基本信息
- 项目名称：
- 电子柜门指纹识别系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本本作品实现了一个具有指纹识别的智能电子柜门控制系统，采用了Altera公司的FPGA开发板作为控制核心，实现了操作状态显示及语音操作向导，联网管理和日志查询等功能。系统具有安全性高，便捷性强，可靠性高，配置灵活等特点。指纹录入时间小于0.5秒，认假率小于0.001%，拒真率小于0.1% 。 作品可用企事业单位，银行保管业务以及客流量较大、流动性大的场所的贵重物品保管，将具有很好的市场前景
- 详细介绍：
- 储物柜的使用随处可见，现行的柜门认证方式有条码打印，投币或是用户ID+密码等，这些认证方式都不同程度的存在不安全或不方便等因素。基于指纹特征识别的身份识别技术提供了一个很好的研究方向。 本作品设计实现了一个具有指纹识别的智能电子柜门控制系统，采用Altera公司的FPGA开发系统DE0为主要控制模块，集成了指纹采集识别模块、语音信息提示模块、LCD显示模块和键盘控制模块和以太网模块。将指纹识别技术引入到电子柜门锁控制系统，增加了电子门控系统的安全性。由于不需要密码纸打印系统，减少了系统使用的后续维护与使用成本，提高了系统的可靠性。使用FPGA和SOPC技术设计门控系统的中央处理控制模块，替代单片机控制系统，增加了系统硬件的配置灵活性。系统提供联网功能，方便管理员的管理查询。作品性能好，安全性高，使用便捷，引入很多创新实现方法，具有很好的应用推广价值。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的：采用先进的指纹生物识别技术，设计一款安全、可靠的指纹储物柜。作品可用企事业单位，银行保管业务以及客流量较大、流动性大的场所的贵重物品保管。 基本思路：采用Altera公司的FPGA开发板的CPU为控制核心，外围通过指纹采集模块实现指纹数据采集处理；LCD液晶模块提供指纹录入状态，柜门开关和时钟动态显示；语音提示模块实现操作语音提示向导功能；键盘控制模块实现柜门号选择和柜门开闭，还有以太网接入等相关模块实现联网和管理员查询等功能，达到仅通过指纹达到存储和取出物品的目的。 创新点： （1）由于人的指纹的差异性和唯一性，指纹识别电子柜门具有很高的安全性和可靠性，特别适合存储较为贵重的物品; （2）人机界面友好，液晶显示操作状态，提供语音向导，使用更方便； （3）系统的集成度高，成本更低，性能也很好。 （4）易于管理，采用以太网接入，通过上位机网页访问指纹录入信息，柜门状态信息，便于管理员管理。 技术关键： （1） 指纹采集和识别处理 （2） LCD实时时间显示，操作状态显示及语音操作向导 （3） 按键选择电子柜门号 （4） 支持联网管理和日志查询功能 主要技术指标： （1）指纹识别率 认假率（FAR）:<0.001%（安全等级为3时）， 拒真率（FRR）:<0.1%（安全等级为3时）。 （2）耗时 指纹图像录入时间：<0.5秒 ， 搜索时间:<1.0秒（1:1000时，均值）。 （3）人机界面，可以实时动态显示时间和操作状态
科学性、先进性
- 储物柜的使用随处可见，如超市，书城，银行等。现行的柜门认证方式有条码打印，投币或是用户ID+密码。以上认证方式都不同程度的存在不安全不方便等因素，比如条码容易丢失，零钱携带麻烦，密码遗忘等。基于人体生物特征的身份识别技术的出现为我们提供了了一种很好的研究方向。 生物特征识别技术是根据生理特征或者行为特征对人身份进行鉴别，具有安全和可靠的优点。常见的生物特征包括指纹、掌纹、虹膜、人脸、声音、笔记、DNA等。综合考虑易用性、成本以及技术的成熟度，指纹识别认证是一种比较经济实用且具安全性的方案。 NiosII是Altera公司开发的一种采用流水线技术、单指令流的RISC嵌入式处理器软核，可嵌入FPGA内部，与用户自定义逻辑结合构成一个基于FPGA的片上系统。与嵌入式硬核相比较，嵌入式软核拥有更大的灵活性。FPGA的高速性恰恰满足了指纹识别系统对速度的要求。
