本實(shí)用新型公開一種手持式指紋身份證核驗(yàn)終端，涉及一種基于指紋、二代證雙重識別的手持式身份證核驗(yàn)設(shè)備，屬于指紋識別技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來,隨著二代居民身份證的普及, 在公安系統(tǒng)、機(jī)場、銀行、賓館、考場、考勤等都需要二代身份證核設(shè)備來檢驗(yàn)持卡人身份。目前市場上使用的二代身份證核驗(yàn)設(shè)備存在耗電量大、待機(jī)時間短、不能長時間使用，指紋提取時間和比對時間長，一個比對驗(yàn)證過程要5s左右，客戶端應(yīng)用程序不能在線升級等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型公開了一種手持式指紋身份證核驗(yàn)終端，實(shí)現(xiàn)低能耗、長待機(jī)、指紋快速提取和比對。

本實(shí)用新型所述的一種手持式指紋身份證核驗(yàn)終端，其特征在于：如附圖1所示，由電池充電管理模塊、智能電源管理模塊、ARM處理器平臺、射頻讀卡模塊、顯示模塊、指紋采集模塊、攝像頭模塊、按鍵模塊、TF 存儲模塊、通信模塊WIFI/USB組成。電池充電管理模塊連接到智能電源管理模塊的電源端，給其供電；智能電源管理模塊分別連接到ARM處理器平臺的電源端、射頻讀卡器模塊的電源端、指紋采集模塊的電源端、攝像頭模塊的電源端、顯示模塊的電源端、按鍵模塊的電源端、TF存儲模塊的電源端、通信模塊WIFI/USB的電源端，給其供電；ARM處理器平臺的通訊口連接到智能電源管理模塊通訊口上，通過協(xié)議指示智能電源管理模塊開啟或關(guān)閉模塊電源；ARM處理器平臺的數(shù)據(jù)口連接到射頻讀卡器模塊的數(shù)據(jù)口上，讀取身份證數(shù)據(jù)；ARM處理器平臺的數(shù)據(jù)口連接到指紋采集模塊上，讀取指紋數(shù)據(jù)；ARM處理器平臺的數(shù)據(jù)口連接到攝像頭模塊數(shù)據(jù)口上，讀取圖像數(shù)據(jù)；ARM處理器平臺的數(shù)據(jù)口連接到顯示模塊的數(shù)據(jù)口上，將圖像、文本、指紋信息顯示在顯示模塊上；ARM處理器平臺的AD口連接到按鍵模塊上，讀取按鍵信息；ARM處理器平臺的數(shù)據(jù)口連接到TF存儲模塊的數(shù)據(jù)口上，將數(shù)據(jù)存儲在TF卡上；ARM處理器平臺的數(shù)據(jù)口連接到通信模塊WIFI/USB的數(shù)據(jù)口上，和計(jì)算機(jī)的進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

本實(shí)用新型所述的電池充電管理如附圖2所示，由連接器J5、充電管理芯片U6、二極管D10、D11、電阻R39、R40、電容C48、鋰電池BT1組成。U6作為主控芯片，充電電壓固定于4.2V，內(nèi)部集成了電池溫度檢測、欠壓閉鎖、自動再充電、防倒充電路等電路，充電電流可通過一個電阻器進(jìn)行外部設(shè)置。連接器J5的數(shù)據(jù)腳一路經(jīng)二極管D10和U6的充電狀態(tài)腳相連，另一路經(jīng)二極管D11和U6的充電狀態(tài)腳相連，獲取兩路充電狀態(tài)信息；U6的輸出端連接到智能電源管理模塊電路的VBAT、鋰電池BT1上，給其供電；U6的充電時間設(shè)置端連接著電容C48、電阻R39，給電池充電設(shè)定閾值；U6的使能端連接著下拉電阻R40，使能芯片工作。

