一种智能虹膜识别枪柜控制系统的制作方法
一种智能虹膜识别枪柜控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种智能虹膜识别枪柜控制系统及其控制方法，主要用于实现虹膜识别柜体的控制和管理，特别适用于枪弹柜、保险柜、文件柜等。
【背景技术】
[0002]枪支和弹药属于特殊重要的物品，不仅需要存放到柜体内妥善保管还必须通过行之有效的身份验证手段确保其安全的领用和归还。虹膜识别技术有传统射频卡、IC卡、磁卡和其它生物特征识别所无法比拟的优点，非常适用于枪柜弾柜系统的身份识别。此外，国家公安部于2013年颁布了公共安全行业新标准，对智能枪支弹药专用保险柜提出强制性要求，然而传统的枪弹柜在人机界面、报警、应急开启、信息记录、联网、校时等方面已不满足要求，基于虹膜识别技术的智能枪柜控制系统应运而生。
[0003]选择虹膜识别这种生物识别技术应用于枪柜的原因是:
[0004]首先，虹膜识别的稳定性高。虹膜是眼球中包围瞳孔的部分，上面布满极其复杂的锯齿网络状花纹一一目前世界上没有发现虹膜特征重复的案例。传统的IC卡和射频卡实现持卡人身份认证，存在易丢失，易伪造，易替代等安全漏洞。如指纹、脸像等生物识别技术虽然可以完成使用者的身份识别和验证的功能，但因为识别精度不够、指纹容易损伤或先天指纹不清、脸像特征不稳定、对于环境光照敏感等原因而经常出现误识问题。声音识别稳定性较差，受到年龄、疾病、伤害环境因素的影响。相比其它生物特征，人类从出生后一年虹膜特征就基本稳定，而且不会随着年龄的增长而发生变化，环境因素的影响也基本上没有，只会受到破坏性疾病和伤害的影响。人类对于眼睛的保护是非常谨慎的，除了白内障等原因，即使接受角膜移植，虹膜也不会改变。所以虹膜特征具有相当高的稳定性。
[0005]其次，虹膜识别具有安全性。视网膜识别和虹膜识别的稳定性相当，但视网膜识别必须用强度较高的红外光打亮人的眼底，而对人体眼部的伤害是比较明显的，不符合人身安全要求。
[0006]再次，虹膜识别可靠性高。指纹识别在当前生物识别中应用的最广泛，然而用户一般需要将手指按压指纹头指纹识别模块才能采集指纹图像，用户使用时容易在指纹头上留下指纹痕迹，当下次启动识别时指纹头直接错误捕捉到上次指纹痕迹，易产生非正常的验证通过情况，还有报道称通过透明胶带粘贴指纹用户留在水杯上的指纹，用窃取到指纹通过了验证，由此可见安全可靠性相对低。虹膜相比指纹扫描的优点是不需要物理接触，相隔一段距离就可以扫描完成，无法通过反向工程仿造复制，可靠性有保障。
[0007]最后，它拥有其它生物识别方式所共有的便捷性。
[0008]因此，虹膜识别是智能枪柜控制系统中身份识别的理想选择。
[0009]2013年的公共安全行业标准对智能枪支弹药专用保险柜提出诸多要求，比如在发生:非正常开启柜门、非正常领取枪弹、枪弹未按时归还、柜门超时未锁闭、智能柜断电、备用方式开启柜门这些情况时，要求柜体启动声光报警器，联网时要远程报警。且只有管理员权限的用户才能解除报警。智能柜体要自动记录正常操作的信息和报警信息，这些信息不能人工修改或删除，而且所有记录的运行信息要能通过数据接口下载。然而，传统柜体一般不满足新标准的要求，亟待改进。
[0010]由此可见，上述现有的枪柜控制系统在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于提供一种智能虹膜识别枪柜控制系统，所要解决的技术问题是，提高智能枪柜控制系统中身份识别的安全性、稳定性、可靠性。
[0012]本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。本发明提出一种智能虹膜识别枪柜控制系统，其包括:充电和电源控制模块、主控模块、串口触控屏、指示灯与开启控制模块、虹膜识别模块、以及锁枪机构控制与采集模块，其中:所述充电和电源控制模块的输入连接开关电源或蓄电池，其输出连接主控模块、锁枪机构控制与采集模块并为其供电；所述主控模块分别与串口触控屏、虹膜识别模块、指示灯与开启控制模块、锁枪机构控制与采集模块连接并为其供电；所述串口触控屏，其触控屏页面设有按键指令，触控操作时发送相关指令给主控模块，同时响应主控发送命令以显示相关页面和数据；所述虹膜识别模块，通过采集虹膜的媒介来注册或识别虹膜用户，接收主控模块发送的指令并反馈给主控模块；所述指示灯与开启控制模块，接收主控模块发送的命令，并做出相应的响应；所述锁枪机构控制与采集模块，与锁枪机构连接，接收主控模块的命令以管控锁枪机构的各个枪位。
[0013]本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。
[0014]较佳的，前述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其中所述主控模块包括:电源转换单元、CPU芯片STM32F103ZET6、语音输出单元、按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、机械开启检测单元、震动检测单元；其中电源转换单元，连接所述充电和电源控制模块、CPU芯片STM32F103ZET6，将充电和电源控制模块提供的电源转换为系统的工作电压并提供给CPU芯片STM32F103ZET6和各个单元；CPU芯片STM32F103ZET6，连接震动检测单元、语音输出单元、按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、以及机械开启检测单元；按键检测单元，包括添加和删除按键，该添加和删除按键分别连接到CPU芯片STM32F103ZET6两个I/O输入管脚，检测柜体右门内侧的添加或删除按键是否被按压，并触发添加虹膜用户或删除虹膜用户操作流程；语音输出单元，根据系统实时的操作流程和虹膜识别模块的反馈结果以输出不同的语音信号；门状态和关门到位检测单元，包括门状态传感器、关门到位传感器，该门状态传感器、关门到位传感器分别通过两个I/O输入管脚与CPU芯片STM32F103ZET6连接，其检测柜门是否处于关闭状态；机械开启检测单元，包含行程开关，该行程开关与CPU芯片STM32F103ZET6的I/O输入管脚连接，其检测柜体柜门是否用机械钥匙进行开启；震动检测单元，包含震动开关、电压比较器、指示灯，该单元电压比较器的输出端连接到CPU芯片STM32F103ZET6的I/O输入管脚，检测柜体是否震动。
[0015]较佳的，前述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其中所述的触控屏按键指令主要包括枪弹领取、枪弹归还、枪弹状态、系统维护、添加虹膜用户、删除虹膜用户、紧急开启指令。
[0016]较佳的，前述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其中所述的指示灯与开启控制模块包含蜂鸣器、指示灯、电磁铁、语音喇叭和开启按键。
