虹膜识别设备和上位机及其通信方法
【专利摘要】本发明公开了一种虹膜识别设备和上位机及其通信方法，其中，虹膜识别设备与上位机进行通信，该虹膜识别设备的通信方法包括：接收来自上位机的用于指示虹膜识别设备进行虹膜图像处理的操作的指令；解析指令所指示的虹膜图像处理的操作；执行虹膜图像处理的操作，并记录执行虹膜图像处理的操作得到的执行结果；以及将执行结果发送给上位机。通过本发明，解决了现有技术中上位机和虹膜识别设备无法知道对方的操作状态的问题，达到了上位机和虹膜识别设备能够知晓双方的工作状态的效果。
【专利说明】虹膜识别设备和上位机及其通信方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物识别领域，具体而言，涉及一种虹膜识别设备和上位机及其通信 方法。
【背景技术】
[0002] 现有虹膜识别设备的主要功能是采集虹膜图像，然后将采集到的虹膜图像发送到 上位机（如PC机或是其他嵌入式系统、单片机系统、DSP(DigitalSignalProcessor，简称 数字信号处理器）系统、FPGA(Field-ProgrammableGateArray，简称现场可编程门阵列）/ CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice，简称复杂可编程逻辑器件）系统等具有一定 的"控制、运算"能力的系统）。上位机接收到虹膜识别设备发来的虹膜图像后进行包括"提 取虹膜特征、保存虹膜特征、比对等操作。但是，发明人发现，在上述过程中，虹膜识别设备 不知道上位机对图像的处理结果，上位机也不会判断虹膜识别设备采集的虹膜图像是否正 确，造成虹膜识别设备和上位机都不知道对方的操作状态，如果一方发生了错误，而另外一 方还在继续进行正常的处理，可能会造成虹膜识别的错误。
[0003]针对现有技术中上位机和虹膜识别设备无法知道对方的操作状态的问题，目前尚 未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于提供一种虹膜识别设备和上位机及其通信方法，以解决现 有技术中上位机和虹膜识别设备无法知道对方的操作状态的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种虹膜识别设备的通信方 法。根据本发明的虹膜识别设备的通信方法包括：所述虹膜识别设备与上位机进行通信，所 述通信方法包括：接收来自所述上位机的用于指示所述虹膜识别设备进行虹膜图像处理的 操作的指令；解析所述指令所指示的所述虹膜图像处理的操作；执行所述虹膜图像处理的 操作，并记录执行所述虹膜图像处理的操作得到的执行结果；以及将所述执行结果发送给 所述上位机。
[0006]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，还提供了一种上位机的通信方法。根 据本发明的虹膜识别设备的通信方法包括：所述虹膜识别设备与上位机进行通信，所述通 信方法包括：所述上位机向所述虹膜识别设备发送用于指示所述虹膜识别设备执行虹膜图 像处理的操作的指令；所述上位机接收来自所述虹膜识别设备响应所述指令的应答数据； 所述上位机从所述应答数据中解析所述虹膜识别设备执行所述虹膜图像处理的操作得到 的执行结果；以及所述上位机保存所述执行结果。
[0007]为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种虹膜识别设备。根据本发 明的虹膜识别设备包括：所述虹膜识别设备用于与上位机进行通信，所述虹膜识别设备包 括：接收单元，用于接收来自所述上位机的用于指示所述虹膜识别设备进行虹膜图像处理 的操作的指令；解析单元，用于解析所述指令所指示的所述虹膜图像处理的操作；执行单 元，用于执行所述虹膜图像处理的操作，并记录执行所述虹膜图像处理的操作得到的执行 结果；以及发送单元，用于将所述执行结果发送给所述上位机。
[0008] 为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种上位机。根据本发明的上 位机包括：所述上位机用于与虹膜识别设备进行通信，所述上位机包括：发送单元，用于向 所述虹膜识别设备发送用于指示所述虹膜识别设备执行虹膜图像处理的操作的指令；接收 单元，用于接收来自所述虹膜识别设备响应所述指令的应答数据；解析单元，用于从所述应 答数据中解析所述虹膜识别设备执行所述虹膜图像处理的操作得到的执行结果；以及保存 单元，用于保存所述执行结果。