本實(shí)用新型所述的智能電源管理模塊如附圖3所示，由單片機(jī)U1、電源芯片AU1-AU7、電容E1-E8組成，這些電源芯片分別連接到ARM處理器平臺的電源端、射頻讀卡器模塊的電源端、指紋采集模塊的電源端、攝像頭模塊的電源端、顯示模塊的電源端、按鍵模塊的電源端、TF存儲模塊的電源端、通信模塊WIFI/USB的電源端相連，給其供電。智能電源管理模塊接收ARM處理器平臺的指令，根據(jù)指令內(nèi)容管理每個電源芯片的使能端，使其開啟、關(guān)閉供電，實(shí)現(xiàn)低功耗、長待機(jī)的目的。在待機(jī)低功耗狀態(tài)下，整機(jī)工作電流小于0.1mA，可持續(xù)工作2年以上。

本實(shí)用新型的積極效果在于：通過電源管理模塊、ARM處理器平臺實(shí)現(xiàn)了指紋身份證核驗(yàn)終端低功耗、長待機(jī)功能；本實(shí)用新型應(yīng)用在安檢口、閘機(jī)終端，可實(shí)現(xiàn)人員身份快速識別和快速通過；實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的低功耗設(shè)計(jì)，提高了產(chǎn)品的待機(jī)時間、和檢測身份證的數(shù)量，有效的提高了產(chǎn)品的利用率。

附圖說明：

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；

圖2為本實(shí)用新型的電池充電管理電路；

圖3為本實(shí)用新型的智能電源管理模塊；

圖4為本實(shí)用新型攝像頭模塊和采集儀模塊；

圖5為本實(shí)用新型的射頻讀卡模塊；

圖6、7為本實(shí)用新型的無線通信WIFI/USB模塊；

圖8為本實(shí)用新型的顯示模塊；

圖9為本實(shí)用新型的按鍵模塊。

具體實(shí)施方式

通過以下實(shí)施例進(jìn)一步舉例描述本實(shí)用新型，并不以任何方式限制本實(shí)用新型，在不背離本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案的前提下，對本實(shí)用新型所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的任何改動或改變都將落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。

實(shí)施例1

本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)框圖內(nèi)容如附圖1所示，由電池充電管理模塊、智能電源管理模塊、ARM處理器平臺、射頻讀卡模塊、顯示模塊、指紋采集模塊、攝像頭模塊、按鍵模塊、TF 存儲模塊、通信模塊WIFI/USB組成。電池充電管理模塊連接到智能電源管理模塊的電源端，給其供電；智能電源管理模塊分別連接到ARM處理器平臺的電源端、射頻讀卡器模塊的電源端、指紋采集模塊的電源端、攝像頭模塊的電源端、顯示模塊的電源端、按鍵模塊的電源端、TF存儲模塊的電源端、通信模塊WIFI/USB的電源端，給其供電；ARM處理器平臺的通訊口連接到智能電源管理模塊通訊口上，通過協(xié)議指示智能電源管理模塊開啟或關(guān)閉模塊電源；ARM處理器平臺的數(shù)據(jù)口連接到射頻讀卡器模塊的數(shù)據(jù)口上，讀取身份證數(shù)據(jù)；ARM處理器平臺的數(shù)據(jù)口連接到指紋采集模塊上，讀取指紋數(shù)據(jù)；ARM處理器平臺的數(shù)據(jù)口連接到攝像頭模塊數(shù)據(jù)口上，讀取圖像數(shù)據(jù)；ARM處理器平臺的數(shù)據(jù)口連接到顯示模塊的數(shù)據(jù)口上，將圖像、文本、指紋信息顯示在顯示模塊上；ARM處理器平臺的AD口連接到按鍵模塊上，讀取按鍵信息；ARM處理器平臺的數(shù)據(jù)口連接到TF存儲模塊的數(shù)據(jù)口上，將數(shù)據(jù)存儲在TF卡上；ARM處理器平臺的數(shù)據(jù)口連接到通信模塊WIFI/USB的數(shù)據(jù)口上，和計(jì)算機(jī)的進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

