身份认证电路、身份认证器及系统的制作方法

1.本实用新型涉及身份认证技术领域，尤其涉及一种身份认证电路、身份认证器及系统。


背景技术：

2.现在运用在区块链上的主要为硬件钱包，而硬件钱包主要为pin码作为唯一的身份认证手段，在使用的过程中容易出现pin码丢失而导致的一系列问题，当pin码被人窃取后容易造成数据安全事故。
3.上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种身份认证电路、身份认证器及系统，旨在解决现有技术中解决现有技术中如何提高身份认证时安全性的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种身份认证电路，所述身份认证电路包括：数据处理模块及与所述数据处理模块连接的屏幕显示模块及指纹识别模块；其中，
6.所述数据处理模块，用于根据上位机传输的相关指令，向所述屏幕显示模块传输显示指令；
7.所述屏幕显示模块，用于根据所述显示指令显示对应的页面；
8.所述数据处理模块，还用于根据上位机传输的认证请求，向所述指纹识别模块传输采集指令；
9.所述指纹识别模块，用于根据所述采集指令进行指纹采集。
10.可选地，所述身份认证电路还包括与所述数据处理模块连接的语音模块；
11.所述数据处理模块，还用于根据上位机传输的认证请求，向所述语音模块传输提示指令；
12.所述语音模块，用于根据所述提示指令，进行语音提示。
13.可选地，所述语音模块包括：语音合成模块及功放模块；所述语音合成模块与所述数据处理模块连接，所述功放模块与所述语音合成模块连接；
14.所述语音合成模块，用于根据所述提示指令生成语音信号，并将所述语音信号传输至所述功放模块；
15.所述功放模块，用于放大所述语音信号，并根据放大后的语音信号进行语音提示。
16.可选地，所述身份认证电路还包括电源模块，所述电源模块包括：供电模块、电源切换模块及降压模块；其中，供电模块的输出端与所述电源切换模块的输入端连接，所述电源切换模块的输出端与所述降压模块的输入端连接，所述降压模块的输出端与所述数据处理模块、所述语音模块及所述指纹识别模块连接，所述降压模块的输出端还与所述屏幕显示模块连接；
17.所述供电模块，用于输出供电电压至所述电源切换模块；
18.所述电源切换模块，用于将所述供电电压传输至所述降压模块；
19.所述降压模块，用于降低所述电源切换模块传输的电源的电压。
20.可选地，所述供电模块包括：usb供电单元及电池供电模块；其中，所述电池供电模块包括充电单元及电池供电单元，所述usb供电单元的输入端与外部电源连接，所述usb供电单元的输出端与所述电源切换模块的第一输入端连接，所述usb供电单元的输出端还与所述充电单元的输入端连接，所述充电单元的输出端与电池连接，所述电池供电单元的输入端与电池连接，所述电池供电单元的输出端与所述电源切换模块的第二输入端连接；
21.所述usb供电单元，用于通过usb接口提供电能，并且通过所述充电单元给电池进行充电；
22.所述电池供电单元，用于通过电池提供电能。
23.可选地，所述电源切换模块包括：第四电阻、整流二极管及p沟道场效应管；其中，所述第四电阻的第一端与所述usb供电单元的输出端连接，所述第四电阻的第二端接地；
24.所述整流二极管的阳极与所述usb供电单元的输出端连接，所述整流二极管的阴极与所述降压模块的输入端连接，所述整流二极管的阴极还与所述p沟道场效应管的源极连接；
25.所述p沟道场效应管的漏极与所述电池供电单元的输出端连接。
26.可选地，所述功放模块包括：功率放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容及扬声器；其中，所述功率放大器的同相输入端通过所述第一电阻与所述语音合成模块连接，所述功率放大器的反相输入端通过所述第二电阻与所述语音合成模块连接，所述功率放大器的供电端与所述降压模块的输出端连接，所述功率放大器的同相输出端及反相输出端分别与所述扬声器的第一端及第二端连接，所述功率放大器的接地端接地，所述功率放大器的参考电压输入端依次经过所述第一电容及所述第二电容接地，所述功率放大器的模式控制端与所述第一电容的第二端及所述第二电容的第一端连接，所述功率放大器的模式控制端还与所述第三电阻连接，并通过所述第三电阻与所述数据处理模块连接。
27.可选地，所述身份认证电路还包括与所述数据处理模块连接的串口通信模块；
28.所述串口通信模块，用于实现上位机与所述数据处理模块之间的数据传输。
29.此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种身份认证器，所述身份认证器包括封装外壳及如上所述的身份认证电路。
30.此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种身份认证系统，所述身份认证系统包括上位机及如上所述的身份认证器。
