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基本信息
- 項目名稱：
- 電子柜門指紋識別系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本本作品實現(xiàn)了一個具有指紋識別的智能電子柜門控制系統(tǒng)，采用了Altera公司的FPGA開發(fā)板作為控制核心，實現(xiàn)了操作狀態(tài)顯示及語音操作向?qū)?，?lián)網(wǎng)管理和日志查詢等功能。系統(tǒng)具有安全性高，便捷性強(qiáng)，可靠性高，配置靈活等特點。指紋錄入時間小于0.5秒，認(rèn)假率小于0.001%，拒真率小于0.1% 。 作品可用企事業(yè)單位，銀行保管業(yè)務(wù)以及客流量較大、流動性大的場所的貴重物品保管，將具有很好的市場前景
- 詳細(xì)介紹：
- 儲物柜的使用隨處可見，現(xiàn)行的柜門認(rèn)證方式有條碼打印，投幣或是用戶ID+密碼等，這些認(rèn)證方式都不同程度的存在不安全或不方便等因素。基于指紋特征識別的身份識別技術(shù)提供了一個很好的研究方向。 本作品設(shè)計實現(xiàn)了一個具有指紋識別的智能電子柜門控制系統(tǒng)，采用Altera公司的FPGA開發(fā)系統(tǒng)DE0為主要控制模塊，集成了指紋采集識別模塊、語音信息提示模塊、LCD顯示模塊和鍵盤控制模塊和以太網(wǎng)模塊。將指紋識別技術(shù)引入到電子柜門鎖控制系統(tǒng)，增加了電子門控系統(tǒng)的安全性。由于不需要密碼紙打印系統(tǒng)，減少了系統(tǒng)使用的后續(xù)維護(hù)與使用成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。使用FPGA和SOPC技術(shù)設(shè)計門控系統(tǒng)的中央處理控制模塊，替代單片機(jī)控制系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)硬件的配置靈活性。系統(tǒng)提供聯(lián)網(wǎng)功能，方便管理員的管理查詢。作品性能好，安全性高，使用便捷，引入很多創(chuàng)新實現(xiàn)方法，具有很好的應(yīng)用推廣價值。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計目的：采用先進(jìn)的指紋生物識別技術(shù)，設(shè)計一款安全、可靠的指紋儲物柜。作品可用企事業(yè)單位，銀行保管業(yè)務(wù)以及客流量較大、流動性大的場所的貴重物品保管。 基本思路：采用Altera公司的FPGA開發(fā)板的CPU為控制核心，外圍通過指紋采集模塊實現(xiàn)指紋數(shù)據(jù)采集處理；LCD液晶模塊提供指紋錄入狀態(tài)，柜門開關(guān)和時鐘動態(tài)顯示；語音提示模塊實現(xiàn)操作語音提示向?qū)Чδ埽绘I盤控制模塊實現(xiàn)柜門號選擇和柜門開閉，還有以太網(wǎng)接入等相關(guān)模塊實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和管理員查詢等功能，達(dá)到僅通過指紋達(dá)到存儲和取出物品的目的。 創(chuàng)新點： （1）由于人的指紋的差異性和唯一性，指紋識別電子柜門具有很高的安全性和可靠性，特別適合存儲較為貴重的物品; （2）人機(jī)界面友好，液晶顯示操作狀態(tài)，提供語音向?qū)В褂酶奖悖? （3）系統(tǒng)的集成度高，成本更低，性能也很好。 （4）易于管理，采用以太網(wǎng)接入，通過上位機(jī)網(wǎng)頁訪問指紋錄入信息，柜門狀態(tài)信息，便于管理員管理。 技術(shù)關(guān)鍵： （1） 指紋采集和識別處理 （2） LCD實時時間顯示，操作狀態(tài)顯示及語音操作向?qū)? （3） 按鍵選擇電子柜門號 （4） 支持聯(lián)網(wǎng)管理和日志查詢功能 主要技術(shù)指標(biāo)： （1）指紋識別率 認(rèn)假率（FAR）:<0.001%（安全等級為3時）， 拒真率（FRR）:<0.1%（安全等級為3時）。 （2）耗時 指紋圖像錄入時間：<0.5秒 ， 搜索時間:<1.0秒（1:1000時，均值）。 （3）人機(jī)界面，可以實時動態(tài)顯示時間和操作狀態(tài)
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 儲物柜的使用隨處可見，如超市，書城，銀行等?，F(xiàn)行的柜門認(rèn)證方式有條碼打印，投幣或是用戶ID+密碼。以上認(rèn)證方式都不同程度的存在不安全不方便等因素，比如條碼容易丟失，零錢攜帶麻煩，密碼遺忘等?；谌梭w生物特征的身份識別技術(shù)的出現(xiàn)為我們提供了了一種很好的研究方向。 生物特征識別技術(shù)是根據(jù)生理特征或者行為特征對人身份進(jìn)行鑒別，具有安全和可靠的優(yōu)點。常見的生物特征包括指紋、掌紋、虹膜、人臉、聲音、筆記、DNA等。綜合考慮易用性、成本以及技術(shù)的成熟度，指紋識別認(rèn)證是一種比較經(jīng)濟(jì)實用且具安全性的方案。 NiosII是Altera公司開發(fā)的一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核，可嵌入FPGA內(nèi)部，與用戶自定義邏輯結(jié)合構(gòu)成一個基于FPGA的片上系統(tǒng)。與嵌入式硬核相比較，嵌入式軟核擁有更大的靈活性。FPGA的高速性恰恰滿足了指紋識別系統(tǒng)對速度的要求。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 時間：2010年8月30日 ~9月1日 地點：中南民族大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心 評審機(jī)構(gòu)：全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽湖北賽區(qū)組織委員會 鑒定結(jié)果：省級三等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 市場投資
