人脸识别无锁孔报警防盗门锁.pdf

人脸识别无锁孔报警防盗门锁属于防盗门锁具领域。本发明的技术方案是，由数字信号处理器DSP、同步动态存储器SDRAM、闪存FLASH、喇叭、按键、电机控制器、微型直流电机、电源、捕获人脸图像的红外摄像模组、用于检测的红外收发对管、作为固定光源的红外发光二极管组、液晶显示屏和语音编解码器组成红外人脸识别电子控制电路。DSP内置人脸识别模块，通过外部总线分别与红外摄像模组、SDRAM、FLASH和液晶显示屏连接，通过多通道缓冲串口连接语音编解码器，语音编解码器连接喇叭，通过IO口连接红外发光二极管、按键、电机控制器，电机控制器连接微型直流电机，微型直流电机控制离合销。本发明采用红外人脸识别，无锁孔，性能稳定可靠。

1.  一种人脸识别无锁孔报警防盗门锁，具有离合销，由数字信号处理器DSP、同步动态存储器SDRAM、闪存FLASH、喇叭、按键、电机控制器、微型直流电机、电源组成电子控制电路，其特征在于，增加捕获人脸图像的红外摄像模组、用于检测的红外收发对管、作为固定光源的红外发光二极管组、液晶显示屏和语音编解码器组成红外人脸识别电子控制电路；数字信号处理器DSP内置人脸识别模块，通过外部总线分别与红外摄像模组、同步动态存储器SDRAM、闪存FLASH和液晶显示屏连接，通过多通道缓冲串口McBSP连接语音编解码器、语音编解码器连接喇叭，通过IO口连接红外发光二极管组、按键、电机控制器，电机控制器连接微型直流电机，微型直流电机连接离合销。

