本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)，具體涉及一種加密相控陣指紋傳感器。

背景技術(shù)：

指紋傳感器是實(shí)現(xiàn)指紋自動(dòng)采集的關(guān)鍵器件。由于指紋的唯一性和便攜性等特點(diǎn)，指紋傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金融支付、安防設(shè)施、考勤系統(tǒng)等身份信息認(rèn)證識(shí)別領(lǐng)域。

生物識(shí)別技術(shù)是指通過(guò)計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性，例如指紋、臉象、虹膜等和行為特征，例如筆跡、聲音、步態(tài)等來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份鑒定的技術(shù)手段。傳統(tǒng)的指紋識(shí)別方式有光學(xué)識(shí)別、電容識(shí)別。其中電容識(shí)別方式存在的缺陷是對(duì)于臟手指、濕手指等識(shí)別率低。當(dāng)前較為先進(jìn)的指紋識(shí)別技術(shù)是射頻指紋識(shí)別技術(shù)，但是采用的射頻信號(hào)的頻率和相位單一，導(dǎo)致其探測(cè)深度和維度局限在幾十μm以內(nèi)固定深度的指紋脊線二維圖像上,不能進(jìn)一步采集到包括指紋脊線、汗毛孔、毛細(xì)血管、骨骼等生物識(shí)別信息在內(nèi)的三維圖像，限制了識(shí)別率、精確性和防偽性的進(jìn)一步提高。而且傳感器本身不具有防指紋數(shù)據(jù)被竊取技術(shù)，會(huì)出現(xiàn)安全認(rèn)證問(wèn)題，造假者可以改變app軟件，通過(guò)屏蔽他人指紋數(shù)據(jù)來(lái)欺騙指紋識(shí)別設(shè)備，達(dá)到造假認(rèn)證的目的或者直接截取他人指紋數(shù)據(jù)，冒充指紋所有者進(jìn)行非法或危害指紋所有者利益的操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供一種識(shí)別率和準(zhǔn)確性高并對(duì)指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，防止指紋數(shù)據(jù)被盜取，安全系數(shù)高的相控陣指紋傳感器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種加密相控陣指紋傳感器，包括相控陣收發(fā)單元，用于發(fā)射和接收無(wú)線信號(hào)；模擬矩陣開(kāi)關(guān)，用于信號(hào)切換，通過(guò)收發(fā)電路與相控陣收發(fā)單元連接；信號(hào)轉(zhuǎn)換器，用于將接收通道上的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)或?qū)l(fā)射通道上的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；加密電路，與信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接，用于將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)作加密處理；微處理器，與加密電路連接，用于將接收到的信號(hào)進(jìn)行圖像處理和輸出操作命令；fpc電路板，與微處理器連接，用于傳輸圖像信息。

進(jìn)一步地，相控陣收發(fā)單元包括多個(gè)發(fā)射天線，用于發(fā)出多種頻率和/或相位的無(wú)線信號(hào)，對(duì)手指指紋進(jìn)行波束電掃描；無(wú)線信號(hào)發(fā)生單元，與發(fā)射天線連接，用于向發(fā)射天線輸入多種頻率和/或相位的無(wú)線信號(hào)；至少一個(gè)接收天線，用于接收無(wú)線信號(hào)穿透手指后產(chǎn)生多個(gè)載有指紋信息的反射信號(hào)。

進(jìn)一步地，無(wú)線信號(hào)發(fā)生單元由無(wú)線信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)調(diào)節(jié)器組成，信號(hào)調(diào)節(jié)器位于無(wú)線信號(hào)發(fā)生器和發(fā)射天線之間，用于調(diào)節(jié)無(wú)線輸入信號(hào)的相位和/或頻率。

優(yōu)選地，微處理器是基于mcu和dsp架構(gòu)的集成芯片。

優(yōu)選地，發(fā)射天線發(fā)出的無(wú)線信號(hào)的頻率在1mhz~5mhz間。

優(yōu)選地，波束電掃描的方式是相掃、頻掃、相/相掃或者相/頻掃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

（1）本發(fā)明將相控陣原理應(yīng)用到指紋傳感器上，通過(guò)向手指發(fā)射多個(gè)具有不同相位和頻率的無(wú)線信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)波束電掃描，從而獲得多個(gè)載有不同深度指紋信息的反射信號(hào)，對(duì)反射信號(hào)進(jìn)行處理后可獲得具有豐富細(xì)節(jié)特征的三維圖像，識(shí)別率和準(zhǔn)確性高；由于采用的是多譜段的無(wú)線信號(hào)對(duì)指紋信息進(jìn)行采集，因此可以排除汗水、護(hù)手霜、傷痕等干擾因素實(shí)現(xiàn)信息的識(shí)別，提高了識(shí)別率；

（2）本發(fā)明通過(guò)設(shè)置加密電路，實(shí)現(xiàn)安全指紋認(rèn)證的目的，將采集的指紋數(shù)據(jù)，通過(guò)加密電路進(jìn)行加密，防止造假者截取有效的指紋數(shù)據(jù)，安全系數(shù)高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的原理示意圖；

圖2是本發(fā)明中相控陣收發(fā)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-發(fā)射天線、2-無(wú)線信號(hào)發(fā)生單元、21-無(wú)限信號(hào)發(fā)生器、22-信號(hào)調(diào)節(jié)器、3-接收天線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1和圖2，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