所述的客戶端功能升級是設(shè)計(jì)者在ARM處理器平臺上編寫了升級代碼來實(shí)現(xiàn)的。升級代碼存放在互聯(lián)網(wǎng)云端上，當(dāng)合法用戶取得升級授權(quán)后，可自行在云端取得升級代碼，將其通過數(shù)據(jù)線拷貝在本機(jī)上，開機(jī)后自動完成產(chǎn)品功能升級，及時滿足了用戶的需求。

所述的指紋快速提取和比對是設(shè)計(jì)者通過采用了新的ARM處理器平臺AK3753來實(shí)現(xiàn)的，大幅縮短了采集、比對時間。指紋信息、圖像信息的采集時間由5s縮短為3s，比對時間由3s縮短為2s。ARM處理器平臺的串行通信速率可以設(shè)定在256300，而傳統(tǒng)內(nèi)核的串行速率最高僅為115200，改進(jìn)后，串行通信速率提高一倍，因此指紋數(shù)據(jù)的提取速度也相應(yīng)的提高一倍；所述的指紋快速比對是指設(shè)計(jì)者由于采用了AK3753內(nèi)核，他的主頻時鐘可工作在300Mhz，而傳統(tǒng)的內(nèi)核主頻時鐘工作在200Mhz，因此在內(nèi)核中比對、運(yùn)算速度也相應(yīng)的提高了約0.5倍。

本實(shí)用新型所述的電池充電管理如附圖2所示，由連接器J5、充電管理芯片U6、二極管D10、D11、電阻R39、R40、電容C48、鋰電池BT1組成。U6作為主控芯片，充電電壓固定于4.2V，內(nèi)部集成了電池溫度檢測、欠壓閉鎖、自動再充電、防倒充電路等電路，充電電流可通過一個電阻器進(jìn)行外部設(shè)置。連接器J5的數(shù)據(jù)腳一路經(jīng)二極管D10和U6的充電狀態(tài)腳相連，另一路經(jīng)二極管D11和U6的充電狀態(tài)腳相連，獲取兩路充電狀態(tài)信息；U6的輸出端連接到智能電源管理模塊電路的VBAT、鋰電池BT1上，給其供電；U6的充電時間設(shè)置端連接著電容C48、電阻R39，給電池充電設(shè)定閾值；U6的使能端連接著下拉電阻R40，使能芯片工作。J5的9腳、10腳、11腳、12腳是USB電源輸入端，和U6的1腳相連，J5的8腳、7腳是USB數(shù)據(jù)端，J5的8腳和二極管D10的正極相連，J5斷電7腳和二極管D11的正極相連；J5的1腳、2腳、3腳、4腳、U6的5腳、鋰電池的3腳和地相連；U6的3腳和D10的負(fù)極相連；U6的4腳和D11的負(fù)極相連；U6的8腳和電阻R40相連；U6的9腳和電阻R39、電容C48相連；U6的10腳是輸出腳和鋰電池BT1相連，輸出電壓VBAT。

