盤三礦虹膜考勤系統(tǒng)方案設計.doc

1、計劃類別：淮南礦業(yè)自管項目 編號：HKKY- 潘三 礦(2013） 號煤礦人員入井身份識別系統(tǒng)技 術 方 案 編制單位：安徽建筑工業(yè)學院2013年3月第一章、煤礦井口人員虹膜識別系統(tǒng)簡介     虹膜識別系統(tǒng)是基于生物特征識別技術,是通過計算機利用人體所固有的特來進行個人識別身份。生理特征與生俱來，多為先天性的；行為特征則是習慣使然，多為后天性的.生理和行為特征統(tǒng)稱為生物特征。常用的生物特征包括臉像、虹膜、指紋、掌紋、聲音和筆跡等.與傳統(tǒng)的身份識別手段相比，基于生物特征識別的身份識別技術具有以下優(yōu)點：一是不易遺忘或丟失；二是防偽性能好，不易偽造或被盜；三

2、是“隨身攜帶"，隨時隨地可以使用。     在生物特征識別的眾多技術中，虹膜識別技術具有一定的代表性。虹膜是盤狀的薄膜，位于眼球的前方。虹膜的模式極為復雜，且每一個人各不相同，一個人的左眼和右眼或雙胞胎的虹膜也不一樣.人在兩歲后虹膜模式終生保持不變。虹膜識別具有以下優(yōu)點:一是識別精確度高，錯誤率小于百萬分之一;二是穩(wěn)定性好，兩歲后虹膜終生不變，受損害的可能性很小；三是采集方便，通過非接觸采集，沒有侵犯性。 虹膜識別技術概述：虹膜識別技術是利用虹膜終身不變性和差異性的特點來識別身份的，虹膜識別技術與相應的算法結合后,可以到達十分優(yōu)異的準

3、確度，即使全人類的虹膜信息都錄入到一個數(shù)據(jù)中，出現(xiàn)認假和拒真的可能性幾乎為零。1。1 什么是虹膜虹膜是人眼瞳孔和眼白之間的環(huán)狀組織，是人眼的可視部分。是最可靠的人體生物終身身份標識之一。1.2虹膜組織是最為理想的身份識別依據(jù)人體虹膜組織的唯一性和穩(wěn)定性最高、不可改變性和抗欺騙性最強，是最為理想的身份識別依據(jù)（參見下表).唯一性高由信息組合的復雜性決定。同卵雙胞胎的虹膜紋理信息不同，同一個人左右眼的虹膜紋理也不相同。穩(wěn)定性高虹膜紋理在胎兒7個月時已經形成,出生618個月后終身不變,不隨年齡、職業(yè)、生活方式的變化而變化，不被污染,不會磨損，不因疾病改變紋理結構.抗欺騙性強不能人工仿造或手術仿造他人

4、虹膜組織，使用克隆技術也不能復制。虹膜不留印跡，不會因痕跡殘留導致他人非法獲取特征信號。可采集性強虹膜具有可見外形，可從一定的距離處采集信號,不需用戶接觸設備,可在無光照情況下進行采集。1。3虹膜識別技術特點1.3。1 先進性：當今科技發(fā)展非常迅速，如果安裝的考勤（門禁)系統(tǒng)幾年之內就被淘汰，甚至采用的技術在短期內就將被取代，這不僅是一種極大的浪費，而且也嚴重影響了使用方、設計方和實施方的聲譽和形象.同時,屆時再實施改造或升級也是管理和設計上的一個重大的失誤。所以，本設計方案根據(jù)煤礦自身的特點，采用了目前世界上最先進的虹膜識別技術應用于煤礦井下考勤系統(tǒng)中，不僅做到了技術上與世界同步，井下考勤更

