路構(gòu)成。
紅外攝像系統(tǒng)受控于指紋門(mén)禁，當(dāng)有人開(kāi)門(mén)、嘗試開(kāi)門(mén)或滿(mǎn)足其他預(yù)設(shè)條件時(shí)，紅外攝像開(kāi)始工作。
紅外攝像子系統(tǒng)拍攝到的現(xiàn)場(chǎng)圖像可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)(GPRS)發(fā)送給監(jiān)控人員的監(jiān)視設(shè)備，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)GPRS終端(如支持MMS的手機(jī))查看圖像。
管理中心可以將指紋特征數(shù)據(jù)、時(shí)間限制條件等設(shè)置通過(guò)無(wú)線(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到指紋門(mén)禁機(jī)進(jìn)行對(duì)指紋門(mén)禁機(jī)的遠(yuǎn)程調(diào)度、管理及控制。
管理人員在經(jīng)過(guò)授權(quán)的移動(dòng)GPRS終端(如手機(jī))上通過(guò)身份確認(rèn)后可以遠(yuǎn)程獲取門(mén)禁機(jī)構(gòu)和攝像系統(tǒng)的狀態(tài)信息，可以通過(guò)支持MMS的手機(jī)或其他終端設(shè)備實(shí)時(shí)查看遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，也可以對(duì)指紋門(mén)禁機(jī)實(shí)施遠(yuǎn)程控制及管理。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)有的指紋門(mén)禁系統(tǒng)只能根據(jù)指紋識(shí)別結(jié)果控制門(mén)的開(kāi)關(guān)，不能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控；現(xiàn)有的紅外監(jiān)控系統(tǒng)只能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝并用閉路電視監(jiān)控，本發(fā)明把紅外攝像系統(tǒng)與指紋識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)結(jié)合，可以不分晝夜進(jìn)行監(jiān)控，大大增強(qiáng)了門(mén)禁系統(tǒng)的安全性能；目前指紋識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品的識(shí)別算法性能一般，誤拒率比較高，采用我們的識(shí)別算法，可以把誤拒率降低到0.1％以下。目前的指紋識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品難以做成嵌入式系統(tǒng)。我們的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)脫機(jī)運(yùn)行指紋識(shí)別算法。目前的產(chǎn)品無(wú)法支持監(jiān)控人員遠(yuǎn)程移動(dòng)監(jiān)控，本發(fā)明通過(guò)無(wú)線(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)，使用MMS協(xié)議進(jìn)行傳輸，監(jiān)控人員可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)GPRS終端(如支持MMS的手機(jī))查看現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行遠(yuǎn)程移動(dòng)監(jiān)控，并且可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信息和門(mén)禁系統(tǒng)狀態(tài)信息對(duì)門(mén)禁系統(tǒng)進(jìn)行控制。本產(chǎn)品提供了報(bào)警手指功能。當(dāng)授權(quán)用戶(hù)受到暴力脅迫開(kāi)門(mén)的時(shí)候，只要把事先登錄的用于報(bào)警的手指輕輕放在指紋傳感器上，系統(tǒng)就會(huì)向監(jiān)控人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)非授權(quán)用戶(hù)嘗試開(kāi)門(mén)次數(shù)超過(guò)一定次數(shù)的時(shí)候，系統(tǒng)也會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。


附圖1系統(tǒng)原理框圖，說(shuō)明了各子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)流向及相互作用。
附圖2樣機(jī)外觀圖。用來(lái)說(shuō)明用戶(hù)操作的界面指紋采集和登陸操作平臺(tái)。用戶(hù)要通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)，需要通過(guò)這個(gè)平臺(tái)輸入用戶(hù)名或者編號(hào)以及采集指紋。
附圖3紅外攝像系統(tǒng)。主要功能是拍攝現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景。
附圖4數(shù)據(jù)通信方式圖。說(shuō)明了本發(fā)明設(shè)備如何進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
附圖5本發(fā)明的無(wú)線(xiàn)GPRS模塊樣板圖。
