專利名稱：汽車驅(qū)動指紋控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過指紋識別控制汽車驅(qū)動的裝置。
背景技術(shù)：
沿用多年的汽車驅(qū)動，都是采用純機械的或帶芯片的機械鑰匙打開方向盤控制器、電源和點火來實現(xiàn)。復(fù)配鑰匙、獲取密碼，常導(dǎo)致汽車的被盜。單片機的應(yīng)用與指紋技術(shù)的結(jié)合，使汽車的防盜性能日臻完善。近年，CN0224463.3公開了馬一杰先生的“汽車指紋控制裝置”專利技術(shù)，它由指紋識別器、主控器、人機界面操作面板、接口四部分組成，通過對駕車人的指紋識別和語音比對，使身份符合者能驅(qū)動駕車，不符合者無法驅(qū)動駕車，同時發(fā)出報警聲。應(yīng)該說在防盜性能上，達到了新的高度。但是上述種種技術(shù)，均不能脫離鑰匙。又經(jīng)檢索查新，尚未發(fā)現(xiàn)通過指紋比對，配合以相關(guān)的電路，不用鑰匙，便能全面解決對汽車的方向盤、主電源、輔助電源、點火進行有效控制的新技術(shù)的相關(guān)報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明的目的在于設(shè)計出一種對帶機械式方向盤鎖的汽車來說可以不用鑰匙，采用指紋識別技術(shù)，配合相關(guān)電路便能控制方向盤、電源、點火和熄火的汽車驅(qū)動指紋控制器。
本發(fā)明的目的可以通過如下措施來實現(xiàn)它包含有指紋單元、主控單元，和連接該兩單元的九針通信線，指紋單元包括由指紋傳感器、處理器CPU、指紋數(shù)據(jù)存儲器SRAM及閃存等組成的嵌入式指紋模塊、啟電電路11，主控單元包括中央處理器2、二次降壓電路3、降壓穩(wěn)壓電路4、執(zhí)行開關(guān)7、9、10，獨具特色的是指紋單元中的熄火控制電路12，主控單元中的方向盤控制電路1、保護電路5、自鎖電路6、8。
本發(fā)明的目的還可由如下措施來完善指紋單元中的熄火控制電路12，其主件是熄火按鈕S6，經(jīng)九針通信線的2腳與中央處理器2的3腳連接；主控單元中的方向盤控制電路1，它由T9、T10、T11、T12三極管組成的“H”型電路與D5、D7、D9三個二極管等組成，它們的輸入控制端分別與中央處理器2的6、7腳相連，T11、T12的發(fā)射極、地、R21與R24的一端連接，T9、T10的發(fā)射極與保護電路5連接，T9、T11的集電極、電機的一端、R26的一端、D5的陰極連接，T10、T12的集電極、R22的一端、電機的另一端連接，T9的基極與R22的另一端，T10的基極與R26的另一端連接，T12的基極與R24的另一端、R25的一端連接，R25的另一端與D5、D7、D9的陽極和R23的一端連接，D7、D9的陰極、繼電器J1、J2線圈的一端連接；主控單元中的保護電路5，它由二極管D4、磁環(huán)L1、電壓抑制器TVS管、限流電阻R5組成，D4陽極連接一號接插件的1腳，D4陰極與L1的一端連接，L1的另一端與TVS管的陰極、R5的一端連接，TVS管陽極接地，R5的另一端與降壓穩(wěn)壓電路4的輸入端連接；主控單元中還有成對的、結(jié)構(gòu)與連接方式相同的自鎖電路6、8，其中自鎖電路6由T2、T5、R9、C4、R11、R14、R16元件組成，R11一端與中央處理器2的11腳、T2的集電極連接，R11另一端與T5基極、R16一端連接，R16一端與T5的發(fā)射極、地連接，T5的集電極與執(zhí)行開關(guān)7、R14一端連接，R14另一端與T2基極、C4一端連接，C4另一端與R9一端、保護電路5連接，T2的發(fā)射極與R9另一端連接。自鎖電路8的結(jié)構(gòu)和連接方式同上。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框2為本發(fā)明電路原理3為汽車不開任何電源狀態(tài)1流程4為汽車開啟輔助電源狀態(tài)2流程5為汽車開啟主電源狀態(tài)3流程6、7為汽車方向盤機電控裝置結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