31.本实用新型通过设置身份认证电路，所述身份认证电路包括：数据处理模块及与所述数据处理模块连接的屏幕显示模块及指纹识别模块；其中，所述数据处理模块，用于根据上位机传输的相关指令，向所述屏幕显示模块传输显示指令；所述屏幕显示模块，用于根据所述显示指令显示对应的页面；所述数据处理模块，还用于根据上位机传输的认证请求，向所述指纹识别模块传输采集指令；所述指纹识别模块，用于根据所述采集指令进行指纹采集。通过设置指纹识别模块，在根据个人识别码进行身份认证的基础上增加指纹验证，使得身份认证过程在应用中更加的安全，提高了身份认证的安全性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
33.图1为本实用新型身份认证电路第一实施例的功能模块示意图；
34.图2为本实用新型身份认证电路第二实施例的功能模块示意图；
35.图3为本实用新型身份认证电路一实施例的功放模块的电路结构示意图；
36.图4为本实用新型身份认证电路一实施例的电源切换模块的电路结构示意图。
37.附图标号说明：
38.标号名称标号名称000上位机512电池供电模块100数据处理模块5121充电单元200屏幕显示模块5122电池供电单元300指纹识别模块r1～r4第一至第四电阻400语音模块d整流二极管410语音合成模块qp沟道场效应管420功放模块421功率放大器500电源模块c1第一电容510供电模块c2第二电容520电源切换模块422扬声器530降压模块600串口模块511usb供电单元gnd地
39.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
40.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
43.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合
出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
44.参考图1，图1为本实用新型身份认证电路第一实施例的功能模块示意图；
45.所述身份认证电路包括：数据处理模块100及与所述数据处理模块100连接的屏幕显示模块200及指纹识别模块300；其中，
46.所述数据处理模块100，用于根据上位机000传输的相关指令，向所述屏幕显示模块200传输显示指令。
47.需要说明的是，所述数据处理模块100至少包括集成有trustzone的微处理器，例如：stm32l5系列单片机，该单片机芯片内部trustzone，可以有效的隔离安全信息，将获得的通信数据进行相应的处理与分析。在具体实施中，可以根据具体情况对单片机进行选型，本实施例并不对此做出限制。
48.需要说明的是，所述相关指令至少包括签名页面请求，所述签名请求为上位机000根据账户地址向所述数据处理模块100发送的指令。
49.所述屏幕显示模块200，用于根据所述显示指令显示对应的页面。
50.在具体实现中，用户则通过上位机000对需要签名的文件或数据进行选取，使上位机000生成选取指令，上位机000根据选取指令确定用户选取的目标文件数据，签名页面上有签名按钮，用户点击签名按钮后生成签名指令，上位机000接收到签名指令后，签名页面上会显示个人识别码(personal identification number，pin)验证页面，用户在个人识别码验证页面上输入个人识别码，并将用户的个人识别码发送至所述数据处理模块100，所述数据处理模块100验证通过个人识别码后，发送显示指令到屏幕显示模块200.屏幕显示模块200至少可以显示签名确认页面，所述签名确认页面上展示有需要签名的数据和文件的哈希值。
51.在本实施例中，所述屏幕显示模块200使用2.2寸无触摸tftlcd屏模块，该模块采用4线制spi与stm32l5单片机通信，驱动ic为ili9341，分辨率为240x320。该模块包含有lcd显示屏，背光控制电路。在具体实施中，可以根据具体情况进行选型，本实施例并不对此做出限制。
52.需要说明的是，所述屏幕显示模块200还包括一个具有9个引脚的tftlcd模块接口，所述tftlcd模块接口的1号引脚与对应的电源连接，2号引脚接地，3号至9号引脚与上文所述的单片机芯片连接。
53.所述数据处理模块100，还用于根据上位机000传输的认证请求，向所述指纹识别模块300传输采集指令。
54.需要说明的是，所述认证请求包括认证识别码，所述数据处理模块100根据预设认证识别码对所述认证识别码进行比对，在比对通过后，向所述指纹识别模块300传输采集指令。
55.所述指纹识别模块300，用于根据所述采集指令进行指纹采集。
56.可以理解的是，所述指纹识别模块300至少可以完成指纹信息的采集工作，从而实现指纹的录入与验证。
57.需要说明的是，录入用户的指纹信息后，若指纹信息验证通过，所述数据处理模块100使用私钥对所述目标文件数据的哈希值进行签名，得到签名文件数据，并将所述签名文
件数据发送至所述上位机000。
58.在本实施例中，所述指纹识别模块300包括一体式电容指纹识别模块300，电容指纹识别模块300接口的1号引脚与对应的电源连接，2号引脚接地，3至6号引脚通过uart接口与上文所述的单片机芯片进行通信。在具体实施中，可以根据具体情况进行选型，本实施例并不对此做出限制。