[0017]较佳的，前述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其中所述的主控模块分别与虹膜识别模块、串口触控屏之间通过串口 RS232通信，主控模块与多个锁枪机构控制与采集模块通过串口 RS485通信。
[0018]较佳的，前述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其中所述的采集虹膜的媒介为镜子。
[0019]较佳的， 前述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其中所述的主控模块还与PC机服务器之间通过以太网线连接通信。
[0020]借由上述技术方案，本发明一种智能虹膜识别枪柜控制系统至少具有下列优点及有益效果:智能虹膜识别枪柜控制系统不仅满足公安部颁布的智能枪支弹药专用保险柜标准要求，还发挥了虹膜识别可靠、安全、稳定、便捷的特性，控制系统的电路采用了模块化设计，灵活性好、扩展性强，人机操控界面友好，控制方法也简便、有效。
[0021]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0022]图1是本发明各个模块之间的系统连接框图。
[0023]图2是本发明的锁枪机构控制与采集模块的各个单元的连接框图。
[0024]图3A、图3B是本发明智能虹膜识别枪柜控制系统的柜体结构示意图。
[0025]图4是本发明的智能虹膜识别枪柜控制系统的系统流程图。
[0026]【主要元件符号说明】
[0027]1:充电和电源控制模块2:主控模块
[0028]3:串口触控屏4:指示灯与开启控制模块
[0029]5:虹膜识别模块6:锁枪机构控制与采集模块
[0030]7:PC机服务器8:锁枪机构
[0031]9:柜体内部10:柜体右门
[0032]11:柜体设备舱12:门把手
[0033]13:机械备用钥匙锁
【具体实施方式】
[0034]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种智能虹膜识别枪柜控制系统的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0035]请参阅图1，是本发明各个模块之间的系统连接框图，本发明的一种智能虹膜识别枪柜控制系统主要包括以下模块:充电和电源控制模块1、主控模块2、串口触控屏3、指示灯与开启控制模块4、虹膜识别模块5、以及锁枪机构控制与采集模块6。
[0036](一 )充电和电源控制模块1，是本系统的电源控制部分，其输入连接开关电源或蓄电池。以开关电源为例:220V交流电通过电源滤波器接到输出为13.8V开关电源和输出为12V开关电源的输入端，13.8V直流电源经过充电和电源控制模块I，连接到主控模块2为其供电，主控模块2再给串口触控屏3、指示灯与开启控制模块4、虹膜识别模块5供电。12V直流经由主控模块2控制通断，给多个锁枪机构控制与采集模块6供电。
[0037]( 二)主控模块2，分别连接串口触控屏3、指示灯与开启控制模块4、虹膜识别模块5、锁枪机构控制与采集模块6并为其供电。主控模块2包括:电源转换单元、CPU芯片、按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、机械开启检测单元、震动检测单元、语音输出单元。主控模块2的各个单元均与CPU芯片连接，而按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、机械开启检测单元、震动检测单元、语音输出单元互相独立没有交联关系。
[0038](I)电源转换单元
[0039]电源转换单元连接充电和电源控制模块1、CPU芯片，将充电和电源控制模块I提供的电源转换为系统的工作电压并提供给CPU芯片和各个单元。具体的，充电和电源控制模块I提供的13.8V直流电源经过保险管接到电源转换单元的电源转换芯片转换为5V，5V再经过另一电源转换芯片转换为3.3V工作电压供CPU芯片及主控模块2的各个单元正常工作。
[0040](2) CPU 芯片
[0041]本实施例中，CPU芯片为STM32F103ZET6芯片，其为主控模块2的核心部分，分别连接按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、机械开启检测单元、语音输出单元、震动检测单元。
[0042](3)按键检测单元
[0043]按键检测单元包括添加和删除按键，它们分别连接到CPU芯片两个I/O输入管脚，用于检测柜体右门内侧的添加或删除按键是否被按压，并触发添加虹膜用户或删除虹膜用户操作流程。按键检测单元完成了串口屏上可以触发的添加或删除用户操作，当串口触控屏3出现故障而无法触发添加或删除操作时，就可以通过按键检测单元触发，所以按键检测单元是串口屏触屏3添加或删除功能的备份。例如，当添加按键被按压时，相应的I/O管脚直接接地为低电平，当按键没有被按压时相应的管脚为高电平，CPU芯片检测到添加按键被按压时，控制虹膜识别模块5进行添加用户的操作。
[0044](4)门状态和关门到位检测单元
[0045]门状态和关门到位检测单元主要作用是:检测柜门是否处于关闭状态。它包括门状态传感器、关门到位传感器，它们分别通过两个I/o输入管脚与CPU芯片STM32F103ZET6连接。门状态传感器位于右柜门内侧右边缘，当柜门闭合时该传感器处于按压状态，当柜门打开时该传感器不按压处于自然状态。关门到位传感器位于右柜门内侧门把手旁，当旋转门把手到机械结构闭合时关门到位传感器处于按压状态，否则该传感器不按压处于自然状态。CPU芯片STM32F103ZET6检测到门状态传感器和关门到位传感器都处于按压状态时，说明柜门处于关闭状态。当两个传感器中任意一个不被按压，就说明柜门处于开启状态，当柜门开启却未在规定时间内闭合时，系统会产生柜门超时未锁告警。
[0046](5)机械开启检测单元
[0047]机械开启检测单元主要功能是检测柜体柜门是否用机械钥匙进行开启的，它包含行程开关，该行程开关与CPU芯片STM32F103ZET6的I/O输入管脚连接。当有机械钥匙插入并转动到可以开启门锁时，该行程开关被压，否则一直处于断开状态。当系统检测到柜门处于开启状态，并且检测到是用机械钥匙开启时，就会记录机械钥匙开启柜门事件。
[0048](6)震动检测单元
[0049]震动检测单元包含震动开关、电压比较器、指示灯，用以检测柜体是否震动。具体的，当柜体无震动时，震动开关为闭合导通状态，电压比较器的同向输入端电压低于反向输入端电压，输出端为低电平，指示灯发光；当柜体发生震动时，震动开关为断开状态，电压比较器的同向输入端电压高于反向输入端电压，输出端为高电平，指示灯不发光。电压比较器的输出端连接CPU芯片STM32F103ZET6的I/O输入管脚，因此，可以检测到柜体是否震动，较明显的通过电路板上指示灯是否发光来判断柜体是否震动。
[0050](7)语音输出单元
[0051]语音输出单元，可以表现为功放的形式，根据系统实时的操作流程和虹膜识别模块的反馈结果以输出不同的语音信号。例如:当用户注册虹膜用户时，会语音提示注册用户，请看镜子。”；当注册成功时，会语音提示注册成功。”；当注册失败时，会语音提示:“无效，请重新操作。”当用户需要开启柜门取枪时，会语音提示请验证虹膜用户。”
