一种指纹保险箱及其控制方法.pdf

本发明涉及一种指纹保险箱，包括具有微处理器的指纹识别模块、指纹传感器、电控锁、控制面板；指纹传感器、电控锁和控制面板分别与指纹识别模块连接，用于合法用户注册指纹，并在使用时通过指纹比对打开指纹保险箱。本发明采用指纹加密安全性能高，并具有远程授权功能，方便用户对自己的保险箱进行控制和使用。

1.  一种指纹保险箱，其特征在于，包括具有微处理器的指纹识别模块、指纹传感器、电控锁、控制面板；
指纹传感器、电控锁和控制面板分别与指纹识别模块连接，用于合法用户注册指纹，并在使用时通过指纹比对打开指纹保险箱。

2.  如权利要求1所述的指纹保险箱，其特征在于，还包括存储单元，用于存储合法用户注册的指纹。

3.  如权利要求1所述的指纹保险箱，其特征在于，控制面板还包括合法用户注册和打开指纹保险箱时的指示装置。

4.  如权利要求1所述的指纹保险箱，其特征在于，还包括网络模块，用于接收合法用户的指纹进行远程授权。

5.  如权利要求4所述的指纹保险箱，其特征在于，还包括保险箱状态传感器和报警模块，用于向指纹识别模块提供保险箱是否开启的信号；
指纹识别模块，依据该信号以及用户是否通过指纹验证，判断保险箱是否被非法开启；
如果保险箱被非法开启，报警模块向合法用户发送报警信息。

6.  如权利要求5所述的指纹保险箱，其特征在于，保险箱状态传感器包括红外发射二极管以及红外接收三极管，是否开启的信号为红外接收三极管是否导通。

7.  如权利要求3所述的指纹保险箱，其特征在于，控制面板，还用于删除合法用户注册的指纹。

8.  如权利要求4所述的指纹保险箱，其特征在于，多个保险箱还通过交换机组成局部网络，并连接到计算机上，用于对保险箱进行远程控制。

9.  如权利要求1所述的指纹保险箱，其特征在于，电控锁通过电控锁控制电路连接，所述电控锁控制电路包括一个异或门和两个与门，异或门的输出端分别和两个与门的输入端连接，指纹识别模块的两个输入/输出口与异或门的两个输入端连接，并且同时分别和两个与门的另外一个输入端连接；两个与门的输出端分别与电控锁的正极和负极连接。

10.  一种指纹保险箱的控制方法，其特征在于，包括：
步骤1，设置具有微处理器的指纹识别模块、指纹传感器、电控锁、控制面板，指纹传感器、电控锁和控制面板分别与指纹识别模块连接；
步骤2，合法用户注册指纹，并在使用时通过指纹比对打开指纹保险箱。

11.  如权利要求10所述的指纹保险箱的控制方法，其特征在于，还包括设置网络模块，用于接收合法用户的指纹进行远程授权。

12.  如权利要求11所述的指纹保险箱的控制方法，其特征在于，还包括设置保险箱状态传感器和报警模块，用于向指纹识别模块提供保险箱是否开启的信号；指纹识别模块，依据该信号以及用户是否通过指纹验证，判断保险箱是否被非法开启；如果保险箱被非法开启，报警模块向合法用户发送报警信息。

