專利名稱：使用指紋識別技術的汽車管理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車駕駛身份識別的技術，特別是對汽車進行管理的指紋識別技術的智能裝置。
背景技術：
目前，為了汽車駕駛身份識別的安全，或者說為了不給未經主人的同意就開啟和駕駛汽車的事情發(fā)生，人們采用了許多不同的技術來進行防護，例如采用方向盤加鎖、密碼鑰匙、聲控、無線電射頻等手段和裝置，特別近幾年許多人還研制了使用指紋識別技術的智能裝置，也就是以指紋驗證的方式允許打開車門或啟動汽車，該指紋識別模塊一般由指紋采集部分和指紋識別部分組成，指紋采集部分完成對指紋的采集并生成數字特征代碼，指紋識別部分完成對所采集指紋和所存儲指紋的對比，由比對結果來控制車輛的運行。從公開的中國專利中我們也檢索到十多項對汽車進行管理的指紋識別技術和裝置，例如，申請(專利)號CN200410091593.名稱帶指紋識別系統(tǒng)的汽車防盜控制單元摘要一種帶指紋識別系統(tǒng)的汽車防盜控制單元，其特征在于包括汽車鑰匙，汽車鑰匙上帶有脈沖轉發(fā)器；安裝有識讀線圈的汽車點火鑰匙座；發(fā)動機控制單元，發(fā)動機控制單元可控制汽車發(fā)動機的運行；指紋采集識別系統(tǒng)；防盜電腦板，防盜電腦板上設有接口與汽車點火鑰匙座、發(fā)動機控制單元及指紋識別系統(tǒng)相連接，防盜電腦板把電磁感應能量經所述識讀線圈發(fā)送給所述脈沖轉發(fā)器，脈沖轉發(fā)器得到感應的能量將自身所攜帶的代碼信息經識讀線圈發(fā)送到防盜電腦板。申請(專利)號CN200410087811.名稱具有司機身份識別的汽車行駛記錄儀單片機控制裝置，摘要該裝置由速度傳感器信號、指紋識別系統(tǒng)信號、八通道狀態(tài)信號、單片機管理系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)組成；其主要特征是單片機的I/O輸入端與速度傳感器輸出信號、指紋識別系統(tǒng)輸出信號及剎車、手剎、油門、喇叭、大燈、小燈、車門、車門等八通道狀態(tài)信號連接；單片機的I/O輸出端與顯示系統(tǒng)連接，通過單片機管理系統(tǒng)的軟件識別、接收、存貯、計算，在顯示屏上顯示各項數據；單片機輸出端接有油門控制電路。申請(專利)號CN200420014297.9名稱具有司機身份識別的汽車行駛記錄儀單片機控制裝置摘要1、一種具有司機身份識別的汽車行駛記錄儀單片機控制裝置，由速度傳感器信號、指紋識別系統(tǒng)信號、八通道狀態(tài)信號、單片機管理系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)組成；其主要特征是單片機的I/O輸入端與速度傳感器輸出信號、指紋識別系統(tǒng)輸出信號及剎車、手剎、油門、喇叭、大燈、小燈、車門、車門等八通道狀態(tài)信號連接；單片機的I/O輸出端與顯示系統(tǒng)連接，通過單片機管理系統(tǒng)的軟件識別、接收、存貯、計算，在顯示屏上顯示各項數據；單片機輸出端接有油門控制電路。申請(專利)號CN03121146.名稱臉譜和指紋識別汽車內置防盜鎖自動控制系統(tǒng)摘要1、一種臉譜和指紋識別汽車內置防盜鎖自動控制系統(tǒng)，主要由攝像頭、指紋識別觸摸感應器、線路板、控制室、點火開關、轉向盤、控制鍵、內置電控鎖、轉向軸和轉向管柱組成。其中在轉向盤的半徑柱上分別安裝攝像頭和指紋識別觸摸感應器與線路板相連。線路板安裝在轉向盤盤心下的控制室內，在由點火開關，內置電控鎖、控制鍵與線路板相連控制轉向軸將它們用螺栓、螺母、導線、接觸彈簧、墊圈、彈簧連接成轉向管柱為一個整體。