[0052](三)串口触控屏3，其触控屏页面设有按键指令，按键指令主要包括:枪弹领取、枪弹 归还、枪弹状态、系统维护、添加虹膜用户、删除虹膜用户、紧急开启等指令，触控操作时发送相关指令给主控模块2，同时响应主控模块发送命令以显示相关页面和数据；串口触控屏3由主控模块2供电，通过RS232串口与主控模块2通信，主控模块2实时刷新串口触控屏3显示的内容，当触控屏的有效区域被点击时，触控屏通过RS232串口将该页面和按键的键值发送给主控模块2，主控模块2做出相应的响应。用户通过串口触控屏3可以触发枪弹领取、枪弹归还、枪弹状态、系统维护等操作，主控模块2接收到指令后执行相应的动作。具体显示和控制的功能为:
[0053]①实时监控:实时显示枪支在位状态，显示枪支总数和当前在位数量，显示时间和日期、电池电量、网络连接状态、自检状态。需要验证管理员用户才能进入系统维护界面进行操作。
[0054]②用户查询:显示该柜体存入虹膜用户的信息，按虹膜ID排列。显示内容:序号、虹膜ID、用户姓名、注册时间、用户权限。
[0055]③记录查询:输入查询起始和结束日期，显示满足要求的记录条数和每条记录详细内容。显示内容:序号、时间、用户权限、虹膜(或枪位)ID、告警或事件类型。
[0056]④时间设置:校对、设置日期和时间，精确到秒。
[0057]⑤网络设置:设置本机IP地址、子网掩码、默认网关、服务器IP地址。
[0058]⑥系统设置:设置系统的工作模式为联网模式或非联网模式，设置柜体枪支总数量，设置枪支默认归还期限。
[0059]⑦添加用户:显示当前用户数，并能添加新的虹膜用户。
[0060]⑧删除用户:显示各个虹膜ID是否已经被注册，并能删除指定虹膜ID的虹膜用户。
[0061](四)虹膜识别模块5，连接CPU芯片STM32F103ZET6，当添加、删除、验证虹膜用户时，CPU芯片STM32F103ZET6通过RS232串口控制虹膜识别模块5进行添加、删除、验证的操作流程，并根据虹膜识别模块5反馈做相应处理。虹膜识别模块5是通过采集虹膜的媒介来注册或识别虹膜用户，接收主控模块2发送的指令并反馈结果给主控模块2。具体的，虹膜识别模块5为+5V供电，主控模块2通过RS232串口与它通信。虹膜识别模块5提供采集虹膜的媒介为镜子，当注册或识别虹膜用户时，要保证用户与虹膜识别模块的距离和角度合适。用户面部正对虹膜识别模块5，若距离感应指示灯为绿色，表明距离合适。眼睛正常睁开看镜子，直视而不瞟视它，从镜子之中看到自己的眼睛表示角度合适。
[0062](五)指示灯与开启控制模块4，安装有蜂鸣器、指示灯、电磁铁、开启按键、语音喇口八，接收主控模块2发送的命令，并做出相应的响应，例如完成安装在柜体右门上的电磁铁的开启执行、操作声光提示等功能。指示灯与开启控制模块4没有微控芯片，作为主控模块2与虹膜识别模块5的桥梁，它与虹膜识别模块5、主控模块2均连接。具体的，主控模块的CPU芯片连接电磁铁，当主控模块2进行控制使电磁铁两端有电压且形成回路时，电磁铁吸合，可以打开柜门。主控模块2控制蜂鸣器发出不同种类的声音，对虹膜识别模块5的操作结果进行提示，例如:当虹膜识别模块5返回验证用户识别失败时，蜂鸣器会发出“嘀--嘀一嘀”三声长响，提示操作失败；而当虹膜识别模块5返回注册或验证用户成功时，蜂鸣器会发出“嘀嘀嘀”三声短响，提示操作成功。开启按键连接主控模块2的CPU芯片I/O输入管脚，当检测到开启按键被按压时，触发虹膜识别模块5验证虹膜用户操作，主控模块2根据虹膜识别模块5的反馈控制指示灯与开启控制模块4做出相应的响应。
[0063](六)锁枪机构控制与采集模块6，与锁枪机构连接，接收主控模块2的命令以管控锁枪机构的各个枪位。具体的，请参阅图2，锁枪机构控制与采集模块6包括:STC89C54RD单片机66、调试下载单元61、终端地址设置单元62、485总线通信单元63、电源转换单元64、机械开启检测单元65、和N路(N〈ll)采集控制单元67。其中，调试下载单元61、终端地址设置单元62、485总线通信单元63、电源转换单元64、机械开启检测单元65以及采集控制单元67均与STC89C54RD单片机66连接。主控模块2通过RS485串口与锁枪机构控制与采集模块6进行通信，根据主控模块2的命令，可以灵活管控多个枪位。
[0064](I)调试下载单元61包括STC89C54RD单片机66的串口 UART,通过外部RS-232芯片进行电平转换后连接到电脑的串口，用于烧写程序和在线调试输出。调试下载单元61和485总线通信单元复用了 STC89C54RD单片机的串口 UART，当用于程序下载和调试时，UART通过RS-232芯片连接到电脑的串口，利用ISP下载软件写入程序，还可通过串口调试助手把调试数据信息显示到电脑。
[0065](2) 485总线通信单元63包括RS-485芯片SN65HVD3082ED，485总线通信单元63与枪柜主控模块2连接。当用于485总线通信时，UART通过RS-485芯片SN65HVD3082ED转化为差分信号。
[0066](3)终端地址设置单元62用于设置锁枪机构控制系统的RS-485总线地址，由4位拨码开关构成，它规定了该系统的RS-485总线地址，共可以设置24个即16个地址。
[0067](4)电源转换单元64包括7805电压适配芯片，主要用于系统电源的转换，该7805电压适配芯片连接STC89C54RD单片机66和485总线通信单元63，+12V直流电源通过主控模块I控制通断给锁枪机构控制与采集模块6的电源转换单元64供电，+12V经过电源转换单元64的7805电压适配芯片转化为+5V给系统中的STC89C54RD芯片66和485总线通信单元63的RS-485芯片供电。
[0068](5)机械开启检测单元65用于锁枪机构控制与采集模块6检测锁枪机构的备用开启状态。锁枪机构控制与采集模块6的该机械开启检测单元65是用于检测锁枪机构8的机械开启动作。
[0069](6)采集控制单元67由ULN2003AD芯片组成，ULN2003AD芯片是高耐压大电流达林顿阵列，由7个硅NPN达林顿组成，它电流增益高、带负载能力强，用它来驱动锁枪机构8内部的电磁铁。采集控制单元与一路锁枪机构的接口为4芯的电气接口，每路锁枪机构需要2个I/O资源，I个输出I/O用于控制锁枪机构内电磁铁的吸合与释放，I个输入I/O用于采集行程开关的短路和断路信号。
[0070](七)PC机服务器7，智能虹膜识别枪柜控制系统的后台管理软件安装部署于PC机服务器中，后台管理软件基于.net框架，采用B/S三层架构模式。表示层采用ASP.net、业务逻辑层采用C#编程语言处理，后台数据库采用功能强大的SQL Server数据库。这样，所需要的所有业务逻辑处理将会在服务器端执行，客户机端只需要安装IE浏览器，通过访问互联网服务器，就可完成我们所提供的所有功能和操作。
