本發(fā)明涉及指靜脈識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具備聲控喚醒功能的指靜脈鎖及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，指靜脈識(shí)別設(shè)備因?yàn)樾枰邆涓鞣N各樣的功能，因此結(jié)構(gòu)和程序設(shè)置上比較復(fù)雜，為了使得各種設(shè)備和程序功能得到充分利用，指靜脈識(shí)別設(shè)備需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行通電，因此功耗已經(jīng)成為指靜脈識(shí)別設(shè)備使用過程中的瓶頸，特別是在可充電的指靜脈識(shí)別設(shè)備中，該情況顯得尤為突出。

而為了使得指靜脈識(shí)別設(shè)備的待機(jī)時(shí)長(zhǎng)相應(yīng)延長(zhǎng)，現(xiàn)有技術(shù)中通常將指靜脈設(shè)備設(shè)計(jì)為，當(dāng)處于非工作狀態(tài)時(shí)，指靜脈設(shè)備在待機(jī)狀態(tài)時(shí)進(jìn)入睡眠以降低功耗。但是以何種方式喚醒指靜脈識(shí)別設(shè)備成為研發(fā)過程中的新的技術(shù)問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，采用觸摸傳感器將設(shè)備進(jìn)行喚醒，用戶需要將手指觸摸于觸摸傳感器上，觸摸傳感器識(shí)別用戶指紋后發(fā)出高電位信號(hào)以喚醒控制電路板，從而使得控制電路板被喚醒激活而重新工作。但是，如果人指的指紋表面帶有灰塵或者水霧時(shí)，會(huì)使得觸摸傳感器的識(shí)別靈敏度不高，從而無法正確讀出用戶的指紋紋路，進(jìn)而影響觸摸傳感器的正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是提出一種方便快捷、使用簡(jiǎn)單的具備聲控喚醒功能的指靜脈鎖及其實(shí)現(xiàn)方法，旨在提高指靜脈鎖的自動(dòng)化程度以及降低能耗。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種具備聲控喚醒功能的指靜脈鎖，包括用于控制所述指靜脈鎖工作的微控制單元模塊、與所述微控制單元模塊電連接并可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、與所述微控制單元模塊電連接并傳輸被檢測(cè)的指靜脈數(shù)據(jù)至所述微控制單元的攝像頭、通過外接設(shè)備控制模塊與所述微控制單元模塊電連接并可發(fā)出紅外光線配合所述攝像頭檢測(cè)指靜脈數(shù)據(jù)的紅外線模塊、用于向所述指靜脈鎖供電的電源模塊；所述指靜脈鎖還包括通過外接設(shè)備控制模塊與所述微控制單元模塊電連接并用于檢測(cè)聲音以喚醒所述微控制單元模塊工作的拾音器模塊。

優(yōu)選地，所述拾音器模塊為主動(dòng)式拾音器。

優(yōu)選地，所述主動(dòng)式拾音器與所述外接設(shè)備控制模塊之間電連接有用于放大并過濾聲音頻率的聲音放大器。

優(yōu)選地，所述聲音放大器與所述外接設(shè)備控制模塊之間電連接有用于過濾高頻聲音的動(dòng)態(tài)閾值減法電路。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊包括相互電連接并可交互通信傳輸數(shù)據(jù)的只讀儲(chǔ)存器以及隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。

本發(fā)明還提出一種使用所述的具備聲控喚醒功能的指靜脈鎖的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：

1)所述拾音器模塊檢測(cè)并拾取環(huán)境聲音再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送至所述聲音放大器；

2)環(huán)境聲音對(duì)應(yīng)的電信號(hào)頻率低于或高于所述聲音放大器檢測(cè)范圍，所述微控制單元模塊一直處于休眠狀態(tài)；

3)環(huán)境聲音對(duì)應(yīng)的電信號(hào)頻率處于所述聲音放大器檢測(cè)范圍，所述聲音放大器向所述微控制單元模塊輸入高電平，所述微控制單元模塊被喚醒工作；

