本發(fā)明涉及智能家居領(lǐng)域，特別涉及一種智能家居指紋識別門禁系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

門禁管理是現(xiàn)代安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，隨著國內(nèi)對門禁系統(tǒng)的安全性、先進性和穩(wěn)定性要求的提高，迫切需要一種高性能的門禁系統(tǒng)，現(xiàn)在比較常用門禁系統(tǒng)主要有生物識別（指紋、掌形、虹膜等）和以射頻卡系統(tǒng)為代表的系統(tǒng)，雖然傳統(tǒng)的以射頻卡為代表的門禁系統(tǒng)能取到一些作用，但從本質(zhì)上來說，是檢驗人持有的“物”，而不是驗證其本人，只要“物”的有效性得到確認，則持有該“物”的人就被認為是合法者。所以這種以“物”認人的辦法的問題是顯而易見的，一是“物”的遺失將使合法的人得不到合法的驗證；二是“物”被盜用將反使非法的人得到合法的驗證。

指紋門禁系統(tǒng)，是利用人體生物特征指紋來進行身份安全識別，具有不可替代，不可復(fù)制和唯一性的特點，其采用高科技的數(shù)字圖像處理、生物識別及DSP算法等技術(shù)，用于門禁安全、進出人員識別控制，是符合現(xiàn)代安防要求的新一代門禁系統(tǒng)。本系統(tǒng)以手指取代傳統(tǒng)的鑰匙及現(xiàn)有的IC、ID卡功能，它利用人體指紋的各異性和不變性，為用戶提供安全可靠的加密手段，使用時只需將手指平放在指紋采集儀的采集窗口上，即可完成開鎖任務(wù)，操作十分簡便。而且避免了傳統(tǒng)機械鎖、識別卡、密碼鎖等由于鑰匙的丟失與盜用、識別卡的偽造或密碼鎖的破譯所造成的損失，同時系統(tǒng)還具有屏幕漢字顯示功能，從而增強門禁的防護措施，實現(xiàn)了安全管理的功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明提供了一種智能家居指紋識別門禁系統(tǒng)及方法，本發(fā)明具有智能化、安全管理、指紋識別準確等優(yōu)點。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種智能家居指紋識別門禁系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：用于進行指紋識別的指紋識別模塊；用于進行無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線數(shù)據(jù)傳輸模塊；用于控制系統(tǒng)運行的主控模塊；用于提供給第三方監(jiān)控門鎖是否打開的郵件模塊；用于執(zhí)行系統(tǒng)控制命令的執(zhí)行機構(gòu)；所述指紋識別模塊信號連接于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊信號連接于主控模塊；所述主控模塊分別信號連接于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、郵件模塊和AVR單片機；所述AVR單片機信號連接于執(zhí)行機構(gòu)。

進一步的，所述指紋識別模塊包括：指紋采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、DSP處理器、片外存儲器和電流管理裝置；所述指紋采集裝置信號連接于數(shù)據(jù)傳輸裝置；所述數(shù)據(jù)傳輸裝置信號連接于核心處理器；所述核心處理器信號連接于片外存儲器；所述電流管理裝置分別信號連接于片外存儲器和指紋采集裝置。

進一步的，所述指紋采集裝置采用電容式半導(dǎo)體傳感器件；所述電容式指紋傳感器采用反射式探測技術(shù)，采用平面式指紋傳感采集方法對指紋進行采集，其采集到的指紋為真皮層。

進一步的，所述電容式指紋傳感器采集指紋傳感由152×200個傳感器陣列組成，所述每一個陣列是一個金屬電極，充當電容器的一極，安在傳感面上的手指頭的對應(yīng)點則作為另外一極；其電容量的計算方法遵循以下公式：

；其中，C為電容量；d為極板間距； 為真空介電常數(shù)； 為極板間介質(zhì)的相對介電常數(shù)；s為極板的有效面積。

進一步的，所述電容式傳感器采集指紋的時候，指紋谷和指紋脊因為離傳感器陣列的距離不同，產(chǎn)生了不同的電容值C，經(jīng)過運算放大電路，形成不同的電壓值，通過內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字指紋圖像。

一種智能家居指紋識別門禁系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：系統(tǒng)初始化，串口初始化；

步驟2：根據(jù)用戶的選擇，判斷該用戶是對該用戶注冊還是對該用戶進行指紋識別；若需要對該用戶進行注冊，則執(zhí)行步驟3；若需要對該用戶進行指紋識別，則執(zhí)行步驟5；

步驟3： 對用戶的指紋進行采集，然后要求該用戶輸入其個人信息；若沒有輸入個人信息，重新執(zhí)行本步驟；若輸入了個人的信息，則執(zhí)行步驟4；

步驟4：對該用戶的指紋信息進行預(yù)處理和特征處理，然后將處理后的指紋存儲指紋數(shù)據(jù)庫中；

步驟5：運行門禁服務(wù)；對門的狀態(tài)進行查詢，然后對電流進行查詢；

步驟6：觸發(fā)匹配，然后對用戶的指紋進行采集，對采集到的指紋進行特征匹配；判斷匹配結(jié)果是否正確，如果是，則執(zhí)行步驟7，如果不正確，則重新執(zhí)行本步驟；