[0071]智能虹膜识别枪柜控制系统不依赖于PC机服务器可以独立工作，而当主控模块2通过以太网连接PC机服务器后就可以实现枪支远程监控和信息的网 络化和共享。例如，主控模块2主动上报柜体产生各种告警和事件记录到PC机服务器，这样方便查询每台柜体的告警和事件记录；通过PC机服务器中的后台管理软件可以获取各个柜体中虹膜用户信息，并灵活设置每个虹膜用户权限；还可以同步柜体系统时间，一键开启各个柜体及柜体内的锁枪机构。
[0072]请参阅图3A和图3B，其为本发明控制系统的各模块位于柜体的实际分布示意图，本发明控制系统的各模块分别位于柜体的设备舱11、内部9和右门10三个部分。具体的，主控模块2、充电和电源控制模块I位于柜体的设备舱11内，设备舱11内还有开关电源、电源滤波器、保险管、蓄电池、网络接口、报警器等器件。锁枪机构控制和采集模块6位于柜体内部9，串口触控屏3、虹膜识别模块5、指示灯与开启控制模块4位于柜体右门。右门还有电磁铁、语音喇叭、添加按键、删除按键、门状态传感器、关门到位传感器、机械开启传感器，均与主控模块2连接(图中未示)。图3A显示柜体左右门打开的情况，柜体内部装有多排锁枪机构8。图3B显示了柜体左右门关闭的情况，虹膜识别模块5的采集窗口 51位于右门的上端，串口触控屏3位于柜体右门中上部，供用户操作。指示灯与开启控制模块4位于串口触控屏3的正下方，指示灯与开启控制模块4中的红绿指示灯在用户操作时提示作用。开启键可以触发验证虹膜用户打开柜门。通过验证后，旋转门把手12即可打开柜门。虹膜识别模块5采集虹膜验证用户既可以通过指示灯与开启控制模块4中的开启键触发，也可以通过串口触控屏3触发。当柜体系统无电源供电或电子系统发生故障时，可以通过位于右门下侧的机械备用钥匙13开启柜门。
[0073]请参阅图4，是本发明的智能虹膜识别枪柜控制系统的系统流程图。程序开始运行后首先要进行系统初始化，自检主控模块2中的FLASH和RAM，然后复位外围各个模块。在超级循环中不停的维护网络连接、检测和响应触控屏命令、检测和响应添加或删除按键、检测和响应PC机服务器命令、检测和更新枪支在位状态、检测门状态和产生报警、记录和上报事件或告警、检测和显示电量等工作。
[0074]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于，包括:充电和电源控制模块、主控模块、串口触控屏、指示灯与开启控制模块、虹膜识别模块、以及锁枪机构控制与采集模块，其中: 所述充电和电源控制模块的输入连接开关电源或蓄电池，其输出连接主控模块、锁枪机构控制与采集模块并为其供电； 所述主控模块分别与串口触控屏、虹膜识别模块、指示灯与开启控制模块、锁枪机构控制与采集模块连接并为其供电； 所述串口触控屏，其触控屏页面设有按键指令，触控操作时发送相关指令给主控模块，同时响应主控发送命令以显示相关页面和数据； 所述虹膜识别模块，通过采集虹膜的媒介来注册或识别虹膜用户，接收主控模块发送的指令并反馈给主控模块； 所述指示灯与开启控制模块，接收主控模块发送的命令，并做出相应的响应； 所述锁枪机构控制与采集模块，与锁枪机构连接，接收主控模块的命令以管控锁枪机构的各个枪位。
2.根据权利要求1所述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于所述主控模块包括:电源转换单元、CPU芯片STM32F103ZET6、语音输出单元、按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、机械开启检测单元、震动检测单元；其中 电源转换单元，连接所述充电和电源控制模块、CPU芯片STM32F103ZET6，将充电和电源控制模块提供的电源转换为系统的工作电压并提供给CPU芯片STM32F103ZET6和各个单元; CPU芯片STM32F103ZET6，连接震动检测单元、语音输出单元、按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、以及机械开启检测单元； 按键检测单元，包括添加和删除按键，该添加和删除按键分别连接到CPU芯片STM32F103ZET6两个I/O输入管脚，检测柜体右门内侧的添加或删除按键是否被按压，并触发添加虹膜用户或删除虹膜用户操作流程； 语音输出单元，根据系统实时的操作流程和虹膜识别模块的反馈结果以输出不同的语音信号； 门状态和关门到位检测单元，包括门状态传感器、关门到位传感器，该门状态传感器、关门到位传感器分别通过两个I/o输入管脚与CPU芯片STM32F103ZET6连接，其检测柜门是否处于关闭状态； 机械开启检测单元，包含行程开关，该行程开关与CPU芯片STM32F103ZET6的I/O输入管脚连接，其检测柜体柜门是否用机械钥匙进行开启； 震动检测单元，包含震动开关、电压比较器、指示灯，该单元电压比较器的输出端连接到CPU芯片STM32F103ZET6的I/O输入管脚，检测柜体是否震动。
3.根据权利要求1所述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于所述的触控屏按键指令主要包括枪弹领取、枪弹归还、枪弹状态、系统维护、添加虹膜用户、删除虹膜用户、紧急开启指令。
4.根据权利要求1所述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于所述的指示灯与开启控制模块包含蜂鸣器、指示灯、电磁铁、语音喇叭和开启按键。
5.根据权利要求1所述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于所述的主控模块分别与虹膜识别模块、串口触控屏之间通过串口 RS232通信，主控模块与多个锁枪机构控制与采集模块通过串口 RS485通信。
6.根据权利要求1所述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于所述的采集虹膜的媒介为镜子。
7.根据权利要求1所述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于所述的主控模块还与PC机服务器之间通过以太网线连接通信。
【专利摘要】本发明是关于一种智能虹膜识别枪柜控制系统，包括充电和电源控制模块、主控模块、串口触控屏、指示灯与开启控制模块、虹膜识别模块以及锁枪机构控制与采集模块，充电和电源控制模块的输入连接开关电源或蓄电池，其输出连接主控模块、锁枪机构控制与采集模块并为其供电；主控模块分别与串口触控屏、虹膜识别模块、指示灯与开启控制模块、锁枪机构控制与采集模块连接并为其供电；串口触控屏，触控操作时发送相关指令给主控模块；虹膜识别模块通过采集虹膜的媒介来注册或识别虹膜用户，接收主控模块发送的指令并反馈给主控模块；指示灯与开启控制模块接收主控模块发送的命令并做出响应；锁枪机构控制与采集模块与锁枪机构连接。
【IPC分类】G05B19-042
【公开号】CN104865870
【申请号】CN201510204179
【发明人】沈伟, 张延杰, 张会, 陈晓东, 张玉龙, 卫龙龙, 王兵, 张昉
【申请人】凯迈(洛阳)电子有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月27日