4)所述微控制單元模塊控制所述紅外線模塊向所述攝像頭發(fā)出紅外光線，并被所述攝像頭拍攝指靜脈影像數(shù)據(jù)，所述攝像頭將指靜脈影像數(shù)據(jù)發(fā)送至所述微控制單元作對(duì)比，若所述微控制單元收錄的用戶指靜脈數(shù)據(jù)與攝像頭采集的指靜脈影像數(shù)據(jù)相一致，所述指靜脈鎖可被打開。

本發(fā)明技術(shù)方案通過在指靜脈鎖的電路設(shè)置用于收集環(huán)境聲音的拾音模塊、過濾環(huán)境聲音的聲音放大器等組成的電路。通過拾音模塊獲得環(huán)境的聲音，經(jīng)過放大器放大濾波整形后，形成一個(gè)啟動(dòng)脈沖信號(hào)，該信號(hào)連接到微控制單元模塊喚醒端口，只要環(huán)境里有特定頻率聲音時(shí)，才能將微控制單元模塊觸發(fā)并喚醒，觸發(fā)識(shí)別電路進(jìn)入工作狀態(tài)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)方案的指靜脈鎖無需觸摸模塊來啟動(dòng)指靜脈識(shí)別電路的微控制單元模塊，工作時(shí)可通過聲音提前喚醒指靜脈模塊，無人操作時(shí)進(jìn)入低功耗模式，因此本發(fā)明技術(shù)方案能夠提高指靜脈鎖自動(dòng)化程度及降低能耗。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明指靜脈鎖實(shí)施例的電路部件連接結(jié)構(gòu)關(guān)系圖；

圖2為本發(fā)明指靜脈鎖實(shí)施例的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明，若本發(fā)明實(shí)施例中有涉及方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)，則該方向性指示僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對(duì)位置關(guān)系、運(yùn)動(dòng)情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。

另外，若本發(fā)明實(shí)施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，則該“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。另外，各個(gè)實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明實(shí)施例提出一種具備聲控喚醒功能的指靜脈鎖，包括用于控制指靜脈鎖工作的微控制單元模塊、與微控制單元模塊電連接并可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、與微控制單元模塊電連接并傳輸被檢測(cè)的指靜脈數(shù)據(jù)至微控制單元的攝像頭、通過外接設(shè)備控制模塊與微控制單元模塊電連接并可發(fā)出紅外光線配合攝像頭檢測(cè)指靜脈數(shù)據(jù)的紅外線模塊、用于向指靜脈所供電的電源模塊。本實(shí)施例的指靜脈鎖還包括通過外接設(shè)備控制模塊與微控制單元模塊電連接并用于檢測(cè)聲音以喚醒微控制單元模塊的拾音器模塊。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例的微控制單元模塊(即MCU)為單片機(jī)控制電路板，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括相互電連接并交互通信傳輸數(shù)據(jù)的只讀存儲(chǔ)器(即ROM)以及隨機(jī)存取器(即RAM)、攝像頭為可拍攝指靜脈黑白圖像的攝像頭、紅外線模塊為可發(fā)出紅外線的LED燈組、外接設(shè)備控制模塊為IO接口設(shè)備控制模塊、拾音器模塊則為主動(dòng)式拾音器。

參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例指靜脈鎖的電路為，微控制單元模塊通過數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線同時(shí)與只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取器、IO接口設(shè)備控制模塊電連接并交互通信傳輸數(shù)據(jù)；攝像頭通過控制總線與微控制單元模塊電連接并交互通信傳輸數(shù)據(jù)，另外攝像頭還設(shè)有電路與IO接口設(shè)備控制模塊電連接并被供電；IO接口設(shè)備控制模塊還設(shè)有INT接口、UART接口以及USB接口，另外IO接口設(shè)備控制模塊還電連接有電源模塊用于向微控制單元模塊供電。

