基於生物特徵驗證的幼兒園指紋認證與簡訊通知系統的製作方法

2023-06-11 13:16:56

專利名稱：基於生物特徵驗證的幼兒園指紋認證與簡訊通知系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基於生物特徵驗證的幼兒園指紋認證與簡訊通知系統，屬於 指紋識別系統領域。
背景技術：
每個人的指紋在圖案、斷點和交叉點上各不相同，也就是說，是唯一的，並且終生 不變。依靠這種唯一性和穩定性，我們就可以把一個人同他的指紋對應起來，通過比較他的 指紋和預先保存的指紋，就可以驗證他的真實身份，這就是指紋識別技術。目前，指紋識別 已經比較成熟，主要應用在考勤、門禁、保險箱櫃、身份證、機動車、家居等領域。手機用戶的普及，使短消息收發軟體得到廣泛的應用，從政府機關、學校到廣大的 傳媒機構，直至諸多的企事業單位，頗受使用者歡迎。使用這類軟體，與人們傳統慣用的打 電話、發電子郵件等通訊方式相比，有獨到的優點，它能將信息及時送達對方，不會像查收 信件或E-Mail那樣存在時間上的延誤，也不存在類似於打電話佔線或無人接聽之類的煩 惱。系統是要把幼兒園指紋考勤認證功能和短消息收發功能結合起來，在核對指紋的 同時還能發送短消息，及時通知相關的人員，給人們的生活和工作帶來極大的便利。
實用新型內容本實用新型提供了一種利用指紋進行身份驗證並能夠通過簡訊貓進行自動發送 簡訊進行雙向溝通的基於生物特徵驗證的幼兒園指紋認證與簡訊通知系統。本實用新型為解決其技術問題所採用如下技術方案—種基於生物特徵驗證的幼兒園指紋認證與簡訊通知系統，包括指紋儀、主控機、 資料庫和簡訊貓，簡訊貓和主控機通過RS232串口相連，主控機和資料庫之間通過網口 RJ45相連，指紋儀連接到主控機USB 口上。所述的主控機包括顯示設備和控制主機，顯示設備和控制主機連接在一起，控制 主機內置有主控管理模塊。所述的主控管理模塊包括USB通信服務模塊、指紋識別收集模塊、簡訊發送接收 模塊和系統設置模塊。所述的簡訊發送接收模塊可以指定目錄用戶發送簡訊，也可以設置發送群組進行 簡訊群發；給家長發送簡訊可以設置是否需要從家長帳戶中扣除簡訊費用，每條簡訊的費 用可以在平臺中設置。所述的簡訊發送接收模塊既可以給家長發送簡訊，也可以接收家長發送的簡訊， 實現家校互通。所述的資料庫永久保存幼兒進出校園所產生的記錄，家長通過幼兒園的網站查詢 資料庫的內容。本實用新型的有益效果如下[0014]1)本系統將指紋識別在身份驗證方面的功能和手機簡訊通知發送接收的優勢有 機結合在一起，能夠實現從身份識別到手機簡訊發送的有機整合。極大地方便管理人員，提 高辦事效率，加強幼兒園和家長之間的聯繫。2)本系統對於家長身份驗證提供多種模式，從家長指紋身份驗證到家長接送密 碼到班主任密碼，能夠有效應付諸如小孩接收家長臨時換人和班主任送小孩回家等多種情 況，提高了系統的兼容性和可操作性。3)系統提供家長和幼兒園一對一交流的平臺，家長可以給該系統發簡訊，幼兒園 能夠收到，二者之間可以進行更加豐富的交流。
圖1指紋採集流程圖。圖2串行口通信電路設計圖。圖3離校登記的流程圖。圖4群發簡訊流程圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本發明創造的技術方案作進一步的詳細描述1、指紋的採集和保存指紋識別儀採集到的指紋模板可以有兩種類型，一種是Variant型特徵模板，另 一種是Mring型的模板字符串。為便於資料庫的存取和對比，本系統採取Mring型的模 板字符串形式進行操作。下面介紹一下在指紋的採集過程中所涉及到的屬性、方法和事件。如圖1所示，指紋儀初始化方法被調用後當指紋儀採集到指紋信息時就會觸發當 圖像接收事件和當圖像特徵捕捉到事件。在圖像接收事件事件中可以添加顯示指紋圖像的 響應，在圖像特徵捕捉事件中則需要返回指紋的質量以及仍需登記的次數。