2.  根据权利要求1所述的人脸识别无锁孔报警防盗门锁，其特征在于，红外摄像模组装有镜头组和图像传感器芯片，镜头组中有一个红外滤光镜片。

3.  根据权利要求1所述的人脸识别无锁孔报警防盗门锁，其特征在于，电源采用+5V直流电源。

4.  根据权利要求1所述的人脸识别无锁孔报警防盗门锁，其特征在于，还包括备用锂电池。

人脸识别无锁孔报警防盗门锁
技术领域
本发明涉及一种报警防盗门锁，特别是涉及一种通过红外人脸识别的无锁孔报警防盗门锁，属于防盗门锁具领域。
背景技术
防盗门自上个世纪90年代开始大规模进入我国城市家庭，现在已经相当普及，城市家庭几乎一户一个防盗门，其中防盗门锁是直接影响防盗门安全性的核心关键部件。国家标准规定A级防盗门锁的防技术性开启时间不能少于1分钟；B级防盗门锁的防技术性开启时间不能少于5分钟。尽管上述标准已经很低了，但目前市场上的绝大多数防盗门仍然达不到，一般在几十秒钟时间内就可以被人轻松技术性打开。近年来，许多城市频频发生防盗门被不法分子技术性打开，实施入室盗窃的案件，防盗门的安全性问题日益突出
随着电子信息技术的迅猛发展，传统锁具不断向高科技智能化方向发展，生物特征识别技术为我们提供了一种高安全性的身份认证手段。如中国发明专利200410011363.1的指纹识别三向锁定联动机构防盗门锁，将指纹识别技术首次应用到防盗门锁上；发明专利200410016470.3的指纹门锁，由于指纹存在先天的脱皮、干湿手指、拒登等缺陷，稳定性达不到防盗门的要求，而且仍然保留了机械锁孔和备用钥匙。人脸识别作为当前生物特征识别领域的热点，与指纹识别相比，有直观性、方便性、非接触性、友好性、用户接受度高等显著优点，应用到防盗门锁上是完美之作。专利200420023559.8采用数字信号处理器DSP为芯片，使得嵌入式人脸识别成为可能，但是未能解决人脸识别性能受可见光影响较大的问题，不可能应用到高安全性的防盗门领域。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有红外人脸识别功能的无锁孔报警防盗门锁，不需要备用钥匙，识别性能稳定可靠。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案是，由数字信号处理器DSP、同步动态存储器SDRAM、闪存FLASH、喇叭、按键、电机控制器、微型直流电机、电源、捕获人脸图像的红外摄像模组、用于检测的红外收发对管、作为固定光源的红外发光二极管组、液晶显示屏和语音编解码器组成红外人脸识别电子控制电路。数字信号处理器DSP内置人脸识别模块，通过外部总线分别与红外摄像模组、同步动态存储器SDRAM、闪存FLASH和液晶显示屏连接，通过多通道缓冲串口McBSP连接语音编解码器，语音编解码器连接喇叭，通过IO口连接红外发光二极管组、按键、电机控制器的输入端，电机控制器连接微型直流电机，微型直流电机控制离合销。
进一步，红外摄像模组装有镜头组和图像传感器芯片，镜头组中有一个红外滤光镜片。
更进一步，在电子控制电路部分，采用+5V直流电源作为主电源，锂电池为备用电池。
本发明的有益效果是，采用红外摄像模组、红外发光二极管组，彻底消除传统人脸识别中可见光线的影响，保证红外人脸识别的稳定性和可靠性，从而彻底实现无锁孔、无备用钥匙，自动捕获、存储非法人员进行试探开门的图像，并自动发出报警音；将红外人脸识别技术应用到防盗门锁上，直观方便，具有独特的高安全性。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明电子控制电路的结构及控制微型直流电机的框图。
图2是本发明红外摄像模组的结构示意图。
图3是本发明红外滤光镜片的光谱透过率曲线示意图。
图4是离合销控制单锁芯三向联动机构的原理框图。
图5是离合销在单锁芯三向联动机构中的结构示意图。
附图标记说明：
1-图像传感器芯片，2-红外滤光镜片，3-镜头组，4-斜舌，5-主锁直舌，6-反锁舌，7-地直舌，8-天直舌，9-齿轮盘，10-离合销，11-小齿轮。
具体实施方式
图1为电子控制电路的结构及控制微型直流电机的框图。如图1所示，电子控制电路分为内外两个部分，内部包括数字信号处理器DSP、同步动态存储器SDRAM、闪存FLASH、按键、电源、语音编解码器、电机控制器、微型直流电机。外部包括红外摄像模组、红外发光二极管组、红外收发对管、液晶显示屏、喇叭。
