專利名稱：活體滾動指紋采集儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種活體滾動指紋采集儀，尤指一種既可以完成滾動指紋采集還可以完成平面指紋采集的具有USB接口的活體滾動指紋采集儀。
背景技術：
中國專利ZL97249122.8公開了一種活體指紋采集儀，它由基座、棱鏡盒、成像物鏡、CCD器件、電源接口、視頻信號輸出口、光源等組成。采集到的指紋圖像信號通過視頻輸出口傳送給計算機，計算機將模擬的視頻圖像信號轉換成數(shù)字的視頻圖像數(shù)據(jù)后再進行處理，這就需要在計算機上安裝視頻采集卡，其缺點在于1.視頻采集卡常常存在軟、硬件的兼容性問題。即視頻采集卡與計算機系統(tǒng)和應用軟件之間的兼容性問題。
2.安裝不便。對于臺式計算機，要打開機箱將視頻采集卡插入總線擴展槽內，這給非計算機專業(yè)的用戶造成了困難，并可能損壞硬件電路。
3.價格昂貴，容易損壞。對于筆記本式計算機，需配用價格昂貴的PCMCIA視頻采集卡。由于視頻采集卡的一部分外露于筆記本式計算機，在使用中容易磕碰，造成損壞。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種活體滾動指紋采集儀，可將滾動指紋圖像信息通過標準的USB總線傳送給計算機，從而克服了上述現(xiàn)有技術中存在的缺點和不足。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案一種活體滾動指紋采集儀，由光學指紋成像模塊、CCD視頻圖像獲取電路、視頻信號處理電路、USB控制器、電源電路和USB接口所組成；所述視頻信號處理電路的數(shù)據(jù)信號輸出端與所述USB控制器的數(shù)據(jù)信號輸入端連接，所述USB控制器的數(shù)據(jù)流輸出端與所述USB接口連接；所述電源電路的輸出端與所述視頻信號處理電路和所述USB控制器分別相連接。
所述視頻信號處理電路由視頻輸入處理器、輸入匹配電路、晶振外部電路和電源濾波電路構成。
所述USB控制器包括E2PROM、USB2.0控制器、復位電路和晶振外部電路。
本實用新型與已有技術相比，具有以下優(yōu)點
1.本實用新型不需要其他插卡，僅通過USB電纜與計算機連接即可完成硬件安裝，具有安裝簡單方便的優(yōu)點。
2.本實用新型采用了受到廣泛支持的USB標準，不需額外配件，標準配置的臺式計算機和筆記本式計算機都可與之連接和工作，軟、硬件環(huán)境適應性很強，具有非常好的可移動性。
3.由于本實用新型不需要昂貴的PCMCIA視頻采集卡，因此其成本很低，特別是對于筆記本式計算機來說，大大降低了其系統(tǒng)成本。
4.本實用新型既可以完成滾動指紋采集的功能，同時還可以完成平面指紋采集。
以下結合附圖及實施例，對本實用新型做進一步說明。


圖1為本實用新型的原理框圖圖2為本實用新型的一個實施例的原理框圖圖3為本實用新型的視頻信號處理電路的電路原理圖圖4為本實用新型的USB控制器和USB接口的電路原理圖圖5為本實用新型的電源電路的電路原理圖具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型由光學指紋成像模塊11、CCD視頻圖像獲取電路12、視頻信號處理電路13、USB控制器2、電源電路3和USB接口4所組成。其中光學指紋成像模塊11、CCD視頻圖像獲取電路12和視頻信號處理電路13構成了活體滾動指紋采集模塊1。
活體滾動指紋采集模塊主要負責將指紋紋線的光學投影轉換成實時的數(shù)字圖像信號，并將該數(shù)字圖像信號傳送到USB控制器；USB控制器主要負責將數(shù)字圖像信號變換成符合USB標準的數(shù)據(jù)流，并將該USB標準的數(shù)據(jù)流傳送到USB接口，還負責控制電源電路輸出加載電源的過程；電源電路主要負責將USB接口提供的5V直流電源變換成電路需要的3.3V和12V電源，這兩個電源受到USB控制器的控制，以符合USB標準的相應要求。
USB接口主要負責將USB控制器傳送來的USB標準的數(shù)據(jù)流傳送給計算機進行處理。
所述視頻信號處理電路的數(shù)據(jù)信號輸出端與所述USB控制器的數(shù)據(jù)信號輸入端連接，所述USB控制器的數(shù)據(jù)流輸出端與所述USB接口連接。
所述電源電路的輸出端與所述視頻信號處理電路和所述USB控制器分別相連接。
如圖2、圖3、圖4所示，光學指紋成像模塊將指紋紋線形成光學投影投射在CCD(電荷耦合器件)視頻圖像獲取電路中的CCD圖像傳感器上，并由視頻圖像獲取電路轉換成視頻圖像信號，隨后被視頻信號處理電路中的視頻信號處理器U1轉換成實時的數(shù)字圖像信號，然后通過U1的數(shù)據(jù)線VP08～VP015傳送到USB2.0控制器U2的FD0～FD07，其數(shù)據(jù)時鐘信號由U1的LLC2引腳輸出連接到U2的IFCLK引腳，實時數(shù)字圖像信號的行同步信號由U1的HREF引腳連接到U2的數(shù)據(jù)寫使能端SLWR；實時數(shù)字圖像信號的場同步信號由U1的VREF引腳連接到U2的中斷輸入INTO端和數(shù)據(jù)包結束信號輸入引腳PKTEND；USB控制器將數(shù)字圖像信號變換成符合USB標準的數(shù)據(jù)流，經USB接口傳送給計算機。CCD視頻圖像獲取電路和視頻信號處理電路也可以由具有數(shù)字信號輸出功能的指紋傳感器所替代。光學指紋成像模塊和CCD視頻圖像獲取電路已有成熟產品，這里不再詳述其工作原理。