實(shí)施方式本發(fā)明由以下幾部分構(gòu)成1、指紋采集和登陸操作平臺(tái)(如圖2所示)；2、紅外攝像設(shè)備(如圖3所示)；3、數(shù)據(jù)通信接口(如圖4所示)；4、門(mén)禁控制電路。系統(tǒng)框1中的①為采集到的指紋；②為指紋識(shí)別結(jié)果；③為門(mén)禁控制信號(hào)；④為門(mén)禁狀態(tài)信號(hào)；⑤為監(jiān)控指令；⑥為現(xiàn)場(chǎng)和門(mén)禁信息；⑦為拍攝到的圖像。
a)、指紋采集和登陸操作平臺(tái)(參見(jiàn)圖2)是一個(gè)集成了指紋采集子系統(tǒng)，指紋識(shí)別子系統(tǒng)和門(mén)禁狀態(tài)控制及紅外攝像系統(tǒng)控制和通信模塊的電路板。指紋采集和登陸操作平臺(tái)上面的鍵盤(pán)允許用戶(hù)輸入用戶(hù)名或者編號(hào)或者其他命令和文本。指紋采集和登陸操作平臺(tái)上面的指紋傳感器用于采集活體指紋。同時(shí)，前面所講的門(mén)禁控制電路，紅外攝像設(shè)備控制電路以及通信接口電路也集成在這個(gè)平臺(tái)的電路板上。
b)、紅外攝像設(shè)備是一個(gè)執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)圖像拍攝的紅外攝像機(jī)。
系統(tǒng)工作原理和工作流程系統(tǒng)的原理框圖如附圖1(參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖)。如圖1，指紋采集子系統(tǒng)對(duì)試圖通過(guò)門(mén)禁的人員采集活體三維指紋，并把指紋圖像數(shù)據(jù)傳送給指紋識(shí)別子系統(tǒng)。指紋識(shí)別子系統(tǒng)對(duì)指紋采集子系統(tǒng)所采集的活體指紋圖像進(jìn)行處理和特征提取并與存儲(chǔ)在的數(shù)據(jù)庫(kù)中的用戶(hù)指紋模板進(jìn)行匹配，將識(shí)別結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)傳送給門(mén)禁子系統(tǒng)，門(mén)禁子系統(tǒng)根據(jù)識(shí)結(jié)果控制門(mén)的狀態(tài)。并且把狀態(tài)通知監(jiān)控人員。紅外攝像系統(tǒng)受控制于指紋采集子系統(tǒng)，當(dāng)有人試圖通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)的時(shí)候，紅外攝像子系統(tǒng)立即啟動(dòng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝，并把結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控人員。監(jiān)控人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和門(mén)狀態(tài)信息可以向門(mén)禁系統(tǒng)發(fā)送控制指令。如果非授權(quán)用戶(hù)使用暴力破壞門(mén)禁系統(tǒng)或者脅迫授權(quán)用戶(hù)通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)，則監(jiān)控人員可以立即發(fā)現(xiàn)。紅外攝像系統(tǒng)也可以被設(shè)置在主動(dòng)監(jiān)控模式下，此時(shí)紅外攝像系統(tǒng)24小時(shí)實(shí)時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)攝像監(jiān)控，滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的警報(bào)條件(如活動(dòng)物體進(jìn)入設(shè)像范圍以?xún)?nèi))即向中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)1、指紋采集子系統(tǒng)指紋采集子系統(tǒng)的功能是完成活體指紋采集。它由指紋傳感器和相應(yīng)的外圍電路構(gòu)成。當(dāng)用戶(hù)需要通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)的時(shí)候，把手指放在指紋傳感器上，指紋采集子系統(tǒng)就能自動(dòng)完成指紋采集。
2、指紋識(shí)別子系統(tǒng)指紋識(shí)別子系統(tǒng)的功能是對(duì)指紋采集子系統(tǒng)所采集的活體指紋圖像進(jìn)行處理和特征提取并與門(mén)禁機(jī)中的授權(quán)用戶(hù)指紋模板進(jìn)行匹配。指紋識(shí)別子系統(tǒng)是一個(gè)運(yùn)行指紋識(shí)別算法的嵌入式系統(tǒng)，它的核心是高速數(shù)字信號(hào)處理芯片(DSP)和存儲(chǔ)器。每個(gè)授權(quán)用戶(hù)有一個(gè)用戶(hù)名或者編號(hào)，當(dāng)用戶(hù)需要通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)的時(shí)候，輸入自己的用戶(hù)名或者編號(hào)，并且把手指放在指紋傳感器上采集指紋。指紋識(shí)別子系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)名或者編號(hào)從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出與用戶(hù)名或者編號(hào)對(duì)應(yīng)的指紋特征編碼，然后把從活體指紋圖像中提取出來(lái)的指紋特征編碼與門(mén)禁機(jī)中與用戶(hù)名或者編號(hào)對(duì)應(yīng)的指紋特征編碼進(jìn)行匹配。如果匹配成功，則允許用戶(hù)通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)，否則拒絕用戶(hù)通過(guò)。指紋識(shí)別子系統(tǒng)是一個(gè)運(yùn)行指紋識(shí)別算發(fā)的嵌入式系統(tǒng)，它的核心是高速數(shù)字信號(hào)處理芯片(DSP)和存儲(chǔ)器。
