專利名稱：一種人臉識別智能鎖具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能鎖具，尤其涉及一種有人臉識別功能的智能鎖具。
背景技術(shù)：
人臉識別是生物識別領(lǐng)域的一個重要組成部分，將其應(yīng)用到智能鎖具領(lǐng)域，可以改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的使用鑰匙開關(guān)門的習(xí)慣，而用人臉識別的方法開關(guān)門，避免了人們忘帶鑰匙無法開門帶來的不便，并且更加直觀友好、方便、安全等?，F(xiàn)有的一些具有人臉識別功能的智能鎖具，比如2008年3月21日提交的授權(quán)公告號為CN 201258633Y、名稱為一種智能門鎖裝置的實用新型專利，提出了一種采用電池供電，通過上電按鍵開關(guān)控制啟動電源，通過人臉識別來控制門鎖打開的智能門鎖。目前提出的人臉識別智能鎖具，其供電方式一般采用電池供電，而門鎖在大部分時間里是處于不工作狀態(tài)，這就要求人臉識別門鎖的靜態(tài)功耗非常小，以減少電池電量的損耗，以免經(jīng)常需要更換電池。人臉識別智能鎖具一般平時處于斷電狀態(tài)，采用按鍵方式觸發(fā)電源開啟，進(jìn)入人臉識別進(jìn)程。識別結(jié)束后，軟件控制自動斷電。用這種方式實現(xiàn)的話，在平時斷電狀態(tài)，系統(tǒng)無法工作，不能夠監(jiān)測外界信號變化，無法實現(xiàn)防拆、虛掩報警等功能，并且無法判斷系統(tǒng)的啟動方式，完成一些系統(tǒng)功能。因此，如何實現(xiàn)一種既簡單、方便、實用，并且其靜態(tài)功耗也非常低的人臉識別鎖具，是將人臉識別應(yīng)用到智能鎖具領(lǐng)域的一個非常實際和重要的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種具有雙處理器的人臉識別智能鎖具。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種人臉識別智能鎖具，包括相互連接的單片機(jī)模塊和嵌入式處理器模塊、以及電源模塊。電源模塊包括電池電源、以及分別與電池電源相連的前級系統(tǒng)供電電路和后級系統(tǒng)供電電路。前級系統(tǒng)供電電路與單片機(jī)模塊連接，用于長期供電。后級系統(tǒng)供電電路通過開關(guān)電路與嵌入式處理器模塊連接，并且開關(guān)電路受單片機(jī)模塊控制啟動和斷開后級系統(tǒng)供電電路。上述人臉識別智能鎖具還包括與單片機(jī)模塊連接的監(jiān)測報警模塊。上述人臉識別智能鎖具還包括與單片機(jī)模塊連接的觸摸按鍵。對于上述人臉識別智能鎖具，嵌入式處理器模塊包括嵌入式處理器和內(nèi)置的人臉識別指令存儲單元，或者嵌入式處理器模塊包括嵌入式處理器和與其連接的獨立的人臉識別模塊。上述人臉識別智能鎖具還包括與單片機(jī)模塊或嵌入式處理器連接的門鎖控制模塊。上述人臉識別智能鎖具還包括與單片機(jī)模塊或嵌入式處理器連接的管理按鍵。上述人臉識別智能鎖具還包括分別與嵌入式處理器連接的人臉圖像采集模塊和第一人機(jī)交互模塊。對于上述人臉識別智能鎖具，所述人臉圖像采集模塊包括通過數(shù)據(jù)總線與嵌入式處理器連接的紅外攝像模組和通過IO接口與嵌入式處理器連接的紅外補(bǔ)光燈。對于上述人臉識別智能鎖具，嵌入式處理器模 塊還包括分別與嵌入式處理器相連的閃存和同步動態(tài)存儲器。對于上述人臉識別智能鎖具，單片機(jī)模塊采用帶有觸摸按鍵功能的低功耗單片機(jī)。對于上述人臉識別智能鎖具，電池電源包括分別通過兩個二極管并聯(lián)的兩組干電池。對于上述人臉識別智能鎖具，前級系統(tǒng)供電電路使用低壓差線性穩(wěn)壓器LD0。對于上述人臉識別智能鎖具，后級系統(tǒng)供電電路使用兩個DC/DC電源芯片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型技術(shù)方案主要的優(yōu)點是這種人臉識別智能鎖具采用一片低功耗的單片機(jī)和內(nèi)置人臉識別指令存儲單元或與獨立的人臉識別模塊連接的嵌入式處理器的雙處理器設(shè)計，既可滿足智能鎖具的多功能實用性能，比如一些防拆、虛掩報警等功能，又能滿足電鎖的低功耗設(shè)計要求。

