基于静脉识别技术的网络门锁

0 引言 

    静脉识别是生物识别领域最新技术之一。静脉识别的工作原理是：静脉识别模块通过向人体某个特定部位发射特定波段的红外线，人体静脉中的脱氧血色素会吸收部分这个波段的射线，从而减弱反射率。识别模块通过捕捉人体特定部位反射回来的射线，近而根据反射射线的强弱计算出人体特定部位静脉的图纹。这些静脉图纹和人的指纹一样具有个体独特性．因此可以利用这些图纹识别不同的个体。此外，由于静脉血管是存在于人体内，而静脉识别模块只识别在人体内静脉中流动的脱氧血色素图纹，因此，试图仿制一个特定个体的静脉图纹是非常困难的．因而静脉识别技术具有很高的安全性能。掌心静脉识别是目前已经产品化的静脉识别技术，它通过捕捉人手掌心的静脉图纹识别个体目标。 

    掌心静脉认证模块和传统的生物识别技术模块相比，有如下优点：

    ① 无需接触：由于无需接触，故卫生，可减少使用者的抵触感，适合于公共场所；
    ② 识别精度高：本人拒绝率为0．01％．他人误认率为0．00008％ ； 
    ③高度的安全性和广泛的对应性：使用身体内部信息，极难伪造；④适用于任何人。 

1 网络门锁介绍 

    网络门锁是基于无线射频识别技术、微控器及相关电子技术、现场总线及系统网络集中管理等高技术的产品。网络门锁系统集门锁、控制器系统、管理系统于一体．通过RS-485总线联网工作。并可以由以太网实现局域控制体系；具有集中授权、统一管理、实时监控、分级分区域管制、记录统计查询、打印、常开常闭紧急开门、报警等诸多功能，具有成本低、外形美观、便于安装维护、安全方便等优点。 

    网络门锁为学校、机关、酒店、办公楼等场所提供了一种管理机制更为完善、使用更为方便、安全性能更强的门锁解决方案。尤其适合学校这样密集联网型应用的场合。 

    网络门锁使用IC卡代替传统的机械钥匙开锁，也有网络门锁采用IC卡和密码键盘结合使用代替钥匙开锁。在网络门锁开锁方式中加入生物识别技术更进一步丰富了电子门锁的功能。目前采用指纹作为网络门锁开锁的方式已经出现．但是，指纹识别技术本身也具有其先天缺点，如安全性，卫生问题等。因此，将安全性更高且不需要接触的静脉识别技术引入网络门锁系统是一个有意义的全新尝试。

2 使用掌心静脉识别的网络门锁
 
    使用掌心静脉识别的网络门锁包括主控制器，分控制器，键盘读卡器，转换器，修改器，发卡器，电源系统，管理软件，卡片，电锁，布线网络，电脑， UPS不间断电源以及掌心静脉识别模块及其配套软件等，其连接情况如图1所示。 

图1 网络门锁系统连接图

    此网络门锁系统不仅融合了无线射频识别技术和微处理器技术．改变了过去传统的钥匙开锁的方式，用全球唯一的ID号码作为身份识别信息(相当于钥匙)作为合法标志，还在此基础上，加上以人体掌心静脉纹路作为合法标志，利用先进的电子技术，进行身份的识别辨认。完成开锁功能。 

    在加入掌心静脉识别单元之前。系统以主控制器为控制中心。通过软件管理中心对人员、卡号、密码的授权配置，及硬件系统的设置，将分控制器组建成网络集中管理控制。分控制器负责识别卡号密码信息并传送给主控制器和执行开锁、关锁的动作；主控制器负责识别卡号密码的合法性及发出开锁关锁的命令：读卡器是用户直接接触的设备。其功能就是识别出卡号及供用户输入和修改密码。 

    为了最大程度的兼容原有网络门锁系统，在实现最小硬件改动和不改变管理软件的基础上配备掌心静脉识别单元。这里采用的方法是使用掌心静脉识别单元在读卡器所在位置替换读卡器。如图2所示。为了兼容管理软件。这里还引入了一个“虚拟卡号”。即用户在注册掌心静脉信息时，注册系统同时给这个用户分配一个“虚拟卡号” (和原有IC卡的卡号对应)。当用户通过掌心静脉识别单元开锁时。掌心静脉识别单元先判断这个用户的是否为合法用户．如果是合法用户，掌心静脉识别单元找出这个用户对应的“虚拟卡号”。将“虚拟卡号”作为参数通过串口发送给分控制器。由于采用的通讯协议和格式都和读卡器发送给分控制器时一样．因此分控制器接受到来自识别单元发送的识别成功信号。它不分是来自读卡器还是来自掌心静脉识别单元。都按来自读卡器的方式处理，这样“虚拟卡号”就通过掌心静脉识别单元代替了IC卡。由于采用了虚拟卡号代替实际IC卡。因此分控制器以上的软硬件单元都不需要做任何改动。 

图2 网络门锁分控制系统连接图

    此网络门锁除了具有以上功能。由于其可以通过以太网控制。因此可以通过网络管理中心实时监测到具体房间和用户的开锁动作及时间，并可以定时采集记录信息。提供查询功能。卡号密码的授权和删除以及掌心静脉纹路的注册方便快捷．不怕丢失和窃取。 

3 结束语 

    目前。各类安防门禁系统在各自的应用领域都得到了很大的推广，技术成熟。但多数门禁、网络门锁系统的身份识别标识都是采用IC卡或IC卡配合密码使用的模式．采用生物识别技术作为门禁的身份识别标识还是比较少见．且多数以生物识别作为身份标识的门禁系统多数是比较简单的门锁。且指纹识别居多。掌心静脉识别技术作为一种新兴的技术，由于其自身特有的优点。非常适合于对卫生条件要求高的场合的门禁系统，比如医院等。 

    由于使用IC卡作为身份识别标识的门禁系统很多．且占有了大部分的门禁安防市场．本文为这些类型的门禁系统和网络门锁的改造提供了一个成本最优的解决方案。

作者简介：白旭(1975-)， 男，辽宁人，工程师。研究方向：硬件设计。
基金项目：北京市科学技术委员会项目(D0306O07O4o321)