本实用新型专利技术公开一种新型跑步签到装置，其特征包括半导体式电容指纹采集器模块，光照式心率检测模块，自动电源切换模块，LCD显示模块，总控制模块与数据库;所述的电容式指纹采集模块采集指纹信息；光照式心率检测模块测量心率；自动电源切换模块能够在掉电时切换至电池供电，并为DSP外设和内核提供电压；LCD显示模块能够清晰显示签到者信息，签到次数与跑步心率；总控制模块高效地处理输入的指纹图像，提取特征值，处理亮度像素点，通过卡尔曼滤波器对下一个状态进行最佳估计，有效追踪心率变化，并把当前数据与数据库数据进行比对，更新数据库；该装置确保了签到者的身份的有效性与跑步的有效性。
【技术实现步骤摘要】
一种新型跑步签到装置
本技术涉及一种新型跑步签到装置，属于自动化领域。
技术介绍
随着科学技术的发展与生活质量的提高，很多学生由于缺乏运动导致身体素质水平降低，很多学校对于学生平时运动量不足的问题，倡导每日长跑以增强体质，跑步签到装置在高校中广泛使用。目前市场上的跑步签到方式有盖章签到，有采用RFID刷卡签到，也有单纯的指纹形态识别签到。为了满足一些学生应付签到的需求，各种假签方式应运而生，使用伪造的签到印章、一人代刷多人的RFID卡、利用硅胶指纹套代刷等多种方式。即使最先进的生物射频指纹识别，不仅价格昂贵，也有新型仿生指纹套可以绕过签到装置。因此，单一的身份验证无法确保签到的有效性。有的机构专利技术了多重身份识别签到装置，即使能够保证本人签至IJ，但也无法确保跑步的有效性，仍有相当一部分学生以骑车代替跑步或者以走代替跑步。因此，考虑采用一种新型跑步签到系统来保证签到有效性的同时保证跑步的有效性。半导体式电容指纹指纹识别优点是图像质量较好，对各类指纹都有极好的适应性、极高的辨识率和良好的校正与容错。简易光照式手指心率检测具有检测方便，迅速，适用性强，减少误差。
技术实现思路
本技术主要针对现有的跑步签到装置技术的不足，提出一种新型跑步签到装置，可以在保证签到可靠性的同时检测心率的快慢，以此判断大致跑步距离，杜绝代签，以骑车代跑等情况发生。按照本技术所提供的技术方案，所述一种新型跑步签到装置，包括指纹采集模块,心率检测模块，自动电源切换模块,显示模块,总控制模块与数据库组成。所述指纹采集模块采集指纹数据的电容式指纹传感器FPClOl 1C，FPC1011C的传感器阵列由152列200行的传感器单元组成。每一个晶圆体都有独立的信号放大功能，可以将接受到的经手指反射的微弱信号进行放大，从而可以保证获得高质量的指纹图像。所述心率检测模块包括用于发射穿透手指强光的高亮度LED，高像素摄像头。由于手指中毛细血管不断随着心跳而充血，呈现出的亮度随着心率不断变化，摄像头接收的亮度也不断变化。并提取像素值，通过卡尔曼滤波器进行信号的最佳估计，有效的追踪心率变化。所述自动电源切换模块包括电源电池自动转换模块和DC/DC电平转换模块。LTC4414转换模块式系统在断电的情况下可以切换至电池供电，DC/DC电平转换模块可以为DSP外设提供3.3V电压，为内核提供1.6V电压。所述显示模块包括IXD。IXD采用的是FYD12864-0402B模块，内嵌汉字库，支持串口和并行数据传输。所述总控制模块包括DSP处理器。DSP处理器采用TMS320VC5510A芯片。该芯片是特别针对小型终端设备应用场合设计的，其内核的功耗小，能够高效执行图像数据的提取与处理。本技术的有益效果是:将电容式指纹识别与光照式心率检测相结合，通过电容式指纹识别确定身份，并通过光照式心率检测，判断打卡者的运动强度，以确定是否以车代跑或以走代跑。本新型跑步签到装置利用双重检测确保了签到者的身份的有效性与跑步的有效性。可有效杜绝代打，以车代跑，以走代跑的行为。保障了学生每日的运动量，在学校正常教学的同时，又提升了学生的身体素质。【附图说明】图1为结构示意图。图2为硬件结构框图。图3为【具体实施方式】流程图。【具体实施方式】下面结合附图进一步详细描述本技术的技术方案。图1是本技术的结构示意图。包括指纹采集模块，心率检测模块。11为电容式指纹传感器，用于采集签到者的指纹数据。13为高亮度LED光源，光透过手指照射到摄像头12，摄像头将采集的图像信息传输到TMS320VC5510A。图2是本技术硬件结构框图。本技术是以TMS320VC5510A为硬件平台，配以Flash、SDRAM、指纹传感器FPC1011C、高亮度LED、微型摄像头、IXD等外围设备而成，并连接数据库，将每次采集的数据导入，建立个人信息数据库。图3是本技术【具体实施方式】流程图。该流程包括以下步骤。步骤301、302，系统初始化，等待中断。步骤303，手指接触电容式指纹采集传感器，发出指纹采集中断。步骤304，手指贴在传感器上，手指平面凹凸不平形成的电容数值不同，设备将采集到的不同数值组成图像，完成指纹的采集。步骤305，提取图像中特定部位的值，组成一组包含指纹信息的特征值。步骤306，根据特定的算法，判断该组特征值是否符合匹配要求。若符合，执行步骤307，若不符合，执行303，重新采集指纹。步骤307，308，309，指纹匹配中断发出，将特征值与存在数据库中的指纹特征值匹配。若匹配成功，执行步骤310，若不成功，执行步骤303重新采集指纹。步骤310，311，心率检测中断发出，开启高亮度LED和摄像头。LED发出光透过指肚，高像素摄像头接收亮度。步骤312，提取摄像头所接受的亮度像素，计算出同一时间不同坐标所有像素的平均值。步骤313，将上一个状态的值，通过卡尔曼滤波器算法，计算出当前状态的预测结果，并收集当前状态的的测量值，结合当前状态的预测值和测量值，可以得到当前状态的最优化估算值。有效跟踪心率变化，绘制心率曲线。步骤314，将本次运动后心率的值与数据库中个人心率信息进行匹配。步骤315，若本次运动后的心率不匹配个人数据库中的标准心率，重新执行步骤303，若本次心率匹配成功，执行步骤316。步骤316，本次签到有效，同时保证了跑步的有效性，将本次心率数据载入数据库，更新个人信息数据库。同时返回步骤302，系统进入低功耗待机状态。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型跑步签到装置，其特征包括半导体式电容指纹采集器模块，光照式心率检测模块，自动电源切换模块， LCD显示模块，总控制模块与数据库；所述的电容式指纹采集模块清晰地采集指纹信息并输入；光照式心率检测模块能便捷地测量心率；自动电源切换模块能够在掉电时切换至电池供电，并为DSP外设提供3.3V电压，为内核提供1.6V电压；LCD显示模块能够清晰显示签到者信息，签到次数与跑步心率。
【技术特征摘要】
1.一种新型跑步签到装置，其特征包括半导体式电容指纹采集器模块，光照式心率检测模块，自动电源切换模块，LCD显示模块，总控制模块与数据库；所述的电容式指纹采集模块清晰地采集指纹信息并输入；光照式心率检测模块能便捷地测量心率；自动电源切换模块能够在掉...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈艳霞，陆欣，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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