一种基于心率识别技术的安防系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于心率识别技术的安防系统和方法。硬件包括次声波接收器、电路板、继电开关、电机、电线、蓄电池；次声波接收器包含移动极板、固定极板、前腔、后腔、声波进入孔、毛细管这些结构，移动极板和固定极板上分别接有电线与电路板连接。电路板包含A/D转换电路、MCU、存储器。继电开关为常开继电开关，线圈通电后开关闭合。电机通过继电开关与电路板相连；蓄电池通过继电开关与电机相连，同时蓄电池与电路板直接连接，给电路板提供持续电能。人体走近次声波接收器时，次声波接收器捕获心率数据，在MCU判定与存储器中的身份信息一致后，MCU关闭某管脚，继电开关线圈用电，常开开关闭合，电机通电后开动，安全门被开启，人体顺利通过安全门。

Security system and method based on heart rate identification technology

The invention discloses a security system and method based on heart rate identification technology. The hardware includes the infrasonic receiver, circuit board, relay switch, motor, wire, batteries; infrasonic receiver includes mobile plate, fixed plate, a front cavity and a back cavity, sound waves into the hole, capillary structure, moving plate and the fixed plate are respectively connected with wires connected with the circuit board. The circuit board contains a A/D conversion circuit, a MCU, and a memory. The relay is normally open relay, and the switch is closed when the coil is energized. The motor is connected with the circuit board through a relay switch; the accumulator is connected with the motor through a relay switch; meanwhile, the accumulator is directly connected with the circuit board to provide the continuous energy for the circuit board. The human approached the infrasonic receiver, capture the heart rate data infrasonic receiver, MCU determination and consistent identity information in memory after the closure of a MCU pin, electric relay switch coil, normally open switch is closed, the motor is energized after the start, the safety door is opened, the body passed the safety door.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及安全防控系统领域，特别是涉及一种基于心率识别技术的安防系统和方法。
技术介绍
安防系统（Security&ProtectionSystem，SPS）是以维护社会公共安全为目的，运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查等的系统；或是由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络。据《中国安防行业“十二五”发展规划》(以下简称《规划》)显示，“十一五”期间我国安防产业规模迅速扩大，截至2010年，行业总产值达到2300多亿元，年均增长23%以上；其中安防产品产值约为1000亿元，尤以安防电子产品发展较快，年均增长25%左右。这些安防系统的人体识别技术主要分为三大类：指纹识别、人脸识别和虹膜识别。指纹识别是现有应用最广泛的人体识别技术，其缺点是对手指的湿度、清洁度等都很敏感，脏、油、水都会造成识别不了或影响到识别的结果；某些人或某些群体的指纹特征少，甚至无指纹，所以难以成像；对于脱皮、有伤痕等低质量指纹存在识别困难、识别率低的问题，对于一些手上老茧较多的体力劳动者等部分特殊人群的注册和识别困难较大；每一次使用指纹时都会在指纹采集头上留下用户的指纹印痕，而这些指纹痕迹很容易被用来复制指纹。人脸识别技术是利用摄像头采集人脸图像与记忆存储对比以识别不同人身份的技术，其缺点是由于人的容貌会改变，表情会变，胖瘦会变，拍摄环境会变，所以在用户不配合、采集条件不理想的情况下，现有系统的识别率会陡然下降。在人脸识别时，与系统中存储的人脸有出入，例如剃了胡子、换了发型、多了眼镜、双胞胎等因素都会引起识别失败。虹膜识别技术是基于眼睛黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，总体上呈现一种由里到外的放射状结构。其缺点是需要昂贵的摄像头聚焦，一个这样的摄像头的最低价为7000美元，并且对于黑眼睛极难读取。上述这些识别技术均需要人的极力配合，走到专门的信息采集设备前，进行指纹、人脸或虹膜的信息采集。其实人们具备的唯一的身份特征不止于此，人的心脏有左心房、左心室、右心房、右心室四个腔体，每个腔体在搏动时均会发出独特频率的次声波，这些信息综合起来就相当于一组人体密码。随着传感器精度的迅速提高和成本的下降，利用次声波传感器接收人体律动信息不再是难题。市场上亟需这种不需要人体专门配合的识别手段，在不影响人们正常活动的条件下，系统自动捕获人体生理特征，实现身份识别。
技术实现思路