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种智能虹膜识别枪柜控制系统及其控制方法，主要用于实现虹膜识别柜体的控制和管理，特别适用于枪弹柜、保险柜、文件柜等。
【背景技术】
[0002]枪支和弹药属于特殊重要的物品，不仅需要存放到柜体内妥善保管还必须通过行之有效的身份验证手段确保其安全的领用和归还。虹膜识别技术有传统射频卡、IC卡、磁卡和其它生物特征识别所无法比拟的优点，非常适用于枪柜弾柜系统的身份识别。此外，国家公安部于2013年颁布了公共安全行业新标准，对智能枪支弹药专用保险柜提出强制性要求，然而传统的枪弹柜在人机界面、报警、应急开启、信息记录、联网、校时等方面已不满足要求，基于虹膜识别技术的智能枪柜控制系统应运而生。
[0003]选择虹膜识别这种生物识别技术应用于枪柜的原因是:
[0004]首先，虹膜识别的稳定性高。虹膜是眼球中包围瞳孔的部分，上面布满极其复杂的锯齿网络状花纹一一目前世界上没有发现虹膜特征重复的案例。传统的IC卡和射频卡实现持卡人身份认证，存在易丢失，易伪造，易替代等安全漏洞。如指纹、脸像等生物识别技术虽然可以完成使用者的身份识别和验证的功能，但因为识别精度不够、指纹容易损伤或先天指纹不清、脸像特征不稳定、对于环境光照敏感等原因而经常出现误识问题。声音识别稳定性较差，受到年龄、疾病、伤害环境因素的影响。相比其它生物特征，人类从出生后一年虹膜特征就基本稳定，而且不会随着年龄的增长而发生变化，环境因素的影响也基本上没有，只会受到破坏性疾病和伤害的影响。人类对于眼睛的保护是非常谨慎的，除了白内障等原因，即使接受角膜移植，虹膜也不会改变。所以虹膜特征具有相当高的稳定性。
[0005]其次，虹膜识别具有安全性。视网膜识别和虹膜识别的稳定性相当，但视网膜识别必须用强度较高的红外光打亮人的眼底，而对人体眼部的伤害是比较明显的，不符合人身安全要求。
[0006]再次，虹膜识别可靠性高。指纹识别在当前生物识别中应用的最广泛，然而用户一般需要将手指按压指纹头指纹识别模块才能采集指纹图像，用户使用时容易在指纹头上留下指纹痕迹，当下次启动识别时指纹头直接错误捕捉到上次指纹痕迹，易产生非正常的验证通过情况，还有报道称通过透明胶带粘贴指纹用户留在水杯上的指纹，用窃取到指纹通过了验证，由此可见安全可靠性相对低。虹膜相比指纹扫描的优点是不需要物理接触，相隔一段距离就可以扫描完成，无法通过反向工程仿造复制，可靠性有保障。
[0007]最后，它拥有其它生物识别方式所共有的便捷性。
[0008]因此，虹膜识别是智能枪柜控制系统中身份识别的理想选择。
[0009]2013年的公共安全行业标准对智能枪支弹药专用保险柜提出诸多要求，比如在发生:非正常开启柜门、非正常领取枪弹、枪弹未按时归还、柜门超时未锁闭、智能柜断电、备用方式开启柜门这些情况时，要求柜体启动声光报警器，联网时要远程报警。且只有管理员权限的用户才能解除报警。智能柜体要自动记录正常操作的信息和报警信息，这些信息不能人工修改或删除，而且所有记录的运行信息要能通过数据接口下载。然而，传统柜体一般不满足新标准的要求，亟待改进。
[0010]由此可见，上述现有的枪柜控制系统在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于提供一种智能虹膜识别枪柜控制系统，所要解决的技术问题是，提高智能枪柜控制系统中身份识别的安全性、稳定性、可靠性。
[0012]本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。本发明提出一种智能虹膜识别枪柜控制系统，其包括:充电和电源控制模块、主控模块、串口触控屏、指示灯与开启控制模块、虹膜识别模块、以及锁枪机构控制与采集模块，其中:所述充电和电源控制模块的输入连接开关电源或蓄电池，其输出连接主控模块、锁枪机构控制与采集模块并为其供电；所述主控模块分别与串口触控屏、虹膜识别模块、指示灯与开启控制模块、锁枪机构控制与采集模块连接并为其供电；所述串口触控屏，其触控屏页面设有按键指令，触控操作时发送相关指令给主控模块，同时响应主控发送命令以显示相关页面和数据；所述虹膜识别模块，通过采集虹膜的媒介来注册或识别虹膜用户，接收主控模块发送的指令并反馈给主控模块；所述指示灯与开启控制模块，接收主控模块发送的命令，并做出相应的响应；所述锁枪机构控制与采集模块，与锁枪机构连接，接收主控模块的命令以管控锁枪机构的各个枪位。
[0013]本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。
[0014]较佳的，前述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其中所述主控模块包括:电源转换单元、CPU芯片STM32F103ZET6、语音输出单元、按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、机械开启检测单元、震动检测单元；其中电源转换单元，连接所述充电和电源控制模块、CPU芯片STM32F103ZET6，将充电和电源控制模块提供的电源转换为系统的工作电压并提供给CPU芯片STM32F103ZET6和各个单元；CPU芯片STM32F103ZET6，连接震动检测单元、语音输出单元、按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、以及机械开启检测单元；按键检测单元，包括添加和删除按键，该添加和删除按键分别连接到CPU芯片STM32F103ZET6两个I/O输入管脚，检测柜体右门内侧的添加或删除按键是否被按压，并触发添加虹膜用户或删除虹膜用户操作流程；语音输出单元，根据系统实时的操作流程和虹膜识别模块的反馈结果以输出不同的语音信号；门状态和关门到位检测单元，包括门状态传感器、关门到位传感器，该门状态传感器、关门到位传感器分别通过两个I/O输入管脚与CPU芯片STM32F103ZET6连接，其检测柜门是否处于关闭状态；机械开启检测单元，包含行程开关，该行程开关与CPU芯片STM32F103ZET6的I/O输入管脚连接，其检测柜体柜门是否用机械钥匙进行开启；震动检测单元，包含震动开关、电压比较器、指示灯，该单元电压比较器的输出端连接到CPU芯片STM32F103ZET6的I/O输入管脚，检测柜体是否震动。
[0015]较佳的，前述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其中所述的触控屏按键指令主要包括枪弹领取、枪弹归还、枪弹状态、系统维护、添加虹膜用户、删除虹膜用户、紧急开启指令。
[0016]较佳的，前述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其中所述的指示灯与开启控制模块包含蜂鸣器、指示灯、电磁铁、语音喇叭和开启按键。