5、具科學性。     1。3.2 科學性:目前,我國煤礦井下考勤系統(tǒng)有各種各樣，應用了多種識別技術，它們有指紋系統(tǒng)、刷卡系統(tǒng)、射頻卡系統(tǒng)、虹膜系統(tǒng)、面部圖形識別系統(tǒng)等等。這些系統(tǒng)各自有各自的特點，射頻技術識別速度快、可同時識別多人，系統(tǒng)造價低,但不能有效解決代替考勤的情況；虹膜識別系統(tǒng)技術先進，識別出錯率幾乎為零，避免代替現(xiàn)象，識別速度快，對于大型礦井,同時有成百上千人需要上下井考勤，它是一件很容易解決的事,如人數(shù)還是很多只需要增加考勤機的數(shù)量來解決,但虹膜識別系統(tǒng)的造價遠遠大于射頻系統(tǒng)，但這種考勤方式通過能力強，投資相對高點。如果我們了解煤礦考勤的特點，采用下井用

6、防爆型虹膜系統(tǒng)，解決考勤代替問題。上井采用普通虹膜考勤系統(tǒng)，提高考勤通過能力和造價過高的問題，主要技術問題在于系統(tǒng)的集成，而系統(tǒng)集成正是我們的技術優(yōu)勢.     1。3。3 靈活性和兼容性：隨著科學技術的發(fā)展,不可能保證一個系統(tǒng)永遠處于領先地位。為此在技術方案設計時，應充分考慮到系統(tǒng)升級擴容的靈活性和兼容性。采用的系統(tǒng)應該是開放式、集散型、分布式的控制系統(tǒng),使得在不改變原有設備、不損失前期投資的情況下,就能方便的升級和擴容,確保系統(tǒng)不過時。     1.3。4 可靠性：可靠性是對所有系統(tǒng)提出的最基本的要求，沒有可靠性的系統(tǒng)，尤其是門禁

7、考勤系統(tǒng)就失去了意義，也就談不上先進性、經濟性等等，所以可靠性是在進行系統(tǒng)設計時要考慮到的首要因素，應從以下幾個方案出發(fā)：     1） 考慮技術先進性的同時考慮技術的成熟性.     2） 采取集散型網(wǎng)絡式控制方式,從系統(tǒng)設計結構形式和控制方式的角度來提高系統(tǒng)總體的可靠性,從而達到先進性和可靠性的完美統(tǒng)一。     3） 盡可能減少硬件數(shù)量和硬件連接，充分依靠軟件功能來提高系統(tǒng)的可靠性.     4） 遵循嚴格科學的施工規(guī)范,為各子系統(tǒng)的連接,架設可靠的神經中樞，從而為系統(tǒng)

8、的總體可靠性打下最堅實的基礎。 本方案采用虹膜識別系統(tǒng)的技術先進性是無庸質疑的，虹膜作為人身份的標識幾乎是唯一的，誤識率和拒真率指標均居于各種識別方式的前列，而且該系統(tǒng)已經在國內、外有過近十年的應用歷史，充分經受了市場的考驗.系統(tǒng)完全采用網(wǎng)絡式的控制方式,同時采用集散型控制，各控制器均能在網(wǎng)絡通訊中斷的情況下獨立工作,在結構形式和控制方式上確保了系統(tǒng)的可靠性。硬件連接簡單、方便實施，大大提高了系統(tǒng)可靠性.     1.3。5 操作和維護的方便性:21世紀是知識經濟時代,人力成本的價值在大幅度增加，本方案的設計充分考慮到這一點，設備操作和維護非常方便，有利于提高工作

9、效率,降低人力成本和維護成本,提高系統(tǒng)總體性價比。虹膜識別系統(tǒng)的注冊過程只需要二秒鐘的時間，識別過程可以在0。21秒鐘內快速完成。     1.3。6非接觸、無傷害：虹膜考勤系統(tǒng)的虹膜采集裝置可以在特定的距離處采集虹膜圖象，避免了由于身體接觸帶來病菌感染的可能，這就為目前所提出的衛(wèi)生方面的要求提供了硬件和技術基礎,同時也符合社會和技術的發(fā)展趨勢.采集虹膜圖像就象照相一樣，虹膜采集裝置中紅外LED燈的輻射水平滿足美國和歐洲的眼睛安全標準。個人收集整理,勿做商業(yè)用途本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途1.4虹膜識別技術與指紋識別技術的比較在生物識別技術中，指紋識別歷史最

