一种基于指纹识别的多功能车载控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于指纹识别的多功能车载控制系统，包括指纹识别传感器、用于检测驾驶者手是否放在方向盘上的压力传感器、FPGA芯片、Cortex‑A8控制板、报警器和方向盘锁紧机构，所述压力传感器紧贴设于方向盘上，所述FPGA芯片分别连接指纹识别传感器、压力传感器以及车辆上的发动机启动电机、座椅调节器，所述Cortex‑A8控制板分别连接FPGA芯片、报警器、方向盘锁紧机构以及车辆上的车载终端，所述FPGA芯片连接有用于存储不同驾驶者的指纹和座椅位置的存储卡。与现有技术相比，本实用新型专利技术提高车辆的舒适性和安全性，具有加快数据处理速度、提高数据准确性、制作成本低、结构简单等优点。

A Multifunctional Vehicle Control System Based on Fingerprint Recognition

The utility model relates to a multi-functional vehicle control system based on fingerprint identification, which comprises a fingerprint identification sensor, a pressure sensor for detecting whether the driver's hand is placed on the steering wheel, a FPGA chip, a Cortex A8 control board, an alarm and a steering wheel locking mechanism. The pressure sensor is attached to the steering wheel, and the FPGA chip is connected with the fingerprint identification sensor, respectively. Pressure sensor and engine start motor and seat regulator on vehicle. The Cortex A8 control board is connected with FPGA chip, alarm, steering wheel locking mechanism and vehicle terminal respectively. The FPGA chip is connected with memory card for storing fingerprints of different drivers and seat positions. Compared with the prior art, the utility model improves the comfort and safety of the vehicle, and has the advantages of speeding up data processing, improving data accuracy, low manufacturing cost and simple structure.