[0017]较佳的，前述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其中所述的主控模块分别与虹膜识别模块、串口触控屏之间通过串口 RS232通信，主控模块与多个锁枪机构控制与采集模块通过串口 RS485通信。
[0018]较佳的，前述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其中所述的采集虹膜的媒介为镜子。
[0019]较佳的， 前述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其中所述的主控模块还与PC机服务器之间通过以太网线连接通信。
[0020]借由上述技术方案，本发明一种智能虹膜识别枪柜控制系统至少具有下列优点及有益效果:智能虹膜识别枪柜控制系统不仅满足公安部颁布的智能枪支弹药专用保险柜标准要求，还发挥了虹膜识别可靠、安全、稳定、便捷的特性，控制系统的电路采用了模块化设计，灵活性好、扩展性强，人机操控界面友好，控制方法也简便、有效。
[0021]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0022]图1是本发明各个模块之间的系统连接框图。
[0023]图2是本发明的锁枪机构控制与采集模块的各个单元的连接框图。
[0024]图3A、图3B是本发明智能虹膜识别枪柜控制系统的柜体结构示意图。
[0025]图4是本发明的智能虹膜识别枪柜控制系统的系统流程图。
[0026]【主要元件符号说明】
[0027]1:充电和电源控制模块2:主控模块
[0028]3:串口触控屏4:指示灯与开启控制模块
[0029]5:虹膜识别模块6:锁枪机构控制与采集模块
[0030]7:PC机服务器8:锁枪机构
[0031]9:柜体内部10:柜体右门
[0032]11:柜体设备舱12:门把手
[0033]13:机械备用钥匙锁
【具体实施方式】
[0034]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种智能虹膜识别枪柜控制系统的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0035]请参阅图1，是本发明各个模块之间的系统连接框图，本发明的一种智能虹膜识别枪柜控制系统主要包括以下模块:充电和电源控制模块1、主控模块2、串口触控屏3、指示灯与开启控制模块4、虹膜识别模块5、以及锁枪机构控制与采集模块6。
[0036](一 )充电和电源控制模块1，是本系统的电源控制部分，其输入连接开关电源或蓄电池。以开关电源为例:220V交流电通过电源滤波器接到输出为13.8V开关电源和输出为12V开关电源的输入端，13.8V直流电源经过充电和电源控制模块I，连接到主控模块2为其供电，主控模块2再给串口触控屏3、指示灯与开启控制模块4、虹膜识别模块5供电。12V直流经由主控模块2控制通断，给多个锁枪机构控制与采集模块6供电。
[0037]( 二)主控模块2，分别连接串口触控屏3、指示灯与开启控制模块4、虹膜识别模块5、锁枪机构控制与采集模块6并为其供电。主控模块2包括:电源转换单元、CPU芯片、按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、机械开启检测单元、震动检测单元、语音输出单元。主控模块2的各个单元均与CPU芯片连接，而按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、机械开启检测单元、震动检测单元、语音输出单元互相独立没有交联关系。
[0038](I)电源转换单元
[0039]电源转换单元连接充电和电源控制模块1、CPU芯片，将充电和电源控制模块I提供的电源转换为系统的工作电压并提供给CPU芯片和各个单元。具体的，充电和电源控制模块I提供的13.8V直流电源经过保险管接到电源转换单元的电源转换芯片转换为5V，5V再经过另一电源转换芯片转换为3.3V工作电压供CPU芯片及主控模块2的各个单元正常工作。
[0040](2) CPU 芯片
[0041]本实施例中，CPU芯片为STM32F103ZET6芯片，其为主控模块2的核心部分，分别连接按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、机械开启检测单元、语音输出单元、震动检测单元。
[0042](3)按键检测单元
[0043]按键检测单元包括添加和删除按键，它们分别连接到CPU芯片两个I/O输入管脚，用于检测柜体右门内侧的添加或删除按键是否被按压，并触发添加虹膜用户或删除虹膜用户操作流程。按键检测单元完成了串口屏上可以触发的添加或删除用户操作，当串口触控屏3出现故障而无法触发添加或删除操作时，就可以通过按键检测单元触发，所以按键检测单元是串口屏触屏3添加或删除功能的备份。例如，当添加按键被按压时，相应的I/O管脚直接接地为低电平，当按键没有被按压时相应的管脚为高电平，CPU芯片检测到添加按键被按压时，控制虹膜识别模块5进行添加用户的操作。
[0044](4)门状态和关门到位检测单元
[0045]门状态和关门到位检测单元主要作用是:检测柜门是否处于关闭状态。它包括门状态传感器、关门到位传感器，它们分别通过两个I/o输入管脚与CPU芯片STM32F103ZET6连接。门状态传感器位于右柜门内侧右边缘，当柜门闭合时该传感器处于按压状态，当柜门打开时该传感器不按压处于自然状态。关门到位传感器位于右柜门内侧门把手旁，当旋转门把手到机械结构闭合时关门到位传感器处于按压状态，否则该传感器不按压处于自然状态。CPU芯片STM32F103ZET6检测到门状态传感器和关门到位传感器都处于按压状态时，说明柜门处于关闭状态。当两个传感器中任意一个不被按压，就说明柜门处于开启状态，当柜门开启却未在规定时间内闭合时，系统会产生柜门超时未锁告警。
[0046](5)机械开启检测单元
[0047]机械开启检测单元主要功能是检测柜体柜门是否用机械钥匙进行开启的，它包含行程开关，该行程开关与CPU芯片STM32F103ZET6的I/O输入管脚连接。当有机械钥匙插入并转动到可以开启门锁时，该行程开关被压，否则一直处于断开状态。当系统检测到柜门处于开启状态，并且检测到是用机械钥匙开启时，就会记录机械钥匙开启柜门事件。
[0048](6)震动检测单元
[0049]震动检测单元包含震动开关、电压比较器、指示灯，用以检测柜体是否震动。具体的，当柜体无震动时，震动开关为闭合导通状态，电压比较器的同向输入端电压低于反向输入端电压，输出端为低电平，指示灯发光；当柜体发生震动时，震动开关为断开状态，电压比较器的同向输入端电压高于反向输入端电压，输出端为高电平，指示灯不发光。电压比较器的输出端连接CPU芯片STM32F103ZET6的I/O输入管脚，因此，可以检测到柜体是否震动，较明显的通过电路板上指示灯是否发光来判断柜体是否震动。
[0050](7)语音输出单元
[0051]语音输出单元，可以表现为功放的形式，根据系统实时的操作流程和虹膜识别模块的反馈结果以输出不同的语音信号。例如:当用户注册虹膜用户时，会语音提示注册用户，请看镜子。”；当注册成功时，会语音提示注册成功。”；当注册失败时，会语音提示:“无效，请重新操作。”当用户需要开启柜门取枪时，会语音提示请验证虹膜用户。”