10、長，相對來說虹膜識別的發(fā)展時間要短得多。在身份識別應用方面,兩種技術有如下差別:性能虹膜識別指紋識別準確性最準確單指精度不高十指指紋識別才可以保持精度穩(wěn)定性一歲半后終身不變終身不變;但易因勞動磨損指紋，老年指紋干澀難用抗欺詐性最強，無痕跡殘留有痕跡殘留可以偽造指紋印?？垢淖冃宰顝娍梢允中g移植抗污染性不受污染手指可受污染設備穩(wěn)定性穩(wěn)定設備表面可被手指污染信號采集易于采集易于采集1.5虹膜識別系統(tǒng)思想設計一、功能介紹因為虹膜是人唯一的身份ID，無法冒名頂替。為了提高煤礦應用的可操作性，采用注冊機先對已經培訓過的人員和允許下井的人員進行身份注冊，建立相對應的身份數(shù)據(jù)庫,該數(shù)據(jù)庫與虹膜識別儀聯(lián)網(wǎng),保持

11、二者數(shù)據(jù)庫的一致性.虹膜識別儀放置于井口，和對應的放行通道、聲光報警裝置共同組成攔截系統(tǒng),當虹膜識別儀識別下井人員信息，與數(shù)據(jù)庫進行比對,一旦發(fā)現(xiàn)該人員信息不匹配,則聲光報警,提醒工作人員，此人有嫌疑,需要進一步甄別。反之如果識別成功，則顯示綠色箭頭提示可以放行，下井人員走進通道,三棍閘放行。二、系統(tǒng)登錄設計在此窗口中輸入用戶名，并輸入相應的密碼（初次使用用戶名為system,密碼為123)輸入完畢后，單擊登錄按鈕以示確認；如果放棄,則單擊取消按鈕即可。界面如下圖：三、虹膜登記單擊員工信息，點擊“增加"，輸入員工信息完畢后點擊“虹膜采集”，然后再彈出窗口點擊“虹膜采集”，即觸發(fā)采集器

12、.如圖：點擊“虹膜管理”,在彈出窗口中點擊“開始考勤"，即進入考勤狀態(tài)。四、系統(tǒng)功能本系統(tǒng)由系統(tǒng)管理、人事管理、考勤數(shù)據(jù)處理、異常處理、系統(tǒng)報表、系統(tǒng)維護等七個模塊。五、人事管理在人事定義模塊中有檔案資料、考勤資料部門的添加、修改、刪除如果要對部門進行增、刪、改操作,先展開部門樹形框，選擇要操作的部門名稱，然后單擊窗休左下第二章 系統(tǒng)的硬件設計2。1礦用隔爆型虹膜識別儀概述礦用隔爆型虹膜識別儀依靠先進的生物認證技術利用虹膜紋理來識別身份的儀器，適用于煤礦井下含有爆炸性氣體和煤塵混合物的環(huán)境中。主要用于煤礦井下人員考勤記錄,為煤礦井下人員的考勤信息及人員工作管理數(shù)據(jù)的記錄提供了良好的技

13、術支持。2.1。1主要用途和適用范圍1）適用范圍 礦用隔爆型虹膜識別儀（以下簡稱虹膜儀）按GB38362000 爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備通用要求>>及QB/AL011-2010企業(yè)標準礦用隔爆型虹膜識別儀設計制造，外殼采用全鋼質結構，防護能力強,防護等級達IP54級，可用于有甲烷或瓦斯及煤塵爆炸性氣體環(huán)境的場所。2)主要用途：1、煤礦井下人員的考勤;2、煤礦井下人員工作信息的記錄；2。1.2 防爆型式礦用隔爆型,防爆標志為“ExdI”2.1。3 環(huán)境條件1) 工作條件:a) 環(huán)境溫度：040;b) 濕度：95%；c) 大氣壓力：80kPa106kPa；e) 無顯著振動和沖擊場合；f