如圖3所示，視頻信號處理電路由視頻輸入處理器U1、輸入匹配電路、晶振外部電路和電源濾波電路構成。視頻輸入處理器U1采用SAA7111A型芯片。輸入匹配電路共有兩路，其中一路由R1、R2和C1構成，輸入到SAA7111A型芯片的AI11引腳，另一路由R3、R4和C2構成，輸入到SAA7111A型芯片的AI12引腳。Y1、L1、C3～C5構成晶振外部電路，與SAA7111A型芯片的XTAL、XTAL1引腳連接。C6～C13和L2組成電源濾波電路，輸入到SAA7111A型芯片的所有VDD引腳。
如圖4所示，USB控制器主要由E2PROM、USB2.0控制器U2、復位電路和晶振外部電路所組成。U2采用的是56引腳的CY7C68013芯片，U3是型號為24LC64的E2PROM，用于存儲U2的程序，與CY7C68013芯片的SCL、SDA引腳連接。D1、R10和C15組成復位電路，與CY7C68013芯片的RESET引腳連接。Y2、C17、C19構成晶振外部電路，與CY7C68013芯片的XTALIN、XTALOUT引腳相連接。由于USB接口電路已包含在USB控制器芯片U2內，所以USB接口僅是一個USB插座J3，USB插座J3與CY7C68013芯片的DPLUS、DMINUS引腳連接。U2的PD0和PD1輸出信號分別控制U5的12V電源輸出和U4的3.3V電源輸出，以控制CCD視頻圖像獲取電路和U1的加載電源的過程。
如圖5所示，電源電路主要由U4、U5構成。U4采用的是LT1763CS8-3.3芯片，主要負責將USB接口4提供的5V直流電源變換成3.3V電源，以供U1、U2之用，T1為U1的電源開關，受U2控制。U5采用的是LT1930A芯片，主要負責將USB接口4提供的5V直流電源變換成12V電源，向CCD視頻圖像獲取電路供電，U5的12V輸出同樣受U2控制，以滿足USB總線上電枚舉的規(guī)范要求。
本實用新型的工作過程是USB接口與計算機連接后，U2和U3的加電程序從U3裝載到U2的內部程序存儲器中并運行；此時U2的PD0和PD1為高阻狀態(tài)，T1和U5均處于關斷狀態(tài)，12V電源和供U1的3.3V電源均不提供。當U2工作在高速模式下時，PD0＝1并且PD1＝0，12V電源和U1的3.3V電源被提供，CCD視頻圖像獲取電路和U1開始工作。視頻圖像信號通過J1或J2，經輸入阻抗匹配電路加到SAA7111A視頻模數(shù)轉換芯片U1的AI11或AI12輸入端，在VP08～VP015輸出數(shù)字圖像信號。當行同步信號HREF有效時，一行圖像數(shù)據(jù)由時鐘信號LLC2寫入U2的4K FIFO存儲器，U2將其FIFO存儲器中的數(shù)據(jù)自動打包，并通過USB接口將打包后的數(shù)據(jù)傳送給計算機。U2通過VREF信號識別一幀圖像的開始和結尾。
權利要求1.一種活體滾動指紋采集儀，其特征在于由光學指紋成像模塊、CCD視頻圖像獲取電路、視頻信號處理電路、USB控制器、電源電路和USB接口所組成；所述視頻信號處理電路的數(shù)據(jù)信號輸出端與所述USB控制器的數(shù)據(jù)信號輸入端連接，所述USB控制器的數(shù)據(jù)流輸出端與所述USB接口連接；所述電源電路的輸出端與所述視頻信號處理電路和所述USB控制器分別相連接。
2.如權利要求1所述的活體滾動指紋采集儀，其特征在于所述視頻信號處理電路由視頻輸入處理器、輸入匹配電路、晶振外部電路和電源濾波電路構成。
3.如權利要求1所述的活體滾動指紋采集儀，其特征在于所述USB控制器包括E2PROM、USB2.0控制器、復位電路和晶振外部電路。
專利摘要本實用新型公開了一種活體滾動指紋采集儀，其結構由光學指紋成像模塊、CCD視頻圖像獲取電路、視頻信號處理電路、USB控制器、電源電路和USB接口所組成。視頻信號處理電路將指紋紋線的光學投影轉換成數(shù)字圖像信號，并將該數(shù)字圖像信號傳送到USB控制器；USB控制器將數(shù)字圖像信號變換成符合USB標準的數(shù)據(jù)流，并將該USB標準的數(shù)據(jù)流傳送到USB接口，USB接口將USB控制器傳送來的USB標準的數(shù)據(jù)流傳送給計算機進行處理。本實用新型具有安裝方便、軟硬件成本低、適應性強、功能多樣化的優(yōu)點。
文檔編號G06F13/00GK2621317SQ0325735
公開日2004年6月23日 申請日期2003年4月30日 優(yōu)先權日2003年4月30日
發(fā)明者李建民, 孫蘇平 申請人:北京海鑫科金信息技術有限公司