CN201450509U - 网络分布式指纹识别*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种网络分布式指纹识别***，包括通过网络连接的中心服务器和至少一个终端指纹识别器，以基于TCP/IP协议的网络传输作为通信平台；其中所述中心服务器为装载有指纹获取、识别软件且具有数据库***的计算机，并通过数据接口连接有相同于终端指纹识别器的指纹采集仪。指纹模板可在中心服务器和终端指纹识别器上分别得以注册，并通过有线或无线网络传输到对应的终端上；使用时可根据网络自检情况，自动切换远程或本地指纹特征识别模式。提供了用户注册、存储指纹模板和使用的灵活性，兼顾了网络的集群应用和故障情况下的自适应性；而且所有数据传输都经加密处理，进一步提高了指纹识别技术基于网络通信的安全性。

Description

网络分布式指纹识别***

技术领域

本实用新型涉及一种指纹识别***，尤其涉及一种基于网络连接及指纹识别芯片、算法应用的网络分布式指纹识别***。

背景技术

在现实的生活、工作中，用于宾馆、楼宇门禁、银行证券的账户管理等的个人身份识别技术越来越受到人们的关注，而且这种关注程度随着人们文化、生活水平的日渐提高也在不断地提出新的要求。以往用于使用者个人身份确认的有形钥匙、IC卡或者无形密码等，都在长期的应用过程中凸显出其不足的一面。例如：钥匙的易被复制性、帐户密码难于记忆且易于丢失及遗忘，即使IC卡结合无形密码，仍会存在因疏忽造成的IC卡遗失且密码外泄的问题。故而，寻求一种与生俱来、因人而异的生物特征作为个人身份认定的技术，是当前乃至未来一个切实可行的发展方向。

生物认证技术是一项新兴的利用人体生物特征来确定个人身份的技术，可广泛应用于刑侦、安全、银行等领域与不同人体对号入座。现有应用中最突出的人体生物特征便是指纹和DNA，其中尤以指纹因其易于主观采集和客观物理比较等特点，成为最早且最常使用的人体生物特征。因此，指纹识别技术在生物认证领域中占有重要的地位，具有广阔的发展前景。

目前的指纹识别***大都应用在本机状态，无论是门禁***，还是个人计算机账户管理***，都有着广泛而成熟的应用。但是该技术层面并不适合大型客户群***的应用。究其原因，主要是一些联网设备由于网络传输的信息缺少有效的加解密手段存在安全隐患，给用户造成极大不便；并且受到所使用的指纹识别芯片和算法限制，其***不能使用无须外加存储器或闪存的单片ARMCPU来实现，故而该类***的构建价格通常非常昂贵。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于网络连接的网络分布式指纹识别***，进一步扩展指纹识别技术的应用方式，解决指纹识别网络应用的可实施性及自适应性。

本实用新型的目的，将通过以下装置性技术方案来实现：

网络分布式指纹识别***，其特征在于：所述指纹识别***包括通过网络连接的中心服务器和至少一个终端指纹识别器，以基于TCP/IP协议的网络传输作为通信平台；其中所述中心服务器为装载有指纹获取、识别软件且具有数据库***的计算机，并通过数据接口连接有相同于终端指纹识别器的指纹采集仪。

进一步地，任一所述终端指纹识别器为独立器件，包括一单片机处理单元、一触摸自动上电开关，以及通过PCB线路与单片机处理单元焊连的指纹采集仪、Ethernet接口、控制输出端口和看门狗单元等***电路，其中所述单片机处理单元与指纹采集仪连接到同一个触摸自动上电开关上，以获取工作所需电压。