需要登記的次 數由採集次數屬性決定，可以在軟體開發時靜態賦值。當採集結束之後就將觸發完成採集 事件，在完成採集事件中將獲得的指紋進行處理和保存，這樣就完成了指紋的採集過程。2、串口通信電路設計主控機的串行口主要用於與通用微機的通信、單片機間的通信和主從結構的分布 式控制系統機間的通信。串行口通信常使用緩衝區。主控機與通用微機進行通信時，要求 使用的波特率、發送的位數相同。要想進行數據傳送，也必須首先測試雙方是否可以可靠通 信。系統中通信時採用的參數如下波特率為M00、8位數據、1位停止位、無奇偶校驗。串 口通信電路設計如圖2所示。3、指紋圖像的顯示和保存主控機指紋圖像接收事件在識別儀採集到指紋信息的時候自動觸發，顯示指紋 圖像的控制項可以使窗體本身，也可以是圖像框控制項。顯示指紋圖像利用的是主控機的 PrintImageAt方法，該方法需要五個參數，分別是顯示圖像的控制項的句柄，起始橫坐標，起 始縱坐標，圖像寬度和圖像高度。當手指在指紋識別儀上按下時，就會顯示出手指指紋的圖像。除此以外，主控機還提供了保存指紋圖像的方法MveBitmap (FileName AsString)和^iveJPG(FiIeName As Mring)，FileName表示保存文件的路徑名，它們分別用 於BMP格式和JPG格式的指紋圖像的保存。4、簡訊的編碼SMS (Short Messaging Service)是最早的短消息業務，也是現在普及率最高的一 種短消息業務。SMS以簡單方便的功能受到大眾的歡迎，卻始終是屬於第一代的無線數據服 務，在內容和應用方面存在技術標準的限制。SMS是由ETSI (歐洲電信標準化協會)所制定 的一個規範(GSM 3. 40 和 GSM3. 38)。按照產生時間的先後順序，短消息的發送分為Block模式、Text模式和 PDU(Protocol Description Unit)模式。其中，iText模式和PDU模式是基於AT指令實現 的，而Block模式已經被PDU模式所取代，這裡不加贅述。前面也提到，雖然Text模式發送 簡訊相對簡單，但是支持的字符較少，只能發送英文字母和數字，不能發送漢字。PDU模式便 填補了這一空白，但同時這也就涉及到了短消息編碼和解碼的問題。由於本系統是要通過 簡訊貓向手機發送信息，因此必須考慮到手機編碼方式的兼容性。PDU模式是當前通用的一 種發送或接收手機SMS信息的方法，我國市場上的絕大多數手機都是支持這種模式的。5、模式選擇進校模式和離校模式是本系統最常用的兩個功能。下面以離校模式說明當有指 紋按下時，系統會自動從tb_Finger中查找指紋並返回對應學生的信息。同時向已開通進 校提醒或離校提醒的學生家長發送提示短消息「您的小孩張三已於8:30離開學校」。我們 這裡規定，進校模式都是由小孩按下指紋並記錄下進校時間的，而離校模式中如果是小孩 自己離開學校則按下小孩的指紋，同時發送簡訊。如果家長來接則需要核對家長的指紋。如 果家長繁忙委託他人來接，可以通過核對密碼或者忽略核對的方式記錄下小孩離校的時間 和離校的接送人。為了使軟體使用起來更方便，本系統還通過VB中的MMcontrol控制項播放 不同的聲音提示用戶「短消息發送成功」、「登記成功」或「用戶已欠費」等消息，同時也可以 在窗體下方的狀態欄中顯示出來。離校登記的流程如圖3所示，指紋識別儀初始化，如果初始化成功則創建指紋對 比高速緩衝空間。否則，提示指紋識別儀不可用。將資料庫中的指紋信息加載到內存緩衝 空間，利用指紋儀採集到擬比對的指紋，按1 :N方式匹配指紋，如果匹配不成功，提示未到 找，否則繼續判斷小孩是否在學校，如果在顯示學生信息，說明小孩在學校，則登記離校時 間，判斷是否開通離校提醒服務，如果開通，判斷餘額是否充足，如果充足就發送提醒簡訊， 發送成功後保存同時扣除學生帳戶相應金額，否則提示發送失敗；否則提示小孩不在學校。