浅谈智能机柜指纹识别技术

摘要：随着社会的发展进步，针对保护财产和安全文件方面的技术也越来越发达。而在人们日常生活中应用最多的还要数指纹识别技术。但是，相关技术涉及到的指纹识别技术中，难以避免的是，在长期使用过程中，当指纹识别屏幕上出现污渍时，便极大的降低了指纹识别的成功率，又例如指纹识别屏幕在多次使用后，在指纹识别屏幕上残留大量的指纹，也同样会对指纹识别的成功率造成极大的影响，进而降低了正确识别指纹的效率。

关键字：智能、指纹、污渍

前言

当指纹识别设备的指纹识别屏幕上出现污渍或者残留大量指纹时，难以准确、高效识别正确指纹，为解决上述问题，我们研发了一种智能机柜的指纹识别装置。一方面，避免了由于指纹识别平台残存污渍，而导致长时间无法识别指纹，给用户带来负面的使用体验，同时因为无法第一时间识别指纹而降低使用效率；另一方面，更换指纹识别平台的操作简单高效，而不必利用其它辅助工具便可以使得在短时间内完成了对指纹识别平台的更换。

1、智能机柜指纹识别概述

指纹识别装置包括多个第一啮合齿，围绕设于支撑底座的周围，且第一啮合齿的齿牙朝向支撑底座的圆心位置；其中，多个弹性板远离连接轴的一端设有多个第二啮合齿；多个行星齿轮，夹设于由多个第一啮合齿与多个第二啮合齿组成的运动空间中，行星齿轮与第一啮合齿和第二啮合齿啮合。能够使得调节识别屏幕转动的过程中，更加稳定运行，且使得第一识别屏幕能够准确移动至对应调节开口的位置，也即避免了识别屏幕在驱动组件的驱动作用下，发生打滑，而导致第一识别屏幕无法准确落至调节开口的位置，从而影响后续指纹识别装置用于开锁的效果。其中，指纹识别组件处于开锁状态时，行星齿轮与第二啮合齿处于啮合状态。

结合待机状态与开锁状态之间转化下，对行星齿轮与第二啮合齿之间的距离变化的限定，一方面，避免行星齿轮与第二啮合齿之间的距离过大使得二者完全脱离，同时也减少了行星齿轮与第二啮合齿之间的磨损，进而延长指纹识别装置的使用寿命；另一方面，避免设有第一识别平台的弹性板对应进入开锁状态的形变量过大，使得其形变能力失效，也即难以回复到初始状态。此外，当第一识别平台与固定座之间的距离过大时，易使得在切换待机状态与开锁状态之间，造成行星齿轮与第二啮合齿之间的距离变化过大，不利于指纹识别装置在使用过程中的稳定运行。

第一壳体内设有多个隔断板，多个隔断板等间隔设置，将每一个指纹识别平台相互分隔；指纹识别装置包括清洁组件，内设于第一壳体，对应其中至少一个指纹识别平台设置；其中，清洁组件与第一识别平台相邻设置。避免清洁工具对其中至少一个指纹识别平台进行清洗时，导致清洗液飞溅至其它指纹识别平台上而导致其受到污染，从而提高了指纹识别平台轮转使用的效率。

支撑底座自其圆心朝向第一啮合齿的方向形成调节区域；第一调节区域对应设有调节开口；第二啮合区域，位于第一调节区域与相应的第一啮合齿之间，且对应第二啮合区域形成用于支撑行星齿轮的支撑底板；其中，当行星齿轮位于第二啮合区域时，行星齿轮的圆心设于支撑底板上。将设有第一识别平台的弹性板定义成第一弹性板，于是，当指纹识别装置进入开锁状态时，避免第一弹性板形变量过大，导致与行星齿轮发生脱离，使得行星齿轮失衡从支撑底座上掉落。也即，由于支撑底板的支撑作用，以支撑行星齿轮避免其失衡掉落，例如卡设于固定座与支撑底座之间，一方面，影响识别屏幕的正常轮转；另一方面，甚至于使得指纹识别装置无法进入开锁状态。

通过对重合面积的大小判断，用于提高识别用户身份的准确性，可以理解的是，若是手指上的指纹能够全部被用于识别时，则此时判定识别用户身份的准确率为最高。但是，在现实生活中，难以确保第一识别平台保持全部清洁，于是，设定第一识别平台上的污渍保持一定的面积作为可接受的误差，也即通过污渍面积换取指纹识别的成功率。于是，当重合面积不满足开锁条件时，则意味着此时第一识别平台上的污渍已经超出预设值，则需要对第一识别屏幕进行更换，使其转至安装空间内，以使得干净的备用识别平台转至调节开口的位置，从而提高指纹识别平台的使用效率。