在上述公開的專利文獻中，分別給出了一些汽車指紋識別和操作的技術方案和裝置，但還存在一些不足之處，如它們都沒有一個易于操作的方式對這些指紋進行管理，不能直觀反映指紋所屬者信息、修改指紋信息繁瑣。比如要添加某人的指紋、要刪除某人的指紋、顯示現在已經通過驗證的指紋是誰的，目前的指紋管理方式有的是通過語音提示，有的雖然采用了顯示器件，但均使用數碼管顯示數字代碼的形式，有的則使用專用工具來完成，這些方案易于技術實現而難于駕駛員使用，由于操作復雜麻煩，甚至有些方案需要使用者進行專門培訓后才能使用；另外，它們控制的只是打開車門或啟動汽車，而不能對不允許駕駛的人進行不同的權限設定，不能對允許駕駛的人在不同的時間段內有不同的駕駛限制?；谶@些原因，導致指紋技術未能在汽車產品上得到推廣運用。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種能夠克服現有技術的不能直觀反映指紋所屬者信息、修改指紋信息繁瑣等不足之處，采用一種顯示直觀、方便管理、可靠程度高、使用簡單的、對汽車進行管理的指紋識別技術的智能裝置。
本實用新型使用指紋識別技術的汽車管理裝置，包括電源電路、脫機指紋模塊、CPU、存儲器和執(zhí)行機構，其特點是它還包括、顯示屏、中英文字庫和鍵盤，所述的顯示屏采用中英文點陣顯示屏，所述的中英文字庫采用含有中英文字符點陣信息的存儲器件，所述的鍵盤由標有數字0-9兼字母A-Z、功能鍵、方向鍵構成；各部件的連接方式電源電路由汽車電源接入提供給整個管理裝置的各電路，脫機指紋模塊安裝在管理裝置的面板，脫機指紋模塊接到CPU的串口，CPU分別與存儲器、顯示屏、字庫、鍵盤和執(zhí)行機構連接，或者CPU擴展后再與存儲器、顯示屏、字庫、鍵盤和執(zhí)行機構連接。
以上所述的使用指紋識別技術的汽車管理裝置，還可以包括計算機接口電路、時鐘電路、IO口擴展電路，計算機接口電路、時鐘電路、IO口擴展電路是從CPU接出。
以上所述的使用指紋識別技術的汽車管理裝置， CPU還可以通過IO口擴展電路再接執(zhí)行機構、程序存儲器、數據存儲器、顯示屏、中英文字庫、鍵盤、指示燈和時鐘電路。
本指紋識別的汽車管理裝置的電源電路采用開關式電源，將汽車的+12V電源轉換成+5V、+3.3V，供給各部件工作。
本指紋識別的汽車管理裝置的脫機指紋模塊采用現有人們研制成熟的模塊，一般由指紋采集部分和指紋識別部分組成，主要能夠配套CPU工作，與其它電路配置合理就可以了。
本指紋識別的汽車管理裝置的CPU可以使用80C51系列單片機，也可以采用其它系列的CPU，其作用主要是在程序的控制下，協調各電路工作。
以上所述的執(zhí)行機構包括提供給汽車電路或油路工作的繼電器、開關、電機和相應的部件。
以上所述的顯示屏采用可以顯示中英文的點陣顯示屏，車輛的管理者可以很方便地通過顯示屏的漢字或英文提示進行指紋的增加、刪除、修改操作，可以通過鍵盤對本裝置進行配置。
以上所述的鍵盤可以采用袖珍鍵盤，上面主要標有數字0-9，在這10個數字鍵上，同時還標有字母A-Z，用于輸入漢字，類似于手機鍵盤，同時，該鍵盤上還有多個功能鍵盤及方向鍵，用于表示“確認”、“取消”，駕駛員可以方便地錄入相應的數據，對本裝置進行配置從而對車輛進行專人開車、指定時間開車的管理。
以上所述的數據存儲器是將車輛管理者設置的數據存儲起來的元器件，車輛的管理者將數據從鍵盤錄入，在數據存儲器中記錄下來，同時也將各個駕駛員的記錄也保存下來，以便處理調用。
以上所述的字庫是存儲漢字、英文字母及數字的顯示點陣數據，這些點陣數據由CPU調用并在點陣顯示屏上顯示，從而可以顯示漢字、字母、數字。
以上所述的程序存儲器是存儲CPU的指令集，該智能裝置的軟件就存儲在這個存儲器中，CPU從這里讀取并執(zhí)行每條指令。
以上所述的時鐘電路主要用于產生實時的時鐘，用于記錄駕駛員的駕駛開始時間及結束時間，同時CPU也可以從這里讀取當前時鐘，從而判定此時某個駕駛員在當前時間是否有權限駕車。