[0052](三)串口触控屏3，其触控屏页面设有按键指令，按键指令主要包括:枪弹领取、枪弹 归还、枪弹状态、系统维护、添加虹膜用户、删除虹膜用户、紧急开启等指令，触控操作时发送相关指令给主控模块2，同时响应主控模块发送命令以显示相关页面和数据；串口触控屏3由主控模块2供电，通过RS232串口与主控模块2通信，主控模块2实时刷新串口触控屏3显示的内容，当触控屏的有效区域被点击时，触控屏通过RS232串口将该页面和按键的键值发送给主控模块2，主控模块2做出相应的响应。用户通过串口触控屏3可以触发枪弹领取、枪弹归还、枪弹状态、系统维护等操作，主控模块2接收到指令后执行相应的动作。具体显示和控制的功能为:
[0053]①实时监控:实时显示枪支在位状态，显示枪支总数和当前在位数量，显示时间和日期、电池电量、网络连接状态、自检状态。需要验证管理员用户才能进入系统维护界面进行操作。
[0054]②用户查询:显示该柜体存入虹膜用户的信息，按虹膜ID排列。显示内容:序号、虹膜ID、用户姓名、注册时间、用户权限。
[0055]③记录查询:输入查询起始和结束日期，显示满足要求的记录条数和每条记录详细内容。显示内容:序号、时间、用户权限、虹膜(或枪位)ID、告警或事件类型。
[0056]④时间设置:校对、设置日期和时间，精确到秒。
[0057]⑤网络设置:设置本机IP地址、子网掩码、默认网关、服务器IP地址。
[0058]⑥系统设置:设置系统的工作模式为联网模式或非联网模式，设置柜体枪支总数量，设置枪支默认归还期限。
[0059]⑦添加用户:显示当前用户数，并能添加新的虹膜用户。
[0060]⑧删除用户:显示各个虹膜ID是否已经被注册，并能删除指定虹膜ID的虹膜用户。
[0061](四)虹膜识别模块5，连接CPU芯片STM32F103ZET6，当添加、删除、验证虹膜用户时，CPU芯片STM32F103ZET6通过RS232串口控制虹膜识别模块5进行添加、删除、验证的操作流程，并根据虹膜识别模块5反馈做相应处理。虹膜识别模块5是通过采集虹膜的媒介来注册或识别虹膜用户，接收主控模块2发送的指令并反馈结果给主控模块2。具体的，虹膜识别模块5为+5V供电，主控模块2通过RS232串口与它通信。虹膜识别模块5提供采集虹膜的媒介为镜子，当注册或识别虹膜用户时，要保证用户与虹膜识别模块的距离和角度合适。用户面部正对虹膜识别模块5，若距离感应指示灯为绿色，表明距离合适。眼睛正常睁开看镜子，直视而不瞟视它，从镜子之中看到自己的眼睛表示角度合适。
[0062](五)指示灯与开启控制模块4，安装有蜂鸣器、指示灯、电磁铁、开启按键、语音喇口八，接收主控模块2发送的命令，并做出相应的响应，例如完成安装在柜体右门上的电磁铁的开启执行、操作声光提示等功能。指示灯与开启控制模块4没有微控芯片，作为主控模块2与虹膜识别模块5的桥梁，它与虹膜识别模块5、主控模块2均连接。具体的，主控模块的CPU芯片连接电磁铁，当主控模块2进行控制使电磁铁两端有电压且形成回路时，电磁铁吸合，可以打开柜门。主控模块2控制蜂鸣器发出不同种类的声音，对虹膜识别模块5的操作结果进行提示，例如:当虹膜识别模块5返回验证用户识别失败时，蜂鸣器会发出“嘀--嘀一嘀”三声长响，提示操作失败；而当虹膜识别模块5返回注册或验证用户成功时，蜂鸣器会发出“嘀嘀嘀”三声短响，提示操作成功。开启按键连接主控模块2的CPU芯片I/O输入管脚，当检测到开启按键被按压时，触发虹膜识别模块5验证虹膜用户操作，主控模块2根据虹膜识别模块5的反馈控制指示灯与开启控制模块4做出相应的响应。
[0063](六)锁枪机构控制与采集模块6，与锁枪机构连接，接收主控模块2的命令以管控锁枪机构的各个枪位。具体的，请参阅图2，锁枪机构控制与采集模块6包括:STC89C54RD单片机66、调试下载单元61、终端地址设置单元62、485总线通信单元63、电源转换单元64、机械开启检测单元65、和N路(N〈ll)采集控制单元67。其中，调试下载单元61、终端地址设置单元62、485总线通信单元63、电源转换单元64、机械开启检测单元65以及采集控制单元67均与STC89C54RD单片机66连接。主控模块2通过RS485串口与锁枪机构控制与采集模块6进行通信，根据主控模块2的命令，可以灵活管控多个枪位。
[0064](I)调试下载单元61包括STC89C54RD单片机66的串口 UART,通过外部RS-232芯片进行电平转换后连接到电脑的串口，用于烧写程序和在线调试输出。调试下载单元61和485总线通信单元复用了 STC89C54RD单片机的串口 UART，当用于程序下载和调试时，UART通过RS-232芯片连接到电脑的串口，利用ISP下载软件写入程序，还可通过串口调试助手把调试数据信息显示到电脑。
[0065](2) 485总线通信单元63包括RS-485芯片SN65HVD3082ED，485总线通信单元63与枪柜主控模块2连接。当用于485总线通信时，UART通过RS-485芯片SN65HVD3082ED转化为差分信号。
[0066](3)终端地址设置单元62用于设置锁枪机构控制系统的RS-485总线地址，由4位拨码开关构成，它规定了该系统的RS-485总线地址，共可以设置24个即16个地址。
[0067](4)电源转换单元64包括7805电压适配芯片，主要用于系统电源的转换，该7805电压适配芯片连接STC89C54RD单片机66和485总线通信单元63，+12V直流电源通过主控模块I控制通断给锁枪机构控制与采集模块6的电源转换单元64供电，+12V经过电源转换单元64的7805电压适配芯片转化为+5V给系统中的STC89C54RD芯片66和485总线通信单元63的RS-485芯片供电。
[0068](5)机械开启检测单元65用于锁枪机构控制与采集模块6检测锁枪机构的备用开启状态。锁枪机构控制与采集模块6的该机械开启检测单元65是用于检测锁枪机构8的机械开启动作。
[0069](6)采集控制单元67由ULN2003AD芯片组成，ULN2003AD芯片是高耐压大电流达林顿阵列，由7个硅NPN达林顿组成，它电流增益高、带负载能力强，用它来驱动锁枪机构8内部的电磁铁。采集控制单元与一路锁枪机构的接口为4芯的电气接口，每路锁枪机构需要2个I/O资源，I个输出I/O用于控制锁枪机构内电磁铁的吸合与释放，I个输入I/O用于采集行程开关的短路和断路信号。
[0070](七)PC机服务器7，智能虹膜识别枪柜控制系统的后台管理软件安装部署于PC机服务器中，后台管理软件基于.net框架，采用B/S三层架构模式。表示层采用ASP.net、业务逻辑层采用C#编程语言处理，后台数据库采用功能强大的SQL Server数据库。这样，所需要的所有业务逻辑处理将会在服务器端执行，客户机端只需要安装IE浏览器，通过访问互联网服务器，就可完成我们所提供的所有功能和操作。
