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浅析半导体式指纹锁开锁原理和过程

2019-03-05 09:01 来源:摩力智能锁

如今,搭载光学指纹头的指纹锁产品比例越来越小,半导体指纹头已经是指纹锁行业的主流指纹头配置。那么,半导体指纹头的开锁原理和过程是怎样的呢?

指纹锁行业采用的半导体指纹头主要是电容式指纹头。一般指纹锁指纹解锁涉及到芯片和算法,如置入物联网模块的指纹锁,还会涉及到软件。

下面从技术的角度来了解半导体指纹解锁的整个过程:结合市面上指纹锁面板有直板式与滑盖式两种构造情况,指纹芯片的工作模式也不同。采用滑盖设计的指纹锁,当滑盖上推时,指纹锁各电子模块触发电源上电,指纹头就处于待运转模式;

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而采用直板设计的指纹锁,指纹头一直处于被供电状态下,因此考虑到电耗的问题,这种指纹锁的指纹头就要在睡眠模式和按压检测模式之间切换。在睡眠模式下,芯片的功耗最低,而在按压检测模式下,该功耗提升至数十甚至上百倍。采用睡眠、检测这样不断循环切换的方式可以在功耗和感应速度都满足要求。在按压检测模式下,当手指按压到指纹的传感器区时,检测电路根据检测到的结果进行对比,判断识别出有手指按压,并将判断结果送给系统,系统由此切入到指纹采集模式。

进入到指纹采集模式后,电路将按照特定的传感器像素地址对像素进行扫描,内部电路得到数据进行判断,再进行参数配置,经过几次扫描计算迭代收敛得到最合理的参数后,再重新进行扫描,信号会在电路中被滤波、放大、量化等操作,最终得到完整的图像信号,电路进行图像信号处理操作后,通过通信接口传输到指纹锁的CPU处理,由此完成了指纹信息的采集及传输的操作,过程只需20毫秒。信号传输完成后,指纹芯片再次切换到按压检测低功耗模式。

驱动电路通过通信接口上传多帧图像到系统,系统首先对图像进行筛选,挑出对比度最高的一帧,交由算法进行处理生成模板数据,这里采用自创快速点+图像比对算法,该算法提取的特征点稳定且可靠,每副图像的特征点数目适中,在微小面积识别算法中有效匹配点对数目最高,从而保证了算法的识别快速与准确。

对算法流程及公式的优化,一方面简化算法流程,对一些耦合性大可共用的部分进行优化,使运行路径最优;另一方面对一些算法从公式上进行优化简化。对编程实现优化,在编程实现过程中,优化实现过程,在保证功能一致的前提下,使运算量最少。另外所有的代码采用定点实现,对于一些复杂的运行采用查表处理,针对的指定的平台采用最优的编译指令优化。系统在匹配场景调用算法进行模板数据的比对,根据匹配的结果,系统最终控制电机完成开锁处理。

整个流程图如下:

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