參見圖2，本發(fā)明實(shí)施例指靜脈鎖用于喚醒微控制單元模塊的電路包括由R1電膽和MK1麥克風(fēng)組成的拾音器電路以及聲音放大器電路A1、可對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行過濾的低通過濾器電路A2、再次放大器電路A3依次電連接。其中，拾音器電路拾取能夠喚醒微控制單元模塊的聲音頻率為20Hz～100Hz，處于該頻率段的才能被認(rèn)定為有效聲音。本實(shí)施例中，由R1電膽和MK1麥克風(fēng)組成的拾音器電路以及聲音放大器電路A1能夠拾取環(huán)境中的聲音，而混雜在環(huán)境聲音中的有效聲音可能聲音過小，從而不便于后續(xù)電路進(jìn)行準(zhǔn)確過濾，因此拾音器電路拾取聲音后，需要對(duì)聲音進(jìn)行第一次放大。而低通過濾器電路A2可對(duì)被放大后的聲音進(jìn)行過濾篩除，其中，頻率低于20Hz且呈連續(xù)不斷的聲音則會(huì)被認(rèn)定為環(huán)境聲音，而頻率高于100Hz的聲音則會(huì)被認(rèn)定為非工作聲音，處于頻率低于20Hz或高于100Hz的聲音段通過低通過濾器電路A2的篩選功能進(jìn)行過濾，以保留處于20Hz至100Hz的聲音，需要說明的是，處于20Hz至100Hz區(qū)間段的聲音是包括頻率為20Hz和100Hz的聲音。當(dāng)聲音被低通過濾器電路A2篩選后，需要通過放大器電路A3進(jìn)行再次放大，以便進(jìn)行輸出一個(gè)高電平，以喚醒微控制單元模塊工作。

另外，為了使得本實(shí)施例的電路避免因?yàn)榄h(huán)境聲音過于吵雜而影響喚醒微控制單元模塊的效果，可在放大器電路A3與微控制單元模塊之間設(shè)置用于對(duì)聲音波形整形的動(dòng)態(tài)閾值減法電路A4，以降低其他聲音對(duì)于有效的影響，通過對(duì)聲音波形進(jìn)行整形后，可輸出一個(gè)高電平實(shí)現(xiàn)電位的改變，從而可對(duì)指靜脈模塊的微處理器進(jìn)行喚醒而重新開始工作。

本發(fā)明實(shí)施例還提出一種使用具備聲控喚醒功能的指靜脈鎖的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：

1)拾音器模塊檢測(cè)并拾取環(huán)境聲音再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送至聲音放大器；

2)環(huán)境聲音對(duì)應(yīng)的電信號(hào)頻率低于或高于聲音放大器檢測(cè)范圍，微控制單元模塊一直處于休眠狀態(tài)；

3)環(huán)境聲音對(duì)應(yīng)的電信號(hào)頻率處于聲音放大器檢測(cè)范圍，聲音放大器向微控制單元模塊輸入高電平，微控制單元模塊被喚醒工作；

4)微控制單元模塊控制紅外線模塊向攝像頭發(fā)出紅外光線，并被攝像頭拍攝指靜脈影像數(shù)據(jù)，攝像頭將指靜脈影像數(shù)據(jù)發(fā)送至微控制單元作對(duì)比，若微控制單元收錄的用戶指靜脈數(shù)據(jù)與攝像頭采集的指靜脈影像數(shù)據(jù)相一致，指靜脈鎖可被打開。

參見圖2，本實(shí)施例具備聲控喚醒功能的指靜脈鎖中，拾音器模塊的主動(dòng)式拾音器對(duì)指靜脈鎖附近的環(huán)境聲音進(jìn)行檢測(cè)，主動(dòng)式拾音器檢測(cè)到的環(huán)境聲音后轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并發(fā)送至聲音放大器。