本發(fā)明公開(kāi)了一種加密相控陣指紋傳感器，如圖1所示，包括相控陣收發(fā)單元、模擬矩陣開(kāi)關(guān)、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、加密電路、微處理器和fpc電路板。

相控陣收發(fā)單元用于發(fā)射和接收無(wú)線信號(hào)，包括多個(gè)發(fā)射天線1、無(wú)線信號(hào)發(fā)生單元2和至少一個(gè)接收天線3，如圖2所示。發(fā)射天線1用于發(fā)出多種頻率和/或相位的無(wú)線信號(hào)，并對(duì)手指指紋進(jìn)行波束電掃描，無(wú)線信號(hào)的頻率在1mhz~5mhz間，可以穿透金屬、塑料、玻璃等材料，排除汗水、護(hù)手霜、傷痕等干擾因素實(shí)現(xiàn)信息的識(shí)別，提高識(shí)別率，波束電掃描的方式是相掃、頻掃、相/相掃或者相/頻掃，采用多種波束電掃描方式的組合，可以進(jìn)一步提高指紋的識(shí)別度和抗干擾性能，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)采集、拓?fù)渌阉骱椭悄茏R(shí)別等功能；無(wú)線信號(hào)發(fā)生單元2與發(fā)射天線1連接，用于向發(fā)射天線輸入多種頻率和/或相位的無(wú)線信號(hào)，由無(wú)線信號(hào)發(fā)生器21和信號(hào)調(diào)節(jié)器22組成，信號(hào)調(diào)節(jié)器22位于無(wú)線信號(hào)發(fā)生器21和發(fā)射天線1之間，用于調(diào)節(jié)無(wú)線輸入信號(hào)的相位和/或頻率，使發(fā)射天線1發(fā)出的無(wú)線信號(hào)滿足波束電掃描的需求；至少一個(gè)接收天線3，用于接收無(wú)線信號(hào)穿透手指后產(chǎn)生多個(gè)載有指紋信息的反射信號(hào)。

模擬矩陣開(kāi)關(guān)通過(guò)收發(fā)電路與相控陣收發(fā)單元連接，收發(fā)電路包括發(fā)射通道上的發(fā)送接口tx和接收通道上的接收接口rx，反射信號(hào)通過(guò)收發(fā)電路對(duì)反射信號(hào)進(jìn)行濾波降噪和放大處理后再輸送給模擬矩陣開(kāi)關(guān)，模擬矩陣開(kāi)關(guān)根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行信號(hào)切換；信號(hào)轉(zhuǎn)換器，用于將接收通道上的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)或?qū)l(fā)射通道上的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)字正交下變頻和數(shù)字濾波等數(shù)字信號(hào)的處理；加密電路，與信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接，用于將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)作加密處理，防止造假者截取或盜取有效的指紋數(shù)據(jù)，提高安全系數(shù)；微處理器，與加密電路連接，用于將接收到的信號(hào)進(jìn)行圖像處理和輸出操作命令，在本實(shí)施例中微處理器是基于mcu和dsp架構(gòu)的集成芯片，具有強(qiáng)大的圖像處理功能，且具備低功耗、低成本和小封裝的特點(diǎn)，將接收到的信號(hào)處理成具有豐富指紋細(xì)節(jié)且不易被仿制的圖像；fpc電路板，與微處理器連接，用于傳輸微處理器處理生成的圖像信息。

本發(fā)明將相控陣原理應(yīng)用到指紋傳感器上，通過(guò)向手指發(fā)射多個(gè)具有不同相位和頻率的無(wú)線信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)波束電掃描，從而獲得多個(gè)載有不同深度指紋信息的反射信號(hào)，通過(guò)微處理器對(duì)反射信號(hào)進(jìn)行處理后可獲得具有豐富細(xì)節(jié)特征的三維圖像，識(shí)別率和準(zhǔn)確性高；由于采用的是多譜段的無(wú)線信號(hào)對(duì)指紋信息進(jìn)行采集，因此可以排除汗水、護(hù)手霜、傷痕等干擾實(shí)現(xiàn)信息的識(shí)別，提高了識(shí)別率。通過(guò)設(shè)置加密電路，實(shí)現(xiàn)安全指紋認(rèn)證的目的，將采集的指紋數(shù)據(jù)，通過(guò)加密電路進(jìn)行加密，防止造假者截取有效的指紋數(shù)據(jù)，安全系數(shù)高。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種加密相控陣指紋傳感器，包括相控陣收發(fā)單元，用于發(fā)射和接收無(wú)線信號(hào)；模擬矩陣開(kāi)關(guān)，用于信號(hào)切換，通過(guò)收發(fā)電路與相控陣收發(fā)單元連接；信號(hào)轉(zhuǎn)換器，用于將接收通道上的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)或?qū)l(fā)射通道上的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；加密電路，與信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接，用于將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)作加密處理；微處理器，與加密電路連接，用于將接收到的信號(hào)進(jìn)行圖像處理和輸出操作命令；FPC電路板，與微處理器連接，用于傳輸圖像信息。本發(fā)明將相控陣原理應(yīng)用到指紋傳感器上，提高了指紋傳感器的識(shí)別率和準(zhǔn)確性，將采集的指紋數(shù)據(jù)，通過(guò)加密電路進(jìn)行加密，防止造假者截取有效的指紋數(shù)據(jù)，安全系數(shù)高。

技術(shù)研發(fā)人員：趙照
受保護(hù)的技術(shù)使用者：合肥芯福傳感器技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.07
技術(shù)公布日：2017.09.15