[0009] 通过本发明，虹膜识别设备接收上位机发送执行虹膜图像处理的操作的指令，从 而执行具体的虹膜图像处理的操作，而不需要上位机执行具体的虹膜图像处理的操作。虹 膜识别设备执行的操作是由上位机指示的，所以上位机知道虹膜识别设备所执行的操作， 同时，虹膜识别设备在执行完相应的操作之后，将执行结果发送给上位机，使得上位机可以 知道虹膜识别设备是否执行完其所指示的操作，从而解决了现有技术中上位机和虹膜识别 设备无法知道对方的操作状态的问题，达到了上位机和虹膜识别设备能够知晓双方的工作 状态的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0011] 图1是根据本发明实施例的虹膜识别设备和上位机的连接示意图；
[0012] 图2是根据本发明实施例的虹膜识别设备的结构示意图；
[0013] 图3是根据本发明实施例的虹膜识别设备的通信方法的交互图；
[0014] 图4是根据本发明实施例的虹膜识别设备的通信方法的流程图；
[0015] 图5是根据本发明实施例的虹膜识别设备的通信装置的示意图；以及
[0016] 图6是根据本发明实施例的上位机的示意图。
【具体实施方式】
[0017] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0018] 为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的 附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是 本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范 围。
[0019] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第 二"等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用 的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或 描述的那些以外的顺序实施。此外，术语"包括"和"具有"以及他们的任何变形，意图在于 覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限 于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产 品或设备固有的其它步骤或单元。
[0020] 实施例1
[0021] 根据本发明实施例，提供了一种可以通过本申请虹膜识别设备实施例执行的方法 实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的 计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不 同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0022] 可选地，在本实施例中，上述虹膜识别设备的通信方法可以应用于如图1所示的 虹膜识别设备100上，以在图1所示的虹膜识别设备100和上位机200之间进行通信。其 中，上位机200可以是PC机或是其他嵌入式系统、单片机系统、DSP系统、FPGA/CPLD系统 等具有一定的"控制、运算"能力的系统。虹膜识别设备100和上位机200通过接口连接在 一起，其中，这个接口可以是有线的、无线的，可以是串口、USB接口、网络接口等等任意可以 将虹膜识别设备100和上位机200连接的接口。在虹膜识别设备100向上位机200发送数 据时，设置在虹膜识别设备100上的接口作为发送方的接口，上位机200上的接口作为接收 方的接口；在上位机200向虹膜识别设备100发送数据时，设置在上位机200上的接口作 为发送方的接口，设置在虹膜识别设备100上的接口作为接收方的接口。其中，发送方将待 发送的数据发送给发送方的接口后，发送方接口将待发送的数据保存在发送方接口的缓存 中，发送方的接口通过有线或者无线的方式将待发送的数据发送给接收方。接收方的接口 先接收到发送方发来的数据，并将接收到的数据存储在接收方接口的缓存中，然后再将缓 存中的数据发送给接收方的内存，以便对接收到的数据进行处理。图2为虹膜识别设备的 结构示意图，在本实施例中，图2所示的主电路板中的CPU可以执行本实施例中的虹膜识别 设备的通信方法。
