一種采集器可分離并帶有加密通訊機(jī)制的多控通道指紋識(shí)別模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種采集器可分離并帶有加密通訊機(jī)制的多控通道指紋識(shí)別模塊，包括指紋采集控制單元和識(shí)別比對(duì)單元；所述指紋采集控制單元由指紋采集器、圖像處理、特征提取、數(shù)據(jù)加密及命令控制構(gòu)成；所述識(shí)別比對(duì)單元由數(shù)據(jù)解密、比對(duì)識(shí)別、協(xié)議接口、數(shù)據(jù)庫(kù)及命令控制構(gòu)成；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了采集器分離式設(shè)計(jì)，指紋數(shù)據(jù)可以遠(yuǎn)程采集；通過(guò)控制器的引入，使得模塊可以方便地掛接各種通訊接口，使應(yīng)用方式更加靈活；指紋數(shù)據(jù)的傳輸采用了加密設(shè)計(jì)，保證用戶私密數(shù)據(jù)安全；低功耗模式的同步詢問(wèn)和應(yīng)答保證了系統(tǒng)的低功耗。
【專利說(shuō)明】一種采集器可分離并帶有加密通訊機(jī)制的多控通道指紋識(shí)另IJ模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及指紋識(shí)別領(lǐng)域，具體是一種采集器可分離并帶有加密通訊機(jī)制的多控通道指紋識(shí)別模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著隱私觀念和安全意識(shí)的提高，指紋門鎖、指紋門禁等指紋安防產(chǎn)品得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓展及需求的提升，傳統(tǒng)的指紋識(shí)別模塊越來(lái)越不能廣泛滿足各類應(yīng)用的需求，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0003]a)傳統(tǒng)的指紋識(shí)別模塊一般都采用唯一的有線并口或串口方式連接指紋采集器，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能家居市場(chǎng)的發(fā)展，這種單一接口的方式無(wú)法滿足遠(yuǎn)程采集指紋或者無(wú)線采集指紋的需求，因此傳統(tǒng)的指紋模塊無(wú)法直接應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)或智能家居市場(chǎng)領(lǐng)域。
[0004]b)傳統(tǒng)的指紋識(shí)別模塊通過(guò)并口或串口從指紋采集器獲取指紋圖像的通訊數(shù)據(jù)采用明文通訊的方式，這種未經(jīng)加密措施的通訊漏洞容易被破解和攻擊，給系統(tǒng)的應(yīng)用帶來(lái)安全隱患。
[0005]請(qǐng)參閱圖1，為傳統(tǒng)指紋識(shí)別模塊的原理框圖，圖中:
[0006]“指紋采集器”單元的作用是采集使用者的指紋圖像，以供后續(xù)處理單元進(jìn)行比對(duì)識(shí)別。目前指紋識(shí)別系統(tǒng)采用的指紋采集器一般采用并口或者串口的方式，并且通訊線路未采用任何的加密措施。
[0007]“圖像處理”單元的作用是對(duì)指紋采集器采集得到的指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理，使質(zhì)量參差不齊的各類指紋圖像均能滿足后續(xù)處理的要求。
[0008]“特征提取”單元的作用是對(duì)經(jīng)過(guò)圖像處理后的指紋圖像進(jìn)一步處理分析，忽略掉大部分無(wú)用的冗余信息，僅保留后續(xù)比對(duì)識(shí)別有用的相關(guān)信息。
[0009]“比對(duì)識(shí)別”單元的作用是將特征提取單元得到的特征同數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)先存儲(chǔ)的特征加以比對(duì)識(shí)別，以判定使用者的合法身份。
[0010]“協(xié)議接口 ”單元的作用是將比對(duì)識(shí)別單元給出的信息加以封裝并傳輸給主控單元，便于主控機(jī)操作鎖控機(jī)構(gòu)采取相應(yīng)開(kāi)鎖動(dòng)作，或者給出警告提示。
[0011]“數(shù)據(jù)庫(kù)”單元的作用是存儲(chǔ)合法使用者預(yù)先登記的特征信息。
[0012]傳統(tǒng)指紋識(shí)別模塊的缺點(diǎn)在于:
[0013]I)目前，幾乎所有主流的指紋采集器都只提供有線并口或者串口的通訊接口。由于時(shí)序的要求，有線并口和串口不能采用過(guò)長(zhǎng)的連接線，更無(wú)法采用無(wú)線的方式進(jìn)行通訊，以至于指紋采集器同模塊主體部分無(wú)法分離。實(shí)際上，傳統(tǒng)的指紋識(shí)別模塊都講指紋采集器同其他主體電路整合為一個(gè)整體，無(wú)法分離。然而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用要求用戶在有網(wǎng)絡(luò)的任何地方都能使用指紋采集設(shè)備。也就是說(shuō)，為了滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，指紋識(shí)別模塊必須能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程的指紋采集。顯然，傳統(tǒng)的指紋識(shí)別模塊不適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用的需求。
