一种手腕佩戴式基于活体指纹识别的物联网感知终端的制作方法

本实用新型涉及物联网感知终端技术领域，尤其涉及一种手腕佩戴式基于活体指纹识别的物联网感知终端。

背景技术：

物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的新一轮信息技术革命和产业革命；1998年，美国麻省理工学院创造性地提出了当时被称作EPC系统的“物联网”构想，物联网的最早概念是把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成物联网，着重的是物品的标记，目前国际上对于物联网尚没有一个公认的定义，比较广泛的解释是，把感应器嵌入和装配到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中并构成物联网，然后将物联网与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，物联网在感知终端具有广泛的应用，例如手腕佩戴式物联网感知终端。

现有的手腕佩戴式物联网感知终端不具有指纹识别功能，在进行解锁时必须在手腕佩戴式物联网感知终端的触摸屏上进行滑动解锁，使得触摸屏容易发生损坏。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种手腕佩戴式基于活体指纹识别的物联网感知终端。

本实用新型提出的一种手腕佩戴式基于活体指纹识别的物联网感知终端，包括物联网感知终端主体，所述物联网感知终端主体的顶部一侧安装有显示模块，显示模块为液晶显示屏，且显示模块的一侧设有矩阵式数字输入装置和位于矩阵式数字输入装置一侧的指纹传感器，所述指纹传感器和矩阵式数字输入装置均安装在物联网感知终端主体的顶部另一侧，所述物联网感知终端主体的顶部还安装有位置与指纹传感器相匹配的弧形护板，所述物联网感知终端主体的内部设有电路板，且电路板上焊接有主控模块，所述主控模块的第一输入端电性连接有高电平触发模块的输出端，所述高电平触发模块的输入端电性连接有红外检测模块的输出端，所述主控模块的第一输出端电性连接有第二继电器的控制端，且第二继电器的输入端电性连接有第一继电器的输出端，所述第一继电器的输入端电性连接有电源模块的电压输出端和过电压检测电路的输入端，所述过电压检测电路的输出端和主控模块的第二输入端电性连接，所述第一继电器的控制端和主控模块的第二输出端电性连接，所述第二继电器的输出端和指纹传感器的电压输入端电性连接，且指纹传感器的控制端和主控模块的第三输出端电性连接，所述指纹传感器的输出端电性连接有指纹图像分析模块的输入端，且指纹图像分析模块的输出端电性连接有指纹图像匹配模块的输入端，所述指纹图像匹配模块的输出端和主控模块的第三输入端电性连接，且主控模块的第四输出端和显示模块的控制端电性连接。

优选地，所述物联网感知终端主体的一侧活动安装有第一表带，且第一表带的顶部开设有多个呈直线分布的锁定孔，所述物联网感知终端主体的另一侧活动安装有第二表带，且第二表带远离物联网感知终端主体的一侧活动安装有锁定件，多个锁定孔中的一个锁定孔和锁定件相安装。

优选地，所述指纹图像分析模块用于接收指纹传感器所发送的采集图像，然后指纹图像分析模块对指纹传感器所发送的采集图像进行分析，最后指纹图像分析模块将分析结果发送到指纹图像匹配模块。

优选地，所述指纹图像匹配模块的内部存储有物联网感知终端所有者的指纹图像，所述指纹图像匹配模块用于接收指纹图像分析模块所发送的分析结果，然后指纹图像匹配模块将指纹图像分析模块所发送的分析结果和内部所存储的物联网感知终端所有者的指纹图像进行匹配，最后指纹图像匹配模块将匹配结果发送到主控模块。

优选地，所述红外检测模块包括安装在弧形护板内侧的红外传感器，且红外传感器位于指纹传感器的上方，所述红外传感器的信号输出端电性有放大器U1的负极输入端、电阻R1的一端和电容C1的一端，且放大器U1的正极输入端电性连接有电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端接地，所述放大器U1的输出端电性连接有电容C1的另一端、电阻R1的另一端和电阻R3的第一端，且电阻R3的第二端电性连接有电阻R3的滑动端、放大器U2的负极输入端、电容C2的一端和电阻R4的一端，所述放大器U2的正极输入端电性连接有电阻R5的一端，且电阻R5的另一端接地，所述放大器U2的负极电性连接有电阻R4的另一端、电容C2的一端和耦合器T1的引脚1，且耦合器T1的引脚2和引脚4均接地，所述耦合器T1的引脚3和红外检测模块的输出端电性连接。