以上所述的IO擴展電路可以由各種擴展苾片組成，主要用于擴展CPU的IO口、地址線、數據線，如果使用功能更為強大的CPU，則可以不采用IO擴展電路。
以上所述的計算機接口電路主要采用RS232通訊電路，用于與計算機通訊，計算機可以通過這個接口電路與智能裝置的CPU通訊，從而讀取配置數據、行車記錄或下載配置數據。
以上所述的指示燈可以采用發(fā)光二極管，或其它發(fā)光器件，用以指示執(zhí)行機構是否接通。
以上所述的CPU可以采用帶有程序存儲器、時鐘電路及IO擴展電路的多功能CPU。
以上所述的中英文字庫可以采用程序存儲器與中英文字庫合為一體的存儲器。
為了適應不同的車輛安裝，本裝置可以采用一體式或分體式安裝，即把電源電路、脫機指紋模塊、CPU、執(zhí)行機構、程序存儲器、數據存儲器、顯示屏、中英文字庫、指示燈和鍵盤，安裝在同一外殼內，或者將幾個部件分開安裝在車內不同的地方。
本裝置的主要使用過程是當駕駛員通過指紋驗證后可以顯示駕駛員的姓名并開啟執(zhí)行機構從而接通汽車的電路或油路；當管理員需要對汽車進行參數設置時，按下指定的功能鍵盤，輸入密碼后可以選擇相應的菜單進行配置，如增加、刪除、修改指紋操作，也可以通過菜單修改某個駕駛員的允許駕駛時間段，或查詢駕駛記錄。本裝置的電路工作原理是在汽車鑰匙拔出時(即汽車斷電后)，CPU(U1)反復查詢指紋模塊(U4)中是否有手指按下，如果有手指按下，則轉入駕駛員驗證流程；查詢是否有鍵盤(P900)上是否有手指按下，如果有則轉入駕駛員信息管理流程；查詢計算機接口電路(U3)中是否有計算機串行數據，如果有數據，則轉入計算機通訊流程。
與現有技術相比，本實用新型的優(yōu)點是1、本裝置比現有的指紋識別技術的裝置增加了程序存儲器、數據存儲器、字庫、具有可以顯示中英文的顯示屏、有與手機類似的可以輸入漢字及字母的鍵盤，功能齊全，工作可靠，使用也很簡單。
2、車輛的管理者可以通過鍵盤對本裝置進行配置從而對車輛進行專人開車、指定時間開車的管理，可極大地提高公車的使用效率，節(jié)省成本。
3、該裝置在數據存儲器上保存行車記錄從而可以加強車輛管理及追究責任。
4、在防盜方面，由于采用了中英文顯示屏，并且在這個顯示屏上實時地用中文顯示當前的車輛情況，即使在車窗外也可以看到顯示屏上的內容，使盜賊意識到該車安裝有高科技的智能裝置，從而起到“望高科技而退”的作用。而現有的指紋識別裝置則沒有這個顯眼的顯示器件，或者是顯示數字，盜賊不知道其作用或誤以為是汽車音響裝置，往往是先撬開車后，發(fā)現無法開走才放棄偷車。
5、對于私家車而言，如果車主將車輛借給朋友，則可以方便地添加朋友的指紋、姓名、權限等數據，并且在行車過程中，顯示屏上將顯示朋友的姓名，這樣通過該裝置提示朋友不能再將車輛轉借給他人使用，同時在該裝置的控制下，其它人也無法駕駛該車。


圖1是本裝置的硬件電路示意圖。
圖2是本裝置的結構1(一體式)示意圖。
圖3是本裝置的結構2(分體式)示意圖。
圖4是本裝置的簡化電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明的具體結構和電路連接如圖1所示，本實用新型使用指紋識別技術的汽車管理裝置包括電源電路(U11)、脫機指紋模塊(U4)、CPU(U1)、執(zhí)行機構(K1)、程序存儲器(U12)、數據存儲器(U7)、顯示屏(U8)、中英文字庫(U9)、鍵盤(P900)、計算機接口電路(U3)、時鐘電路(U5)、指示燈(D1)、IO口擴展電路(U10)；電源電路(U11)由汽車電源接入經轉換后提供給整個管理裝置的各電路，脫機指紋模塊(U4)接到接入CPU(U1)的串口，CPU通過數據總線、地址總線、控制總線、IO擴展電路(U10)分別與程序存儲器(U12)、數據存儲器(U7)、顯示屏(U8)、中英文字庫(U9)、鍵盤(P900)、時鐘電路(U5)、指示燈(D1)及執(zhí)行機構(K1)相連。