[0014]2)指紋采集器采集的指紋數(shù)據(jù)以明文的方式發(fā)送給模塊主體部分，容易被拷貝、篡改利用，不符合安全保密需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的在于提供一種采集器可分離并帶有加密通訊機(jī)制的多控通道指紋識(shí)別模塊，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0016]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0017]一種采集器可分離并帶有加密通訊機(jī)制的多控通道指紋識(shí)別模塊，包括指紋采集控制單元和識(shí)別比對(duì)單元；
[0018]所述指紋采集控制單元由指紋采集器、圖像處理、特征提取、數(shù)據(jù)加密及命令控制構(gòu)成；
[0019]所述指紋采集器的作用是采集使用者的原始指紋圖像；
[0020]所述圖像處理的作用是對(duì)采集到的原始指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理，以滿足后續(xù)特征提取的需求；
[0021]所述特征提取的作用是提取后續(xù)比對(duì)識(shí)別所需要的有用信息，去除冗余信息；
[0022]所述數(shù)據(jù)加密的作用是對(duì)提取的特征進(jìn)行加密，保證傳輸過(guò)程的安全性，保證用戶私密；
[0023]所述命令控制的作用是同識(shí)別比對(duì)單元進(jìn)行通訊，保證命令的正確傳輸和執(zhí)行；
[0024]所述識(shí)別比對(duì)單元由數(shù)據(jù)解密、比對(duì)識(shí)別、協(xié)議接口、數(shù)據(jù)庫(kù)及命令控制構(gòu)成；
[0025]所述數(shù)據(jù)解密的作用是對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，還原為原始特征數(shù)據(jù)，以進(jìn)行后續(xù)的比對(duì)識(shí)別；
[0026]所述比對(duì)識(shí)別的作用是對(duì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以判別特征數(shù)據(jù)是否為合法注冊(cè)用戶；
[0027]所述協(xié)議接口的作用是接收主控機(jī)指令或者返回主控機(jī)需要的操作結(jié)果；
[0028]所述數(shù)據(jù)庫(kù)的作用是保存注冊(cè)用戶的特征信息；
[0029]所述命令控制的作用是同指紋采集控制單元進(jìn)行通訊，保證命令的正確傳輸和執(zhí)行。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0031]1.實(shí)現(xiàn)了采集器分離式設(shè)計(jì)，指紋數(shù)據(jù)可以遠(yuǎn)程采集；本發(fā)明通過(guò)命令控制器的引入使識(shí)別比對(duì)單元和指紋圖像采集控制單元各自成為獨(dú)立的功能單元。通過(guò)相關(guān)控制命令的實(shí)現(xiàn)使識(shí)別比對(duì)單元和指紋圖像采集控制單元通過(guò)多種數(shù)據(jù)通訊方式進(jìn)行通訊。這種設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了采集器同比對(duì)識(shí)別單元的分離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了指紋數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集。
[0032]2.通過(guò)控制器的引入，使得模塊可以方便地掛接各種通訊接口，使應(yīng)用方式更加靈活；本發(fā)明對(duì)命令控制器內(nèi)部架構(gòu)的設(shè)計(jì)使模塊可以方便地掛接各種通訊模塊，例如無(wú)線方式的藍(lán)牙模塊、WIFI模塊，擴(kuò)展了應(yīng)用領(lǐng)域，使應(yīng)用更加靈活。
[0033]3.指紋數(shù)據(jù)的傳輸采用了加密設(shè)計(jì)，保證用戶私密數(shù)據(jù)安全；本發(fā)明通過(guò)加解密單元的引入，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕ＷC了用戶的重要私密數(shù)據(jù)。
[0034]4.低功耗模式的同步詢問(wèn)和應(yīng)答保證了系統(tǒng)的低功耗；本發(fā)明設(shè)計(jì)使用了低功耗模式的同步詢問(wèn)和應(yīng)答機(jī)制，在沒(méi)有指紋認(rèn)證任務(wù)的時(shí)候，通過(guò)間隔發(fā)送的詢問(wèn)和應(yīng)答命令保證了識(shí)別比對(duì)單元和指紋圖像采集控制單元的信息同步，同時(shí)節(jié)省了功耗?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為傳統(tǒng)指紋識(shí)別模塊的原理框圖。
[0036]圖2為本發(fā)明的技術(shù)原理圖。