13.  如权利要求12所述的指纹保险箱的控制方法，其特征在于，合法用户指纹注册成功后，通过拨号的方式注册合法用户手机号，用于通过短信向合法用户报警。

一种指纹保险箱及其控制方法
技术领域
本发明涉及保险箱，尤其涉及一种指纹保险箱及其控制方法。
背景技术
随着科技的进步，指纹识别技术已经开始走入了我们的日常生活之中。传统的保险箱的安全技术在科技高度发达的今天已经不能很好的给个人或公司财产带来安全保障。传统保险箱主要有以下几个方面的缺陷：
(1)、保险箱采用机械装置。这种保险箱的缺点在于其安全性取决于机械装置的强度，一旦机械性能不可靠就容易发故障，而且机械装置也很容易被人为破坏。所以机械的保险箱安全性能不是很高。
(2)、采用电子密码的保险箱。这种保险箱一般采用电控锁，使用电子密码来对保险箱进行开关。但是这种保险箱采用密码方式，由于密码数字的单一性，很容易破解；如果将密码设置很长，不但很容易忘记而且还不容易操作。这种技术的保险箱不仅不安全而且操作还不方便。
(3)、软件指纹方式的保险箱。由于指纹技术逐渐成熟之后，也有部分厂家采用指纹技术对保险箱的锁具进行控制。由于其都采用软件方式，指纹识别完全取决于处理器的处理速度和性能。处理器不断的进行程序的取指、译码、执行等操作，一旦受到外部电磁干扰，就很容易造成程序不能正常进行；而且这种方式的保险箱速度不是很快。采用这种方式虽然使保险箱有一定高度的安全性，但是，却不是很可靠。
(4)、传统保险箱都没有远程报警的功能。虽然保险箱都有报警装置，但是一般都采用警铃报警，只能在短距离声音报警。一旦你外出或不在现场时，不能及时了解情况并进行处理。并且，一旦警铃响起，很容易被发现而被破坏。
(5)、当你外出时，一旦由于意外情况发生，需要你开启保险箱时，你却不能进行远程开启。
综上所述，传统的保险箱已经不能很好的保护个人或公司财产安全，同时也不能使用户更加便捷地使用保险箱。
发明内容
为了解决上述的技术问题，提供了一种指纹保险箱及其控制方法，其目的在于，提高保险箱的安全性，并方便用户使用。
本发明提供了一种指纹保险箱，包括具有微处理器的指纹识别模块、指纹传感器、电控锁、控制面板；
指纹传感器、电控锁和控制面板分别与指纹识别模块连接，用于合法用户注册指纹，并在使用时通过指纹比对打开指纹保险箱。
还包括存储单元，用于存储合法用户注册的指纹。
控制面板还包括合法用户注册和打开指纹保险箱时的指示装置。
还包括网络模块，用于接收合法用户的指纹进行远程授权。
还包括保险箱状态传感器和报警模块，用于向指纹识别模块提供保险箱是否开启的信号；
指纹识别模块，依据该信号以及用户是否通过指纹验证，判断保险箱是否被非法开启；
如果保险箱被非法开启，报警模块向合法用户发送报警信息。
保险箱状态传感器包括红外发射二极管以及红外接收三极管，是否开启的信号为红外接收三极管是否导通。
控制面板，还用于删除合法用户注册的指纹。
多个保险箱还通过交换机组成局部网络，并连接到计算机上，用于对保险箱进行远程控制。
电控锁通过电控锁控制电路连接，所述电控锁控制电路包括一个异或门和两个与门，异或门的输出端分别和两个与门的输入端连接，指纹识别模块的两个输入/输出口与异或门的两个输入端连接，并且同时分别和两个与门的另外一个输入端连接；两个与门的输出端分别与电控锁的正极和负极连接。
本发明提供了一种指纹保险箱的控制方法，包括：
步骤1，设置具有微处理器的指纹识别模块、指纹传感器、电控锁、控制面板，指纹传感器、电控锁和控制面板分别与指纹识别模块连接；
步骤2，合法用户注册指纹，并在使用时通过指纹比对打开指纹保险箱。
还包括设置网络模块，用于接收合法用户的指纹进行远程授权。
还包括设置保险箱状态传感器和报警模块，用于向指纹识别模块提供保险箱是否开启的信号；指纹识别模块，依据该信号以及用户是否通过指纹验证，判断保险箱是否被非法开启；如果保险箱被非法开启，报警模块向合法用户发送报警信息。
合法用户指纹注册成功后，通过拨号的方式注册合法用户手机号，用于通过短信向合法用户报警。本发明采用指纹加密安全性能高，再结合网络功能和远程非法报警功能，更使得保险箱的安全性能更上一层楼，同时，本发明具有远程授权功能，方便用户对自己的保险箱进行控制和使用。
附图说明
图1是本发明提供的系统结构图；
图2是控制面板与指纹识别模块之间的连接示意图；
图3是报警模块与指纹识别模块连接示意图；
图4是电控锁控制电路原理示意图；
图5是保险箱状态传感器的工作原理说明图；
图6是本发明提供的指纹保险箱工作方法流程图；
图7是指纹注册的流程图；