本發(fā)明下面將結(jié)合實施例并參照附圖作進一步詳述它包含有指紋單元、主控單元以及連接該兩單元的九針通信線，指紋單元包括嵌入式指紋模塊、熄火控制電路12、啟電電路11。嵌入式指紋模塊包括指紋傳感器、處理器CPU、指紋數(shù)據(jù)存儲器SRAM及閃存等。嵌入式指紋模塊的作用是完成指紋圖像的處理、指紋的登錄與刪除、指紋的比對等。CPU的輸入輸出口與指紋傳感器、SRAM、閃存的輸入輸出口連接，CPU的電源端與啟電電路11的輸出端連接。主控單元由方向盤控制電路1、中央處理器2(以下用U2表示)，二次降壓電路3，降壓穩(wěn)壓電路4，電源保護電路5，自鎖電路6、8，執(zhí)行開關(guān)7、9、10，他們之間的連接關(guān)系如下一號接插件(附圖2上用CN1表示)的1腳分別與汽車的12V儲電池和繼電器J1、J2的中心觸點連接，CN1的7、3、4腳分別與繼電器J1、J2、J3的常開觸點連接，當(dāng)常開觸點閉合時，CN1的7、3、4就輸出12V的電壓，啟動汽車的輔助電源、主電源、發(fā)動機。繼電器J2的常開觸點接繼電器J3的中心觸點、線圈的一端。CN1的2、6腳與安裝在方向盤上的電機兩端連接。
12V的汽車儲電池電壓由接插件CN1的1腳進來后與保護電路5的輸入端連接。保護電路5的輸出端分別與執(zhí)行開關(guān)7、9繼電器J1與J2線圈的一端、降壓穩(wěn)壓電路4的輸入端、方向盤控制電路1的電源端、自鎖電路6和8的電源端連接。降壓穩(wěn)壓電路4的輸出端與二次降壓電路3的輸入端連接，且通過九針通信線與啟電電路11的電源端連接。二次降壓電路3的輸出端與U2的15腳連接，提供U2的工作電源。需說明的是U2的工作電壓較低，故首次降壓穩(wěn)壓不能直接供給U2，還需二次降壓，若選擇工作電壓較高的U2，則不需二次降壓電路。降壓穩(wěn)壓電路4采用使用方便和常用的三端穩(wěn)壓電路，也可采用串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路、帶控制的穩(wěn)壓IC等方法。
U2的11、12腳與自鎖電路6、8的控制端連接，即與T5、T8的基極連接，控制自鎖電路6、8的導(dǎo)通與截止。自鎖電路6、8的輸出端與繼電器J1、J2的線圈的另一端連接，這樣通過控制自鎖電路6、8的控制端控制繼電器J1、J2的吸合與斷開，從而控制汽車輔助電源及主電源的線路。U2的8腳接執(zhí)行開關(guān)10的控制端T6的基極，控制T6的導(dǎo)通截止，T6的集電極接繼電器J3的線圈的另一端，這樣U2通過控制T6的基極達到了控制J3的吸合與斷開，從而控制了汽車的發(fā)動機供電線路，U2的6、7腳分別與方向盤控制電路1的控制端連接，控制鎖方向盤電機的正反轉(zhuǎn)，從而達到方向盤的打開與鎖定。
U2的13腳接指紋設(shè)置開關(guān)，控制指紋的登錄與刪除。
指紋單元包括指紋傳感器、啟電電路及熄火控制電路12。指紋傳感器、熄火控制電路12是人機對話界面。汽車不需鑰匙用指紋直接開啟輔助電源、主電源、點火是通過對指紋傳感器、熄火按鍵12的操作實現(xiàn)的。
啟電電路11由啟電鍵S2、S3、S4、S5、T1三極管等組成。T1三極管的作用是控制指紋模塊的啟電與斷電。而按鍵S2、S3、S4、S5的作用接受用戶的命令。