2、智能机柜指纹识别技术

识别屏幕设有连接轴和围绕连接轴周围固定设置的多个弹性板。其中，每一个弹性板设有指纹识别平台，而弹性板可以沿着连接轴的轴线方向发生形变；支撑底座与连接轴转动连接，且支撑底座设有调节开口，其中，可通过转动识别屏幕，从而带动多个弹性板围绕着连接轴相对于支撑底座转动，进而使得每一个指纹识别平台可先后对应在调节开口的位置。

第一壳体盖设于支撑底座远离指纹识别组件的一侧，其且第一壳体设有避让凹槽，避让凹槽用于避让调节开口的位置，使得设于调节开口上方的指纹识别平台暴露空气中，可使得用户将手指放置于该指纹识别平台上，由指纹识别组件对该手指上的指纹进行识别。且第一壳体内设有安装空间；其中，指纹识别平台包括第一识别平台和备用识别平台。具体的，第一识别平台设于安装空间外，且对应调节开口的位置设置，指纹识别组件用于识别设于第一识别平台上的指纹；而备用识别平台设于安装空间内。

固定座设于支撑底座远离第一壳体的一侧，且固定座对应调节开口的位置设有调节电阻；其中，若识别屏幕与调节电阻之间的距离满足识别条件时，指纹识别组件进入开锁状态，对指纹信号进行识别；反之，则指纹识别组件处于待机状态。其中，调节开口的大小略大于第一识别平台的尺寸，以使得对第一识别平台施压的过程中，使得第一弹性板穿过调节开口作用于调节电阻。

调节电阻与指纹识别组件所在的电路串联连接，且在电路中还设有保护电阻。且使得第一识别平台处于待机状态时，调节电阻接入电路的电阻为最大值，于是对应的，在电路中形成第一电流，随着对第一识别平台施压进而使得第一弹性板与调节电阻之间的距离逐渐减小的过程中，使得调节电阻接入电路的有效电阻越来越小，从而使得电路中的电流逐渐增大。将指纹识别装置应用至智能机柜时，可使得指纹识别装置与智能机柜的锁定结构进行电连接，且二者为串联。于是，当电路中的电流为第二电流时，也即达到预设开锁条件的电流阈值，从而使得指纹识别装置能够对锁定结构执行开锁操作。而当电路中的电流为第一电流时，意味着此时电路中的电流过小，尽管第一电流仍能够满足指纹识别装置进入开锁状态，但是考虑到第一电流小于第二电流，不足以满足预设开锁条件的电流阈值。例如在第一识别平台上施加能够对应打开锁定结构的识别对象，但是，由于电流不满足预设开锁条件的电流阈值，于是，无法给指纹识别装置提供足够的电能以完成对锁定结构的开锁动作。其中，调节电阻为滑动电阻。

结合具体使用场景，例如此时第一识别平台上存在污渍，使得指纹识别组件难以准确识别时，则可通过转动识别屏幕，以使得处于安装空间内的备用识别平台回到对应调节开口的位置上，也即通过更换指纹识别平台的方式，从而提高准确识别指纹的作用，进一步的说，为了提高指纹识别装置的使用效率，例如可使得指纹识别平台的数量多个设置，例如可取指纹识别平台的数量为6个，于是，当使得其中一个暴露于空气中，用于识别指纹时，仍使得剩余5个指纹识别平台置于安装空间内，也即可使得通过旋转的方式，使得用户在短时间内能够顺利完成指纹识别的效果。

而在相关的指纹识别设备中，例如在指纹识别区域附近设有清洁工具，由于常见的是，往往会将指纹识别平台暴露在空气中，于是，在相关技术中，为了便捷清洁指纹识别平台，同样的，往往会将清洁工具也暴露在空气中。但是，由此带来的问题便是，一方面，由于清洁工具暴露于空气中，难免使得在长时间使用下，堆积大量的灰尘，于是，对指纹识别平台进行擦拭时，只会进一步增加指纹识别平台上的污渍，并且，上述清洁工具整体结构较复杂，且运行速度较为缓慢，往往在开启清洁功能时，需要用户等待一段时间，直到清洁完成后，且需要指纹识别平面上的水渍干后，并关闭清洁功能后，才能进行指纹识别，于是，使得整个指纹识别过程十分繁琐，而导致效率低下。若是清洁件第一时间较脏需要更换时，便进一步加重了用户的使用负担。