图8是指纹比对的流程图；
图9是报警的流程图。
具体实施方式
本发明主要是为解决保险箱的安全问题，实现的功能包括：
(1)、保险箱采用指纹授权方式。保险箱的开启采用指纹授权方式，只有合法的人员才能开启保险箱。由于指纹的唯一性和不可复制性，采用指纹加密方式具有很高的安全性。
(2)、数据使用指纹加密方式。可以对存储单元的内容和网络数据进行指纹加密，即使采用其它方式进行读取信息，也将只是非正常数据。
(3)、远程报警。当保险箱遇到意外被没经过授权的人开启时，会通过短信的方式发送到保险箱管理人员的手机上，同时通过警铃发出报警声。
(4)、远程授权功能。当你外出时候，如果需要紧急开启保险箱，可以通过无线网络进行远程授权开启，使你对保险箱的控制得心应手。
(5)、非法开启监测。保险箱可以对是否非法开启进行识别，使管理者能随时随地了解保险箱的情况，以便采取合理的处理。
(6)、网络功能。保险箱具有网络互连功能。该功能使你的多个保险箱可以组成一个局部网络，你可以通过计算机来有选择性的对网络中的任意一个保险箱进行控制。
本发明主要由带微处理器的指纹识别模块101，指纹传感器102，电控锁103，存储单元104，网络模块105，控制面板106，报警模块107，保险箱状态传感器108以及一些电阻电容组成，如图1所示。本发明主要通过指纹识别模块内部的微处理器对各个模块进行监控，从而执行相应的功能。整个系统大致可以分成3个部分：注册部分、比对部分、报警控制部分。注册部分主要是注册管理员权限，只有注册成功以后才可以对保险箱进行管理和正确操作。保险箱出厂时默认管理员为空。比对部分主要是完成授权的人员对保险箱进行开启操作。授权人员可以通过网络或者现场进行操作。报警控制部分主要是完成保险箱非法开启的监控，如果遇到非法开启立即启动网络功能或者报警功能，对非法状态进行及时有效的处理。
指纹识别模块101和各个模块之间的通讯和工作原理如下：
指纹传感器102：指纹识别模块101和指纹传感器102之间的连接根据不同类型的传感器有不同的连接方式。一般有并口、异步串口、同步串口等。这里采用指纹识别模块内部微处理器普通输入/输出(I/O)接口与其相连，这样不管何种接口的指纹传感器都可以通过I/O口来进行模拟，可以兼容不同接口的指纹传感器，使系统具有很好的兼容性。
电控锁103：电控锁103和指纹识别模块101是通过电控锁控制电路相连，具体如图4所示，具体为：电控锁控制电路包括一个异或门和两个与门，异或门的输出端分别和两个与门的输入端连接，指纹识别模块的两个输入/输出口与异或门的两个输入端连接，并且同时分别和两个与门的另外一个输入端连接；两个与门的输出端分别与电控锁的正极和负极连接。图中INPUT1和INPUT2与指纹识别模块的两个普通I/O口相连。MOTO+和MOTO-分别与电控锁电机的正极和负极相连。当INPUT1和INPUT2同时输入高或者低电平时，MOTO+和MOTO-都为低，电机不转动。这样有效的防止了电机可能由于复位等原因造成转动而开启保险箱锁具。当INPUT1输入高电平，INPUT2输入低电平，此时电机正向转动，开启锁具。当INPUT1输入低电平，INPUT2输入高电平，此时电机反向转动，关闭锁具。
控制面板106：控制面板和指纹识别模块101之间采用6个普通I/O口进行通讯。2个输出口分别控制两个LED，其中L1为红色指示灯，L2为绿色指示灯。两个LED主要用作操作的指示。1个输出口控制蜂鸣器BEEL。3个输入口主要用来进行相应的操作选择。其中可以设定K1为注册键，K2为开锁键，K3为删除键(可以根据实际情况改变)。详细连接请如图2所示。
网络模块105：网络模块105和指纹识别模块101之间采用串口通讯，另外一端通过以太网接口连接到局部网络上。每个保险箱都有一个网络模块，每个网络模块都有一个初始的IP地址，该地址可以通过计算机更改。多个保险箱通过交换机组成一个局部网络，并连接到计算机上，当计算机要指定访问网络中某个保险箱时，只要指定该保险箱的IP地址即可。这样，计算机就可以很方便的控制局部网络上的任何一个保险箱。局部网络上的保险箱也能很方便的把自己的状态信息上传到计算机。由于保险箱具有网络互连功能，这样就可以通过计算机对它进行远程授权通讯。当要进行远程授权时(计算机上必须有指纹采集设备，如果没有必须存储有经过注册正确的指纹数据)，计算机首先向指定保险箱发送网络授权命令，该保险箱收到命令后给出应答信号，计算机收到应答信号后开始采集指纹并将指纹数据传送至指定保险箱进行比对。一旦比对成功，微处理器将通过报警模块发送网络比对成功的信息到指定管理者手机上，然后等待管理者短信确认信息，如果管理者确认了该信息，则开启保险箱，如果没有，等待一段时间后，微处理器将退出该状态，并不开启保险箱。采用这种双保险的方式，即使计算机被黑客攻击也不能开启保险箱。这样使保险箱的安全性能更进一步的得到提升。