圖I是本實用新型一個實施例所述的人臉識別智能鎖具的原理框圖。圖2是本實用新型一個實施例所述的人臉識別智能鎖具的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實用新型一個實施例所述的電源控制電路原理圖。
具體實施方式
本實用新型所述的人臉識別智能鎖具包括兩片處理器，一片是低功耗的單片機(jī)，主要承擔(dān)邏輯控制、信號監(jiān)測、電源管理等任務(wù)，長期供電工作；另一片是嵌入式微處理器，主要是承擔(dān)人臉識別、人臉登記刪除、語音播放等系統(tǒng)管理的任務(wù)，只有在識別開門和管理操作時供電工作。低功耗的單片機(jī)可以在滿足系統(tǒng)工作需要的基礎(chǔ)上使其靜態(tài)功耗達(dá)到盡可能的小，并且控制后級系統(tǒng)包括嵌入式微處理器上電啟動和斷電關(guān)閉。下面，通過實施例結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本實用新型的技術(shù)方案。圖I是本實用新型一個實施例所述的人臉識別智能鎖具的原理框圖。如圖I所示，該人臉識別智能鎖具包括相互連接的單片機(jī)模塊11和嵌入式處理器模塊12、以及電源模塊。電源模塊包括電池電源170、以及分別與電池電源170相連的前級系統(tǒng)供電電路171和后級系統(tǒng)供電電路172。前級系統(tǒng)供電電路171與單片機(jī)模塊11連接，長期供電，后級系統(tǒng)供電電路172通過開關(guān)電路18與嵌入式處理器模塊12連接，開關(guān)電路18受單片機(jī)模塊11控制啟動和斷開后級系統(tǒng)供電電路172。該人臉識別智能鎖具還包括監(jiān)測報警模塊13、門鎖控制模塊14、人臉圖像采集模塊15、以及第一人機(jī)交互模塊160。其中，單片機(jī)模塊11分別與監(jiān)測報警模塊13和門鎖控制模塊14連接，還可以與第二人機(jī)交互模塊(圖I中未示出)連接。嵌入式處理器模塊12包括嵌入式處理器121和內(nèi)置的人臉識別指令存儲單元，或者是另一種情況，嵌入式處理器模塊12包括嵌入式處理器121和與其連接的獨立的人臉識別模塊(圖中未示出)。嵌入式處理器121分別與人臉圖像采集模塊15和第一人機(jī)交互模塊160連接。單片機(jī)模塊11與嵌入式處理器模塊12連接，實時通訊傳遞控制指令和數(shù)據(jù)。監(jiān)測報警模塊13用以實時監(jiān)測系統(tǒng)有無不正常狀態(tài)或外力破壞，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果傳遞信息給單片機(jī)模塊11。門鎖控制模塊14響應(yīng)單片機(jī)模塊11的指令，控制門鎖開關(guān)。嵌入式處理器模塊12獲得人臉圖像采集模塊15采集的人臉圖像并調(diào)用預(yù)置的人臉識別指令對所述人臉圖像進(jìn)行歸一化和特征提取，用以注冊和識別。當(dāng)然，也可以采用獨立于嵌入式處理器121的專用的人臉識別模塊來實現(xiàn)上述功能，此時，嵌入式處理器模塊12包括嵌入式處理器121和與其連接的人臉識別模塊。第一人機(jī)交互模塊160用來指示識別過程、登記過程和門鎖狀態(tài)等信息。第二人機(jī)交互模塊用于系統(tǒng)的管理設(shè)置和給后級系統(tǒng)上電，控制后級系統(tǒng)進(jìn)入到管理設(shè)置狀態(tài)，并實現(xiàn)人臉用戶的登記、刪除和管理工作，也確保人臉識別智能鎖具管理的安全性。圖2是本實用新型一個實施例所述的人臉識別智能鎖具的機(jī)構(gòu)圖。該實施例所述 的人臉識別智能鎖具包括外鎖體21、內(nèi)鎖體22和電子鎖體23。