指纹机柜锁.pdf

本实用新型公开一种指纹机柜锁，为解决现有电子锁安全性不高的问题而设计。本实用新型包括：锁具执行机构和指纹模块，该指纹模块与所述锁具执行机构连接；其中，该指纹模块包括：指纹传感器、中央处理单元以及存储单元；该指纹传感器与中央处理单元连接，该中央处理单元与存储单元连接；所述指纹传感器用于采集用户的指纹信息，中央处理单元将指纹传感器采集的指纹信息转换成特征数据，并与存储单元中预先存储的用户的指纹模板信息进行比对运算，再将比对运算结果传送至锁具执行机构。本实用新型可用于机柜、门禁系统、服务器以及PC等，利用指纹的唯一性、不要授予性以及终身不变性，实现锁具的高安全性以及便捷性。

1.  一种指纹机柜锁，包括：锁具执行机构，其特征在于，该指纹机柜锁还包括指纹模块，该指纹模块与所述锁具执行机构连接；
其中，该指纹模块包括：指纹传感器、中央处理单元以及存储单元；该指纹传感器与中央处理单元连接，该中央处理单元与存储单元连接；
所述指纹传感器用于采集用户的指纹信息，中央处理单元将指纹传感器采集的指纹信息转换成特征数据，并与存储单元中预先存储的用户的指纹模板信息进行比对运算，再将比对运算结果传送至锁具执行机构。

2.  根据权利要求1所述的指纹机柜锁，其特征在于，所述指纹模块还包括：安全防护单元，该安全防护单元与中央处理单元连接，用于负责在对用户数据信息进行操作时的安全管理和对用户数据信息以及用户指纹模板信息的加/解密。

3.  根据权利要求1或2所述的指纹机柜锁，其特征在于，所述存储单元包括易失性存储单元和非易失性存储单元，其中易失性存储单元用于存储运算指纹识别算法时的数据；非易失性存储单元用于存储用户的数据信息和指纹模板信息。

4.  根据权利要求2所述的指纹机柜锁，其特征在于，所述安全防护单元包括：安全检测单元、公钥算法引擎以及加密引擎，该安全检测单元与公钥算法引擎连接，且公钥算法引擎与加密引擎连接。