14、） 在具有甲烷和煤塵爆炸性氣體混合物的危險場所，但無蒸汽或破壞金屬和絕緣材料的腐蝕性氣體的場所。2） 儲運環(huán)境：a) 高溫:+60;b) 低溫：40;c) 濕度:95%；d) 振動：20m/s2；e) 沖擊：300m/s2.2.1.4主要電氣性能指標1)電源條件a)工作電壓:交流127v,50Hz；b）工作電流: 300 mA；2)技術參數(shù)1、以太網(wǎng)電端口a）端口數(shù)量:1路;b)傳輸方式:全雙工TCP/IP協(xié)議；c) 傳輸速率：10/100Mbps自適應；d) 信號工作電壓峰峰值:1V5V。2、 光端口a) 端口數(shù)量:1路;b）光纖波長：1310nm(單模）；c） 傳輸速率：100Mbps;d

15、) 輸出光功率：3dBm10dBm；e）接收靈敏度：-42dBm；f） 衰減系數(shù)：0.4dBm/km；g） 最大傳輸距離：20km；h)漏檢率：1%。3、 基本功能a）識別儀對已成功注冊的人眼虹膜能正確識別，對未注冊的人眼虹膜不能識別通過.b)通過以太網(wǎng)傳輸并儲存人員虹膜識別信息和記錄.c)識別儀具有“重試"、“通過”、“位置合適”、“靠近"、“遠離”、“睜大眼睛”指示燈指示功能。2。1。5重量:重量：約40kg2.1。6視窗說明圖4 “目視位置”窗口是用戶與虹膜儀雙眼正視位置; “位置合適”指示燈閃爍指示用戶保持位置，等待識別或注冊；“成功”指示燈閃爍提示用戶識別完成或注

16、冊完成.“重試” 指示用戶識別失敗重新識別。如（圖4）所示。2.2 柜式地面虹膜識別儀柜式虹膜機組成(全套包括機柜，虹膜機，系統(tǒng)軟件，觸摸屏，電腦，功放音箱）詳細參數(shù)技術參數(shù)接口USB2.0高速工作溫度20-42使用方式柜式眼睛角度俯仰旋轉45°注冊時間3s環(huán)境濕度085%識別時間1s操作提示語音向導光學引導工作距離130190mm工作電壓DC+5V環(huán)境光強0-1000Lux虹膜尺寸120mm×75mm×65mm虹膜采集圖像大小1536×2048虹膜包裝尺寸243mm×204mm×103mm虹膜機凈重035Kg虹膜毛重065Kg峰值電

17、流400mA照明方式紅外照明符合ANSI/IEC安全標準精確度FAR0.00005% FRR0。1符合標準國際標準ISO/IEC19794-6：2005觸摸屏17方屏機柜尺寸630mm×430mm×1680mm機柜重量23Kg工控機主機配置主板：微星G31，CPU：Intel 2.8，內存：金士盾2G硬盤：ST 250G,電源：ATX+300，光電鼠標：套裝2.3 虹膜識別虹膜注冊機USB接口,帶電源適配器.2。3。1用戶雙手或者單手握住采集器,保持姿勢與采集器的穩(wěn)定2.3.2用戶注視圖像采集窗口，靠近采集窗口時，會看到自己的眼睛鏡像(左眼或者右眼）,稍微調整頭部位置，以使

18、眼睛的鏡像位于采集窗口的圓形中央,如下圖所示 正確采集位置2.3。3用戶由遠及近移動頭部（保持自己的眼睛在圖形框中央），同時聽到聲音提示，根據(jù)聲音提示來調整頭部，當達到適當位置時，就會采集成功（或識別成功）同時有語音提示，這時用戶就可以離開，完成本次操作2。4服務器根據(jù)客戶需要，架構遠程客戶端服務器,方便辦公中心隨時查詢匯總。服務器的選擇根據(jù)客戶需求可進行更改,我公司根據(jù)各品牌的穩(wěn)定性和各方面的性能優(yōu)劣綜合實際情況提出建議。2.5系統(tǒng)拓撲圖總共3套虹膜識別儀、3套對應放行桿、3套聲光報警系統(tǒng)，詳細見后面系統(tǒng)配置表。網(wǎng)絡信息中心打印輸出設備虹膜注冊機數(shù)據(jù)庫服務器應用服務器聲光報警器互聯(lián)網(wǎng)絡內網(wǎng)或專網(wǎng)地面井口虹膜識別儀2地面井口虹膜識別儀1 井口阻擋模塊1 井口阻擋模塊2上圖為在不同