【智慧安防】半導(dǎo)體式指紋鎖開鎖原理及過程

 如今，搭載光學(xué)指紋頭的指紋鎖產(chǎn)品比例越來越小，半導(dǎo)體指紋頭已經(jīng)是指紋鎖行業(yè)的主流指紋頭配置。那么，半導(dǎo)體指紋頭的開鎖原理和過程是怎樣的呢?

指紋鎖行業(yè)采用的半導(dǎo)體指紋頭主要是電容式指紋頭。一般指紋鎖指紋解鎖涉及到芯片和算法，如置入物聯(lián)網(wǎng)模塊的指紋鎖，還會(huì)涉及到軟件。

下面從技術(shù)的角度來了解半導(dǎo)體指紋解鎖的整個(gè)過程：結(jié)合市面上指紋鎖面板有直板式與滑蓋式兩種構(gòu)造情況，指紋芯片的工作模式也不同。采用滑蓋設(shè)計(jì)的指紋鎖，當(dāng)滑蓋上推時(shí)，指紋鎖各電子模塊觸發(fā)電源上電，指紋頭就處于待運(yùn)轉(zhuǎn)模式;

而采用直板設(shè)計(jì)的指紋鎖，指紋頭一直處于被供電狀態(tài)下，因此考慮到電耗的問題，這種指紋鎖的指紋頭就要在睡眠模式和按壓檢測(cè)模式之間切換。在睡眠模式下，芯片的功耗最低，而在按壓檢測(cè)模式下，該功耗提升至數(shù)十甚至上百倍。采用睡眠、檢測(cè)這樣不斷循環(huán)切換的方式可以在功耗和感應(yīng)速度都滿足要求。在按壓檢測(cè)模式下，當(dāng)手指按壓到指紋的傳感器區(qū)時(shí)，檢測(cè)電路根據(jù)檢測(cè)到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，判斷識(shí)別出有手指按壓，并將判斷結(jié)果送給系統(tǒng)，系統(tǒng)由此切入到指紋采集模式。

進(jìn)入到指紋采集模式后，電路將按照特定的傳感器像素地址對(duì)像素進(jìn)行掃描，內(nèi)部電路得到數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，再進(jìn)行參數(shù)配置，經(jīng)過幾次掃描計(jì)算迭代收斂得到最合理的參數(shù)后，再重新進(jìn)行掃描，信號(hào)會(huì)在電路中被濾波、放大、量化等操作，最終得到完整的圖像信號(hào)，電路進(jìn)行圖像信號(hào)處理操作后，通過通信接口傳輸?shù)街讣y鎖的CPU處理，由此完成了指紋信息的采集及傳輸?shù)牟僮鳎^程只需20毫秒。信號(hào)傳輸完成后，指紋芯片再次切換到按壓檢測(cè)低功耗模式。

驅(qū)動(dòng)電路通過通信接口上傳多幀圖像到系統(tǒng)，系統(tǒng)首先對(duì)圖像進(jìn)行篩選，挑出對(duì)比度最高的一幀，交由算法進(jìn)行處理生成模板數(shù)據(jù)，這里采用自創(chuàng)快速點(diǎn)+圖像比對(duì)算法，該算法提取的特征點(diǎn)穩(wěn)定且可靠，每副圖像的特征點(diǎn)數(shù)目適中，在微小面積識(shí)別算法中有效匹配點(diǎn)對(duì)數(shù)目最高，從而保證了算法的識(shí)別快速與準(zhǔn)確。

對(duì)算法流程及公式的優(yōu)化，一方面簡化算法流程，對(duì)一些耦合性大可共用的部分進(jìn)行優(yōu)化，使運(yùn)行路徑最優(yōu);另一方面對(duì)一些算法從公式上進(jìn)行優(yōu)化簡化。對(duì)編程實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，在編程實(shí)現(xiàn)過程中，優(yōu)化實(shí)現(xiàn)過程，在保證功能一致的前提下，使運(yùn)算量最少。另外所有的代碼采用定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于一些復(fù)雜的運(yùn)行采用查表處理，針對(duì)的指定的平臺(tái)采用最優(yōu)的編譯指令優(yōu)化。系統(tǒng)在匹配場(chǎng)景調(diào)用算法進(jìn)行模板數(shù)據(jù)的比對(duì)，根據(jù)匹配的結(jié)果，系統(tǒng)最終控制電機(jī)完成開鎖處理。