[发明专利]一种具有活体手指检测功能的指纹采集装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种具有活体手指检测指纹采集电路设计方法和装置，涉及到活体手指检测技术、指纹采集电路技术，属于指纹采集技术领域。

背景技术

在现代社会，指纹识别类产品应用日趋广泛，如考勤机在企事业等单位得到极大的普及，在给人们带来便利的同时，也带来了一些负面影响，一些人通过指纹复制技术，将自己的指纹复制到硅胶等材料制成的指纹套上，他人可以使用这个指纹套代替自己打卡；犯罪分子通过复制用户的指纹，假冒用户身份进行非法登录、授权，盗取用户的钱财和物资，使用户遭受到重大经济损失；而传统的指纹识别模块由于不具有活体指纹识别功能、不能区分出活体手指和指纹套区别；传统的指纹识别模块的通讯接口多采用Uart方式、检测速度慢，电路结构复杂、不利于产品小型化嵌入式设计。

活体手指的检测识别技术，是针对真人活体手指进行识别检测，对其他非真人手指不作识别，如被测人佩戴指纹套、指纹膜等物质后，将手指放在指纹检测区内，电路没有检测到真人手指，不会读取指纹信息。这一技术可广泛应用在指纹采集类产品中，如考勤机、门禁系统等装置上。

市场迫切需要一种能自动识别活体手指、快速进行指纹提取、比对，且电路简单、结构紧凑、可嵌入式安装的指纹采集装置。

发明内容

本发明公开了一种指纹采集电路设计方法和装置，实现了用户的活体手指探测功能、指纹采集功能、USB通讯功能、本发明电路精简、结构紧凑，便于产品模块化嵌套设计，开放的USB通讯接口便于第三方公司做二次开发。

本发明提供的一种具有活体手指检测功能的指纹采集装置，其特征在于由电源模块电路、活体手指检测电路、摄像头模组电路、光源电路、Flash存储电路、单片机平台电路及USB接口电路组成；

其中，所述的USB接口电路通过电源模块电路与活体手指检测电路、摄像头模组电路、光源电路、Flash存储电路、单片机平台电路的电连接；

所述的单片机平台电路的一个通用GPIO2端口与活体手指检测电路Finger_On口相连，接收活体手指感应信号；单片机平台电路的并行D总线与摄像头模组电路的D总线相连，进行指令通讯和数据传输，接收传递摄像头模组采集到的指纹数据；单片机平台电路的一个GPIO0端口与光源电路Light_Ctrl端口相连，控制光源电路工作；单片机平台电路的I2C总线接口和Flash存储电路的I2C总线相连，存储和调用指纹数据；单片机平台电路的USB总线DM/DP端和USB接口电路DM/DP总线相连，传递指令和数据；

所述的活体手指检测电路由电容式感应IC芯片U9、电阻R9、电容C8、C9、ESD二极管D5、手指感应器J3组成；U9的接地端、D5的一端、C8的一端、C9的一端与GND网络相连接实现共地；U9的电源端、C9的一端与V3.3_JG100B网络节点相连；U9的检测输出端与Finger_ON网络相连，高电平为有活体手指信号输出，低电平为无活体手指检测输出；手指感应器J3通过R9、C8组成的滤波电路与U9的检测端输入端连接，将活体手指信号传送到U9的输入端。

本发明所述的一种具有活体手指检测功能的指纹采集装置，其特征在于：

所述的单片机平台电路由单片机U10、晶体Y1、电容C35、C37、C38、C48、C49、C50、电阻R31组成；晶体Y1与C37、C35组成外接震荡电路与U10连接，给U10通过震荡信号；U10的USB端口与DM网络、DP网络连接进行数据指令交互；U10的I2C接口与Flash存储电路的网络连接，实现I2C的数据指令交互；U10的同步信号端分别与摄像头模组的HSYNC网络、VSYNC网络连接，实现网络同步；U10的时钟信号端分别与摄像头模组的PCLK网络、MCLK网络连接，实现时钟信号同步；U10的复位端与摄像头模组的RST_SEN网络连接，实现复位信号同步；U10的GPIO_0口与活体手指检测电路的Finger_On网络连接，接收活体手指检测信号；U10的GPIO_0口46与光源电路的Light_Ctrl网络连接上，控制LED灯工作。

工作过程如下：

本发明所述的活体手指检测电路将检测到的活体手指信号，传送到单片机平台电路，单片机平台电路驱动光源电路工作，为摄像头模组提供光源，摄像头模组电路读取用户指纹信息、并将指纹信息保存在Flash存储电路中，单片机平台电路最终将指纹信息传送到USB接口电路上，与外设进行数据指令交互；非活体手指信号不能触发活体手指检测电路工作。

本发明的积极效果在于：