如果拾音器模塊的主動(dòng)式拾音器拾取的環(huán)境聲音頻率低于20Hz且處于連續(xù)不斷狀態(tài)的聲音，這些聲音認(rèn)定為環(huán)境聲音，而非有效的工作聲音，低通過濾器電路A2將該環(huán)境聲音進(jìn)行過濾，不會(huì)產(chǎn)生電位的變化，微控制單元模塊則會(huì)一直處于休眠狀態(tài)。另外，如果環(huán)境聲音對(duì)應(yīng)的電信號(hào)頻率低于20Hz或者大于100Hz時(shí)，聲音放大器則會(huì)將相應(yīng)的電信號(hào)篩選除去，微控制單元模塊也會(huì)一直處于休眠的狀態(tài)。

參見圖2，如果拾音器拾取的環(huán)境聲音混有聲音放大器設(shè)定閾值范圍的聲音，如混雜的聲音有頻率為20Hz～100Hz范圍內(nèi)的聲音，經(jīng)由拾音器電路收集相應(yīng)聲音后，經(jīng)過放大器A1進(jìn)行第一次放大，然后進(jìn)入低通過濾器電路A2，并且將頻率高于100Hz的高頻信號(hào)過濾去除，從而將一些高頻的干擾聲去除以避免指靜脈鎖的誤操作導(dǎo)致不必要損耗。低通過濾器電路A2選取頻率范圍為20Hz至100Hz的聲音為有效聲音，最后有效信號(hào)經(jīng)放大器電路A3進(jìn)行放大后，再經(jīng)動(dòng)態(tài)閾值減法電路A4比較整形，輸出高電平以實(shí)現(xiàn)微控制單元模塊進(jìn)行工作。而人操作完畢然后離開后，拾音器電路檢測(cè)到聲音為環(huán)境聲音，指靜脈鎖則再次進(jìn)入休眠的狀態(tài)。

本發(fā)明的指靜脈鎖的工作原理是，當(dāng)無用戶需要驗(yàn)證指靜脈時(shí)，微控制單元模塊處于休眠狀態(tài)，從而可節(jié)約能源。

當(dāng)有人體靠近時(shí)，人走路的聲音頻率通常處于20Hz至100Hz之間，主動(dòng)式拾音器與聲音放大器組成的拾音放大過濾電路捕獲聲音信息并進(jìn)行處理，然后產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)通過INT端口進(jìn)入微控制單元模塊的單片機(jī)電路的中端口，從而喚醒微控制單元模塊。被喚醒的微控制單元模塊立即恢復(fù)到休眠前的工作狀態(tài)，并且控制紅外線LED燈組發(fā)出紅外光線，紅外光線穿過指靜脈的皮肉后，由于血管和肌肉對(duì)于紅光吸收率不同，因此在攝像頭的傳感器上形成血管的投影。經(jīng)過微控制單元模塊收集數(shù)據(jù)后，利用圖像處理算法，把血管部分的圖像增強(qiáng)后提取出來，形成清晰的血管圖，最后經(jīng)過特征點(diǎn)算法，把血管的特征點(diǎn)提取出來后，整理成特征數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，微控制單元模塊對(duì)檢測(cè)的特征數(shù)據(jù)與只讀儲(chǔ)存器存儲(chǔ)的指靜脈數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如特征數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)相一致，指靜脈鎖則可被打開。

本發(fā)明實(shí)施例通過在指靜脈鎖的電路設(shè)置有拾音模塊以及聲音放大器組成的電路，通過拾音模塊獲得環(huán)境的聲音，經(jīng)過放大器放大濾波整形后，形成一個(gè)啟動(dòng)脈沖信號(hào)，該信號(hào)連接到微控制單元模塊喚醒端口，只要環(huán)境里有特定頻率的聲音時(shí)，就能產(chǎn)生喚醒信號(hào)，觸發(fā)識(shí)別電路進(jìn)入工作狀態(tài)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的，本發(fā)明實(shí)施例的指靜脈鎖無需觸摸模塊來啟動(dòng)指靜脈識(shí)別電路的MCU，具有提前喚醒指靜脈模塊的功能，無人操作時(shí)允許指靜脈識(shí)別電路進(jìn)入低功耗模式，節(jié)省功耗。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。