本发明以数字信号处理器DSP为主处理器，DSP内置人脸识别模块，通过外部总线连接同步动态存储器SDRAM、闪存FLASH、红外摄像模组和液晶显示屏，并通过IO口连接红外发光二级管组、电机控制器和按键。本实施例以TMS320DM640为主处理器，最高处理能力可达3200MIPS(百万条指令/秒)，其视频口VP可以直接连接数字视频输入。
FLASH用于存储程序和固定数据，SDRAM用于运行程序，并存储临时数据，液晶显示屏显示菜单、图像和操作信息。在本实施例中采用分辨率为176×220、2英寸的液晶显示屏。
红外发光二极管组提供固定光源，用红外发光二极管组作为固定光源，彻底解决低照度问题，保证人脸登记、人脸识别时的光照一致性，而且不受可见光线的任何影响，即使在黑夜均可正常稳定地工作。
DSP通过视频口VP连接红外摄像模组，进行红外人脸图像捕获。红外摄像模组将红外人脸图像传送到DSP，由DSP中的人脸识别模块进行人脸识别比对，若比对通过，则DSP的IO口控制电机控制器，微型直流电机带动离合销，实现开门。当非法人员进行试探开门时，若人脸识别比对失败次数连续超过5次，则捕获、存储非法人员进行试探开门的图像，便于事后核实查证，并自动发出报警音。
另外，DSP通过多通道缓冲串口McBSP连接语音编解码器，输出到喇叭，实现报警音、操作提示语音。按键包括登记、删除、记录三个按键，在操作提示语音的指引下，顺序进行用户的人脸识别登记、登记删除和查看非法人员图像记录。红外收发对管用于检测门前有无人，实现自动开关机，大大降低系统静态功耗。
本实施例采用+5V直流电源作为电源，并配置备用电池锂电池。通过实时电池电压监测，进行备用电池的充电管理，保证在停电时备用电池的正常工作时间超过10天。
图2为本发明的红外摄像模组的结构示意图。红外摄像模组的工作原理和普通摄像模组基本相同，都是利用光线照在物体上反射经过镜片到图像传感器芯片上成像，区别在于，普通摄像模组是阻隔红外线，允许可见光线通过，而红外摄像模组是阻挡可见光线，允许红外线通过。本发明所述的红外摄像模组包含镜头组3和图像传感器芯片1，镜头组中有一个红外滤光镜片2，红外滤光镜片2能够阻挡可见光线，允许红外线顺利通过。采用红外摄像模组使得人脸摄像不依赖于可见光，解决了传统人脸识别中的光线影响问题，并且在算法中简化了图像预处理、光线补偿等处理，减小了算法运算量。本实施例采用30万像素的红外摄像模组。
图3为红外滤光镜片的光谱透过率曲线，平面坐标水平方向为波长，垂直方向为光谱透过率。可见光的波长范围大约是400-700nm，而700-1200nm大约是近红外光(near infrared)区域。设红外滤光镜片的截止波长为λ，则红外发光二极管的峰值波长必须大于λ，市场上红外发光二极管的峰值波长一般为940-950nm，故选择红外滤光镜片的截止波长λ为800nm。
图4是离合销控制单锁芯三向联动机构的原理框图。一般典型的单锁芯三向联动机构，由直舌机械传动总成、斜舌机械传动总成、执手旋钮机械传动总成三部分组成，在此基础上，增加离合销作为核心控制。直舌机械传动总成包括天直舌、主锁直舌、地直舌三个直舌，还包括直舌拔动杆、直舌弹簧、直舌自锁销。斜舌机械传动总成包括斜舌、斜舌拔动杆和斜舌弹簧。执手旋钮机械传动总成包括外执手、内执手、碰舌、反锁舌、反锁舌拔动杆、反锁舌弹簧和室内旋钮。
图5是离合销在单锁芯三向联动机构中的结构示意图。系统通过红外摄像模组捕获人脸图像，进行人脸检测和人眼定位，提取人脸特征，并和存储的人脸图像数据进行比对，如果比对成功，数字信号处理器DSP通过IO连接电机控制器的输入端，控制电机控制器的输出，使电机正转，带动离合销10，小齿轮11合上，此时手动转动外执手，即可带动齿轮盘9，控制主锁直舌5、地直舌7、天直舌8、斜舌4缩进，实现开门。当开门后5秒内DSP如果没有其他有效输入，通过IO连接电机控制器的输入端，控制电机控制器的输出，使电机反转，带动离合销10，小齿轮11脱开。
系统室内开门和锁门方式如下：转动室内的内执手，无须移动离合销10，就可以直接带动离合器上的弹簧，控制三个直舌，斜舌4缩回，实现开门。松开内执手，斜舌4弹出，而三个直舌仍在门体内。将外执手向上抬，即可带动单锁芯三向联动机构，控制三个直舌伸出，实现锁门。
如果在室内转动内执手下面的旋钮到关，则反锁舌6弹出，将防盗门反锁上，即使室外人脸识别比对成功，旋转外执手也不能将门打开。
本发明采用红外摄像模组、红外发光二极管组固定光源，彻底解决了长期困扰人脸识别的可见光影响和低照度问题，红外人脸识别的高稳定可靠性，是实现无锁孔、无备用钥匙防盗门锁的有力保证，并能自动捕获、存储非法人员进行试探开门的图像，自动发出报警音。本发明具有独特的高安全性、方便性和非接触性，可以广泛应用到中高档防盗门领域。