如圖2所示，本實用新型使用指紋識別技術的汽車管理裝置可以是一體化結構，即把指紋采集器1、CPU主控板、顯示屏3、鍵盤4、計算機接口2、指示燈5安裝在同一外殼內。需要人機操作的部份包括指紋采集器1、顯示屏3、鍵盤4、計算機接口2、指示燈5安裝在裝置前方，便于使用者觀察及操作。這種結構的裝置可以內嵌在汽車的中控臺中央，也可以安裝在汽車中控臺上方。
如圖3所示，本實用新型使用指紋識別技術的汽車管理裝置也可以是分體式結構裝置的安裝，也就是說，由于一些車輛在控制臺中沒有多余的空間可以安裝，而把該裝置裝于控制臺上方則很不美觀，故本裝置還可以分成三部分主機9、指紋面板6、配轉手柄10。其分體式結構把主控板安裝在一個外殼內，稱之為主機9；把指紋采集器1、計算機接口2、手柄接口11、指示燈5安裝在同另一外殼內稱之為指紋面板6；把顯示屏3、鍵盤4安裝在第三個外殼內，稱之為配置手柄5。這種結構的裝置可以把主機9安裝在車內隱蔽的位置，把指紋面板6安裝在使用方便的位置(由于指紋面板體積小，在任何汽車上都可以找到合適的位置安裝)，平時開車時不使用控制手柄10，只有在配置該智能裝置的參數時才把手柄10插在指紋面板6上，配置完畢就拔出。
圖4是其中本實用新型一種實例的簡化電路圖(只要在權利要求保護的也應有其它的實施例)。由圖4了解到，本實用新型使用指紋識別技術的汽車管理裝置，包括電源電路、脫機指紋模塊、CPU、執(zhí)行機構、程序存儲器、數據存儲器、顯示屏、中英文字庫、指示燈和鍵盤。
所述的CPU由U1(89C51)組成，數據存儲器由U7(62256)組成，顯示屏由U8(128X64點的LCD)組成，程序存儲器由U12(27C512)組成，字庫由U9(28SF040)組成，IO擴展電路由U10(8255)組成，鍵盤由16個按鍵組成，執(zhí)行機構由K1組成，指示燈由發(fā)光二極管D1組成，時鐘電路由U5(DS1302)組成，脫機指紋模塊由U4(SM62)組成，計算機接口電路由U3(SP312)組成，電源電路由U11(LM2575)組成。
(1)所述U1第13腳與U5第7腳相連，U1第14腳與U5第5腳相連，U1第15腳與U5第6腳相連。
(2)U1與U12、U8、U7、U9、U10通過數據總線、地址總線、控制總線相連。
(3)所述U10第18、19、20、21、40、39、38、37分別與鍵盤插座的第5、6、7、8、1、2、3、4腳相連。
(4)所述U10第11腳通過三極管Q201驅動后與K1第5腳線相連。
(5)所述U10第10腳與D1相連。
(6)所述U1第10腳與U3第10腳相連，U1第11腳與U3第11腳相連。
(7)所述U1第3腳與U4第3腳相連，U1第4腳與U4第2腳相連。
(8)本電路的主要工作原理是在汽車鑰匙拔出時(即汽車斷電后)，CPU(U1)反復查詢指紋模塊(U4)中是否有手指按下，如果有手指按下，則轉入駕駛員驗證流程，見(14)；查詢是否有鍵盤上是否有手指按下，如果有則轉入駕駛員信息管理流程，見(15)；查詢計算機接口電路(U3)中是否有計算機串行數據，如果有數據，則轉入計算機通訊流程，見(16)。
(9)本電路的駕駛員驗證工作原理是在汽車鑰匙拔出時(即汽車斷電后)，CPU反復查詢脫機指紋模塊(U4)中是否有手指按下，當駕駛員手指按到脫機指紋模塊(U4)時，脫機指紋模塊(U4)將按下的指紋與內存中的指紋進行比對，如果有相同的指紋，則將指紋的編號傳給CPU，CPU根據這個編號從數據存儲器(U7)中讀取這個編號相應的姓名及管理信息，然后從時鐘電路(U5)中讀取當前的時間，再進行判斷該駕駛員是否有權在這個時候駕車，如果有權駕車，則在顯示屏(U8)上顯示相應的姓名及駕駛權限，同時通過IO擴展電路(U10)驅動執(zhí)行機構(K1)接通，并驅動發(fā)光二極管(D1)發(fā)光指示電源接通，然后在數據存儲器(U7)中記錄本次駕駛開始的時間，直到再拔出鑰匙時又在數據存儲器(U7)中記錄本次駕駛結束時間；如果沒有權限駕車，則在顯示屏(U8)上顯示指示信息，指示駕駛員不能駕車。