[0023] 本发明实施例提供的虹膜识别设备的通信方法如图3所示。如图3所示，该虹膜 识别设备的通信方法包括如下步骤：
[0024] 步骤S302,接收来自上位机的用于指示虹膜识别设备进行虹膜图像处理的操作的 指令。
[0025] 步骤S304,解析指令所指示的虹膜图像处理的操作。
[0026] 步骤S306,执行虹膜图像处理的操作，并记录执行虹膜图像处理的操作得到的执 行结果。
[0027] 步骤S308,将执行结果发送给上位机。
[0028] 虹膜识别设备能够接收来自上位机的指令，该指令用于指示虹膜识别设备进行相 应的操作。虹膜识别设备按照接收到的指令所指示的虹膜图像处理的操作后，驱动虹膜识 别设备中的相应模块执行虹膜图像处理的操作。其中，虹膜图像处理的操作可以包括以下 任一种操作：提取虹膜特征、保存虹膜特征、比对虹膜特征和虹膜特征的识别等。
[0029] 另外，虹膜识别设备接收到指令后，还可以按照指令执行其他操作，包括：控制蜂 鸣器响或者不响，控制LED灯亮或者不亮。蜂鸣器响或者LED等亮能够起到提示作用；比 如，开始提取虹膜特征了，LED亮，特征提取成功后，LED灭，并且蜂鸣器响一声，通过这种方 式提示用户虹膜识别设备已经执行到操作的哪个阶段。当然，其他操作还可以包括虹膜特 征查找、删除等等，此处并不对虹膜图像处理的操作进行限制，仅仅是为了说明本实施例所 举的例子。
[0030] 在本实施例中，上位机将需要虹膜识别设备执行的操作通过发送指令的形式告知 虹膜识别设备，虹膜识别设备按照指令执行虹膜图像处理的操作后将执行结果发送给上位 机。通过上位机与虹膜识别设备之间的交互，使得虹膜图像处理的操作可以由虹膜识别设 备完成，而不仅仅是通过图1所示的虹膜摄像头采集虹膜图像，并且将采集到的虹膜图像 发送给上位机，由上位机进行上述虹膜图像处理的操作。在本实施例中，虹膜识别设备接 收上位机发送执行虹膜图像处理的操作的指令，从而执行具体的虹膜图像处理的操作，而 不需要上位机执行具体的虹膜图像处理的操作。虹膜识别设备执行的操作是由上位机指示 的，所以上位机知道虹膜识别设备所执行的操作，同时，虹膜识别设备在执行完相应的操作 之后，将执行结果发送给上位机，使得上位机可以知道虹膜识别设备是否执行完其所指示 的操作，并能根据虹膜识别设备传来的执行结果判断虹膜识别设备执行的操作是否正确， 甚至进一步根据执行结果判断需要虹膜识别设备的下一步操作。通过上述实施例，解决了 现有技术中上位机和虹膜识别设备无法知道对方的操作状态的问题，从而达到了上位机和 虹膜识别设备能够知晓双方的工作状态的效果。
[0031] 例如，上位机向虹膜识别设备发送进行用户注册的操作的指令，虹膜识别设备从 指令中解析出"用户注册"后，虹膜识别设备开始采集虹膜图像，并提取采集到的虹膜图像 的虹膜特征，并将该提取的虹膜特征和用户的ID关联在一起后，保存在虹膜识别设备中。 而后，虹膜识别设备向上位机发送"注册成功"的执行结果。上位机接收到注册成功的指令 后，还可以继续从上位机向虹膜识别设备发送进行虹膜识别的操作的指令，虹膜识别设备 从指令中解析出"虹膜识别"后，虹膜识别设备开始采集虹膜图像，然后提取虹膜图像中的 虹膜特征，并将提取的虹膜特征与虹膜识别设备中存储的虹膜特征比较，得到识别结果，然 后将得到的识别结果发送给上位机。上位机和虹膜识别设备可以按照上述交互过程进行虹 膜图像处理的操作。
[0032] 具体地，解析出指令所指示的虹膜图像处理的操作包括：提取指令中的数据格式， 并判断指令的数据格式是否正确；在判断出数据格式正确时，从指令中提取用于指示虹膜 识别设备执行虹膜图像处理的操作的命令字符；以及按照命令字符查找命令字符所对应的 操作，并将查找到的操作作为虹膜图像处理的操作。
[0033] 为了保证上位机和虹膜识别设备之间的通信的正确性，在提取指令中的命令字符 之前，先通过判断数据格式是否正确来判断接收到的指令是否正确，在确定接收到的指令 正确时，才执行指令中的命令字符所对应的操作。