6、簡訊發送對於短消息的發送與接收是本系統開發的重點和難點。前文已經講過了 AT指 令在超級終端下的使用，但是在實際應用程式運行時，AT指令是由Mscomm控制項發送出去 的，讀取短消息也是通過Mscomm控制項返回的。在系統的開發過程中關於串口數據的發送 和接收沒有涉及太多繁瑣的問題，數據發送是否成功是通過AT指令的返回值來判斷的。 串口數據的發送相對簡單，通過對Output屬性進行賦值就可以，例如=MSComml. Output = 」AT+CMGF= l」+vbCr。vbCr表示回車，在語句結尾一定要加上vbCr，通知串口本條命令 到此結束。串口數據的發送和接收都需要觸發事件，對於數據的發送而言，觸發事件可以是5命令按鈕被按下，或者鍵盤上的回車鍵被按下等等。對於數據的接收則沒這麼簡單，因為我 們往往不知道數據什麼時候進來。就拿本系統簡訊的接收而言，我們並不知道簡訊什麼時 候會來。這就需要藉助於MSComm控制項的OnComm事件。MSComm控制項只有一個事件OnComm， 用屬性CommEvent的取值來設置不同來觸發時機。如果將CommEvent設置為comEvReceive， 則表示當有數據進入緩衝區時觸發事件。本系統將RThreshold屬性設為1，表示當有一個 數據進入緩衝區的時候就會觸發OnComm事件。為了保存緩衝區中的數據，定義一個字符串 型全局變量ReceiveData，當OnComm事件被觸發時，通過Imput屬性將緩衝區中的數據讀 出，然後賦值為ReceiveData就可以了。簡訊群發如圖4所示，首先篩選擬發送簡訊的對象，判斷是否存在記錄，如果沒有 記錄，提示發送列表為空，否則移動當前發送記錄集到首記錄。依次判斷記錄集每條記錄 是否選中，如果選中，則繼續判斷是否計費發送，如果計費發送則判斷餘額是否充足，如果 充足判斷簡訊長度是否小於等於70，如果小於等於，判斷是否成功，如成功保存簡訊同時扣 除相應餘額，列表框2增加一項，否則提示發送失敗。如簡訊長度大於70則取前70字符發 送，判斷發送是否成功，如失敗提示失敗，如果成功繼續下一個70字字符的發送直到全部 發送。家長可以往系統中自己的帳戶中充值，這樣各類提醒簡訊業務才能有效開展。家 長帳戶的消費信息可以方便地通過平臺進行查詢和列印，在幼兒園網站上家長也可以方便 進行查詢。本系統運行時首先需要配置資料庫伺服器，指紋識別模塊和管理模塊均和資料庫 伺服器建立聯繫。簡訊貓的埠參數和指紋儀的配置參數由管理模塊預先設置好，所以初 始化時均會向管理模塊索要簡訊貓埠參數和指紋儀的配置參數，選擇好後將參數寫入配 置文件中，下次登陸時直接讀取配置文件即可。簡訊發送模塊根據服務端設置的參數進行 運行，產生相應的簡訊發送記錄和工作人員操作日誌記錄。1、學生基本信息管理在學生基本信息的瀏覽界面裡，可以通過刪除記錄按鈕刪除列表框中黑色三角 所指向的一行記錄。按下詳細信息按鈕則可以瀏覽黑色箭頭所指的一行記錄的全部信 息。單擊第一條上一條下一條末一條四個按鈕可以瀏覽記錄。單擊添加記錄
則進頁面會變為添加記錄窗口，學號和姓名不能為空，學號是不能重複的，如果學號重複則 系統會自動報錯。年齡是自動生成的，只需填寫出生日期系統就會自動計算出小孩的年齡。 如果需要開通簡訊提醒業務則在開通業務前打鉤，不開通則不要選擇。開通業務的一定要 綁定一個號碼。建議不開此項業務的家長也要綁定一個號碼，因為幼兒園有時可能群發免 費的簡訊。餘額顯示的是已經開通了簡訊提醒業務的用戶當前的餘額，此處不能添加或修 改，需要到資費管理處充值。點擊選擇照片按鈕便可以彈出打開對話框選擇照片。選擇 學生的照片，然後單擊打開按鈕便可以在界面上顯示出來。2、指紋的採集指紋的採集需要藉助於指紋識別儀。點擊主窗體的學生基本信息按鈕，如果系 統沒有發現指紋識別儀則會顯示出錯信息。如果點擊重新初始化按鈕則需要確認連接 指紋識別儀然後再次點擊學生基本信息按鈕，如果點擊取消按鈕則直接進入學生信息 瀏覽界面。