步驟7：控制模塊驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動操作，同時郵件模塊發(fā)送標志位給遠程監(jiān)控端。

進一步的，所述指紋特征匹配的方法包括以下步驟：

步驟1：設(shè)定通過光學(xué)傳感器獲取的指紋數(shù)據(jù)的經(jīng)第一預(yù)處理單元處理后的點集合為：

;

;

其中 表示點集合P中第N個點的X坐標；所述其中 表示點集合P中第N個點的Y坐標；其中 表示點集合P中第N個點的方向； 表示點集合P中第N個點的X坐標；所述其中 表示點集合P中第N個點的Y坐標；其中 表示點集合P中第N個點的方向。

步驟2：設(shè)定匹配公式為：

;

其中 表示模板的細節(jié)點數(shù)據(jù)；所述 表示輸入指紋的細節(jié)點數(shù)目；所述 是通過疊加匹配的細節(jié)點個數(shù)得到的最大匹配得分；

通過該公式計算得出最終的匹配分數(shù)。

步驟3：根據(jù)匹配分數(shù)的高低，對該指紋進行匹配。

采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明產(chǎn)生了以下有益效果：定時檢測門鎖狀態(tài)并采用無線通訊方式向用戶發(fā)送報警郵件，大大增強了門鎖的安全性。系統(tǒng)運行良好，能夠進行可靠安全的指紋識別，準確、快速地完成個人身份的驗證實現(xiàn)開關(guān)門功能和定時快速的郵件報警操作。同時，采用改進的指紋識別算法，能夠?qū)Σ杉降闹讣y進行更加準確的識別。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種智能家居指紋識別門禁系統(tǒng)及方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

本發(fā)明實施例1中提供了一種智能家居指紋識別門禁系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

一種智能家居指紋識別門禁系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：用于進行指紋識別的指紋識別模塊；用于進行無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線數(shù)據(jù)傳輸模塊；用于控制系統(tǒng)運行的主控模塊；用于提供給第三方監(jiān)控門鎖是否打開的郵件模塊；用于執(zhí)行系統(tǒng)控制命令的執(zhí)行機構(gòu)；所述指紋識別模塊信號連接于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊信號連接于主控模塊；所述主控模塊分別信號連接于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、郵件模塊和AVR單片機；所述AVR單片機信號連接于執(zhí)行機構(gòu)。

進一步的，所述指紋識別模塊包括：指紋采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、DSP處理器、片外存儲器和電流管理裝置；所述指紋采集裝置信號連接于數(shù)據(jù)傳輸裝置；所述數(shù)據(jù)傳輸裝置信號連接于核心處理器；所述核心處理器信號連接于片外存儲器；所述電流管理裝置分別信號連接于片外存儲器和指紋采集裝置。

進一步的，所述指紋采集裝置采用電容式半導(dǎo)體傳感器件；所述電容式指紋傳感器采用反射式探測技術(shù)，采用平面式指紋傳感采集方法對指紋進行采集，其采集到的指紋為真皮層。

進一步的，所述電容式指紋傳感器采集指紋傳感由152×200個傳感器陣列組成，所述每一個陣列是一個金屬電極，充當電容器的一極，安在傳感面上的手指頭的對應(yīng)點則作為另外一極；其電容量的計算方法遵循以下公式：

；其中，C為電容量；d為極板間距； 為真空介電常數(shù)； 為極板間介質(zhì)的相對介電常數(shù)；s為極板的有效面積。

進一步的，所述電容式傳感器采集指紋的時候，指紋谷和指紋脊因為離傳感器陣列的距離不同，產(chǎn)生了不同的電容值C，經(jīng)過運算放大電路，形成不同的電壓值，通過內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字指紋圖像。

本發(fā)明實施例2中提供了一種智能家居指紋識別門禁系統(tǒng)的方法：

一種智能家居指紋識別門禁系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：系統(tǒng)初始化，串口初始化；

步驟2：根據(jù)用戶的選擇，判斷該用戶是對該用戶注冊還是對該用戶進行指紋識別；若需要對該用戶進行注冊，則執(zhí)行步驟3；若需要對該用戶進行指紋識別，則執(zhí)行步驟5；

步驟3： 對用戶的指紋進行采集，然后要求該用戶輸入其個人信息；若沒有輸入個人信息，重新執(zhí)行本步驟；若輸入了個人的信息，則執(zhí)行步驟4；

步驟4：對該用戶的指紋信息進行預(yù)處理和特征處理，然后將處理后的指紋存儲指紋數(shù)據(jù)庫中；

步驟5：運行門禁服務(wù)；對門的狀態(tài)進行查詢，然后對電流進行查詢；

步驟6：觸發(fā)匹配，然后對用戶的指紋進行采集，對采集到的指紋進行特征匹配；判斷匹配結(jié)果是否正確，如果是，則執(zhí)行步驟7，如果不正確，則重新執(zhí)行本步驟；

步驟7：控制模塊驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動操作，同時郵件模塊發(fā)送標志位給遠程監(jiān)控端。