更进一步地，所述终端指纹识别器还包括备用电池、USB接口、至少一个LED指示灯，以及选择性连接的输入键盘和LCD显示屏。

更进一步地，所述单片机处理单元为LPC2XXX、LM3S6965或其他以ARM7为核心的单片CPU。

更进一步地，所述指纹采集仪指的是基于划擦式指纹芯片ATW31X为核心的器件，或具有指纹采集功能的同类器件。

进一步地，所述中心服务器与指纹采集仪相连的数据接口为USB接口、串口、并口或其他计算机可识别兼容的接口形式。

以上述网络分布式指纹识别***为依托，本发明目的的实现方法是：

I、用户在终端指纹识别器或中心服务器的指纹采集仪上注册指纹模板，中心服务器的数据库***分套存储所有指纹模板，并通过网络传输到对应终端指纹识别器存储独有的指纹模板；

II、对应各自专属的终端指纹识别器，用户手指碰触指纹采集仪上电并记录指纹特征值，同时自检网络情况；

III、网络正常情况下，终端指纹识别器将记录的指纹特征值加密(数据打碎)、发送给中心服务器，由中心服务器对返回的加密指纹特征值解密(碎片重组)并与步骤I中注册存储的对应指纹模板进行比对；而当网络异常或中心服务器故障情况下，由终端指纹识别器本机程序比对记录的指纹特征值与独有存储的指纹模板；

IV、根据比对结果，由终端指纹识别器做出断电、报错、开锁或送出正确信号的控制输出。

进一步地，步骤I中所述用户的指纹模板注册是通过用户同一手指至少三次划擦指纹采集仪，记录各次的采集结果整合为一套来存储的。

进一步地，步骤III中所述比对过程是指将指纹特征值与对应的整套指纹模板进行逐个比对。即将采集到的实时指纹特征值与注册时的第一枚指纹模板比对，如成功则结束比对；否则便顺次与第二或第三枚指纹模板再进行比对。

本实用新型的网络分布式指纹识别***，其有益效果在于：

该网络分布式指纹识别***提供了用户从中心服务器到终端指纹识别器注册、存储指纹模板和识别、比对个人指纹特征的灵活性，兼顾了中心服务器基于网络的集群应用和当网络或中心服务器故障时终端本机识别模式的自适应性。此外，在网络传输过程中通过内部软件本身的加密、解密算法，提高了指纹模板数据基于网络的通信安全性。

附图说明

图1是本实用新型指纹识别***的网络拓扑结构图；

图2是本实用新型指纹识别***注册指纹及指纹识别的应用流程图；

图3是本实用新型终端指纹识别器优选实施例的模块结构示意图；

图4是本实用新型终端指纹识别器另一实施例的模块结构示意图；

图5是本实用新型终端指纹识别器又一实施例的模块结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型网络分布式指纹识别***的结构特征、实现方法及有益效果更易于理解，以下结合若干实施例及其附图进行详细而非限制性的描述。

本实用新型为进一步扩展指纹识别技术的应用方式，解决指纹识别网络应用的可实施性及自适应性，把指纹控制和识别技术通过网络与服务器相结合，使之成为一个网络分布式多用途智能化控制***。该指纹识别***非但能在网络环境下通过加密通信应用，对各终端设备实施控制，还能在网络或中心服务器发生故障时，自动切换到终端本机模式，单独实施控制。

如图1所示，是本实用新型网络分布式指纹识别***的拓扑结构图。由图中所示可见：该指纹识别***由一台中心服务器1与多台终端指纹识别器(41、42、43、44……4N-1、4N)通过网络3连接构成。其中该中心服务器1是一台装载有指纹获取、识别软件，且具有数据库***的普通计算机，并通过USB接口连接有相同于终端指纹识别器的指纹采集仪2。而网络3是基于TCP/IP传输协议的，可以应用于不同物理层网络(以太网、无线网等)。