指纹机柜锁
技术领域
本实用新型涉及一种柜锁。
背景技术
随着社会的发展与科技的进步，人们的生活水平越来越高，人们在保存金钱、珠宝、保密文件等贵重物品时，通常会用锁具对这些贵重物品进行保存，以防止被盗或者机密信息的泄露。如此一来，人们对锁具的安全、使用的便捷性要求也越来越高。
传统的机械锁，其钥匙极易丢失，且机械锁具的构造简单，易被撬开。
20世纪70年代初期，电子锁在市场上出现了，电子锁是由电子电路控制锁具执行机构的锁具，保密性相对于传统的机械锁保密性较高。但普通的电子锁是用输入密码或者使用IC卡的方式控制锁具执行机构的开关。采用密码来控制锁具执行机构的开关的锁具，我们称之为密码电子锁；使用IC卡控制锁具执行机构的开关的锁具，我们称之为IC卡电子锁。
密码电子锁在使用时存在如下问题：
用户以常用的信息作为密码，如用户的生日、电话号码等，密码容易被泄露且容易被攻破；用户在使用复杂密码时，会造成记忆上的不方便，且容易忘记，若将密码记录在存储介质上，也非常容易泄露或者丢失；该密码需要在计算机上输入时，很容易被跟踪(如被木马程序跟踪并被破解)；在上述情况下，密码如果被泄露，就会被任何非法用户利用计算机只认密码不认人的特性，获得合法用户的机密信息。这样对于合法用户来说，将会产生一种不可弥补的损失。因此，密码锁采用的密码认证具有“不可抵赖性”，任何人都可以使用一个密码。
IC卡电子锁若安装于客户门上。当有感应卡接近锁体上的感应器时，锁内的微控制器(MCU)自动启动读卡程序。如果读到的是有效卡，则驱动微电机，带动离合机构，此时按下手柄，锁就被打开；如果读到的是非有效卡，则发出无效卡提示，此时也能按下手柄，但锁无法被打开。此种IC卡电子锁没有完整的加密体系，很容易被非法分子冒用，且易遗忘丢失，具有较多的不安全因素。
因此，提高锁具的安全性、保密性和便捷性是现代机柜锁具发展的重要课题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种指纹机柜锁，极大地提高了使用该锁具保存的物品或者信息的安全性。
为达到上述目的，本实用新型采用如下方案：
指纹机柜锁，包括：锁具执行机构和指纹模块，该指纹模块与所述锁具执行机构连接；
其中，该指纹模块包括：指纹传感器、中央处理单元以及存储单元；该指纹传感器与中央处理单元连接，该中央处理单元与存储单元连接；
所述指纹传感器用于采集的用户的指纹信息；中央处理单元将指纹传感器采集的指纹信息转换成特征数据，并与存储单元中预先存储的用户的指纹模板信息进行比对运算，再将比对运算结果传送至锁具执行机构。
上述指纹模块还包括：安全防护单元，该安全防护单元分别与所述指纹传感器和中央处理单元连接，且用于负责在对用户数据信息进行操作时的安全管理和对用户数据信息以及用户指纹模板信息的加/解密。
上述存储单元包括易失性存储单元和非易失性存储单元，其中易失性存储单元用于存储运算指纹识别算法时的数据；非易失性存储单元用于存储用户的数据信息和指纹模板信息。
上述安全防护单元包括：安全检测单元、公钥算法引擎以及加密引擎，该安全检测单元与公钥算法引擎连接，且公钥算法引擎与加密引擎连接。
本实用新型与现有的密码电子锁以及IC卡电子锁等相比，指纹模块将采集的用户指纹信息与预先存储的该用户的指纹模板信息进行比对处理，进而控制锁具执行机构的开启与否。指纹具有不怕丢失、不易假冒、不能授予且随身携带的特性，因此，本实用新型指纹机柜锁可以有效达到安全防范、防止内部、外部意外事件的发生，极大提高了锁具的安全性，利用该种锁具对人们的机密信息或者贵重物品进行保存，具有不易被泄露、不易被复制、不易被冒用、不易被遗忘丢失且便捷的优点。
附图说明
图1为本实用新型指纹机柜锁的总体结构示意图；
图2为本实用新型指纹机柜锁的较佳实施例结构示意图；
图3为图2所示的指纹机柜锁的安全防护单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型目的、方案以及效果更加清楚，下面结合附图对本实用新型指纹机柜锁进行详细说明：
如图1所示，本实用新型指纹机柜锁包括：锁具执行机构和指纹模块，该指纹模块与锁具执行机构连接；
其中，该指纹模块包括：指纹传感器、中央处理单元以及存储单元；该指纹传感器与中央处理单元连接，该中央处理单元与存储单元连接；
指纹传感器用于采集用户的指纹信息，中央处理单元将指纹传感器的指纹信息转换成特征数据，并与存储单元中预先存储的该用户的指纹模板信息进行比对运算，并将比对运算结果传送至锁具执行机构，进而控制锁具执行机构的开启与否，即若比对结果一致，则向锁具执行机构发出开启控制信号，否则，不向锁具执行机构发出开启控制信号。
其中，上述指纹传感器可以通过地址/数据总线与中央处理单元连接，但不限于地址/数据总线。
本实施例中的存储单元包括：非易失性存储单元和易失性存储单元；其中，非易失性存储单元用于存储控制软件、指纹识别算法以及用户的数据信息(包括用户的身份信息以及其它相关信息)和指纹模板信息；而易失性存储单元用于存储运算指纹识别算法时的数据。