進一步的，所述指紋特征匹配的方法包括以下步驟：

步驟1：設(shè)定通過光學(xué)傳感器獲取的指紋數(shù)據(jù)的經(jīng)第一預(yù)處理單元處理后的點集合為：

;

;

其中 表示點集合P中第N個點的X坐標；所述其中 表示點集合P中第N個點的Y坐標；其中 表示點集合P中第N個點的方向； 表示點集合P中第N個點的X坐標；所述其中 表示點集合P中第N個點的Y坐標；其中 表示點集合P中第N個點的方向。

步驟2：設(shè)定匹配公式為：

;

其中 表示模板的細節(jié)點數(shù)據(jù)；所述 表示輸入指紋的細節(jié)點數(shù)目；所述 是通過疊加匹配的細節(jié)點個數(shù)得到的最大匹配得分；

通過該公式計算得出最終的匹配分數(shù)。

本發(fā)明實施例3中提供了一種智能家居指紋識別門禁系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

一種智能家居指紋識別門禁系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：用于進行指紋識別的指紋識別模塊；用于進行無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線數(shù)據(jù)傳輸模塊；用于控制系統(tǒng)運行的主控模塊；用于提供給第三方監(jiān)控門鎖是否打開的郵件模塊；用于執(zhí)行系統(tǒng)控制命令的執(zhí)行機構(gòu)；所述指紋識別模塊信號連接于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊信號連接于主控模塊；所述主控模塊分別信號連接于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、郵件模塊和AVR單片機；所述AVR單片機信號連接于執(zhí)行機構(gòu)。

進一步的，所述指紋識別模塊包括：指紋采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、DSP處理器、片外存儲器和電流管理裝置；所述指紋采集裝置信號連接于數(shù)據(jù)傳輸裝置；所述數(shù)據(jù)傳輸裝置信號連接于核心處理器；所述核心處理器信號連接于片外存儲器；所述電流管理裝置分別信號連接于片外存儲器和指紋采集裝置。

進一步的，所述指紋采集裝置采用電容式半導(dǎo)體傳感器件；所述電容式指紋傳感器采用反射式探測技術(shù)，采用平面式指紋傳感采集方法對指紋進行采集，其采集到的指紋為真皮層。

進一步的，所述電容式指紋傳感器采集指紋傳感由152×200個傳感器陣列組成，所述每一個陣列是一個金屬電極，充當電容器的一極，安在傳感面上的手指頭的對應(yīng)點則作為另外一極；其電容量的計算方法遵循以下公式：

；其中，C為電容量；d為極板間距； 為真空介電常數(shù)； 為極板間介質(zhì)的相對介電常數(shù)；s為極板的有效面積。

進一步的，所述電容式傳感器采集指紋的時候，指紋谷和指紋脊因為離傳感器陣列的距離不同，產(chǎn)生了不同的電容值C，經(jīng)過運算放大電路，形成不同的電壓值，通過內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字指紋圖像。

一種智能家居指紋識別門禁系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：系統(tǒng)初始化，串口初始化；

步驟2：根據(jù)用戶的選擇，判斷該用戶是對該用戶注冊還是對該用戶進行指紋識別；若需要對該用戶進行注冊，則執(zhí)行步驟3；若需要對該用戶進行指紋識別，則執(zhí)行步驟5；

步驟3： 對用戶的指紋進行采集，然后要求該用戶輸入其個人信息；若沒有輸入個人信息，重新執(zhí)行本步驟；若輸入了個人的信息，則執(zhí)行步驟4；

步驟4：對該用戶的指紋信息進行預(yù)處理和特征處理，然后將處理后的指紋存儲指紋數(shù)據(jù)庫中；

步驟5：運行門禁服務(wù)；對門的狀態(tài)進行查詢，然后對電流進行查詢；

步驟6：觸發(fā)匹配，然后對用戶的指紋進行采集，對采集到的指紋進行特征匹配；判斷匹配結(jié)果是否正確，如果是，則執(zhí)行步驟7，如果不正確，則重新執(zhí)行本步驟；

步驟7：控制模塊驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動操作，同時郵件模塊發(fā)送標志位給遠程監(jiān)控端。

進一步的，所述指紋特征匹配的方法包括以下步驟：

步驟1：設(shè)定通過光學(xué)傳感器獲取的指紋數(shù)據(jù)的經(jīng)第一預(yù)處理單元處理后的點集合為：

;

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其中 表示點集合P中第N個點的X坐標；所述其中表示點集合P中第N個點的Y坐標；其中表示點集合P中第N個點的方向； 表示點集合P中第N個點的X坐標；所述其中 表示點集合P中第N個點的Y坐標；其中 表示點集合P中第N個點的方向。

步驟2：設(shè)定匹配公式為：

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其中 表示模板的細節(jié)點數(shù)據(jù)；所述 表示輸入指紋的細節(jié)點數(shù)目；所述 是通過疊加匹配的細節(jié)點個數(shù)得到的最大匹配得分；

通過該公式計算得出最終的匹配分數(shù)。

步驟3：根據(jù)匹配分數(shù)的高低，對該指紋進行匹配。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。