作品可展示的形式
- 圖片，實物，產(chǎn)品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 作品技術(shù)特點及優(yōu)勢： 生物特征識別技術(shù)具有安全和可靠的優(yōu)點。而綜合考慮易用性、成本以及技術(shù)的成熟度，指紋識別認(rèn)證是一種比較經(jīng)濟(jì)實用且具安全性的方案。 另外，F(xiàn)PGA應(yīng)用于指紋識別，體現(xiàn)出低成本、便攜的優(yōu)勢，更重要的是兼顧了處理速度和靈活性。Nios作為一種高性能、可配置的軟核，又有它獨特的優(yōu)勢。它基本用C語言編程，開發(fā)周期短，代碼可移植，結(jié)合用戶自定義硬件邏輯，可以并行的完成復(fù)雜的圖像處理任務(wù)，不失FPGA的優(yōu)勢。適應(yīng)范圍及推廣前景： 不僅可用于企事業(yè)單位的機(jī)密文件檔案的保管，也可適用于銀行保管業(yè)務(wù)，以及賓館、展覽館、游樂場所、車站、碼頭、機(jī)場等客流量較大、流動性大的場所的貴重物品保管。 本系統(tǒng)設(shè)計實時性和實用性還能有相當(dāng)大的提高，同時節(jié)約開發(fā)成本，而且如果用戶需要，完全可以加上網(wǎng)絡(luò)，由用戶通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程登陸系統(tǒng)進(jìn)行指紋識別，及應(yīng)用于現(xiàn)實生活中的一些門禁系統(tǒng)就比較方便。由于其安全性和性能的優(yōu)越及成本適中，如果市場化，將會帶來 巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 傳統(tǒng)的身份認(rèn)證如鑰匙、密碼、磁卡等實際上是物體（信物）的認(rèn)證，與持有者本身沒有直接關(guān)系，所以會帶來復(fù)制、被盜、遺忘等問題。 因此，如果要從根本上解決問題，必須利用人的特征做身份認(rèn)證，即生物認(rèn)證。 該類產(chǎn)品目前屬新興的高科技新產(chǎn)品，用戶群主要有二類：一類是房產(chǎn)開發(fā)商，一類是當(dāng)?shù)赜蟹坑熊嚨挠绣X人，30-45歲的人群是消費主力軍。目前，智能電子柜根據(jù)防盜性能劃分，目前流行的指紋鎖分為普通指紋鎖和指紋防盜鎖兩類。普通指紋鎖，與原電子鎖差別不多，主要是改用指紋認(rèn)證，但不通用于現(xiàn)有國產(chǎn)防盜門，這類指紋鎖不帶天地桿鉤件，不能使用防盜門天地安保系統(tǒng)（所有進(jìn)口指紋鎖均不符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，只能用于木門）。這類產(chǎn)品以廣東產(chǎn)品較多見，外觀小巧，且以出口為主。如愛迪爾、第吉爾。指紋防盜鎖，安全性更好，能適用于標(biāo)準(zhǔn)防盜門，并將防盜門的帶天地鎖系統(tǒng)自動或半自動的聯(lián)結(jié)起來，不影響原有防盜門的性能。這類產(chǎn)品以浙江產(chǎn)品較多見，如圣非格、金指碼。 指紋鎖已在國內(nèi)發(fā)展了十來年了，目前國內(nèi)已有許多的樓盤小區(qū)都選擇指紋鎖，指紋開門必將取代鑰匙開門。這是大的發(fā)展方向。指紋鎖廠家都處于創(chuàng)業(yè)階段，國內(nèi)指紋制造產(chǎn)業(yè)集群主要集中浙江和廣東兩地。專業(yè)的指紋鎖廠家一般自行負(fù)責(zé)電路設(shè)計和機(jī)械設(shè)計，然后總裝測試和銷售。但其產(chǎn)品主要的硬件方面的部件也都是外購的，并不是自己的東西。系統(tǒng)基本采用單片機(jī)控制技術(shù)，使用密碼紙打印與條形碼識別技術(shù)實現(xiàn)門控模塊。這種系統(tǒng)主要存在的問題有：系統(tǒng)硬件功能模塊一旦制成板級就無法修改；密碼紙打印與識別設(shè)備故障率高，安全性差等。指紋識別技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是指紋識別技術(shù)多用于高端信息安全系統(tǒng)。 本課題設(shè)計實現(xiàn)了一個具有指紋識別的智能電子柜門控制系統(tǒng)，采用Altera公司的FPGA開發(fā)系統(tǒng)DE0為主要控制模塊，集成了指紋采集識別模塊、語音信息提示模塊、LCD顯示模塊和鍵盤控制模塊。將指紋識別技術(shù)引入到電子柜門鎖控制系統(tǒng)，增加了電子門控系統(tǒng)的安全性。由于不需要密碼紙打印系統(tǒng)，減少了系統(tǒng)使用的后續(xù)維護(hù)與使用成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。使用FPGA和SOPC技術(shù)設(shè)計門控系統(tǒng)的中央處理控制模塊，替代單片機(jī)控制系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)硬件的配置靈活性