在這個實施例中，單片機(jī)模塊11使用的是CY8C20434，帶有觸摸按鍵功能的低功耗單片機(jī)，嵌入式處理器模塊12使用的是君正JZ4740嵌入式處理器121，內(nèi)置人臉識別指令存儲單元，或者與獨立的人臉識別模塊連接。外鎖體21安裝在門的外側(cè)。外鎖體21的外表面設(shè)有人臉圖像采集模塊15、第一人機(jī)交互模塊160的一部分和第二人機(jī)交互模塊的一部分，在該實施例中，第一人機(jī)交互模塊160的一部分包括指示燈161、第二人機(jī)交互模塊的一部分包括觸摸按鍵162和外把手163，所述觸摸按鍵為印制有如數(shù)字等標(biāo)識的電容按鍵。人臉圖像采集模塊15包括紅外攝像模組151和紅外補(bǔ)光燈(如紅外LED) 152。外鎖體21的內(nèi)部設(shè)有嵌入式處理器模塊12、開關(guān)電路18、前級系統(tǒng)供電電路171、后級系統(tǒng)供電電路172、單片機(jī)111、防拆開關(guān)131以及第一人機(jī)交互模塊160的另一部分如揚(yáng)聲器164 (或語音模塊)。嵌入式處理器模塊12包括嵌入式處理器121和內(nèi)置的人臉識別指令存儲單元，或者是另一種情況，嵌入式處理器模塊12包括嵌入式處理器121和與其連接的獨立的人臉識別模塊(圖中未示出)，還包括閃存(FLASH)123和同步動態(tài)存儲器(SDRAM)124。嵌入式處理器121通過數(shù)據(jù)總線分別與閃存(FLASH) 123和同步動態(tài)存儲器(SDRAM) 124連接，構(gòu)成核心控制的最小系統(tǒng)，進(jìn)行人臉識別相關(guān)的系統(tǒng)控制，由后級系統(tǒng)供電電路172供電。紅外攝像模組151用于捕捉紅外人臉圖像，通過數(shù)據(jù)總線傳送給嵌入式處理器121進(jìn)行處理。嵌入式處理器121通過IO 口與紅外補(bǔ)光燈(如紅外LED)152連接，在需要捕獲人臉圖像時，控制紅外補(bǔ)光燈152發(fā)出紅外光，輔助紅外攝像模組151捕獲人臉圖像。指示燈161和揚(yáng)聲器164分別連接至嵌入式處理器121的IO 口和音頻接口，用以指示門鎖的開關(guān)狀態(tài)、登記和識別過程的狀態(tài)以及電源電量等信息。單片機(jī)模塊11分別與電容按鍵162、防拆開關(guān)131、內(nèi)鎖體22的管理按鍵165、電子鎖體23中的門鎖控制電機(jī)141連接，主要承擔(dān)邏輯控制、信號監(jiān)測、電源管理等任務(wù)，由前級系統(tǒng)供電電路171供電。單片機(jī)模塊11通過監(jiān)測觸摸按鍵162、管理按鍵165是否有被按壓，監(jiān)測防拆開關(guān)131是否有觸發(fā)，來判斷是否給以嵌入式處理器121為中心的后級系統(tǒng)上電并判斷是何種上電方式，而通知后級系統(tǒng)進(jìn)入到不同的系統(tǒng)狀態(tài)，通過開關(guān)電路18控制后級系統(tǒng)供電電路172的通斷。其中，防拆開關(guān)131是監(jiān)測報警模塊13的一種實現(xiàn)形式。單片機(jī)模塊11與門鎖控制電機(jī)141連接，控制門鎖的開關(guān)。單片機(jī)模塊11通過I2C接口與嵌入式處理器121通訊，傳送命令和數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，門鎖控制電機(jī)141改為與嵌入式處理器121連接。在又一個實施例中，管理按鍵165改為與嵌入式處理器121連接。內(nèi)鎖體22安裝在門的內(nèi)側(cè)。在內(nèi)鎖體22中，安裝容置電池電源170的電池盒、管理按鍵165、反鎖旋鈕開關(guān)221及內(nèi)把手222。電池電源170通過導(dǎo)線分別與外鎖體21內(nèi)部的前級系統(tǒng)供電電路171和后級系統(tǒng)供電電路172連接，用以提供電源。內(nèi)鎖體22上設(shè)置有第二人機(jī)交互模塊的另一部分，即連接至單片機(jī)模塊11的IO 口的管理按鍵165，用于系統(tǒng)的管理設(shè)置和給后級系統(tǒng)上電，控制后級系統(tǒng)進(jìn)入到管理設(shè)置狀態(tài)，并通過管理按鍵165與觸摸按鍵162的配合來實現(xiàn)人臉用戶的登記、刪除和管理工作，也確保人臉識別智能鎖具管理的安全性。