其中S2與S4串連，S3與S5串連，S2與S3并聯(lián)，S4與S5并聯(lián)，它們的輸出端經(jīng)九針通信線與U2的2腳連接(如圖2所示)，當(dāng)有一路的按鍵全都按下時，U2讀得此信號，對汽車的狀態(tài)進行判斷若汽車沒有開啟任何電源，判斷汽車是處于狀態(tài)1，執(zhí)行如圖3所示流程，從U2的11腳輸出信號開啟自鎖電路6，自鎖電路6使執(zhí)行開關(guān)7的繼電器J1吸合，使車內(nèi)的輔助電源接通，U2的9腳輸出信號使啟電電路的三極管T1導(dǎo)通，給指紋模塊供電；若汽車已開啟了輔助電源，而沒開啟主電源，將不執(zhí)行任何操作；若汽車已開啟了主電源，判斷汽車是處于狀態(tài)3，則執(zhí)行如圖5所示流程，從U2的11腳輸出信號使自鎖電路8截止，執(zhí)行開關(guān)7的繼電器J1斷開，使汽車的輔助電源斷開，從U2的8腳輸出信號使T6導(dǎo)通，執(zhí)行開關(guān)10的繼電器J3吸合，從而使汽車的發(fā)動機開始工作，此時汽車可以行駛了，放開手指，從U2的11腳輸出信號使自鎖電路6導(dǎo)通，執(zhí)行開關(guān)7的繼電器J1吸合，重新接通輔助電源。從U2的8腳輸出信號使T6截止，執(zhí)行開關(guān)10的繼電器J3斷開，關(guān)閉發(fā)動機的電源。
指紋傳感器采集到指紋后，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理從四號接插件即CN4的3腳輸出信號到U2的19腳，U2的19腳讀得此信號進行判斷指紋是否通過認(rèn)證，若通過指紋認(rèn)證，且若汽車已開啟輔助電源，判斷汽車是處于狀態(tài)2，則執(zhí)行如圖4所示的流程，U2的12腳輸出信號開啟自鎖電路8，自鎖電路8使執(zhí)行開關(guān)9的繼電器J2吸合，使車內(nèi)的主電源接通，同時U2的9腳輸出信號關(guān)閉指紋模塊電源，使之處于中斷狀態(tài)，U2的6腳輸出信號使方向盤控制電路1的一路導(dǎo)通，安裝在汽車方向盤上的電機順時針轉(zhuǎn)動90度，打開方向盤。
熄火控制電路12主件是S6熄火鍵，它通過九針通信線與U2的3腳連接。U2讀得此信號首先判斷汽車處于什么狀態(tài)，若汽車開啟主電源，判斷汽車是處于狀態(tài)3，則執(zhí)行如圖5所示流程，U2的12腳輸出信號使自鎖電路6截止，從而使J2繼電器斷開關(guān)閉汽車的主電源。若汽車開啟輔助電源，判斷汽車是處于狀態(tài)2，則執(zhí)行如圖4所示流程，U2的11腳輸出信號使自鎖電路8截止，從而使J1繼電器斷開關(guān)閉汽車的輔助電源，U2的7腳輸出信號使方向盤控制電路1另一路導(dǎo)通，安裝在方向盤上的電機反時針轉(zhuǎn)90度，鎖定方向盤。若汽車處于其它狀態(tài)不執(zhí)行任何操作。
由于此方案是用指紋代替了普通的汽車機械鑰匙，因此為了保證安全與可靠性，相對于普通的電路增加了保護電路5，它由電壓抑制器、磁環(huán)等元件組成，抑制靜電、以及各種意外原因在線路上的產(chǎn)生的浪涌電壓和瞬態(tài)過壓、高次諧波，減少汽車在點火時產(chǎn)生的脈沖信號影響，對執(zhí)行開關(guān)加以自鎖6、8，防止在汽車行駛過程中，由于信號干擾的影響萬一使U2程序跑飛導(dǎo)致汽車斷電熄火。
為數(shù)眾多的用機械鑰匙鎖定與開啟方向盤的汽車，為了能徹底丟開鑰匙我們采用了用直流電機來控制方向盤的開啟與鎖定，其工作原理如下電機13順時針旋轉(zhuǎn)90度，彈簧14壓縮，鎖舌15內(nèi)縮，方向盤開啟(圖7)，電機13反時針旋轉(zhuǎn)90度，彈簧14回彈，鎖舌15伸出，方向盤鎖定(圖6)。方向盤控制電路1，為三極管的“H”型電路。由U2的6、7腳接三極管T11、T12的基極，控制H型電路的導(dǎo)通截止，使得輸出信號控制電機的正反轉(zhuǎn)。為了確保安全性，即在行駛過程中由于汽車的信號干擾導(dǎo)致電機反轉(zhuǎn)鎖定方向盤，我們增加了保護電路D5、D7、D9，他們分別與T9的集電極、繼電器J1和J2的另一線圈連接。