3、紅外攝像子系統(tǒng)紅外攝像子系統(tǒng)完成現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景的拍攝。紅外攝像子系統(tǒng)有兩種工作模式主動(dòng)監(jiān)控模式和被動(dòng)受控模式。在主動(dòng)監(jiān)控模式下，紅外攝像系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)攝像監(jiān)控，滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的警報(bào)條件(如活動(dòng)物體進(jìn)入設(shè)像范圍以?xún)?nèi))即向中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；在被動(dòng)受控模式下，紅外攝像子系統(tǒng)受控于指紋傳感器的中斷信號(hào)或者系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)或者監(jiān)控人員發(fā)送的指令，當(dāng)用戶(hù)把手指放在指紋傳感器上的時(shí)候，指紋傳感器會(huì)產(chǎn)生中斷信號(hào)，紅外攝像子系統(tǒng)根據(jù)指紋傳感器產(chǎn)生的中斷信號(hào)啟動(dòng)工作。在受控模式下紅外攝像子系統(tǒng)還可以根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘定時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝。紅外攝像子系統(tǒng)由光路系統(tǒng)和CCD攝像頭構(gòu)成。
4、中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)主要功能是完成系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的控制協(xié)調(diào)和通信功能。中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)中的控制協(xié)調(diào)功能主要是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能流程和根據(jù)各個(gè)自系統(tǒng)的控制和狀態(tài)信息執(zhí)行相應(yīng)的命令。中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)的控制功能通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理芯片或者單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)中的通信功能主要是把紅外攝像子系統(tǒng)所拍攝的圖像和門(mén)禁狀態(tài)傳送給監(jiān)控人員以及把監(jiān)控人員的指令傳送到門(mén)禁子系統(tǒng)或者紅外攝像子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)采用GPRS(GeneralPacket Radio Service)網(wǎng)絡(luò)。GPRS(General Packet Radio Service)通用無(wú)線(xiàn)分組業(yè)務(wù))是一種基于GSM系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無(wú)線(xiàn)IP連接。GPRS是一項(xiàng)高速數(shù)據(jù)通信的技術(shù)，它是在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過(guò)修改軟件增加報(bào)文分組傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。所以從硬件上來(lái)說(shuō)，GPRS是已經(jīng)可靠運(yùn)行的GSM的硬件系統(tǒng)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信模塊與無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)(GPRS)之間進(jìn)行通信可以包括以下兩個(gè)方式一種是本發(fā)明的通信模塊通過(guò)有線(xiàn)介質(zhì)(光纖，同軸電纜，雙絞線(xiàn)，電話(huà)線(xiàn)等)與多媒體通信服務(wù)器進(jìn)行通信，多媒體通信服務(wù)器再與GPRS網(wǎng)絡(luò)通信，監(jiān)控人員的監(jiān)視設(shè)備與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接；另一種方式是本發(fā)明的通信模塊與GPRS網(wǎng)絡(luò)直接進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，監(jiān)控人員的監(jiān)視設(shè)備也與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接。
5、門(mén)禁子系統(tǒng)門(mén)禁子系統(tǒng)的主要功能是控制門(mén)鎖的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。門(mén)禁子系統(tǒng)由控制電鎖的繼電輸出電路和控制電路構(gòu)成。