因此，本专利技术为了实现身份特征自动获知识别的安防技术，提供一种基于心率识别技术的安防系统，不需要人体专门的配合，自动捕捉人体心率特征，完成身份识别，进而启动安全门开启等动作。本专利技术提供一种基于心率识别技术的安防系统，硬件包括次声波接收器、电路板、继电开关、电机、电线、蓄电池；所述次声波接收器包含移动极板、固定极板、前腔、后腔、声波进入孔、毛细管这些结构，移动极板和固定极板上分别接有电线与电路板连接。所述电路板包含A/D转换电路、MCU、存储器。所述继电开关为常开继电开关，线圈通电后常开开关闭合。所述电机通过继电开关与电路板相连；所述蓄电池通过继电开关与电机相连，同时蓄电池与电路板直接连接，给电路板提供持续电能。人体走近次声波接收器时，次声波接收器捕获心率数据，在MCU判定与存储器中的身份信息一致后，MCU关闭某管脚，继电开关线圈用电，常开开关闭合，电机通电后开动，安全门被开启，人体顺利通过安全门。本专利技术还提供一种心率识别方法：一个完整周期的脉搏波形包含四个波峰和四个波谷，其中的两个波谷振幅相似，以这两个相似波谷的振幅中间值为水平起始零轴，记录四个波峰和两个较深波谷的数据。数据分别包含四个波峰的峰值，两个深波谷的峰值，第一个波峰与第一个深波谷的时间差，第一个深波谷与第二个波峰的时间差，第二个波峰与第二个深波谷的时间差，第二个深波谷与第三个波峰的时间差，第三个波峰和第四个波峰的时间差。这些数据组成一串数字，作为人体的心率身份数据。心率身份数据包含两组，一组是人体在平静状态下的心率身份数据，另一组是人体在深呼吸状态下的心率身份数据。本专利技术的原理为：心脏的四个腔体在律动时，向周围发射出低频次声波。次声波从次声波接收器中的声波进入孔进入，冲击移动极板，移动极板和固定极板组成一副平行电容板，移动极板在振动时，移动极板和固定极板之间的间距变化，引起这副平行电容板的电容量的变化。A/D转换电路将电容信号转换为数字信号，MCU对这组数字与存储器中的身份数据进行对比，在匹配成功后MCU控制开启安全门等设施。本专利技术具有的有益效果是：（1）利用人体唯一心率特征进行身份识别，突破人体必须靠近传感器的局限；（2）将心率波形合理划分后数据化，保证身份识别的准确度；（3）利用继电器，实现微电流控制大电流的目的。所以，这种基于心率识别技术的安防系统和方法，不影响人们的正常活动，系统自动捕获人体生理特征，实现身份识别，对于推进安防系统领域科技的发展和保障社会公共安全具有重要意义。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本专利技术而了解。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。图1是本专利技术中各部件的整体连接示意图。图2是本专利技术中次声波接收器的剖视图。图3是本专利技术中一个完整周期的心跳图的示意图。图4是本专利技术中电路板内各元件的连接示意图。图5是本专利技术的安全监控控制原理流程图。图中标号：1-次声波接收器，11-移动极板，12-固定极板，13-前腔，14-后腔，15-声波进入孔，16-毛细管，2-电路板，3-继电开关，4-电机，5-电线，6-蓄电池。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术基于心率识别技术的安防系统和方法作进一步的详细描述。如图1所示，一种基于心率识别技术的安防系统，其硬件主要包括：次声波接收器1、电路板2、继电开关3、电机4、电线5、蓄电池6。所述次声波接收器1包含移动极板11、固定极板12、前腔13、后腔14、声波进入孔15、毛细管16这些结构，移动极板11和固定极板12上分别接有电线5与电路板2连接。所述电路板2包含A/D转换电路、MCU、存储器。所述继电开关3为常开继电开关，线圈通电后常开开关闭合。所述电机4通过继电开关3与电路板2相连；所述蓄电池6通过继电开关3与电机4相连，同时蓄电池6与电路板2直接连接，给电路板2提供持续电能。人体走近次声波接收器1时，次声波接收器1捕获心率数据，在MCU判定与存储器中的身份信息一致后，MCU关闭某管脚，继电开关线圈用电，常开开关闭合，电机4通电后开动，安全门被开启，人体顺利通过安全门。进一步讲，在本实施例中，次声波接收器1外形为圆柱状，整体分为前腔13和后腔14，前端设有声波进入孔15，前腔13和后腔14中间设有移动极板11和固定极板12，其中移动极板11可移动，固定极板12不可移动。进一步讲，次声波接收器1内的移动极板11和固定极板12组成一副平行电容板，移动极板11在振动时，移动极板11和固定极板12之间的间距变化，引起这副平行电容板的电容量的变化。进一步讲，次声波接收器1内的毛细管16将前腔13和后腔14相连通，保证后腔14内的气压与外界大气压相平衡。进一步将，电路板2内的存储器内储存有安防系统准许人员的心率数据和身份信息，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于心率识别技术的安防系统，其特征在于，包括次声波接收器(1)、电路板(2)、继电开关(3)、电机(4)、电线(5)、蓄电池(6)；所述次声波接收器(1)包含移动极板(11)、固定极板(12)、前腔(13)、后腔(14)、声波进入孔(15)、毛细管(16)这些结构，移动极板(11)和固定极板(12)上分别接有电线(5)与电路板(2)连接；所述电路板(2)包含A/D转换电路、MCU、存储器；所述继电开关(3)为常开继电开关，线圈通电后常开开关闭合；所述电机(4)通过继电开关(3)与电路板(2)相连；所述蓄电池(6)通过继电开关(3)与电机(4)相连，同时蓄电池(6)与电路板(2)直接连接，给电路板(2)提供持续电能。

【技术特征摘要】
1.一种基于心率识别技术的安防系统，其特征在于，包括次声波接收器(1)、电路板(2)、继电开关(3)、电机(4)、电线(5)、蓄电池(6)；所述次声波接收器(1)包含移动极板(11)、固定极板(12)、前腔(13)、后腔(14)、声波进入孔(15)、毛细管(16)这些结构，移动极板(11)和固定极板(12)上分别接有电线(5)与电路板(2)连接；所述电路板(2)包含A/D转换电路、MCU、存储器；所述继电开关(3)为常开继电开关，线圈通电后常开开关闭合；所述电机(4)通过继电开关(3)与电路板(2)相连；所述蓄电池(6)通过继电开关(3)与电机(4)相连，同时蓄电池(6)与电路板(2)直接连接，给电路板(2)提供持续电能。2.根据权利要求1所述的基于心率识别技术的安防系统，其特征在于，在所述次声波接收器(1)内的移动极板(11)和固定极板(12)组成一副平行电容板，移动极板(11)在振动时，移动极板(11)和固定极板(12)之间的间距变化，引起这副平行电容板的电容量的变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：田瑜基，王晓强，徐敬仙，汤茂江，洪毅，
申请(专利权)人：厦门精图信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35