优选地，所述高电平触发模块的内部包括IC555型号的芯片U3，且芯片U3的引脚8电性连接有5伏电源、芯片U3的引脚8、电阻R6的第一端和电阻R6的滑动端，所述电阻R6的第二端电性连接有芯片U3的引脚7和电容C3的一端，所述电容C3的另一端电性连接有电容C4的一端和芯片U3的引脚1，且电容C3的另一端接地，所述电容C4的另一端和芯片U3的引脚5电性连接，所述芯片U3的引脚2电性连接有芯片U3的引脚6和高电平触发模块的输入端，且芯片U3的引脚3和高电平触发模块的输出端电性连接。

优选地，所述过电压检测模块包括电压检测器，且电压检测器的电压检测端口和第一继电器的输入端电性连接，所述电压检测器的输出端电性连接有继电器Q1的引脚1，且继电器Q1的2电性连接有电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端电性连接有5伏电源，所述继电器Q1的引脚3电性连接有耦合器T2的引脚1，且耦合器T2的引脚2和引脚4均接地，所述耦合器T2的引脚3电性连接有放大器U4的负极输入端和电阻R8的第一端，且放大器U4的正极输入端电性连接有电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端接地，所述放大器U4的输出端电性连接有电阻R8的第二端、电阻R8的滑动端和过电压检测模块的输出端。

优选地，所述电压检测器用于对第一继电器输入的电压进行检测，然后电压检测器将检测的结果和内部所设置的门限值进行比较，最后电压检测器根据自身的比较结果进行输出对应的电压模拟信号。

优选地，所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9的阻值依次为1.5KΩ、2.4KΩ、1KΩ、1.5KΩ、1KΩ、2.4KΩ、1.5KΩ、1.5KΩ、1KΩ，且电阻R3、电阻R6和电阻R8均为滑动电阻，所述电容C1、电容C2、电容C3和电容C4均为220μF、33pF、33pF、220μF。

优选地，所述放大器U1、放大器U2和放大器U4均为CA3130型号的运算放大器，且耦合器T1和耦合器T2均为TLP621-3型号的光电耦合器。

本实用新型的有益效果：

1、通过红外检测模块、高电平触发模块、第二继电器、第一继电器、电源模块和指纹传感器相配合，且红外检测模块由安装在弧形护板内侧的红外传感器、放大器U1、电阻R1、电容C1、电阻R2、电阻R3、放大器U2、电阻R4、电容C2、电阻R5和耦合器T1共同构成，当红外传感器在弧形护板和指纹传感器之间检测到有手指深入，红外传感器所输出的模拟信号依次经过放大器U1、放大器U2和耦合器T1，最后耦合器T1所输出的高电平数字信号对高电平触发模块进行触发，此时主控模块控制第二继电器进行导通，进而电源模块给指纹传感器进行供电，使得指纹传感器进行启动，最后主控模块根据指纹传感器所采集到的指纹图像来对显示模块进行控制；

2、通过主控模块、过电压检测模块、第一继电器、第二继电器、指纹传感器和电源模块相配合，且过电压检测模块由与第一继电器输出端电性连接的电压检测器、继电器Q1、电阻R7、耦合器T2、放大器U8、电阻R8和电阻R8共同构成，当电压检测器检测到第一继电器输入端的电压值高于电压检测器内部所设定的门限值，电压检测器控制继电器Q1进行导通，此时5伏电源为耦合器T2提供所需要的模拟高电平，耦合器T2所输出的高电平数字信号经过放大器U4进行数字放大，最终放大器U4所输出的高电平数字信号对主控模块进行触发，此时主控模块通过第一继电器来断开电源模块和指纹传感器之间的联系，有效避免了指纹传感器因电压过大而发生损坏；