[0037]圖3為本發(fā)明中命令控制器的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]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(méi)有做出創(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。
[0039]請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例中，一種采集器可分離并帶有加密通訊機(jī)制的多控通道指紋識(shí)別模塊，包括指紋采集控制單元和識(shí)別比對(duì)單元；
[0040]所述指紋采集控制單元由指紋采集器、圖像處理、特征提取、數(shù)據(jù)加密及命令控制構(gòu)成；
[0041]所述指紋采集器的作用是采集使用者的原始指紋圖像；
[0042]所述圖像處理的作用是對(duì)采集到的原始指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理，以滿足后續(xù)特征提取的需求；
[0043]所述特征提取的作用是提取后續(xù)比對(duì)識(shí)別所需要的有用信息，去除冗余信息；
[0044]所述數(shù)據(jù)加密的作用是對(duì)提取的特征進(jìn)行加密，保證傳輸過(guò)程的安全性，保證用戶私密；
[0045]所述命令控制的作用是同識(shí)別比對(duì)單元進(jìn)行通訊，保證命令的正確傳輸和執(zhí)行；
[0046]所述識(shí)別比對(duì)單元由數(shù)據(jù)解密、比對(duì)識(shí)別、協(xié)議接口、數(shù)據(jù)庫(kù)及命令控制構(gòu)成；
[0047]所述數(shù)據(jù)解密的作用是對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，還原為原始特征數(shù)據(jù)，以進(jìn)行后續(xù)的比對(duì)識(shí)別；
[0048]所述比對(duì)識(shí)別的作用是對(duì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以判別特征數(shù)據(jù)是否為合法注冊(cè)用戶；
[0049]所述協(xié)議接口的作用是接收主控機(jī)指令或者返回主控機(jī)需要的操作結(jié)果；
[0050]所述數(shù)據(jù)庫(kù)的作用是保存注冊(cè)用戶的特征信息；
[0051]所述命令控制的作用是同指紋采集控制單元進(jìn)行通訊，保證命令的正確傳輸和執(zhí)行。
[0052]本發(fā)明應(yīng)用實(shí)施例如下:
[0053]本實(shí)施例以手機(jī)開(kāi)啟門鎖為例，介紹本發(fā)明模塊在注冊(cè)用戶指紋過(guò)程和指紋開(kāi)鎖過(guò)程中的工作機(jī)制和流程。本實(shí)施例假設(shè)手機(jī)上內(nèi)嵌了本發(fā)明的指紋采集控制單元，而門鎖上使用了本發(fā)明的識(shí)別比對(duì)單元。
[0054]用戶注冊(cè)指紋過(guò)程步驟如下:
[0055]1、用戶操作門鎖鎖體上的注冊(cè)鍵，由主控機(jī)控制模塊進(jìn)入指紋注冊(cè)流程；
[0056]2、識(shí)別比對(duì)單元的命令控制器向指紋采集控制單元發(fā)送獲取數(shù)據(jù)指令；
[0057]3、指紋采集控制單元的命令控制器接收到來(lái)自識(shí)別比對(duì)單元的采集指紋指令后控制指紋采集器檢測(cè)并采集指紋；
[0058]4、指紋采集控制單元的命令控制器啟動(dòng)圖像處理單元處理指紋圖像；
[0059]5、指紋采集控制單元的命令控制器啟動(dòng)特征提取單元產(chǎn)生指紋特征數(shù)據(jù)；
[0060]6、指紋采集控制單元的命令控制器啟動(dòng)數(shù)據(jù)加密單元對(duì)指紋特征進(jìn)行加密；
[0061]7、指紋采集控制單元的命令控制器向識(shí)別比對(duì)單元發(fā)出數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求；
[0062]8、識(shí)別比對(duì)單元的命令控制器接收到來(lái)自指紋采集控制單元的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求，接收加密后的特征數(shù)據(jù)；
[0063]9、識(shí)別比對(duì)單元的命令控制器啟動(dòng)數(shù)據(jù)解密單元，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，將加密數(shù)據(jù)還原為原始特征數(shù)據(jù)；
[0064]10、識(shí)別比對(duì)單元的命令控制器啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)并將剛剛收到的原始特征數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0065]11、識(shí)別比對(duì)單元的命令控制器通知主控機(jī)注冊(cè)成功；
[0066]指紋開(kāi)鎖過(guò)程步驟如下:
[0067]1、用戶在手機(jī)上的指紋采集器按下指紋；
[0068]2、指紋采集控制單元的命令控制器檢測(cè)到指紋，并采集指紋圖像；
[0069]3、指紋采集控制單元的命令控制器啟動(dòng)圖像處理單元處理指紋圖像；
[0070]4、指紋采集控制單元的命令控制器啟動(dòng)特征提取單元產(chǎn)生指紋特征數(shù)據(jù)；
[0071]5、指紋采集控制單元的命令控制器啟動(dòng)數(shù)據(jù)加密單元對(duì)指紋特征進(jìn)行加密；