本實(shí)用新型所述的智能電源管理模塊如附圖3所示，由單片機(jī)U1、電源芯片AU1-AU7、電容E1-E8組成，這些電源芯片分別連接到ARM處理器平臺的電源端、射頻讀卡器模塊的電源端、指紋采集模塊的電源端、攝像頭模塊的電源端、顯示模塊的電源端、按鍵模塊的電源端、TF存儲模塊的電源端、通信模塊WIFI/USB的電源端相連，給其供電。智能電源管理模塊接收ARM處理器平臺的指令，根據(jù)指令內(nèi)容管理每個電源芯片的使能端，使其開啟、關(guān)閉供電，實(shí)現(xiàn)低功耗、長待機(jī)的目的。在待機(jī)低功耗狀態(tài)下，整機(jī)工作電流小于0.1mA，可持續(xù)工作2年以上。電源芯片TPS79318的使能端是高電平時，輸出使能，相關(guān)電路得電；當(dāng)電源芯片TPS79318的使能端是低電平時，輸出關(guān)斷，相關(guān)電路斷電，呈低功耗狀態(tài)；此外，在AK平臺軟件上，我們開發(fā)了無動作休眠功能，當(dāng)連續(xù)60s內(nèi)檢測到外界無執(zhí)行動作，發(fā)送關(guān)閉外設(shè)指令到智能電源管理模塊，使其關(guān)閉外設(shè)，實(shí)現(xiàn)低功耗節(jié)電功能；按任意功能鍵喚醒。電源BVAT給芯片AU1供電，AU1的5腳輸出3.3v到單片機(jī)U1；電源BVAT給芯片AU2供電，AU2的5腳輸出3.3v到AK平臺；電源BVAT給芯片AU3供電，AU3的5腳輸出3.3v到WIFI電路；電源BVAT給芯片AU4供電，AU4的5腳輸出3.3v到顯示模塊Led電路；電源BVAT給芯片AU5供電，AU5的5腳輸出；5v 給芯片AU6供電， AU6的5腳輸出5v到射頻讀卡模塊；5v 給芯片AU7供電， 7的5腳輸出5v到攝像模塊。電源BVAT連接到芯片AU1的1腳3腳和電容E7相連，2腳接地，4腳懸空，5腳是輸出端，和電容E8相連，提供AVDD3V3到單片機(jī)U1的9腳。U1的3腳連接到按鍵21K相連，U1的13腳連接到AK_EN上，U1的14腳連接到WIFI_EN上，U1的15腳連接到LED_EN上， U1的15腳連接到5V_EN上，U1的17腳連接到LANHE_EN上，U1的5腳連接到CAMMER_EN上，U1的6腳連接到WAKE_UP上，U1的12腳連接到MMC_CMD上，U1的11腳連接到MMC_MCK上。電源BVAT連接到芯片AU2的1腳，3腳使能端連接到AK_EN使能端，2腳接地，4腳懸空，5腳是輸出端，和電容E1相連，提供AK_3V3電源到AK平臺。電源BVAT連接到芯片AU3的1腳，3腳使能端連接到WIFI_EN使能端，2腳接地，4腳懸空，5腳是輸出端，和電容E2相連，提供WIFI_3V3電源到WIFI模塊。電源BVAT連接到芯片AU4的1腳，3腳使能端連接到Led_EN使能端，2腳接地，4腳懸空，5腳是輸出端，和電容E3相連，提供V_Led電源到顯示模塊。電源BVAT連接到芯片AU5的1腳，2腳使能端連接到5v_EN使能端，3腳接地，4腳是輸出端，和電容E4相連，提供5v輸出。5v一路連接到芯片AU6的1腳，3腳使能端連接到Lanhe_EN使能端，2腳接地，4腳懸空，5腳是輸出端，和電容E5相連，提供V_Lanhe電源到射頻讀卡模塊顯示模塊。5v另一路連接到芯片AU7的1腳，3腳使能端連接到Camer_EN使能端，2腳接地，4腳懸空，5腳是輸出端，和電容E6相連，提供V_Camer電源到攝像模塊。