[0071]智能虹膜识别枪柜控制系统不依赖于PC机服务器可以独立工作，而当主控模块2通过以太网连接PC机服务器后就可以实现枪支远程监控和信息的网 络化和共享。例如，主控模块2主动上报柜体产生各种告警和事件记录到PC机服务器，这样方便查询每台柜体的告警和事件记录；通过PC机服务器中的后台管理软件可以获取各个柜体中虹膜用户信息，并灵活设置每个虹膜用户权限；还可以同步柜体系统时间，一键开启各个柜体及柜体内的锁枪机构。
[0072]请参阅图3A和图3B，其为本发明控制系统的各模块位于柜体的实际分布示意图，本发明控制系统的各模块分别位于柜体的设备舱11、内部9和右门10三个部分。具体的，主控模块2、充电和电源控制模块I位于柜体的设备舱11内，设备舱11内还有开关电源、电源滤波器、保险管、蓄电池、网络接口、报警器等器件。锁枪机构控制和采集模块6位于柜体内部9，串口触控屏3、虹膜识别模块5、指示灯与开启控制模块4位于柜体右门。右门还有电磁铁、语音喇叭、添加按键、删除按键、门状态传感器、关门到位传感器、机械开启传感器，均与主控模块2连接(图中未示)。图3A显示柜体左右门打开的情况，柜体内部装有多排锁枪机构8。图3B显示了柜体左右门关闭的情况，虹膜识别模块5的采集窗口 51位于右门的上端，串口触控屏3位于柜体右门中上部，供用户操作。指示灯与开启控制模块4位于串口触控屏3的正下方，指示灯与开启控制模块4中的红绿指示灯在用户操作时提示作用。开启键可以触发验证虹膜用户打开柜门。通过验证后，旋转门把手12即可打开柜门。虹膜识别模块5采集虹膜验证用户既可以通过指示灯与开启控制模块4中的开启键触发，也可以通过串口触控屏3触发。当柜体系统无电源供电或电子系统发生故障时，可以通过位于右门下侧的机械备用钥匙13开启柜门。
[0073]请参阅图4，是本发明的智能虹膜识别枪柜控制系统的系统流程图。程序开始运行后首先要进行系统初始化，自检主控模块2中的FLASH和RAM，然后复位外围各个模块。在超级循环中不停的维护网络连接、检测和响应触控屏命令、检测和响应添加或删除按键、检测和响应PC机服务器命令、检测和更新枪支在位状态、检测门状态和产生报警、记录和上报事件或告警、检测和显示电量等工作。
[0074]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于，包括:充电和电源控制模块、主控模块、串口触控屏、指示灯与开启控制模块、虹膜识别模块、以及锁枪机构控制与采集模块，其中: 所述充电和电源控制模块的输入连接开关电源或蓄电池，其输出连接主控模块、锁枪机构控制与采集模块并为其供电； 所述主控模块分别与串口触控屏、虹膜识别模块、指示灯与开启控制模块、锁枪机构控制与采集模块连接并为其供电； 所述串口触控屏，其触控屏页面设有按键指令，触控操作时发送相关指令给主控模块，同时响应主控发送命令以显示相关页面和数据； 所述虹膜识别模块，通过采集虹膜的媒介来注册或识别虹膜用户，接收主控模块发送的指令并反馈给主控模块； 所述指示灯与开启控制模块，接收主控模块发送的命令，并做出相应的响应； 所述锁枪机构控制与采集模块，与锁枪机构连接，接收主控模块的命令以管控锁枪机构的各个枪位。
2.根据权利要求1所述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于所述主控模块包括:电源转换单元、CPU芯片STM32F103ZET6、语音输出单元、按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、机械开启检测单元、震动检测单元；其中 电源转换单元，连接所述充电和电源控制模块、CPU芯片STM32F103ZET6，将充电和电源控制模块提供的电源转换为系统的工作电压并提供给CPU芯片STM32F103ZET6和各个单元; CPU芯片STM32F103ZET6，连接震动检测单元、语音输出单元、按键检测单元、门状态和关门到位检测单元、以及机械开启检测单元； 按键检测单元，包括添加和删除按键，该添加和删除按键分别连接到CPU芯片STM32F103ZET6两个I/O输入管脚，检测柜体右门内侧的添加或删除按键是否被按压，并触发添加虹膜用户或删除虹膜用户操作流程； 语音输出单元，根据系统实时的操作流程和虹膜识别模块的反馈结果以输出不同的语音信号； 门状态和关门到位检测单元，包括门状态传感器、关门到位传感器，该门状态传感器、关门到位传感器分别通过两个I/o输入管脚与CPU芯片STM32F103ZET6连接，其检测柜门是否处于关闭状态； 机械开启检测单元，包含行程开关，该行程开关与CPU芯片STM32F103ZET6的I/O输入管脚连接，其检测柜体柜门是否用机械钥匙进行开启； 震动检测单元，包含震动开关、电压比较器、指示灯，该单元电压比较器的输出端连接到CPU芯片STM32F103ZET6的I/O输入管脚，检测柜体是否震动。
3.根据权利要求1所述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于所述的触控屏按键指令主要包括枪弹领取、枪弹归还、枪弹状态、系统维护、添加虹膜用户、删除虹膜用户、紧急开启指令。
4.根据权利要求1所述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于所述的指示灯与开启控制模块包含蜂鸣器、指示灯、电磁铁、语音喇叭和开启按键。
5.根据权利要求1所述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于所述的主控模块分别与虹膜识别模块、串口触控屏之间通过串口 RS232通信，主控模块与多个锁枪机构控制与采集模块通过串口 RS485通信。
6.根据权利要求1所述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于所述的采集虹膜的媒介为镜子。
7.根据权利要求1所述的智能虹膜识别枪柜控制系统，其特征在于所述的主控模块还与PC机服务器之间通过以太网线连接通信。
【专利摘要】本发明是关于一种智能虹膜识别枪柜控制系统，包括充电和电源控制模块、主控模块、串口触控屏、指示灯与开启控制模块、虹膜识别模块以及锁枪机构控制与采集模块，充电和电源控制模块的输入连接开关电源或蓄电池，其输出连接主控模块、锁枪机构控制与采集模块并为其供电；主控模块分别与串口触控屏、虹膜识别模块、指示灯与开启控制模块、锁枪机构控制与采集模块连接并为其供电；串口触控屏，触控操作时发送相关指令给主控模块；虹膜识别模块通过采集虹膜的媒介来注册或识别虹膜用户，接收主控模块发送的指令并反馈给主控模块；指示灯与开启控制模块接收主控模块发送的命令并做出响应；锁枪机构控制与采集模块与锁枪机构连接。
【IPC分类】G05B19-042
【公开号】CN104865870
【申请号】CN201510204179
【发明人】沈伟, 张延杰, 张会, 陈晓东, 张玉龙, 卫龙龙, 王兵, 张昉
【申请人】凯迈(洛阳)电子有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月27日
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