(10)本電路的駕駛員信息管理原理是當鍵盤上有鍵按下時，CPU(U1)通過IO擴展電路(U10)驅動鍵盤取得按下的鍵值，如果該鍵不是管理功能鍵，則返回主循環(huán)(8)；如果是管理鍵，則要求輸入密碼，通過密碼驗證后，CPU(U1)在顯示屏(U8)上顯示中文菜單，如列出駕駛員、添加駕駛員、刪除駕駛員、查詢駕駛記錄、設置駕駛員權限，然后根據具體的選擇完成相應的操作。
(11)本電路的計算機通訊原理是當計算機接口電路(U3)中有計算機串行數據時，CPU讀取這個數據，如果這個數據不是約定的通訊命令，則返回主循環(huán)(8)；如果是約定的數據下載命令，則CPU(U1)通過計算機接口電路(U3)下載數據存儲到數據存儲器(U7)中，如果是約定的數據上傳命令，則CPU(U1)通過通過計算機接口電路(U3)上把數據存儲器(U7)中的數據上傳給計算機。
(12)電源電路(U11)的工作原理集成塊LM2575是一個電源專用集成塊，它以開關電源方式將汽車12V的轉換成穩(wěn)定的+5V、+3.3V向本裝置的所有電路供電。
權利要求1.一種使用指紋識別技術的汽車管理裝置，包括電源電路、脫機指紋模塊、CPU、存儲器和執(zhí)行機構，其特征在于它還包括、顯示屏、中英文字庫和鍵盤，所述的顯示屏采用中英文點陣顯示屏，所述的中英文字庫采用含有中英文字符點陣信息的存儲器件，所述的鍵盤由標有數字0-9兼字母A-Z、功能鍵、方向鍵構成；各部件的連接方式電源電路由汽車電源接入提供給整個管理裝置的各電路，脫機指紋模塊安裝在管理裝置的面板，脫機指紋模塊接到CPU的串口，CPU分別與存儲器、顯示屏、字庫、鍵盤和執(zhí)行機構連接，或者CPU擴展后再與存儲器、顯示屏、字庫、鍵盤和執(zhí)行機構連接。
2.根據權利要求1所述的使用指紋識別技術的汽車管理裝置，其特征在于該管理裝置還包括計算機接口電路、時鐘電路、IO口擴展電路、指示燈，計算機接口電路、時鐘電路、IO口擴展電路、指示燈從CPU接出。
3.根據權利要求1所述的使用指紋識別技術的汽車管理裝置，其特征在于所述的執(zhí)行機構包括提供給汽車電路或油路工作的繼電器、開關、電機和相應的部件。
4.根據權利要求1所述的使用指紋識別技術的汽車管理裝置，其特征在于本裝置的電源電路、脫機指紋模塊、CPU、執(zhí)行機構、程序存儲器、數據存儲器、顯示屏、中英文字庫、鍵盤和指示燈集中固定在機殼內，然后內嵌在汽車的中控臺中央或者安裝在汽車中控臺上方，或者將不同部件分開固定在車內不同的地方。
5.根據權利要求1所述的使用指紋識別技術的汽車管理裝置，其特征在于中英文字庫為單一的存儲器或者是將程序存儲器與中英文字庫結合為一體的存儲器。
專利摘要本實用新型屬于一種對汽車進行管理的指紋識別技術的智能裝置，它包括電源電路、脫機指紋模塊、CPU、執(zhí)行機構，其特點是它還包括程序存儲器、數據存儲器、顯示屏、中英文字庫和鍵盤，各部件的連接方式脫機指紋模塊安裝在管理裝置的面板，脫機指紋模塊接到接入CPU的串口，CPU分別與程序存儲器、數據存儲器、顯示屏、字庫、鍵盤和執(zhí)行機構連接，本指紋識別技術的裝置由于增加了程序存儲器、數據存儲器、字庫、具有可以顯示中英文的顯示屏、有可以輸入漢字及字母的鍵盤，功能齊全，工作可靠，使用簡單，車輛管理者還可以通過鍵盤對本裝置進行配置從而對車輛進行專人開車、指定時間開車的管理，可極大地提高公車的使用效率，節(jié)省成本。
文檔編號B60R25/00GK2929829SQ20062009615
公開日2007年8月1日 申請日期2006年4月14日 優(yōu)先權日2006年4月14日
發(fā)明者黃艷 申請人:黃艷