反鎖旋鈕開關(guān)221與反鎖舌234連接，在門內(nèi)控制門鎖的鎖閉。在內(nèi)嵌于門板中的電子鎖體23中設(shè)有門鎖控制模塊14。門鎖控制模塊14包括門鎖控制電機(jī)141和與其連接的離合器231。門鎖控制電機(jī)141與單片機(jī)模塊11連接，控制離合器231的閉合和斷開。離合器231分別與大方舌232和外把手163連接，用來控制大方舌232與外把手163的離合狀態(tài)。當(dāng)離合器231閉合時，便可以通過正轉(zhuǎn)外鎖體上的外把手163控制打開大方舌232并聯(lián)動打開斜舌233 ;當(dāng)離合器231斷開時，則正轉(zhuǎn)外把手163無法打開大方舌232。另外，在反轉(zhuǎn)外把手163時，無論離合器231閉合和斷開，都可以控制大方舌232關(guān)閉。內(nèi)把手222與大方舌232連接，可直接轉(zhuǎn)動內(nèi)把手222控制大方舌232打開關(guān)閉，同時聯(lián)動控制斜舌233。圖3是本實用新型一個實施例所述的電源控制電路原理圖。作為一個實際例子，電池電源170包括分別通過二極管302和302’并聯(lián)的兩組4節(jié)5號干電池301和301’。二極管302和302’可以采用IN5819，二極管302和302’可防止兩組干電池301和301’之間的對流。前級系統(tǒng)供電電路171使用一個超低靜態(tài)功耗的低壓差線性穩(wěn)壓器LDO長期供電，例如采用TI公司的TLV70433，靜態(tài)功耗僅3. 4uA。低壓差線性穩(wěn)壓器LDO將電源電壓穩(wěn)壓到3. 3V給前級系統(tǒng)供電。在前級系統(tǒng)中，單片機(jī)模塊11帶有觸摸按鍵功能，例如采用CY8C20434，并且其睡眠時功耗極低，為3uA左右，其工作功耗為I. 5mA。單片機(jī)模塊11在睡眠模式和工作模式之間循環(huán)切換，既可實現(xiàn)對各個IO 口以及觸摸按鍵162的掃描監(jiān)測，又可保證其低功耗特性。后級系統(tǒng)供電電路172使用兩個DC/DC電源芯片303和303’，DC/DC電源芯片303和303’采用例如TPS62050，輸出端分別轉(zhuǎn)換至3. 3V和I. 8V給后級系統(tǒng)供電，DC/DC電源芯片303和303’的使能端EN連接至單片機(jī)模塊11的IO 口上。當(dāng)觸摸按鍵162被按壓時，單片機(jī)模塊11監(jiān)測到并經(jīng)過判斷，給后級系統(tǒng)上電，并通過例如I2C總線發(fā)送指令通知嵌入式處理器121比如JZ4740進(jìn)入到人臉識別認(rèn)證狀態(tài)；人臉認(rèn)證通過后，嵌入式處理器121通過I2C總線發(fā)送指令給單片機(jī)模塊11，由單片機(jī)模塊11執(zhí)行開鎖和關(guān)斷后級系統(tǒng)供電電路172的操作。同樣，當(dāng)管理按鍵165被按壓時，或者防拆開關(guān)131有觸發(fā)時，單片機(jī)模塊11經(jīng)過監(jiān)測判斷相應(yīng)地打開后級系統(tǒng)供電電路172后，通過I2C總線通知嵌入式處理器121進(jìn)入到管理狀態(tài)或者報警狀態(tài)。經(jīng)過實際產(chǎn)品測試，此實施例的人臉識別智能鎖具的靜態(tài)功耗在IOuA以下。開門人臉識別工作時的平均功耗為250mA。使用8節(jié)5號干電池供電，按照每天開門10次，可滿足一年的使用時間。這種人臉識別智能鎖具采用低功耗的單片機(jī)和嵌入式處理器的雙處理器設(shè)計，既可滿足智能鎖具的多功能實用性能，又能 滿足電鎖的低功耗設(shè)計要求。