本实用新型利用液晶显示屏代替触摸屏，还增加了指纹传感器，主控模块根据指纹传感器所采集的指纹图像来对显示模块进行启动，用户不再需要在显示模块上进行滑动，极大的减小了显示模块的损坏，另外指纹传感器还具有过电压保护功能。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种手腕佩戴式基于活体指纹识别的物联网感知终端的俯视图；

图2为本实用新型提出的一种手腕佩戴式基于活体指纹识别的物联网感知终端的侧视图；

图3为本实用新型提出的一种手腕佩戴式基于活体指纹识别的物联网感知终端的工作原理图；

图4为本实用新型提出的一种手腕佩戴式基于活体指纹识别的物联网感知终端的红外检测模块的内部电路图；

图5为本实用新型提出的一种手腕佩戴式基于活体指纹识别的物联网感知终端的高电平触发模块的内部电路图；

图6为本实用新型提出的一种手腕佩戴式基于活体指纹识别的物联网感知终端的过电压检测模块的内部电路图。

图中：1物联网感知终端主体、2显示模块、3矩阵式数字输入装置、4指纹传感器、5弧形护板、6第一表带、7第二表带、8红外传感器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步解说。

实施例

参考图1-6，本实施例中提出了一种手腕佩戴式基于活体指纹识别的物联网感知终端，包括物联网感知终端主体1，物联网感知终端主体1的顶部一侧安装有显示模块2，显示模块2为液晶显示屏，且显示模块2的一侧设有矩阵式数字输入装置3和位于矩阵式数字输入装置3一侧的指纹传感器4，指纹传感器4和矩阵式数字输入装置3均安装在物联网感知终端主体1的顶部另一侧，物联网感知终端主体1的顶部还安装有位置与指纹传感器4相匹配的弧形护板5，物联网感知终端主体1的内部设有电路板，且电路板上焊接有主控模块，主控模块的第一输入端电性连接有高电平触发模块的输出端，高电平触发模块的输入端电性连接有红外检测模块的输出端，红外检测模块包括安装在弧形护板5内侧的红外传感器8，且红外传感器8位于指纹传感器4的上方，红外传感器8的信号输出端电性有放大器U1的负极输入端、电阻R1的一端和电容C1的一端，且放大器U1的正极输入端电性连接有电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地，放大器U1的输出端电性连接有电容C1的另一端、电阻R1的另一端和电阻R3的第一端，且电阻R3的第二端电性连接有电阻R3的滑动端、放大器U2的负极输入端、电容C2的一端和电阻R4的一端，放大器U2的正极输入端电性连接有电阻R5的一端，且电阻R5的另一端接地，放大器U2的负极电性连接有电阻R4的另一端、电容C2的一端和耦合器T1的引脚1，且耦合器T1的引脚2和引脚4均接地，耦合器T1的引脚3和红外检测模块的输出端电性连接，主控模块的第一输出端电性连接有第二继电器的控制端，且第二继电器的输入端电性连接有第一继电器的输出端，第一继电器的输入端电性连接有电源模块的电压输出端和过电压检测电路的输入端，过电压检测电路的输出端和主控模块的第二输入端电性连接，过电压检测模块包括电压检测器，且电压检测器的电压检测端口和第一继电器的输入端电性连接，电压检测器的输出端电性连接有继电器Q1的引脚1，且继电器Q1的2电性连接有电阻R7的一端，电阻R7的另一端电性连接有5伏电源，继电器Q1的引脚3电性连接有耦合器T2的引脚1，且耦合器T2的引脚2和引脚4均接地，耦合器T2的引脚3电性连接有放大器U4的负极输入端和电阻R8的第一端，且放大器U4的正极输入端电性连接有电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地，放大器U4的输出端电性连接有电阻R8的第二端、电阻R8的滑动端和过电压检测模块的输出端，第一继电器的控制端和主控模块的第二输出端电性连接，第二继电器的输出端和指纹传感器4的电压输入端电性连接，且指纹传感器4的控制端和主控模块的第三输出端电性连接，指纹传感器4的输出端电性连接有指纹图像分析模块的输入端，且指纹图像分析模块的输出端电性连接有指纹图像匹配模块的输入端，指纹图像匹配模块的输出端和主控模块的第三输入端电性连接，且主控模块的第四输出端和显示模块2的控制端电性连接，通过红外检测模块、高电平触发模块、第二继电器、第一继电器、电源模块和指纹传感器4相配合，且红外检测模块由安装在弧形护板5内侧的红外传感器8、放大器U1、电阻R1、电容C1、电阻R2、电阻R3、放大器U2、电阻R4、电容C2、电阻R5和耦合器T1共同构成，当红外传感器8在弧形护板5和指纹传感器4之间检测到由手指深入，红外传感器8所输出的模拟信号依次经过放大器U1、放大器U2和耦合器T1，最后耦合器T1所输出的高电平数字信号对高电平触发模块进行触发，此时主控模块控制第二继电器进行导通，进而电源模块给指纹传感器4进行供电，使得指纹传感器4进行启动，最后主控模块根据指纹传感器4所采集到的指纹图像来对显示模块2进行控制，通过主控模块、过电压检测模块、第一继电器、第二继电器、指纹传感器4和电源模块相配合，且过电压检测模块由与第一继电器输出端电性连接的电压检测器、继电器Q1、电阻R7、耦合器T2、放大器U8、电阻R8和电阻R8共同构成，当电压检测器检测到第一继电器输入端的电压值高于电压检测器内部所设定的门限值，电压检测器控制继电器Q1进行导通，此时5伏电源为耦合器T2提供所需要的模拟高电平，耦合器T2所输出的高电平数字信号经过放大器U4进行数字放大，最终放大器U4所输出的高电平数字信号对主控模块进行触发，此时主控模块通过第一继电器来断开电源模块和指纹传感器4之间的联系，有效避免了指纹传感器4因电压过大而发生损坏，本实用新型利用液晶显示屏代替触摸屏，还增加了指纹传感器4，主控模块根据指纹传感器4所采集的指纹图像来对显示模块2进行启动，用户不再需要在显示模块2上进行滑动，极大的减小了显示模块2的损坏，另外指纹传感器4还具有过电压保护功能。