【技术实现步骤摘要】
一种基于指纹识别的多功能车载控制系统
本技术涉及车辆零部件
，尤其是涉及一种基于指纹识别的多功能车载控制系统。
技术介绍
指纹是人体生物特征的一种，在人类的婴儿时期就已基本确定，并且其纹线构成终生不变，即指纹具有不变性；指纹的纹线结构具有足够的复杂度：指纹脊线包含了勾、眼、桥、棒、点等特征点，且每条纹线的起点、分支点、交叉点、终点又各有不同，因此几乎可以肯定的说，没有两个人的指纹是完全相同的，即指纹具有唯一性；与人的其它生物特征，如虹膜、静脉、人脸等相比，指纹还具有特征变化小、特别方便获取等特点。正是由于以上的一些优势，我们可以将指纹应用到汽车上，替换车钥匙。汽车钥匙具有其携带便利性，但汽车钥匙需要携带在身上，然而，这样可能导致汽车钥匙的遗失而无法启动汽车。指纹可以避免这个弊端，每个人都有指纹，并且都是随身携带的，可以通过指纹来启动汽车，这样就可以避免车钥匙遗失的弊端。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于指纹识别的多功能车载控制系统，提高车辆的舒适性和安全性，具有加快数据处理速度、提高数据准确性、制作成本低、结构简单等优点。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于指纹识别的多功能车载控制系统，设于车辆上，包括指纹识别传感器、用于检测驾驶者手是否放在方向盘上的压力传感器、FPGA芯片、Cortex-A8控制板、报警器和方向盘锁紧机构，所述压力传感器紧贴设于方向盘上，所述FPGA芯片分别连接指纹识别传感器、压力传感器以及车辆上的发动机启动电机、座椅调节器，所述Cortex-A8控制板分别连接FPGA芯片、报警器、方向盘锁紧机构以及车辆上的车载终端，所述FPGA芯片连接有用于存储不同驾驶者的指纹和座椅位置的存储卡。所述指纹识别传感器的型号为FPC1011F。所述方向盘锁紧机构包括第一夹爪、第二夹爪、螺杆和锁紧电机，所述第一夹爪和第二夹爪对称设置在方向盘的杆身两侧，第一夹爪通过第一螺母与螺杆连接，所述第二夹爪通过第二螺母于螺杆连接，所述第一螺母的螺纹和第二螺母的螺纹相反，所述锁紧电机的驱动端连接螺杆的一端，所述Cortex-A8控制板连接锁紧电机，锁紧方向盘时，锁紧电机驱动螺杆转动，经第一螺母和第二螺母带动第一夹爪和第二夹爪相向运动，直至第一夹爪和第二夹爪抱紧方向盘的杆身。所述第一夹爪和第二夹爪的截面均呈半环形。与现有技术相比，本技术具有以下优点：提高了车辆的舒适性和安全性，通过指纹匹配将座椅调节到预先设定的位置、将发动机进行自启动，还利用方向盘上的压力传感器感应驾驶人手放在方向盘上，督促其安全驾驶。同时控制核心ECU采用FPGA芯片与Cortex-A8控制板构成的双核系统，使用FPGA分担ARM芯片的内部资源消耗，加快数据处理速度，对数据进行二次处理，提高了数据的准确性。附图说明图1为基于指纹识别的多功能车载控制系统的内部连接示意图；图2为基于指纹识别的多功能车载控制系统安装于车辆上的示意图；图3为方向盘锁紧机构的结构示意图；图4为基于指纹识别的多功能车载控制系统的工作方法流程图。图中，11、方向盘，12、发动机启动电机，121、发动机飞轮，122、发动机，13、座椅调节器，131、座椅调节电机，132、座椅滑轨，133、座椅，14、车载终端，2、指纹识别传感器，3、压力传感器，4、FPGA芯片，5、Cortex-A8控制板，6、报警器，7、存储卡，81、第一夹爪，82、第二夹爪，83、螺杆，84、锁紧电机，85、第一螺母，86、第二螺母。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1和图2所示，一种基于指纹识别的多功能车载控制系统，设于车辆上，包括指纹识别传感器2、用于检测驾驶者手是否放在方向盘11上的压力传感器3、FPGA芯片4、Cortex-A8控制板5、报警器6和方向盘11锁紧机构，压力传感器3紧贴设于方向盘11上，FPGA芯片4分别连接指纹识别传感器2、压力传感器3以及车辆上的发动机启动电机12、座椅调节器13，Cortex-A8控制板5分别连接FPGA芯片4、报警器6、方向盘11锁紧机构以及车辆上的车载终端14，FPGA芯片4连接有用于存储不同驾驶者的指纹和座椅位置的存储卡7，各模块之间通过CAN总线进行通信。控制核心ECU采用FPGA芯片4（CycloneIV）与Cortex-A8控制板5构成的双核系统，使用FPGA分担ARM芯片的内部资源消耗，加快数据处理速度，对数据进行二次处理，提高了数据的准确性。FPGA芯片4主要的作用就是对指纹识别传感器2采集的指纹、发动机122自启动控制和方向盘11触摸压力感应等数据进行预处理，再通过DMA（直接内存存取）传入到ARM芯片进行再处理，处理完之后再将相应的数据传回FPGA芯片4，FPGA芯片4再对相应执行机构进行操作，同时ARM芯片也负责与车载终端14、方向盘11锁紧机构和报警器6的数据与命令处理。Cortex-A8控制板5采用三星S5PV210作为主处理器。指纹识别传感器2的型号为FPC1011F，指纹识别传感器2可设置在方向盘11旁，方便使用者进入车辆后进行指纹验证，压力传感器3对方向盘11的表面进行电容式感应，通过手放上方向盘11而产生电压的改变而判断是否在安全驾驶，实现对安全驾驶进行监控，如果此时不在安全驾驶，将会产生一个字节的特定信号，由CAN总线传递信息到FPGA芯片4，FPGA芯片4再检测做出相应的指令。报警器6采用报警灯和报警铃，在指纹匹配不成功五次或者驾驶者的手持续三秒没有放在方向盘11上进行警报提醒。如图3所示，方向盘11锁紧机构包括第一夹爪81、第二夹爪82、螺杆83和锁紧电机84，第一夹爪81和第二夹爪82对称设置在方向盘11的杆身两侧，第一夹爪81通过第一螺母85与螺杆83连接，第二夹爪82通过第二螺母86于螺杆83连接，第一夹爪81和第二夹爪82的截面均呈半环形，第一螺母85的螺纹和第二螺母86的螺纹相反，锁紧电机84的驱动端连接螺杆83的一端，Cortex-A8控制板5连接锁紧电机84，锁紧方向盘11时，锁紧电机84驱动螺杆83转动，经第一螺母85和第二螺母86带动第一夹爪81和第二夹爪82相向运动，直至第一夹爪81和第二夹爪82抱紧方向盘11的杆身，实现方向盘11的锁紧，螺杆83和锁紧电机84通过支架架设在方向盘11的杆身的一侧，实现固定。方向盘11锁死机构将会在指纹匹配不成功五次之后，将方向盘11锁死，直到指纹匹配成功，方向盘11才能解锁。座椅调节器13包括带动座椅滑动的座椅滑块与座椅滑轨132（或履带结构），以及驱动滑块的座椅调节电机131等，FPGA芯片4的输出端连接座椅调节电机131的控制端，座椅调节电机131是3kw的步进电机（110BLF230-630）。FPGA芯片4根据指纹判断用户，并控制座椅调节电机131调节座椅133的位置，座椅位置由该用户进行设置，还可利用座椅调节器13增加调节座椅133靠背斜度的功能。发动机启动电机12的开启将由独立的电路进行控制，该发动机启动电机12开启本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于指纹识别的多功能车载控制系统，设于车辆上，其特征在于，包括指纹识别传感器、用于检测驾驶者手是否放在方向盘上的压力传感器、FPGA芯片、Cortex‑A8控制板、报警器和方向盘锁紧机构，所述压力传感器紧贴设于方向盘上，所述FPGA芯片分别连接指纹识别传感器、压力传感器以及车辆上的发动机启动电机、座椅调节器，所述Cortex‑A8控制板分别连接FPGA芯片、报警器、方向盘锁紧机构以及车辆上的车载终端，所述FPGA芯片连接有用于存储不同驾驶者的指纹和座椅位置的存储卡。

【技术特征摘要】
1.一种基于指纹识别的多功能车载控制系统，设于车辆上，其特征在于，包括指纹识别传感器、用于检测驾驶者手是否放在方向盘上的压力传感器、FPGA芯片、Cortex-A8控制板、报警器和方向盘锁紧机构，所述压力传感器紧贴设于方向盘上，所述FPGA芯片分别连接指纹识别传感器、压力传感器以及车辆上的发动机启动电机、座椅调节器，所述Cortex-A8控制板分别连接FPGA芯片、报警器、方向盘锁紧机构以及车辆上的车载终端，所述FPGA芯片连接有用于存储不同驾驶者的指纹和座椅位置的存储卡。2.根据权利要求1所述的一种基于指纹识别的多功能车载控制系统，其特征在于，所述指纹识别传感器的型号为FPC1011F。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫波，梁昆，朱清，刘丰，林镇北，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：福建,35