[0034] 进一步地，判断指令的数据格式是否正确包括：获取指令所采用的通信协议类型 的标识；按照通信协议类型的标识查找采用通信协议类型定义的指令的命令标识；提取指 令中的命令标识；以及判断提取到的命令标识是否与查找到的命令标识一致，当提取到的 命令标识与查找到的命令标识一致时，确定指令的数据格式正确。
[0035] 其中，在获取通信协议类型的标识之前，还获取指令头标识，指令头标识为确定 值，用于标识该指令。
[0036] 以下结合本实施例所采用的通信协议对上述指令进行说明，该实施例中的指令可 以包括如下字节：
[0037] 第1字节：头标识"HDR"，固定值。
[0038] 第2字节：流格式"FMT"，决定着第2字节FMT(不含）以后的数据格式。
[0039] 第3字节：命令字符"CMD"，用于表示操作指令。
[0040] 第4 一 7字节：数据长度"LEN"，表示DATA区数据的多少（字节为单位）。
[0041] 第8字节起：共LEN个字节的数据DATA。若LEN= 0,则无此区域。
[0042] 第8+LEN字节：校验和CHK，为不含HDR和CHK的数据流异或值。
[0043] 需要说明的是，在制定协议的时候，FMT字段和CMD字段可以颠倒位置，数据的校 验方式可以选择异或校验、奇偶校验、CRC校验等多种校验方式，甚至是不加校验，LEN字段 也可以放到"HDR"的后面，并且LEN字段可以仅指示DATA区的数据长度，也可以指示整个 命令的长度或是其中任何一部分的长度等等多种组合方式。此处仅提供了其中的一种方 式，并且以这一种方式为例做了详细的解释，但应该理解，此方式不并用于限制本实施例所 采用的协议。
[0044] 基本命令字符，如：0x41，用户注册；0x43,用户识别。当然命令字符还可以是其 他形式，指示更多的执行命令，此处仅是举例说明，并不对本发明实施例中的命令字符做限 制。
[0045] 例如，虹膜识别设备接收到来自上位机的"用户注册"指令，该指令如下：
[00461
【权利要求】
1. 一种虹膜识别设备的通信方法，其特征在于，所述虹膜识别设备与上位机进行通信， 所述通信方法包括： 接收来自所述上位机的用于指示所述虹膜识别设备进行虹膜图像处理的操作的指 令； 解析所述指令所指示的所述虹膜图像处理的操作； 执行所述虹膜图像处理的操作，并记录执行所述虹膜图像处理的操作得到的执行结 果；以及 将所述执行结果发送给所述上位机。
2. 根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，解析出所述指令所指示的所述虹膜 图像处理的操作包括： 提取所述指令中的数据格式，并判断所述指令的数据格式是否正确； 在判断出所述数据格式正确时，从所述指令中提取用于指示所述虹膜识别设备执行所 述虹膜图像处理的操作的命令字符；以及 按照所述命令字符查找所述命令字符所对应的操作，并将查找到的操作作为所述虹膜 图像处理的操作。
3. 根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，判断所述指令的数据格式是否正确 包括： 获取所述指令所采用的通信协议类型的标识； 按照所述通信协议类型的标识查找采用所述通信协议类型定义的指令的命令标识； 提取接收到的所述指令中的命令标识； 判断提取到的命令标识是否与查找到的命令标识一致；以及 当提取到的命令标识与查找到的命令标识一致时，确定所述指令的数据格式正确。
4. 根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，将所述执行结果发送给所述上位机 包括： 根据所述执行结果生成用于指示所述执行结果的应答字符； 按照所述指令采用的通信协议将所述应答字符生成满足所述通信协议的应答数据； 将生成的所述应答数据发送给所述上位机。
5. 根据权利要求1至4中任意一项所述的通信方法，其特征在于，所述虹膜图像处理的 操作包括以下任一种操作： 提取虹膜特征、保存虹膜特征、比对虹膜特征和虹膜特征的识别。
6. -种上位机的通信方法，其特征在于，所述上位机与虹膜识别设备进行通信，所述通 信方法包括： 所述上位机向所述虹膜识别设备发送用于指示所述虹膜识别设备执行虹膜图像处理 的操作的指令； 所述上位机接收来自所述虹膜识别设备响应所述指令的应答数据； 所述上位机从所述应答数据中解析所述虹膜识别设备执行所述虹膜图像处理的操作 得到的执行结果；以及 所述上位机保存所述执行结果。