本实施例中，物联网感知终端主体1的一侧活动安装有第一表带6，且第一表带6的顶部开设有多个呈直线分布的锁定孔，物联网感知终端主体1的另一侧活动安装有第二表带7，且第二表带7远离物联网感知终端主体1的一侧活动安装有锁定件，多个锁定孔中的一个锁定孔和锁定件相安装，指纹图像分析模块用于接收指纹传感器4所发送的采集图像，然后指纹图像分析模块对指纹传感器4所发送的采集图像进行分析，最后指纹图像分析模块将分析结果发送到指纹图像匹配模块，指纹图像匹配模块的内部存储有物联网感知终端所有者的指纹图像，指纹图像匹配模块用于接收指纹图像分析模块所发送的分析结果，然后指纹图像匹配模块将指纹图像分析模块所发送的分析结果和内部所存储的物联网感知终端所有者的指纹图像进行匹配，最后指纹图像匹配模块将匹配结果发送到主控模块，高电平触发模块的内部包括IC555型号的芯片U3，且芯片U3的引脚8电性连接有5伏电源、芯片U3的引脚8、电阻R6的第一端和电阻R6的滑动端，电阻R6的第二端电性连接有芯片U3的引脚7和电容C3的一端，电容C3的另一端电性连接有电容C4的一端和芯片U3的引脚1，且电容C3的另一端接地，电容C4的另一端和芯片U3的引脚5电性连接，芯片U3的引脚2电性连接有芯片U3的引脚6和高电平触发模块的输入端，且芯片U3的引脚3和高电平触发模块的输出端电性连接，电压检测器用于对第一继电器输入的电压进行检测，然后电压检测器将检测的结果和内部所设置的门限值进行比较，最后电压检测器根据自身的比较结果进行输出对应的电压模拟信号，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9的阻值依次为1.5KΩ、2.4KΩ、1KΩ、1.5KΩ、1KΩ、2.4KΩ、1.5KΩ、1.5KΩ、1KΩ，且电阻R3、电阻R6和电阻R8均为滑动电阻，电容C1、电容C2、电容C3和电容C4均为220μF、33pF、33pF、220μF，放大器U1、放大器U2和放大器U4均为CA3130型号的运算放大器，且耦合器T1和耦合器T2均为TLP621-3型号的光电耦合器，通过红外检测模块、高电平触发模块、第二继电器、第一继电器、电源模块和指纹传感器4相配合，且红外检测模块由安装在弧形护板5内侧的红外传感器8、放大器U1、电阻R1、电容C1、电阻R2、电阻R3、放大器U2、电阻R4、电容C2、电阻R5和耦合器T1共同构成，当红外传感器8在弧形护板5和指纹传感器4之间检测到由手指深入，红外传感器8所输出的模拟信号依次经过放大器U1、放大器U2和耦合器T1，最后耦合器T1所输出的高电平数字信号对高电平触发模块进行触发，此时主控模块控制第二继电器进行导通，进而电源模块给指纹传感器4进行供电，使得指纹传感器4进行启动，最后主控模块根据指纹传感器4所采集到的指纹图像来对显示模块2进行控制，通过主控模块、过电压检测模块、第一继电器、第二继电器、指纹传感器4和电源模块相配合，且过电压检测模块由与第一继电器输出端电性连接的电压检测器、继电器Q1、电阻R7、耦合器T2、放大器U8、电阻R8和电阻R8共同构成，当电压检测器检测到第一继电器输入端的电压值高于电压检测器内部所设定的门限值，电压检测器控制继电器Q1进行导通，此时5伏电源为耦合器T2提供所需要的模拟高电平，耦合器T2所输出的高电平数字信号经过放大器U4进行数字放大，最终放大器U4所输出的高电平数字信号对主控模块进行触发，此时主控模块通过第一继电器来断开电源模块和指纹传感器4之间的联系，有效避免了指纹传感器4因电压过大而发生损坏，本实用新型利用液晶显示屏代替触摸屏，还增加了指纹传感器4，主控模块根据指纹传感器4所采集的指纹图像来对显示模块2进行启动，用户不再需要在显示模块2上进行滑动，极大的减小了显示模块2的损坏，另外指纹传感器4还具有过电压保护功能。