59.本实施例提出一种身份认证电路，所述身份认证电路包括：数据处理模块100及与所述数据处理模块100连接的屏幕显示模块200及指纹识别模块300；其中，所述数据处理模块100，用于根据上位机000传输的相关指令，向所述屏幕显示模块200传输显示指令；所述屏幕显示模块200，用于根据所述显示指令显示对应的页面；所述数据处理模块100，还用于根据上位机000传输的认证请求，向所述指纹识别模块300传输采集指令；所述指纹识别模块300，用于根据所述采集指令进行指纹采集。该电路通过设置指纹识别模块300，在根据个人识别码进行身份认证的基础上增加指纹验证，使得身份认证过程在应用中更加的安全，提高了身份认证的安全性。
60.基于本实用新型第一实施例提出本实用新型第二实施例，参考图2，图2为本实用新型身份认证电路第二实施例的功能模块示意图；
61.所述身份认证电路还包括与所述数据处理模块100连接的语音模块400；
62.所述数据处理模块100，还用于根据上位机000传输的认证请求，向所述语音模块400传输提示指令。
63.可以理解的是，所述认证请求包括认证识别码，所述数据处理模块100根据预设认证识别码对所述认证识别码进行比对，在比对通过后，向语音模块400传输提示指令。
64.易于理解的是，所述提示指令至少包括可以控制语音模块400工作的控制命令和语音模块400需要播报的内容对应的文本。
65.所述语音模块400，用于根据所述提示指令，进行语音提示。
66.可以理解的是，所述语音提示的目的在于用语音播报的方式提示操作者进行相关操作。
67.进一步地，所述语音模块400包括：语音合成模块410及功放模块420；所述语音合成模块410与所述数据处理模块100连接，所述功放模块420与所述语音合成模块410连接；
68.所述语音合成模块410，用于根据所述提示指令生成语音信号，并将所述语音信号传输至所述功放模块420。
69.在本实施例中，所述语音合成模块410包括语音合成芯片及第一晶振电路，所述语音合成芯片选用xfs5152ce及第二晶振电路，该语音合成芯片可以通过i2c协议与上文所述的单片机芯片通过i2c接口进行通信，单片机芯片可通过i2c接口向xfs5152ce芯片发送包含控制命令和文本的提示指令，xfs5152ce芯片接收到提示指令后合成为语音信号输出。在具体实施中，可以根据具体情况进行选型，本实施例并不对此做出限制。
70.所述功放模块420，用于放大所述语音信号，并根据放大后的语音信号进行语音提示。
71.可以理解的是，所述语音信号为微弱的电信号，微弱的电信号不足够驱动后续元件，故为实现语音提示，需要对这个微弱的电信号进行功率放大。
72.进一步地，参考图3，图3为本实用新型身份认证电路一实施例的功放模块420的电
路结构示意图；所述功放模块420包括：功率放大器421、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第一电容c1、第二电容c2及扬声器422；其中，所述功率放大器421的同相输入端in+通过所述第一电阻r1与所述语音合成模块410连接(参考adac0)，所述功率放大器421的反相输入端in
‑
通过所述第二电阻r2与所述语音合成模块410连接(参考adac1)，所述功率放大器421的供电端vdd与所述降压模块530的输出端连接(参考vcc)，所述功率放大器421的同相输出端out+及反相输出端out
‑
分别与所述扬声器422的第一端及第二端连接，所述功率放大器421的接地端接地gnd，所述功率放大器421的参考电压输入端bypass依次经过所述第一电容c1及所述第二电容c2接地gnd，所述功率放大器421的模式控制端ctrl与所述第一电容c1的第二端及所述第二电容c2的第一端连接，所述功率放大器421的模式控制端ctrl还与所述第三电阻r3连接，并通过所述第三电阻r3与所述数据处理模块100连接(参考tss_pwr)。
73.可以理解的是，在经过功率放大器421的放大后，微弱的电信号转换为驱动信号，所述驱动信号可以驱动扬声器422工作，从而实现语音提示。
74.进一步地，所述身份认证电路还包括电源模块500，所述电源模块500包括：供电模块510、电源切换模块520及降压模块530；其中，供电模块510的输出端与所述电源切换模块520的输入端连接，所述电源切换模块520的输出端与所述降压模块530的输入端连接，所述降压模块530的输出端与所述数据处理模块100、所述语音模块400及所述指纹识别模块300连接，所述降压模块530的输出端还与所述屏幕显示模块200连接；
75.所述供电模块510，用于输出供电电压至所述电源切换模块520。可以理解的是，所述供电电压为外部电源提供的电压。
76.可以理解的是，所述外部电源可以是电源适配器，也可是其他可以提供电源电压的电子设备，本实施例并不对此作出限制。
77.所述电源切换模块520，用于将所述供电电压传输至所述降压模块530。
78.所述降压模块530，用于降低所述电源切换模块520传输的电源的电压。
79.可以理解的是，供电模块510提供的供电电压通常高于各模块单元正常工作时的电压，需要输向降压模块530进行降压。在具体实施中，供电电压为5v，而驱动各模块单元正常工作的电压为3.3v，所述降压模块530将5v电压降低为3.3v，为数据处理模块100、所述语音模块400、所述指纹识别模块300连及所述屏幕显示模块200连接提供电能。