[0072]6、指紋采集控制單元的命令控制器向識(shí)別比對(duì)單元發(fā)出數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求；
[0073]7、識(shí)別比對(duì)單元的命令控制器接收到來(lái)自指紋采集控制單元的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求，接收加密后的特征數(shù)據(jù)；
[0074]8、比對(duì)單元的命令控制器啟動(dòng)數(shù)據(jù)解密單元，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，將加密數(shù)據(jù)還原為原始特征數(shù)據(jù)；
[0075]9、識(shí)別比對(duì)單元的命令控制器開(kāi)啟比對(duì)識(shí)別單元，對(duì)剛剛接收到的指紋特征進(jìn)行分析并檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，以驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否屬于注冊(cè)用戶；
[0076]10、別比對(duì)單元的命令控制器將比對(duì)識(shí)別的檢索結(jié)果發(fā)送給主控機(jī)，主控機(jī)將根據(jù)結(jié)果決定是否開(kāi)鎖。
[0077]本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)創(chuàng)新點(diǎn)如下:
[0078]創(chuàng)新點(diǎn)1:分體式的模塊架構(gòu)
[0079]本發(fā)明改變了傳統(tǒng)指紋識(shí)別模塊一體化的結(jié)構(gòu)，將模塊分為比對(duì)識(shí)別單元和采集控制單元。并通過(guò)各部分的命令控制器使得每個(gè)部分可以獨(dú)立完成各自的任務(wù)又能夠互相協(xié)同工作完成整體功能。
[0080]創(chuàng)新點(diǎn)2:命令控制器多控通道接口
[0081]由于通訊模塊的種類和型號(hào)千差萬(wàn)別。因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)的命令控制器內(nèi)部設(shè)計(jì)了一個(gè)可編程的多通道接口驅(qū)動(dòng)程序存儲(chǔ)區(qū)，該區(qū)域可以根據(jù)用戶掛接通訊模塊的型號(hào)自行編制驅(qū)動(dòng)程序，提供了最大的接口掛接靈活性。此外考慮到大部分通訊模塊都是采用基本串口、并口及IO控制端口來(lái)進(jìn)行控制通訊的，本發(fā)明的命令控制器專門設(shè)計(jì)了多控通道接口，該接口可以方便地同藍(lán)牙模塊、WIFI模塊等無(wú)線通訊模塊連接，實(shí)現(xiàn)多通道通訊的目的。多控通道接口的信號(hào)定義及功能如下:[0082]
信號(hào)名稱功能
功能1: MS0,多功能串口輸出?？膳渲脼閁ART—S、SPI—MO或lie—D;
MS0/WE
功能2: WE，并口的寫使能。
MSI/RD 功能1: MSI,多功 能串口輸入?？膳渲脼閁ART—R、SPI—MI;
[0083]
【權(quán)利要求】
1.一種采集器可分離并帶有加密通訊機(jī)制的多控通道指紋識(shí)別模塊，其特征在于，包括指紋采集控制單元和識(shí)別比對(duì)單元； 所述指紋采集控制單元由指紋采集器、圖像處理、特征提取、數(shù)據(jù)加密及命令控制構(gòu)成； 所述指紋采集器的作用是采集使用者的原始指紋圖像； 所述圖像處理的作用是對(duì)采集到的原始指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理，以滿足后續(xù)特征提取的需求； 所述特征提取的作用是提取后續(xù)比對(duì)識(shí)別所需要的有用信息，去除冗余信息； 所述數(shù)據(jù)加密的作用是對(duì)提取的特征進(jìn)行加密，保證傳輸過(guò)程的安全性，保證用戶私密； 所述命令控制的作用是同識(shí)別比對(duì)單元進(jìn)行通訊，保證命令的正確傳輸和執(zhí)行； 所述識(shí)別比對(duì)單元由數(shù)據(jù)解密、比對(duì)識(shí)別、協(xié)議接口、數(shù)據(jù)庫(kù)及命令控制構(gòu)成； 所述數(shù)據(jù)解密的作用是對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，還原為原始特征數(shù)據(jù)，以進(jìn)行后續(xù)的比對(duì)識(shí)別； 所述比對(duì)識(shí)別的作用是對(duì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以判別特征數(shù)據(jù)是否為合法注冊(cè)用戶； 所述協(xié)議接口的作用是接收主控機(jī)指令或者返回主控機(jī)需要的操作結(jié)果； 所述數(shù)據(jù)庫(kù)的作用是保存注冊(cè)用戶的特征信息； 所述命令控制的作用是同指紋采集控制單元進(jìn)行通訊，保證命令的正確傳輸和執(zhí)行。
【文檔編號(hào)】G06F17/40GK103631977SQ201310611302
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】裴育, 楊金慧, 田新廣 申請(qǐng)人:杭州指安科技有限公司