本發(fā)明的工作過(guò)程如下1、系統(tǒng)管理員先對(duì)授權(quán)用戶(hù)采集正常使用指紋和報(bào)警指紋。每個(gè)手指各采集3次，然后我們的設(shè)備對(duì)每個(gè)手指的3個(gè)圖像進(jìn)行特征提取，并采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)融合技術(shù)把3個(gè)圖像的特征點(diǎn)融合成一個(gè)特征模板并且存儲(chǔ)在平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。本發(fā)明引入網(wǎng)絡(luò)指紋鑰匙概念，即常態(tài)下，指紋門(mén)禁內(nèi)沒(méi)有任何指紋模板(指紋鑰匙)，在需要進(jìn)出安全場(chǎng)所時(shí)，由控制中心將保存在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的授權(quán)人的指紋鑰匙(指紋模板)調(diào)出并且通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路隨同生存因子一起發(fā)送到指紋門(mén)禁上，在生存因子確定的時(shí)間內(nèi)容許被授權(quán)人進(jìn)出，超過(guò)生存時(shí)間后，指紋門(mén)禁機(jī)自動(dòng)刪除指紋鑰匙(指紋模板)。
2、當(dāng)授權(quán)用戶(hù)需要通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)的時(shí)候，用戶(hù)在指紋采集和登陸操作平臺(tái)上面的鍵盤(pán)輸入用戶(hù)名或者編號(hào)，然后再把登錄手指輕輕放在指紋傳感器上。如果采集到的活體指紋與用戶(hù)輸入的用戶(hù)名或者編號(hào)對(duì)應(yīng)的登錄指紋特征模板匹配通過(guò)的時(shí)候，指紋采集和登陸操作平臺(tái)上的門(mén)禁控制電路發(fā)出開(kāi)門(mén)信號(hào)，門(mén)禁機(jī)構(gòu)執(zhí)行開(kāi)鎖動(dòng)作，授權(quán)用戶(hù)就可以通過(guò)。如果匹配失敗，則指紋采集和登陸操作平臺(tái)上的門(mén)禁控制電路不發(fā)開(kāi)門(mén)信號(hào)，拒絕用戶(hù)通過(guò)。
3、當(dāng)有手指放在指紋傳感器上的時(shí)候，指紋傳感器會(huì)發(fā)出中斷信號(hào)，指紋采集和登陸操作平臺(tái)上的紅外攝像控制電路發(fā)出攝像機(jī)啟動(dòng)信號(hào)，攝像機(jī)開(kāi)始對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攝像并且把數(shù)據(jù)發(fā)送到指紋采集和登陸操作平臺(tái)，指紋采集和登陸操作平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后把數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊發(fā)送給監(jiān)控人員。
4、管理人員可以直接向系統(tǒng)發(fā)送命令對(duì)門(mén)禁機(jī)構(gòu)和攝像機(jī)構(gòu)進(jìn)行主動(dòng)控制。管理人員在經(jīng)過(guò)授權(quán)的移動(dòng)GPRS終端(如手機(jī))上通過(guò)身份確認(rèn)后可以遠(yuǎn)程獲取門(mén)禁機(jī)構(gòu)和攝像系統(tǒng)的狀態(tài)信息，可以通過(guò)支持MMS的手機(jī)或其他終端設(shè)備實(shí)時(shí)查看遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，也可以對(duì)遠(yuǎn)端指紋門(mén)禁機(jī)實(shí)施遠(yuǎn)程控制及管理。
5、當(dāng)授權(quán)用戶(hù)受到暴力脅迫開(kāi)門(mén)的時(shí)候，只要把事先登錄的用于報(bào)警的手指輕輕放在指紋傳感器上，采集到的活體指紋所有指紋特征模板中的一個(gè)匹配通過(guò)的時(shí)候，系統(tǒng)就會(huì)向監(jiān)控人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
6、當(dāng)非授權(quán)用戶(hù)嘗試開(kāi)門(mén)次數(shù)超過(guò)一定次數(shù)的時(shí)候，系統(tǒng)也會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
7、當(dāng)開(kāi)門(mén)時(shí)間超過(guò)一定長(zhǎng)度的時(shí)候系統(tǒng)會(huì)提示關(guān)門(mén)并向監(jiān)控人員發(fā)出門(mén)禁狀態(tài)信息報(bào)告。
8、系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘定時(shí)向監(jiān)控人員發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景和門(mén)禁狀態(tài)信息。
9、每次人員進(jìn)出的信息都被紀(jì)錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中備查。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信方式可以有兩種如圖4所示，一種是通信模塊通過(guò)有線(xiàn)介質(zhì)(光纖，同軸電纜，雙絞線(xiàn)，電話(huà)線(xiàn)等)與多媒體通信服務(wù)器進(jìn)行通信，多媒體通信服務(wù)器再與GPRS(General PacketRadio Service)網(wǎng)絡(luò)通信，監(jiān)控人員的監(jiān)視設(shè)備與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接；另一種方式是本發(fā)明的通信模塊與GPRS網(wǎng)絡(luò)直接進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，監(jiān)控人員的監(jiān)視設(shè)備也與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接。