本實(shí)用新型所述的攝像頭模塊和采集儀模塊如附圖4所示，由攝像頭接口、采集儀接口組成，ARM平臺采集通過攝像頭J5采集人臉圖像數(shù)據(jù)、通過采集儀S580、J1來采集指紋數(shù)據(jù)。所述的攝像頭模塊選用聯(lián)永公司NT99141模組，它是HD CMOS Image Sensor,其分辨率為1288*728、真彩攝像頭。所述的采集模塊選用我公司自行研發(fā)、具有獨(dú)立自主知識產(chǎn)權(quán)的S580模組，負(fù)責(zé)采集指紋數(shù)據(jù)。U1的8位數(shù)據(jù)接口連接到采集儀J1、攝像頭J5的數(shù)據(jù)口上，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；U1的I2C數(shù)據(jù)總線連接到采集儀J1、攝像頭J5的I2C數(shù)據(jù)總線上，進(jìn)行命令通訊；U1的2條時鐘總線CIS_VIPCLK、CIS_VISCLK連接到采集儀J1、攝像頭J5的時鐘總線上；攝像頭J5的使能端8腳和U1的通用IO口86腳相連；采集儀J1的使能端1腳、8腳和U1的通用IO口77腳相連；U1的通用IO口75腳和攝像頭J5的23腳相連，驅(qū)動攝像頭J5的發(fā)光指示燈。U1的5腳、J5的15腳、J1的15腳相連，U1的6腳、J5的16腳、J1的16腳相連，U1的7腳、J5的17腳、J1的17腳相連，U1的8腳、J5的18腳、J1的18腳相連，U1的9腳、J5的19腳、J1的19腳相連，U1的510腳、J5的20腳、J1的20腳相連，U1的21腳、J5的21腳、J1的21腳相連，U1的22腳、J5的22腳、J1的22腳相連。V_Camer電壓一路連接到攝像頭J5的3腳、10腳、11腳，另一路連接到采集儀J1的3腳、10腳、11腳；U1的76腳、51腳是I2C總線接口，同時連接到攝像頭、采集儀上，進(jìn)行指令的發(fā)送和接收。U1的76腳、J5的4腳、J1的4腳相連，U1的51腳、J5的5腳、J1的5腳相連。U1的77腳是采集儀J1的使能端，當(dāng)77腳是低電平時，采集儀工作，和AK芯片做指令和數(shù)據(jù)交互，采集儀的數(shù)據(jù)上傳到AK芯片內(nèi)。U1的86腳是攝像頭J5的使能端，當(dāng)86腳是低電平時，攝像頭工作，和AK芯片做指令和數(shù)據(jù)交互，攝像頭的數(shù)據(jù)上傳到AK芯片內(nèi)；U1的75腳和攝像頭J5的23相連，驅(qū)動攝像頭的發(fā)光指示燈。

本實(shí)用新型所述的射頻讀卡模塊如附圖5所示，由電壓接口芯片U9和射頻讀卡模塊J4組成，ARM處理器平臺通過此電路讀取二代證的文本信息、指紋信息、圖片信息。所述的射頻讀卡模塊選用公安部指定的蘭盒作為核心部件，負(fù)責(zé)將二代證的加密信息解調(diào)，輸出串行數(shù)據(jù)，當(dāng)蘭盒在檢測區(qū)內(nèi)偵測到二代證后，通過串口方式輸出身份證信息到ARM處理器平臺。U1的49腳、54腳是串行數(shù)據(jù)口，經(jīng)過電壓接口芯片TXS0102 U9和射頻讀卡模塊相連，將二代證信息讀取到AK平臺上。U9將U1的3v電壓信號轉(zhuǎn)換成J4的5v信號，送到射頻讀卡模塊。U1的49腳、54腳是串行數(shù)據(jù)口，經(jīng)過電壓接口芯片TXS0102 U9和射頻讀卡模塊相連，將二代證信息讀取到AK平臺上。U9將U1的3v電壓信號轉(zhuǎn)換成J4的5v信號，送到射頻讀卡模塊。U1的49腳和U9的2腳相連，U1的54腳和U9的3腳相連，U9的4腳和J4的3腳相連，U9的5腳和J4的2腳相連，U9的1腳和VDD3V3相連，U9的6腳、J4的1腳和V_UART腳相連。