报警模块107：报警模块107和指纹识别模块101之间采用同步或异步串口通讯。报警模块107主要由无线通讯模块部分(可以为GSM或CDMA网络)和警铃模块部分组成。无线通讯模块的作用主要是将从同步或异步串口收到的报警信息以短消息的形式发送出去；警铃模块主要是驱动警铃发出声音，为警铃提供较大功率的驱动。当保险箱状态传感器检测到是非法开启保险箱时，将启用报警模块，报警信息通过同步或异步串口传送到报警模块，报警模块将报警信息以短消息的形式发送到管理者手机上，同时启动警铃。每个网络模块都有一张SIM卡，SIM卡卡号即为该模块的通讯地址，当用户手机接收到短信报警信息时，手机上显示的号码即为该SIM卡卡号。用户和该通讯模块进行通讯时，也是通过该卡卡号进行目标确认的。连接图如图3所示。
保险箱状态传感器108：保险箱状态传感器采用红外接近开关，其电路原理图见图5。图5中IN和OUT分别与指纹识别模块的两个普通I/O口相连。其工作原理如下：当IN为低电平“0”时，红外发射二极管发射红外光，此时若发射处的红外光未被反射回来(锁具处于开启状态)，则红外接收三极管因没有接收到红外光而无法导通，此时OUT一直为高电平；若发射处的红外光被反射回来(锁具处于关闭状态)，则红外接收三极管因接收到红外光而导通，此时OUT端为低电平。通过这种方式，我们将它作为保险箱是否非法开启的一种检测。由于微处理器一直在对外部模块进行监测，如果保险箱没有经过指纹识别而被开启，微处理器将认为是非法开启，此时立刻通过报警模块将保险箱警报信息发送到管理者手机上，如果用户使用指纹匹配正确后开启，微处理器认为是正常开启，不发送报警信息。
存储单元104：存储单元104和指纹识别模块101的标准接口相连。如果使用了内部存储空间，该存储单元可以省略。
整个系统都是在指纹识别模块内部的微处理器的控制下进行工作，如图6所示，包括：
第一步：系统上电后初始化各个模块和端口。
第二步：对按键和保险箱状态进行监控，如果发现有按键按下，则分析键值。为注册键则转入下面第三步；为开锁键或网络比对命令则转入下面第四步；为删除键则转入下面第五步；如果为保险箱状态异常则转入下面第六步。
第三步：实现注册的功能，其流程图如图7所示。系统在出厂时默认为空模板，允许任何人注册。一旦注册后就将成为管理员。管理员拥有对其他人授权和删除指纹模板的特权。管理员如果删除所有指纹模板后，其他人可以再次注册为管理员，原管理员特权被取消。在注册过程中如果连续三次(可以根据需要增加或减少)没有注册成功则退出系统。要继续注册需要从第一步开始。一旦注册成功就可以通过拨号的方式注册管理者手机号，此号即为异常情况时发送报警信息的号码。如果在连续三次(可以根据需要增加或减少)没有拨号，系统默认为放弃短信报警功能。由于每个网络模块都有一个固定的SIM卡卡号，所以用户注册手机报警功能时，主要是通过用户手机向该SIM卡卡号进行呼叫，当听到三声振铃后，通讯模块自动挂断呼叫，并发送手机报警功能注册确认短信到用户手机上，此次注册成功。注册成功后，管理者手机会收到确认信息，同时管理者特权生效。
第四步：实现比对功能，其流程图如图8所示。比对可以通过网络和按键进行选择。当指纹识别模块内部的微处理器收到网络比对命令或检测到开锁键按下时，启动比对功能。如果为按键选择比对成功则开启锁具，失败将给出相应的提示信息；如果为网络命令方式比对成功，将发送比对消息到管理者手机上，如果管理者发送回确认信息后开启锁具，反之将等待一段时间后退出比对状态。网络比对主要是用来进行远程授权。
第五步：实现删除功能。删除功能主要是用于取消现有管理员特权的。当现有管理员需要放弃管理特权时，将使用删除功能删除自己的特权。只有管理者自己可以删除自己的特权，其他用户无权删除。具体流程见图6删除部分。
第六步：实现报警功能，具体流程图如图9所示。保险箱状态传感器主要用来判断是否为非法开启保险箱的。当经过指纹比对成功后开启的，状态传感器认为是正常开启。如果没有经过比对正确后开启的，状态传感器将认为是非法开启，此时会启动报警功能。当用户收到报警信息时应及时有效的进行处理，以免带来损失。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。