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)可完全不用鑰匙，通過指紋識別，便能解決對方向盤、主電源、輔助電源、點火和熄火的控制，具有不憂慮丟鑰匙，不擔(dān)心他人復(fù)配盜車、操作簡便、防盜性好等優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種汽車驅(qū)動指紋控制器，包含有指紋單元、主控單元，和連接該兩單元的九針通信線，指紋單元包括由指紋傳感器、處理器CPU、指紋數(shù)據(jù)存儲器SRAM及閃存等組成的嵌入式指紋模塊、啟電電路11，主控單元包括中央處理器2、二次降壓電路3、降壓穩(wěn)壓電路4、執(zhí)行開關(guān)7、9、10，其特征是指紋單元中還包括熄火控制電路12，主控單元中還包括方向盤控制電路1、保護電路5、自鎖電路6、8。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車驅(qū)動指紋控制器，其特征是所說的指紋單元中的熄火控制電路12，其主件是熄火按鈕S6，經(jīng)九針通信線的2腳與中央處理器2的3腳連接。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車驅(qū)動指紋控制器，其特征是所說的主控單元中的方向盤控制電路1，它由T9、T10、T11、T12三極管組成的“H”型電路與D5、D7、D9三個二極管等組成，它們的輸入控制端分別與中央處理器2的6、7腳相連，T11、T12的發(fā)射極、地、R21與R24的一端連接，T9、T10的發(fā)射極與保護電路5連接，T9、T11的集電極、電機的一端、R26的一端、D5的陰極連接，T10、T12的集電極、R22的一端、電機的另一端連接，T9的基極與R22的另一端，T10的基極與R26的另一端連接，T12的基極與R24的另一端、R25的一端連接，R25的另一端與D5、D7、D9的陽極和R23的一端連接，D7、D9的陰極、繼電器J1、J2線圈的一端連接。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車驅(qū)動指紋控制器，其特征是所說的主控單元中的保護電路5，它由二極管D4、磁環(huán)L1、電壓抑制器TVS管、限流電阻R5組成，D4陽極連接一號接插件CN1的1腳，D4陰極與L1的一端連接，L1的另一端與TVS管的陰極、R5的一端連接，TVS陽極接地，R5的另一端與降壓穩(wěn)壓電路4的輸入端連接。
5.如權(quán)利要求1所述的汽車驅(qū)動指紋控制器，其特征是所說的主控單元中還有成對的、結(jié)構(gòu)與連接方式相同的自鎖電路6、8，其中自鎖電路6由T2、T5、R9、C4、R11、R14、R16元件組成，R11一端與中央處理器2的11腳、T2的集電極連接，R11另一端與T5基極、R16一端連接，R16一端與T5的發(fā)射極、地連接，T5的集電極與執(zhí)行開關(guān)7、R14一端連接，R14另一端與T2基極、C4一端連接，C4另一端與R9一端、保護電路5連接，T2的發(fā)射極與R9另一端連接。
全文摘要
一種汽車驅(qū)動指紋控制器，包含有指紋單元、主控單元和連接該兩單元的九針通信線，指紋單元包括由指紋傳感器、處理器CPU，指紋數(shù)據(jù)存儲器SRAM及閃存等組成的嵌入式指紋模塊、啟電電路11，主控單元包括中央處理器2、二次降壓電路3、降壓穩(wěn)壓電路4、執(zhí)行開關(guān)7、9、10，指紋單元中還包括熄火控制電路12，主控單元中還包括方向盤控制電路1、保護電路5、自鎖電路6、8。本發(fā)明適用于機械式方向盤鎖的汽車等機動車的方向盤、電源、點火、熄火的控制，具有不需用鑰匙，只憑指紋識別，就能使身份符合者驅(qū)動該類汽車的便利，使用快捷，無丟失鑰匙的煩惱，不存在復(fù)配鑰匙招盜車的擔(dān)憂，防盜性強等優(yōu)點。
文檔編號B60R25/00GK1811791SQ200510006699
公開日2006年8月2日 申請日期2005年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月27日
發(fā)明者羅戎蕾 申請人:羅戎蕾