權(quán)利要求1.ー種人臉識別智能鎖具，其特征在于，包括相互連接的單片機(jī)模塊(11)和嵌入式處理器模塊(12)、以及電源模塊，電源模塊包括電池電源(170)、以及分別與電池電源(170)相連的前級系統(tǒng)供電電路(171)和后級系統(tǒng)供電電路(172)，前級系統(tǒng)供電電路(171)與單片機(jī)模塊(11)連接，用于長期供電，后級系統(tǒng)供電電路(172)通過開關(guān)電路(18)與嵌入式處理器模塊(12)連接，并且開關(guān)電路(18)受單片機(jī)模塊(11)控制啟動和斷開后級系統(tǒng)供電電路(172)。
2.如權(quán)利要求I所述的人臉識別智能鎖具，其特征在于，還包括與單片機(jī)模塊(11)連接的監(jiān)測報警模塊(13)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的人臉識別智能鎖具，其特征在于，還包括與單片機(jī)模塊(11)連接的觸摸按鍵(162)。
4.如權(quán)利要求I所述的人臉識別智能鎖具，其特征在于，嵌入式處理器模塊(12)包括嵌入式處理器(121)和內(nèi)置的人臉識別指令存儲單元，或者嵌入式處理器模塊(12)包括嵌入式處理器(121)和與其連接的獨立的人臉識別模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的人臉識別智能鎖具，其特征在于，還包括與單片機(jī)模塊(11)或嵌入式處理器(121)連接的門鎖控制模塊(14 )。
6.如權(quán)利要求4或5所述的人臉識別智能鎖具，其特征在于，還包括與單片機(jī)模塊(11)或嵌入式處理器(121)連接的管理按鍵(165)。
7.如權(quán)利要求4所述的人臉識別智能鎖具，其特征在于，還包括分別與嵌入式處理器(121)連接的人臉圖像采集模塊(15)和第一人機(jī)交互模塊(160)。
8.如權(quán)利要求7所述的人臉識別智能鎖具，其特征在于，所述人臉圖像采集模塊(15)包括通過數(shù)據(jù)總線與嵌入式處理器(121)連接的紅外攝像模組(151)和通過IO接ロ與嵌入式處理器(121)連接的紅外補(bǔ)光燈(152 )。
9.如權(quán)利要求4所述的人臉識別智能鎖具，其特征在于，嵌入式處理器模塊(12)還包括分別與嵌入式處理器(121)相連的閃存(123)和同步動態(tài)存儲器(124)。
10.如權(quán)利要求I所述的人臉識別智能鎖具，其特征在于，單片機(jī)模塊(11)采用帶有觸摸按鍵功能的低功耗單片機(jī)。
11.如權(quán)利要求I所述的人臉識別智能鎖具，其特征在干，電池電源(170)包括分別通過兩個ニ極管(302和302，)并聯(lián)的兩組干電池(301和301’)。
12.如權(quán)利要求I所述的人臉識別智能鎖具，其特征在于，前級系統(tǒng)供電電路(171)使用低壓差線性穩(wěn)壓器(LD0)。
13.如權(quán)利要求I所述的人臉識別智能鎖具，其特征在于，后級系統(tǒng)供電電路(172)使用兩個DC/DC電源芯片(303和303’)。
專利摘要本實用新型公開了一種人臉識別智能鎖具。該鎖具包括相互連接的單片機(jī)模塊(11)和嵌入式處理器模塊(12)、以及電源模塊，電源模塊包括電池電源(170)、以及分別與電池電源(170)相連的前級系統(tǒng)供電電路(171)和后級系統(tǒng)供電電路(172)，前級系統(tǒng)供電電路(171)與單片機(jī)模塊(11)連接，長期供電，后級系統(tǒng)供電電路(172)通過開關(guān)電路(18)與嵌入式處理器模塊(12)連接，并且開關(guān)電路(18)受單片機(jī)模塊(11)控制啟動和斷開后級系統(tǒng)供電電路(172)。這種人臉識別智能鎖具采用低功耗的單片機(jī)和嵌入式處理器的雙處理器設(shè)計，既可滿足智能鎖具的多功能實用性能，又能滿足電鎖的低功耗設(shè)計要求。
文檔編號G06K9/00GK202417058SQ20112054354
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
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