前者不必占用額外的無(wú)線(xiàn)電頻譜資源，適合大多數(shù)場(chǎng)合特別是民用設(shè)備，后者適合軍事部門(mén)，可以獲得更高的數(shù)據(jù)通信安全性能。無(wú)論采取哪種通信方式，設(shè)備在把數(shù)據(jù)發(fā)送出去之前都對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于機(jī)要部門(mén)，軍械庫(kù)機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)，飛機(jī)駕駛室，銀行，住宅區(qū)等場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種帶紅外攝像、無(wú)線(xiàn)功能的嵌入式指紋門(mén)禁系統(tǒng)，其特征在于它由指紋采集子系統(tǒng)；指紋識(shí)別子系統(tǒng)；紅外攝像子系統(tǒng)；中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)；門(mén)禁子系統(tǒng)組成；<一>指紋采集子系統(tǒng)指紋采集子系統(tǒng)的功能是完成活體指紋采集；它由指紋傳感器和相應(yīng)的外圍電路構(gòu)成；當(dāng)用戶(hù)需要通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)的時(shí)候，把手指放在指紋傳感器上，指紋采集子系統(tǒng)就能自動(dòng)完成指紋采集；<二>指紋識(shí)別子系統(tǒng)指紋識(shí)別子系統(tǒng)的功能是對(duì)指紋采集子系統(tǒng)所采集的活體指紋圖像進(jìn)行處理和特征提取并與指紋門(mén)禁機(jī)中的授權(quán)用戶(hù)指紋模板進(jìn)行匹配；指紋識(shí)別子系統(tǒng)是一個(gè)運(yùn)行指紋識(shí)別算法的嵌入式系統(tǒng)，它的核心是高速數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP和存儲(chǔ)器；每個(gè)合法用戶(hù)有一個(gè)用戶(hù)名或者編號(hào)，當(dāng)用戶(hù)需要通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)的時(shí)候，輸入自己的用戶(hù)名或者編號(hào)，并且把手指放在指紋傳感器上采集指紋；指紋識(shí)別子系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)名或者編號(hào)從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出與用戶(hù)名或者編號(hào)對(duì)應(yīng)的指紋特征編碼，然后把從活體指紋圖像中提取出來(lái)的指紋特征編碼與從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出與用戶(hù)名或者編號(hào)對(duì)應(yīng)的指紋特征編碼進(jìn)行匹配；如果匹配成功，則允許用戶(hù)通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)，否則拒絕用戶(hù)通過(guò)；本發(fā)明引入網(wǎng)絡(luò)指紋鑰匙概念，即常態(tài)下，指紋門(mén)禁內(nèi)沒(méi)有任何指紋模板、指紋鑰匙，在需要進(jìn)出安全場(chǎng)所時(shí)，由控制中心將保存在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的授權(quán)人的指紋鑰匙、指紋模板調(diào)出并且通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路隨同生存因子一起發(fā)送到指紋門(mén)禁上，在生存因子確定的時(shí)間內(nèi)容許被授權(quán)人進(jìn)出，超過(guò)生存時(shí)間后，指紋門(mén)禁機(jī)自動(dòng)刪除指紋鑰匙、指紋模板；<三>紅外攝像子系統(tǒng)紅外攝像子系統(tǒng)完成現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景的拍攝；紅外攝像子系統(tǒng)有兩種工作模式主動(dòng)監(jiān)控模式和被動(dòng)受控模式；在主動(dòng)監(jiān)控模式下，紅外攝像系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)攝像監(jiān)控，滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的警報(bào)條件即向中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；在被動(dòng)受控模式下，紅外攝像子系統(tǒng)受控于指紋傳感器的中斷信號(hào)或者系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)或者監(jiān)控人員發(fā)送的指令，當(dāng)用戶(hù)把手指放在指紋傳感器上的時(shí)候，指紋傳感器會(huì)產(chǎn)生中斷信號(hào)，紅外攝像子系統(tǒng)根據(jù)指紋傳感器產(chǎn)生的中斷信號(hào)啟動(dòng)工作；在受控模式下紅外攝像子系統(tǒng)還可以根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘定時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝；<四>中