现将上述实施例的应用方式说明如下：
首先将用户的指纹模板信息存储于该指纹机柜锁的存储单元中，即用户将手指按压在指纹传感器表面(或在传感器表面滑动)，指纹传感器采集用户指纹图像信息，中央处理单元对指纹传感器采集的多种“脊”状指纹图像进行初步识别处理，从多种“脊”状图形提取出诸如分岔、弧形、交叉、三角指纹特征值，将这些“脊”状图形进行坐标定位，进而从坐标位置上标示出特征点，进而建立指纹的“数字表示特征”数据，将指纹特征值转换成特征数据；由中央处理单元将以特征数据表示的用户指纹模板信息预先存储在非易失性存储单元中。
用户欲打开该指纹机柜锁时，同样用手指按压纹传感器表面(或在传感器表面滑动)，指纹传感器采集用户指纹图像信息，中央处理单元对指纹传感器采集的多种“脊”状指纹图像进行初步识别处理，由中央处理单元将该用户的指纹信息转换成特征数据，并与预先存储的该用户的指纹模板信息进行比对运算，若比对运算结果一致，则向锁具执行机构发出“开启”控制信号，否则，不向锁具执行机构发出“开启”控制信号。
为了使本实用新型指纹机柜锁具有更高的保密安全性，可以进一步在指纹模块中增加安全防护单元，如图2所示，该安全防护单元通过地址/数据总线与中央处理单元连接，该安全防护单元负责在对用户数据信息进行操作时的安全管理和用户数据信息及用户的指纹模板信息的加/解密。
本实施例中的安全防护单元的具体结构如图3所示，包括：安全检测单元、公钥算法引擎以及加密引擎；该安全检测单元与公钥算法引擎连接，且公钥算法引擎与加密引擎连接。
在用户的指纹模板信息预先存储阶段，首先将用户数据信息存储在该指纹机柜锁的存储单元中。指纹传感器采集用户的指纹信息，由中央处理单元将指纹传感器采集的用户的指纹信息转换成特征数据，此时调用安全防护单元，安全防护单元中的安全检测单元首先对指纹特征数据以及用户的数据信息进行安全检测，然后将该特征数据由加密引擎通过公钥算法进行加密，并将加密后的数据存储在非易失性存储单元中。
用户欲打开该指纹机柜锁时，中央处理单元先调用安全防护单元，将存储单元中预先存储的该用户的数据信息以及指纹模板信息进行解密，并将解密后的指纹模板信息与其接收到的指纹信息进行比对运算，若比对一致，向锁具执行机构发出“开启”控制信号，否则，不向锁具执行机构发出“开启”控制信号。
前述公钥算法可以采用：3DES、AES等标准对称加密算法，也可以采用RSA等非对称加密算法；通过采用安全防护单元，使用户的指纹信息又多了一层“防护墙”，大大提高了本实用新型指纹机柜锁的安全防护性能。
本实用新型的指纹传感器可以采用瑞典FingerPrint Card公司生产的FPC1011C，法国Atmel公司生产的ATMEL77C102B指纹芯片或美国AuthenTec，Inc.公司生产的AES2510。
需要补充说明的是：本实用新型的指纹机柜锁在得到原用户授权许可的情况下，可以通过软件控制在存储单元中增加新用户的指纹模板信息，这样就可实现两个用户或者多个用户使用同一锁具的目的，更大程度上满足了用户的需求。
上述实施例中，中央处理单元主要负责对指纹模块中的其他各个单元进行管理和控制，该中央处理单元可以为一个MCU(微控制器)或者DSP(数字信号处理器)等，具体地，可以采用深圳市中兴集成电路设计有限责任公司生产的CACTI_Z32UF，深圳芯邦微电子生产的CBM2080L，德州仪器生产的TI5509。
存储单元中的非易失性存储单元为ROM或者EPROM(可擦写只读存储器)。
本实用新型指纹机柜锁不仅可用于机柜，还可用于门禁系统或者服务器以及身份认证的PC等。
下面将本实用新型的功效说明如下：
本实用新型通过指纹模块将指纹识别技术、指纹识别算法、芯片控制技术、数据加密技术及信息通讯技术相结合，使用硬件加密芯片对用户指纹数据进行实时的加解密操作。用户指纹数据是经过硬件芯片加密的，即使存储芯片被拆除，也无法直接从数据存储器里面读出数据。这样就从根本上保证了用户数据的安全性，保证了指纹模块即使被破坏，里面的用户数据也不会泄露。同时使用先进的指纹识别技术作为控制锁具的开关，即只有在用户的指纹验证通过后才能打开锁具真正地实现了机柜锁的安全保护。指纹信息是每个人唯一的生物特征，因此不存在保存难、密码泄露和被破解的问题。且目前多数指纹识别产品均以电脑作为主机进行指纹图象识别及处理，体积大且需要联网，降低了安全可靠性及便捷性。本实用新型机柜锁的指纹模块，可以实现脱机操作，即用户数据的采集、处理、比对、保存等一系列操作不依赖主控电脑的方式实现，可以随时随地进行操作。在实现了用户身份认证的唯一性、准确性、不可丢失性、不可仿制和不可授予性以及不可抵赖性的基础上，从根本上保证了机柜内物品的安全性及用户身份认证的便捷性。
以上结合较佳实施例来描述本实用新型，但并不用以限制本实用新型，本技术领域的普通技术人员应当知道，凡在本实用新型思想的应用范围内所作的等效目的的变更与修改，均应在本专利申请的保护范围之内。