实施例一

作为本实用新型指纹识别的核心，各终端指纹识别器是相互独立的器件，以平等的地位接入网络3。如图3所示的终端指纹识别器优选实施例结构模块示意图可见，其结构包括一单片机处理单元21、一触摸自动上电开关27，以及通过PCB线路与单片机处理单元21焊连的指纹采集仪22、Ethernet接口24、控制输出端口23、看门狗单元28及LED指示灯261、262等***电路，其中所述单片机处理单元21与指纹采集仪22连接到同一个触摸自动上电开关27上，通过手指触摸形式给终端***上电，获取工作所需电压。所以终端指纹识别器平时不耗电，仅在正常使用时才耗费电能。其中单片机处理单元21是该终端的核心芯片，装载有指纹获取、识别的软件进行程序处理、识别控制输出，且具有用于存储指纹模板及指纹特征值的闪存单元。它是以ARM7为核心的单片CPU，其型号可以选用LPC2XXX、LM3S6965或其他同类高性价比单片机。而指纹采集仪22也是一性能稳定、优越性较好的指纹采集芯片，本例中选用的是由ATRUA公司生产的ATW31X芯片制成的指纹采集器件。该单片机处理单元21和指纹采集仪22连接到同一个触摸自动上电开关27上，通过用户手指碰触获取两芯片工作所需电源。

作为单片机处理单元21的附属器件也各具特殊功能，具体地：该输出控制端口23用于将指纹识别结果输出，达到断电、报错、开锁或送出正确信号等控制输出；该Ethernet接口24用于将该终端指纹识别器接入网络，发送并接收来自网络中心服务器的数据信号；该LED指示灯可以为多个(实施例中图示为两个261、262)，主要起到该终端工作的状态指示作用；而该看门狗单元28为由电阻、电容或电感等电子器件构成的滤波、限流、限压电路。

实施例二

如图4所示，是本实用新型终端指纹识别器另一实施例的模块结构示意图。由图4对比图3可见，该终端指纹识别器的主要器件及连接方式大致相同，区别仅在于在单片机处理单元21上通过线路连接了一个键盘输入单元291，以满足该网络分布式指纹识别***在特殊应用环境下用户能够进行简单的数字输入。

实施例三

如图5所示，是本实用新型终端指纹识别器又一实施例的模块结构示意图。由图5对比图4可见，该终端指纹识别器的主要器件及连接方式也大致相同，区别仅在于在单片机处理单元21上通过线路又连接了一个LCD显示屏292，以满足用户对该网络分布式指纹识别***人机界面的需求。此外，通过从单片机处理单元21引出的USB接口25，能够使得该终端指纹识别器在需要的情况下方便直接与计算机相连，从单独使用切换至网络应用。

上述实施例二和实施例三中终端指纹识别器的键盘输入单元291和LCD显示屏292为选择性的构件，并非以此限定该指纹识别***的结构形式。根据应用的不同要求，该单片机处理单元还可连接其他简单的附属单元。

由以上三个实施例介绍的终端指纹识别器与中心服务器接入以太网构成的网络分布式指纹识别***。其实际工作过程如图2所示的流程图可见：

指纹模板的注册阶段：

该网络分布式指纹识别***提供了中心服务器直接注册和终端本机采集后通过网络加密传输的远程注册两种注册途径。对于中心服务器直接注册来说，通过与该中心服务器USB接口相连的指纹采集仪，由用户直接手指碰触采集指纹特征值，并通过中心服务器装载的指纹获取、识别软件将指纹模板分套注册存储在中心服务器的数据库***中，再按照预设的程序将注册的指纹模板通过网络分发到对应的终端上。对于终端本机远程注册来说，终端指纹识别器采集指纹特征值，除本地存储独有的指纹模板外，还可通过TCP/IP协议的网络加密通信传输至中心服务器，完成服务器端数据库***的指纹模板注册。

其中指纹模板的分套注册是通过用户同一手指至少三次划擦指纹采集仪，记录各次的采集结果整合为一套来存储的。这样做的目的是为了降低整个指纹识别***的在指纹比对时的拒真率，避免只注册一枚指纹模板的情况下，***多次无法识别用户指纹特征值而拒绝响应或报错的尴尬情境发生。