80.在本实施例中，所述降压模块530包括整流芯片、第七至第八电阻、第五电容、第六电容及第一电感；所述整流芯片选用mp2162gqh，该整流芯片1号引脚通过第五电阻与7号引脚连接，7号引脚还通过第六电阻与供电电压连接，2号引脚通过第七电阻接地，3号引脚接地，4号引脚通过第一电感与6号引脚连接，4号引脚及第一电感之间的节点还通过第八电阻与2号引脚及第七电阻之间的节点连接，4号引脚及第一电感之间的节点为电压的输出端，并且通过第五电容接地。
81.进一步地，所述供电模块510包括：usb供电单元511及电池供电模块512；其中，所述电池供电模块512包括充电单元5121及电池供电单元5122，所述usb供电单元511的输入端与外部电源连接，所述usb供电单元511的输出端与所述电源切换模块520的第一输入端连接，所述usb供电单元511的输出端还与所述充电单元5121的输入端连接，所述充电单元5121的输出端与电池连接，所述电池供电单元5122的输入端与电池连接，所述电池供电单
元5122的输出端与所述电源切换模块520的第二输入端连接；
82.所述usb供电单元511，用于通过usb接口提供电能，并且通过所述充电单元5121给电池进行充电。
83.所述电池供电单元5122，用于通过电池提供电能。
84.可以理解的是，所述usb供电单元511及所述电池供电模块512提供了两种供电方式，从而保证设备在外部电源断开时也可以正常使用，提高了设备使用的可靠性。
85.进一步地，参考图4，图4为本实用新型身份认证电路一实施例的电源切换模块520的电路结构示意图；
86.所述电源切换模块520包括：第四电阻r4、整流二极管d及p沟道场效应管q；其中，所述第四电阻r4的第一端与所述usb供电单元511的输出端连接，所述第四电阻r4的第二端接地gnd。
87.所述整流二极管d的阳极与所述usb供电单元511的输出端连接(参考vbus)，所述整流二极管d的阴极与所述降压模块530的输入端连接(参考vin)，所述整流二极管d的阴极还与所述p沟道场效应管q的源极连接。
88.所述p沟道场效应管q的漏极与所述电池供电单元5122的输出端连接(参考vbat)。
89.可以理解的是，当外部电源充电时会切断电池供电，并为电池充电。当切断外部供电时，p沟道场效应管q的栅极电平为低电平，p沟道场效应管q导通，vin由vbat供电；当有外部电源时，p沟道场效应管q的栅极电平为高电平，p沟道场效应管q截止，vin由vbus供电。
90.进一步地，所述身份认证电路还包括与所述数据处理模块100连接的串口通信模块；
91.所述串口通信模块，用于实现上位机000与所述数据处理模块100之间的数据传输。
92.需要说明的是，所述串口模块600至少包括串口芯片，例如：ch340，并且所述串口模块600连接在电源模块500与数据处理模块100之间。
93.本实施例通过增加语音提示，提醒操作者进行指纹识别，并且提供了两种供电方式，使设备可以在有外部供电和没有外部供电时均能正常工作，在增强身份认证的安全性和可靠性的同时，带来了更好的用户体验。
94.此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种身份认证器，所述身份认证器包括封装外壳及如上所述的身份认证电路。
95.由于本身份认证器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
96.此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种身份认证系统，所述身份认证系统包括上位机及如上所述的身份认证器。
97.由于本身份认证系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
98.应当理解的是，以上仅为举例说明，对本实用新型的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本实用新型对此不做限制。
99.需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本实用新型的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分
或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
100.另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本实用新型任意实施例所提供的身份认证电路，此处不再赘述。
101.此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
102.上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
103.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。