考虑到用于识别用户身份信息是通过识别指纹的方式，于是可将指纹识别平台设计成略大于人们手指具有指纹的尺寸，对应的，例如可将指纹识别平台开设于弹性板远离连接轴的端部，以使得施压弹性板的过程中，更加省力，和同时合理利用弹性板，避免弹性板远离连接轴的端部闲置而造成材料的浪费。

调节识别屏幕转动可通过手动调节的方式，当然也可以通过设置驱动组件，具体的，使驱动组件与连接轴转动连接，进而可代替人工完成对识别屏幕的转动调节作用。支撑底座完全覆盖识别屏幕，且支撑底座为圆盘设置；指纹识别装置例如包括多个第一啮合齿和多个行星齿轮。具体的，多个第一啮合齿围绕设于支撑底座的周围，且第一啮合齿的齿牙朝向支撑底座的圆心位置，其中，多个弹性板远离连接轴的一端设有多个第二啮合齿；多个行星齿轮夹设于由多个第一啮合齿与多个第二啮合齿组成的运动空间中，行星齿轮与第一啮合齿和第二啮合齿啮合。

此外，当第一识别平台与固定座之间的距离过大时，易使得在切换待机状态与开锁状态之间，造成行星齿轮与第二啮合齿之间的距离变化过大，一方面，第一弹性板发生形变量过大，使得第一弹性板的形变能力失效，也即难以回复到初始状态；此外，造成对应的第二啮合齿的运动行程过大时，不利于指纹识别装置在实际使用过程中的稳定运行。

需要注意的是，行星齿轮与第二啮合齿二者各自的齿厚并没有必然关系，只需要在开锁状态与待机状态切换过程中，二者之间对应的高度始终部分重合即可。

当用户将识别对象从第一识别平台上取下时，第一弹性板在自身回弹力的作用下，回复至待机状态，也即使得第一弹性板与行星齿轮保持平行。此时，指纹识别组件根据电路中的电流变化，判断识别对象已经从第一识别平台上取下，便控制转动识别屏幕，以使得内设于安装空间中的备用识别平台转至对应调节开口的位置。其中，需要注意的是，当指纹识别装置从待机状态转至开锁状态时，其内部电路的电流可理解成由低电平转至高电平，反之，当高电平转至低电平时，可以理解成电流的增加量为负值，当该负值的变化量满足指纹识别装置内部设定的阈值时，便对应判断第一识别平台上已经没有识别对象，于是，能够使得指纹识别装置顺利完成轮转指纹识别平台的操作。换句话说，无论电路的增加量为负值或者正值，都是根据调节电阻接入电路的有效电阻的变化量作出的操作动作。而指纹识别装置内部设定的阈值用于避免误判识别对象与第一识别平台之间的关系。举例来说，第一弹性板若是在识别对象仍然施加部分压力的作用下，只是使得调节电阻接入电路的电阻发生较小的变化，也即并未达到阈值的要求，便是保持在待机状态或者开锁状态，也即使得指纹识别装置的状态维持不变，于是，在不满足第一识别信号的情况下，对指纹识别平台不作转动。

常见的是，第一识别平台由于长期使用过程后，使其表面磨损严重，而用户在使用的过程中，若是发现第一识别平台存在小颗粒污渍等杂质时，容易进行清除，但是面对第一识别平台磨损严重时，则自身无法在短时间内进行处理，常见的便是要拆卸指纹识别装置，将第一指纹识别装置进行更换，于是，一方面，在拆卸过程中，用户若是操作不当，易使得整个设备发生损坏，且维修更换第一识别平台，降低用户的使用体验；另一方面，使得用户在短时间内无法进行开锁操作，进一步的降低设备的使用效率和进一步降低用户使用体验。结合本研究方案，利用错误匹配信号，以应对上述情况，使得指纹识别装置及时完成对第一识别平台的更换，而无需用户额外的操作，从而提高了用户的使用体验，也即使得指纹识别装置的使用寿命得到延长。

3、结语

随着许多指纹识别产品开发,生产指纹识别技术的应用已经开始进入民用市场,并目发展迅猛,这一技术的普及应用已经指日可待。