指纹特征值的比对阶段：

首先、用户在终端指纹识别器上通过手指碰触指纹采集仪，首先激活触摸自动上电开关，将工作电源接入终端指纹识别器，然后通过用户手指划擦终端器件记录指纹特征值，并自启动网络状态检测程序。

然后、根据网络自检的结果，终端指纹识别器自动判定指纹比对的方式。对于网络正常情况下，该指纹识别***以网络应用为高优先级，终端指纹识别器将采集到的指纹特征值打碎，并以该加密方式通过网络发送到中心服务器，再由中心服务器通过内部程序对该指纹特征值碎片进行重组解密，继而在服务器端将该指纹特征值与数据库中已注册的对应各套的指纹模板进行逐一比对，具体做法是：将实时指纹特征值与注册时的一套指纹的第一枚指纹模板比对，如成功则结束比对；否则便顺次与这套指纹的第二或第三枚指纹模板再进行比对。最后将比对结果通过网络加解密通信的方式反馈给对应的终端。对于网络异常或中心服务器故障的情况，终端指纹识别器直接调用本机单片机处理单元的指纹识别程序和预存的指纹模板进行比对，比对方法与网络模式相同。

最后、根据比对结果，由终端指纹识别器做出断电、报错、开锁或送出正确信号的控制输出，实现指纹识别***的网络化控制应用。当某一用户不再需要使用该指纹识别***时，可以在中心服务器和终端分别通过软件注销该套指纹模板。

通过以上多个实施例的结构和工作过程的描述，本实用新型网络分布式指纹识别***的有益效果显而易见：(1)提供了用户从中心服务器到终端指纹识别器多元化的指纹模板注册、存储方式和比对、识别指纹特征的灵活选择.(2)对于网络或中心服务器的意外故障，该***提供了网络模式与本机模式自动切换的适应性选择，进一步保障了该***运行的稳定性.(3)通过基于TCP/IP传输协议的网络和加、解密通信技术进行指纹模板数据的传输，也进一步提高了指纹识别控制的安全性.(4)通过用户触摸终端的上电、定时自动待机断电的运作模式，有效节省了能源消耗，延长了单位能耗下终端***的使用寿命.(5)基于TCP/IP的传输协议，可以应用于不同物理层网络，便于用户利用现有网络资源实现简单架构.

Claims (6)

1.网络分布式指纹识别***，其特征在于：所述指纹识别***包括通过网络连接的中心服务器和至少一个终端指纹识别器，以基于TCP/IP协议的网络传输作为通信平台；其中所述中心服务器为装载有指纹获取、识别软件且具有数据库***的计算机，并通过数据接口连接有相同于终端指纹识别器的指纹采集仪。

2.根据权利要求1所述的网络分布式指纹识别***，其特征在于：任一所述终端指纹识别器为独立器件，包括一单片机处理单元、一触摸自动上电开关，以及通过PCB线路与单片机处理单元焊连的指纹采集仪、Ethernet接口、控制输出端口和看门狗单元等***电路，其中所述单片机处理单元与指纹采集仪连接到同一个触摸自动上电开关上，以获取工作所需电压。

3.根据权利要求2所述的网络分布式指纹识别***，其特征在于：所述终端指纹识别器还包括备用电池、USB接口、至少一个LED指示灯，以及选择性连接的输入键盘和LCD显示屏。

4.根据权利要求2所述的网络分布式指纹识别***，其特征在于：所述单片机处理单元为LPC2XXX、LM3S6965或其他以ARM7为核心的单片CPU。

5.根据权利要求2所述的网络分布式指纹识别***，其特征在于：所述指纹采集仪指的是基于划擦式指纹芯片为核心的器件，其可选型号之一为ATW31X。

6.根据权利要求1所述的网络分布式指纹识别***，其特征在于：所述中心服务器与指纹采集仪相连的数据接口为计算机可识别兼容的接口形式，包括USB接口、串口、并口。

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