7. 根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，在保存所述执行结果之后，所述通信 方法还包括： 所述上位机根据所述执行结果判断所述指令所指示的虹膜图像处理的操作是否成 功； 在所述上位机判断出所述指令所指示的虹膜图像处理的操作失败后，再次向所述虹膜 识别设备发送所述指令； 在所述上位机判断出所述指令所指示的虹膜图像处理的操作成功后，生成新的指令。
8. 根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，向虹膜识别设备发送用于指示所述 虹膜识别设备执行虹膜图像处理的操作的指令包括： 所述上位机对所述指令中的命令字符进行高位数据和低位数据的拆分； 所述上位机调整所述高位数据在所述命令字符中的位置，以使所述高位数据被先发送 给所述虹膜识别设备；以及 所述上位机依次发送所述高位数据和所述低位数据。
9. 一种虹膜识别设备，其特征在于，所述虹膜识别设备用于与上位机进行通信，所述虹 膜识别设备包括： 接收单元，用于接收来自所述上位机的用于指示所述虹膜识别设备进行虹膜图像处理 的操作的指令； 解析单元，用于解析所述指令所指示的所述虹膜图像处理的操作； 执行单元，用于执行所述虹膜图像处理的操作，并记录执行所述虹膜图像处理的操作 得到的执行结果；以及 发送单元，用于将所述执行结果发送给所述上位机。
10. 根据权利要求9所述的虹膜识别设备，其特征在于，所述解析单元包括： 判断模块，用于提取所述指令中的数据格式，并判断所述指令的数据格式是否正确； 提取模块，用于在判断出所述数据格式正确时，从所述指令中提取用于指示所述虹膜 识别设备执行所述虹膜图像处理的操作的命令字符；以及 确定模块，用于按照所述命令字符查找所述命令字符所对应的操作，并将查找到的操 作作为所述虹膜图像处理的操作。
11. 根据权利要求10所述的虹膜识别设备，其特征在于，所述判断模块包括： 获取子模块，用于获取所述指令所采用的通信协议类型的标识； 查找子模块，用于按照所述通信协议类型的标识查找采用所述通信协议类型定义的指 令的命令标识； 提取子模块，用于提取接收到的所述指令中的命令标识； 判断子模块，用于判断提取到的命令标识是否与查找到的命令标识一致；以及 确定子模块，用于在提取到的命令标识与查找到的命令标识一致时，确定所述指令的 数据格式正确。
12. 根据权利要求9所述的虹膜识别设备，其特征在于，所述发送单元包括： 第一生成模块，用于根据所述执行结果生成用于指示所述执行结果的应答字符； 第二生成模块，用于按照所述指令采用的通信协议将所述应答字符生成满足所述通信 协议的应答数据； 发送模块，用于将生成的所述应答数据发送给所述上位机。
13. -种上位机，其特征在于，所述上位机用于与虹膜识别设备进行通信，所述上位机 包括： 发送单元，用于向所述虹膜识别设备发送用于指示所述虹膜识别设备执行虹膜图像处 理的操作的指令； 接收单元，用于接收来自所述虹膜识别设备响应所述指令的应答数据； 解析单元，用于从所述应答数据中解析所述虹膜识别设备执行所述虹膜图像处理的操 作得到的执行结果；以及 保存单元，用于保存所述执行结果。
14. 根据权利要求13所述的上位机，其特征在于，所述上位机还包括： 判断单元，用于在保存所述执行结果之后，判断所述执行结果是否与所述指令所述指 示的虹膜图像处理的操作所对应的结果相同，其中，在判断出所述执行结果与所述指令所 述指示的虹膜图像处理的操作所对应的结果不相同时，所述发送单元再次向所述虹膜识别 设备发送所述指令，在判断出所述执行结果与所述指令所指示的虹膜图像处理的操作所对 应的结果相同时，生成新的指令。
15. 根据权利要求13所述上位机，其特征在于，所述发送单元包括： 拆分模块，用于对所述指令中的命令字符进行高位数据和低位数据的拆分； 调整模块，用于调整所述高位数据在所述命令字符中的位置，以使所述高位数据被先 发送给所述虹膜识别设备；以及 发送模块，用于依次发送所述高位数据和所述低位数据。
【文档编号】G06K9/00GK104484646SQ201410655522
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】贾天亮 申请人:北京天诚盛业科技有限公司