本实施例中，当用户需要对物联网感知终端主体1进行使用时，首先在红外检测模块、高电平触发模块、第二继电器、第一继电器、电源模块和指纹传感器4的配合下，首选用户将手指放置到指纹传感器4上，此时红外传感器8在弧形护板5和指纹传感器4之间检测到用户的手指，红外传感器8所输出的高电平模拟信号依次经过放大器U1和放大器U2进行两级放大，此时电阻R1和电容C1并联可以防止放大器U1出现震荡，且电阻R4和电容C2并联可以防止放大器U2出现震荡，然后放大器U2所输出的高电平模拟信号经过耦合器T1转换为高电平数字信号，最后耦合器T1所输出的高电平数字信号对高电平触发模块中的芯片U3进行触发，由于芯片U3的引脚3和主控模块电性连接，此时主控模块控制第二继电器进行导通，进而电源模块给指纹传感器4进行供电，使得指纹传感器4进行启动，指纹传感器4在主控模块的控制下，指纹传感器4将采集的指纹图像发送到指纹图像分析模块上，指纹图像分析模块对指纹传感器4所发送的采集图像进行分析，然后指纹图像分析模块将分析结果发送到指纹图像匹配模块上，指纹图像匹配模块将指纹图像分析模块所发送的分析结果和内部所存储的物联网感知终端所有者的指纹图像进行匹配，然后指纹图像匹配模块将匹配结果发送到主控模块，主控模块控制显示模块2进行启动，当物联网感知终端主体1在运行的过程中，当电压检测器检测到第一继电器输入端的电压值高于电压检测器内部所设定的门限值，电压检测器控制继电器Q1进行导通，5伏电源和耦合器T2进行导通，使得5伏电源为耦合器T2提供所需要的高电平模拟信号，耦合器T2将高电平模拟信号转换为高电平数字信号，耦合器T2所输出的高电平数字信号经过放大器U4进行数字放大，最终放大器U4所输出的高电平数字信号对主控模块进行触发，此时主控模块通过第一继电器来断开电源模块和指纹传感器4之间的联系，使得电源模块停止为指纹传感器4进行供电，有效避免了指纹传感器4因电压过大而发生损坏。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。