本實(shí)用新型所述的通信WIFI/USB電路如附圖6、圖7所示，由切換電路和USB/WIFI電路組成，ARM處理器平臺AK的USB數(shù)據(jù)通過WIFI/USB電路將數(shù)據(jù)網(wǎng)路上傳到電腦。所述的通信模塊選用DJ-WF-68E作為WIFI模塊，主芯片組為RTL8188EUS，是USB轉(zhuǎn)WIFI模塊；NU600是模擬開關(guān)，當(dāng)NU600的10腳是高電平時，將AK的USB數(shù)據(jù)連接到WIFI端，和WIFI模塊和路由器通訊交互，從而將數(shù)據(jù)上傳到用戶電腦上；當(dāng)當(dāng)NU600的10腳是低電平時，將AK的USB數(shù)據(jù)連接到USB端口，通過USB端口上傳到用戶電腦上。U1的42腳、41腳是USB功能引腳，和NU600模擬開關(guān)相連，通過使能NU600的10腳，將AK芯片的USB數(shù)據(jù)USB_DP_P、USB_DM_N供給WIFI接口或供給USB接口。當(dāng)10腳置低時，圖片、文本信息通過USB接口上傳到用戶電腦上，當(dāng)10腳置高時，圖片、文本信息通過WIFI接口上傳到用戶電腦上。所述的通信模塊選用DJ-WF-68E作為WIFI模塊，是USB轉(zhuǎn)WIFI模塊,他的4腳5腳和GND相連，它的1腳和WIFI3v3相連，它的2腳、3腳分別和HOST_USB_DM、HOST_USB_DP端相連,它的6腳是輸出端經(jīng)過電容C67、電感L4和天線J7相連。

本實(shí)用新型顯示模塊如附圖8所示，顯示模塊J3 型號為AM283P33，分辨率為240*320*RGB。ARM處理器平臺的8位數(shù)據(jù)口和顯示模塊J3的8位數(shù)據(jù)口相連，將顯示的數(shù)據(jù)、結(jié)果發(fā)送到顯示屏上。顯示模塊J3的使能腳、復(fù)位腳、讀寫腳連接到U1的四個通用IO口上；智能電源管理模塊的V_Led控制顯示模塊J3的背光的開啟關(guān)閉；智能電源管理模塊的VDD3V3和供給顯示模塊J3。U1的53腳是LCD復(fù)位腳，和J3的7腳相連；U1的83腳是寫信號，和J3的10腳相連；U1的84腳是LCD讀信號，和J3的9腳相連；U1的85腳是LCD使能腳，和J3的8腳相連；MPU_AD0- MPU_AD7是LCD的數(shù)據(jù)口，U1的數(shù)據(jù)口68腳連接到J3的23腳；U1的69腳連接到J3的24腳；U1的70腳連接到J3的25腳；U1的71腳連接到J3的26腳；U1的72腳連接到J3的27腳；U1的73腳連接到J3的28腳；U1的60腳連接到J3的29腳、U1的61腳連接到J3的30腳上；J3的16腳連接到智能電源管理模塊的V_LED腳上；J3的32腳、33腳連接到智能電源管理模塊的VDD3V3上；J3的5腳、34腳連接GND上。

本實(shí)用新型所述的按鍵模塊如附圖9所示，選用20個獨(dú)立按鍵的AD電路組成、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定。當(dāng)一路開關(guān)被按下時，在AD5網(wǎng)路上有不同鍵值電壓呈現(xiàn)，ARM平臺的33腳進(jìn)行鍵值的讀取、采集，根據(jù)鍵值實(shí)現(xiàn)預(yù)期的動作。每一組按鍵電路由一個分壓電阻和一個開關(guān)組成，共有20個這樣的回路，R1是上拉電阻，電容C1為濾波去抖電容。電源LDO33和電阻R21一端相連；R21的另一端和AK平臺的AD5網(wǎng)絡(luò)相連，此網(wǎng)絡(luò)還和電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、C1相連。

本實(shí)用新型所述的TF 存儲模塊市場上通用TF卡，最大支持到64G。和所述的ARM處理器平臺相連，ARM平臺將數(shù)據(jù)存儲在TF存儲模塊上。