获奖情况及鉴定结果
- 时间：2010年8月30日 ~9月1日 地点：中南民族大学创新创业中心 评审机构：全国大学生电子设计大赛湖北赛区组织委员会 鉴定结果：省级三等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 市场投资
作品可展示的形式
- 图片，实物，产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 作品技术特点及优势： 生物特征识别技术具有安全和可靠的优点。而综合考虑易用性、成本以及技术的成熟度，指纹识别认证是一种比较经济实用且具安全性的方案。 另外，FPGA应用于指纹识别，体现出低成本、便携的优势，更重要的是兼顾了处理速度和灵活性。Nios作为一种高性能、可配置的软核，又有它独特的优势。它基本用C语言编程，开发周期短，代码可移植，结合用户自定义硬件逻辑，可以并行的完成复杂的图像处理任务，不失FPGA的优势。适应范围及推广前景： 不仅可用于企事业单位的机密文件档案的保管，也可适用于银行保管业务，以及宾馆、展览馆、游乐场所、车站、码头、机场等客流量较大、流动性大的场所的贵重物品保管。 本系统设计实时性和实用性还能有相当大的提高，同时节约开发成本，而且如果用户需要，完全可以加上网络，由用户通过网络远程登陆系统进行指纹识别，及应用于现实生活中的一些门禁系统就比较方便。由于其安全性和性能的优越及成本适中，如果市场化，将会带来 巨大的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 传统的身份认证如钥匙、密码、磁卡等实际上是物体（信物）的认证，与持有者本身没有直接关系，所以会带来复制、被盗、遗忘等问题。 因此，如果要从根本上解决问题，必须利用人的特征做身份认证，即生物认证。 该类产品目前属新兴的高科技新产品，用户群主要有二类：一类是房产开发商，一类是当地有房有车的有钱人，30-45岁的人群是消费主力军。目前，智能电子柜根据防盗性能划分，目前流行的指纹锁分为普通指纹锁和指纹防盗锁两类。普通指纹锁，与原电子锁差别不多，主要是改用指纹认证，但不通用于现有国产防盗门，这类指纹锁不带天地杆钩件，不能使用防盗门天地安保系统（所有进口指纹锁均不符合国家行业标准，只能用于木门）。这类产品以广东产品较多见，外观小巧，且以出口为主。如爱迪尔、第吉尔。指纹防盗锁，安全性更好，能适用于标准防盗门，并将防盗门的带天地锁系统自动或半自动的联结起来，不影响原有防盗门的性能。这类产品以浙江产品较多见，如圣非格、金指码。 指纹锁已在国内发展了十来年了，目前国内已有许多的楼盘小区都选择指纹锁，指纹开门必将取代钥匙开门。这是大的发展方向。指纹锁厂家都处于创业阶段，国内指纹制造产业集群主要集中浙江和广东两地。专业的指纹锁厂家一般自行负责电路设计和机械设计，然后总装测试和销售。但其产品主要的硬件方面的部件也都是外购的，并不是自己的东西。系统基本采用单片机控制技术，使用密码纸打印与条形码识别技术实现门控模块。这种系统主要存在的问题有：系统硬件功能模块一旦制成板级就无法修改；密码纸打印与识别设备故障率高，安全性差等。指纹识别技术已经很成熟，但是指纹识别技术多用于高端信息安全系统。 本课题设计实现了一个具有指纹识别的智能电子柜门控制系统，采用Altera公司的FPGA开发系统DE0为主要控制模块，集成了指纹采集识别模块、语音信息提示模块、LCD显示模块和键盘控制模块。将指纹识别技术引入到电子柜门锁控制系统，增加了电子门控系统的安全性。由于不需要密码纸打印系统，减少了系统使用的后续维护与使用成本，提高了系统的可靠性。使用FPGA和SOPC技术设计门控系统的中央处理控制模块，替代单片机控制系统，增加了系统硬件的配置灵活性