若指紋識別儀已經連好則不會出現上面的對話框。點擊添加記錄按鈕後，點擊登記學生指紋按鈕便可以開始採集學生指紋。在指紋識別儀上按下手指，然後手指離 開識別儀(不要太用力，但要讓手指與識別儀的接觸面積儘量大)，界面上會出現指紋的圖 像。為了保證採集指紋的安全性，登記指紋時要連續採集三次。如果您三次按下的並不是 同一個手指則指紋信息欄會顯示「指紋登記有誤」字樣。如果三次採集都成功則會彈出對 話框。父親、母親以及接送人指紋的登記同理。當照片指紋等其他信息全部填寫好之後點 擊保存記錄就完成了一個學生信息的錄入。修改學生記錄只需點擊修改記錄按鈕， 除學號不能修改以外，其他操作與添加記錄的方法相同。如果要放棄對某個記錄的添加或 者修改請點擊取消操作按鈕。3、上學模式在主窗體上點擊按鈕上學模式則開始進行學生上學的指紋登記。學生在指紋 識別儀上按下手指之後會顯示學生的信息，同時自動記錄學生進入校門的時間(接送信息 模塊詳細介紹)。如果指紋採集正常並且登記成功則會發出門鈴的聲音，在指紋圖像下面顯 示「登記成功」字樣，同時會顯示學生的主要信息。如果學生沒有登記過指紋、按下的手指 與登記時的手指不一樣或者採集指紋不成功都會聽到一段搞怪的音樂並提示錯誤。點擊確 定後可以重新登記。對於開通了簡訊提醒業務的學生，按下指紋後還會自動向家長發送一 條提示簡訊，向家長報平安。點擊查看更多信息則會查看到學生全部的信息，點擊退出 進校模式則退出指紋登記界面。4、放學模式與上學模式類似，點擊放學模式按鈕則進入放學模式界面。離校模式中有5個 單選按鈕，分別是「驗證父親指紋」、「驗證母親指紋」、「驗證接送人指紋」、「學生自己回家」 和「學生指紋觸發催促簡訊」。默認的按鈕為「驗證接送人指紋」，當一個小孩的接送人來接 小孩的時候要在指紋識別儀上按下手指核對指紋，界面會顯示對應的學生的照片以及主要 信息，還會顯示用戶的餘額以便提示家長充值，核對無誤後方可領走小孩。接送人在驗證指 紋正確後系統會自動記錄下小孩離校的時間。如果是父親來接則選擇「驗證父親指紋」選 項，母親同理。如果是小孩自己回家，則選擇「學生自己回家」，系統同樣會記錄下小孩離校 的時間。對於開通簡訊提醒業務的學生還會自動向家長發送一條提示簡訊，提示該同學已 經自己離開幼兒園。對於應該有人來接的小孩，如果家長沒能按時來幼兒園將小孩接走，則 選擇「學生指紋觸發催促簡訊」按鈕，學生按下指紋系統會自動向學生家長發送簡訊，催促 家長趕快來學校(此項功能僅限於開通簡訊提醒業務的學生)。
權利要求1.一種基於生物特徵驗證的幼兒園指紋認證與簡訊通知系統，其特徵在於包括指紋 儀、主控機、資料庫和簡訊貓，簡訊貓和主控機通過RS232串口相連，主控機和資料庫之間 通過網口 RJ45相連，指紋儀連接到主控機的USB 口上。
2.根據權利要求1所述的基於生物特徵驗證的幼兒園指紋認證與簡訊通知系統，其特 徵在於所述的主控機包括顯示設備和控制主機，顯示設備和控制主機連接在一起，控制主 機內置有主控管理模塊。
3.根據權利要求2所述的基於生物特徵驗證的幼兒園指紋認證與簡訊通知系統，其特 徵在於所述的主控管理模塊包括USB通信服務模塊、指紋識別收集模塊、簡訊發送接收模 塊和系統設置模塊。
專利摘要一種基於生物特徵驗證的幼兒園指紋認證與簡訊通知系統，屬於指紋識別系統領域。該系統包括指紋儀、主控機、資料庫和簡訊貓，簡訊貓和主控機通過RS232串口相連，主控機和資料庫之間通過網口RJ45相連，指紋儀連接到主控機的USB口上。本系統可以提高幼兒園的管理效率，加強幼兒園和家長之間的聯繫，便於幼兒園的安全管理。
文檔編號G07C9/00GK201828974SQ201020293348
公開日2011年5月11日 申請日期2010年8月16日 優先權日2010年8月16日
發明者孫大松, 孫彩雲, 王紅林 申請人:南京信息工程大學