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)是把紅外攝像子系統(tǒng)所拍攝的圖像和門(mén)禁狀態(tài)傳送給監(jiān)控人員以及把監(jiān)控人員的指令傳送到門(mén)禁子系統(tǒng)或者紅外攝像子系統(tǒng)；數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)采用GPRS網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)與無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信可以包括以下兩個(gè)方式一種是本發(fā)明的通信模塊與通過(guò)有線(xiàn)介質(zhì)與多媒體短訊服務(wù)器進(jìn)行通信，多媒體短訊服務(wù)器再與GPRS網(wǎng)絡(luò)通信，監(jiān)控人員的監(jiān)視設(shè)備與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接；另一種方式是本發(fā)明的通信模塊與GPRS網(wǎng)絡(luò)直接進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，監(jiān)控人員的監(jiān)視設(shè)備也與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接；<五>門(mén)禁子系統(tǒng)門(mén)禁子系統(tǒng)的主要功能是控制門(mén)鎖的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。門(mén)禁子系統(tǒng)由控制電鎖的繼電輸出電路和控制電路構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的帶紅外攝像、無(wú)線(xiàn)功能的嵌入式指紋門(mén)禁系統(tǒng)，其特征在于紅外攝像系統(tǒng)受控于指紋門(mén)禁，當(dāng)有人開(kāi)門(mén)、嘗試開(kāi)門(mén)或滿(mǎn)足其他預(yù)設(shè)條件時(shí)，紅外攝像開(kāi)始工作。
3.如權(quán)利要求1所述的帶紅外攝像、無(wú)線(xiàn)功能的嵌入式指紋門(mén)禁系統(tǒng)，其特征在于紅外攝像子系統(tǒng)拍攝到的現(xiàn)場(chǎng)圖像可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)GPRS發(fā)送給監(jiān)控人員的監(jiān)視設(shè)備，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)GPRS終端查看圖像。
4.如權(quán)利要求1所述的帶紅外攝像、無(wú)線(xiàn)功能的嵌入式指紋門(mén)禁系統(tǒng)，其特征在于管理中心可以將指紋特征數(shù)據(jù)、時(shí)間限制條件等設(shè)置通過(guò)無(wú)線(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到指紋門(mén)禁機(jī)進(jìn)行對(duì)指紋門(mén)禁機(jī)的遠(yuǎn)程調(diào)度、管理及控制。
5.如權(quán)利要求1所述的帶紅外攝像、無(wú)線(xiàn)功能的嵌入式指紋門(mén)禁系統(tǒng)，其特征在于管理人員在經(jīng)過(guò)授權(quán)的移動(dòng)GPRS終端上通過(guò)身份確認(rèn)后可以遠(yuǎn)程獲取門(mén)禁機(jī)構(gòu)和攝像系統(tǒng)的狀態(tài)信息，可以通過(guò)支持MMS的手機(jī)或其他終端設(shè)備實(shí)時(shí)查看遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，也可以對(duì)遠(yuǎn)端指紋門(mén)禁機(jī)實(shí)施遠(yuǎn)程控制及管理。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物特征識(shí)別技術(shù)；它由指紋采集子系統(tǒng)；指紋識(shí)別子系統(tǒng)；紅外攝像子系統(tǒng)；中央控制及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)；門(mén)禁子系統(tǒng)組成；采用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行指紋識(shí)別，從而提高了系統(tǒng)的安全性；可以不分晝夜進(jìn)行監(jiān)控，采用MMS實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控及先進(jìn)的指紋識(shí)別算法；引入網(wǎng)絡(luò)指紋鑰匙概念，即常態(tài)下，指紋門(mén)禁內(nèi)沒(méi)有任何指紋模板，在需要進(jìn)出安全場(chǎng)所時(shí)，由控制中心將保存在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的授權(quán)人的指紋鑰匙、指紋模板調(diào)出并且通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路隨同生存因子一起發(fā)送到指紋門(mén)禁上，在生存因子確定的時(shí)間內(nèi)容許被授權(quán)人進(jìn)出，超過(guò)生存時(shí)間后，指紋門(mén)禁機(jī)自動(dòng)刪除指紋鑰匙。
文檔編號(hào)G06K9/20GK1567346SQ0313968
公開(kāi)日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
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