盤三礦虹膜考勤系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

1、計(jì)劃類別：淮南礦業(yè)自管項(xiàng)目 編號：HKKY- 潘三 礦-（2013）- 號煤礦人員入井身份識別系統(tǒng)技 術(shù) 方 案 編制單位：安徽建筑工業(yè)學(xué)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(shù)，是通過計(jì)算機(jī)利用人體所固有的特來進(jìn)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(xí)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(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是不易遺忘或丟失；二是防偽性能好，不易偽造或被盜；三是“隨身攜帶”，隨時隨地可以使用。 在生物特

2、征識別的眾多技術(shù)中，虹膜識別技術(shù)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(fù)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(diǎn)：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(shù)概述：虹膜識別技術(shù)是利用虹膜終身不變性和差異性的特點(diǎn)來識別身份的，虹膜識別技術(shù)與相應(yīng)的算法結(jié)合后，可以到達(dá)十分優(yōu)異的準(zhǔn)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(rèn)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

3、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(biāo)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(qiáng)，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(fù)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(jīng)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(jié)構(gòu)?？蛊垓_性強(qiáng)不能人工仿造或手術(shù)仿造他人虹膜組織，使用克隆技術(shù)也不能復(fù)制。虹膜不留印跡，不會因痕跡殘留導(dǎo)致他人非法獲取特征信號。可采集性強(qiáng)虹膜具有可見外形

4、，可從一定的距離處采集信號，不需用戶接觸設(shè)備，可在無光照情況下進(jìn)行采集。1.3虹膜識別技術(shù)特點(diǎn)1.3.1 先進(jìn)性：當(dāng)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(nèi)就被淘汰，甚至采用的技術(shù)在短期內(nèi)就將被取代，這不僅是一種極大的浪費(fèi)，而且也嚴(yán)重影響了使用方、設(shè)計(jì)方和實(shí)施方的聲譽(yù)和形象。同時，屆時再實(shí)施改造或升級也是管理和設(shè)計(jì)上的一個重大的失誤。所以，本設(shè)計(jì)方案根據(jù)煤礦自身的特點(diǎn)，采用了目前世界上最先進(jìn)的虹膜識別技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下考勤系統(tǒng)中，不僅做到了技術(shù)上與世界同步，井下考勤更具科學(xué)性。 1.3.2 科學(xué)性：目前，我國煤礦井下考勤系統(tǒng)有各種各樣，應(yīng)用了多種識別技術(shù)，它們有指紋系統(tǒng)、刷卡系統(tǒng)

5、、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(diǎn)，射頻技術(shù)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(shù)先進(jìn)，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(jī)的數(shù)量來解決，但虹膜識別系統(tǒng)的造價遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于射頻系統(tǒng)，但這種考勤方式通過能力強(qiáng)，投資相對高點(diǎn)。如果我們了解煤礦考勤的特點(diǎn)，采用下井用防爆型虹膜系統(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(shù)問題在于系統(tǒng)的集成，而系統(tǒng)集成正是我們的技術(shù)優(yōu)勢。

6、 1.3.3 靈活性和兼容性：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不可能保證一個系統(tǒng)永遠(yuǎn)處于領(lǐng)先地位。為此在技術(shù)方案設(shè)計(jì)時，應(yīng)充分考慮到系統(tǒng)升級擴(kuò)容的靈活性和兼容性。采用的系統(tǒng)應(yīng)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(shè)備、不損失前期投資的情況下，就能方便的升級和擴(kuò)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)，尤其是門禁考勤系統(tǒng)就失去了意義，也就談不上先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性等等，所以可靠性是在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時要考慮到的首要因素，應(yīng)從以下幾個方案出發(fā)： 1） 考慮技術(shù)先進(jìn)性的同時考慮技術(shù)的成熟性。 2） 采取集散型網(wǎng)絡(luò)式控制方式，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式和控制方

7、式的角度來提高系統(tǒng)總體的可靠性，從而達(dá)到先進(jìn)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(yán)格科學(xué)的施工規(guī)范，為各子系統(tǒng)的連接，架設(shè)可靠的神經(jīng)中樞，從而為系統(tǒng)的總體可靠性打下最堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本方案采用虹膜識別系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)性是無庸質(zhì)疑的，虹膜作為人身份的標(biāo)識幾乎是唯一的，誤識率和拒真率指標(biāo)均居于各種識別方式的前列，而且該系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)、外有過近十年的應(yīng)用歷史，充分經(jīng)受了市場的考驗(yàn)。系統(tǒng)完全采用網(wǎng)絡(luò)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(luò)通訊中斷的情況下獨(dú)立工作，在結(jié)構(gòu)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

8、實(shí)施，大大提高了系統(tǒng)可靠性。 1.3.5 操作和維護(hù)的方便性：21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)時代，人力成本的價值在大幅度增加，本方案的設(shè)計(jì)充分考慮到這一點(diǎn)，設(shè)備操作和維護(hù)非常方便，有利于提高工作效率，降低人力成本和維護(hù)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(nèi)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(shù)基礎(chǔ)，同時也符合社會和技術(shù)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

9、眼睛安全標(biāo)準(zhǔn)。1.4虹膜識別技術(shù)與指紋識別技術(shù)的比較在生物識別技術(shù)中，指紋識別歷史最長，相對來說虹膜識別的發(fā)展時間要短得多。在身份識別應(yīng)用方面，兩種技術(shù)有如下差別：性能虹膜識別指紋識別準(zhǔn)確性最準(zhǔn)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(qiáng)，無痕跡殘留有痕跡殘留可以偽造指紋印?？垢淖冃宰顝?qiáng)可以手術(shù)移植抗污染性不受污染手指可受污染設(shè)備穩(wěn)定性穩(wěn)定設(shè)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(shè)計(jì)一、功能介紹因?yàn)楹缒な侨宋ㄒ坏纳矸軮D，無法冒名頂替。為了提高煤礦應(yīng)用的可操作性，采用注冊機(jī)先對已經(jīng)培訓(xùn)過的人員

10、和允許下井的人員進(jìn)行身份注冊，建立相對應(yīng)的身份數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫與虹膜識別儀聯(lián)網(wǎng)，保持二者數(shù)據(jù)庫的一致性。虹膜識別儀放置于井口，和對應(yīng)的放行通道、聲光報警裝置共同組成攔截系統(tǒng)，當(dāng)虹膜識別儀識別下井人員信息，與數(shù)據(jù)庫進(jìn)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(jìn)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(jìn)通道，三棍閘放行。二、系統(tǒng)登錄設(shè)計(jì)在此窗口中輸入用戶名，并輸入相應(yīng)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(rèn)；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(diǎn)擊“增加”，輸入員

11、工信息完畢后點(diǎn)擊“虹膜采集”，然后再彈出窗口點(diǎn)擊“虹膜采集”，即觸發(fā)采集器。如圖：點(diǎn)擊“虹膜管理”，在彈出窗口中點(diǎn)擊“開始考勤”，即進(jìn)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(hù)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(jìn)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(shè)計(jì)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(jìn)的生物認(rèn)證技術(shù)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

12、，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術(shù)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GB3836-2000 及QB/AL011-2010企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)礦用隔爆型虹膜識別儀設(shè)計(jì)制造,外殼采用全鋼質(zhì)結(jié)構(gòu),防護(hù)能力強(qiáng),防護(hù)等級達(dá)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(biāo)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

13、振動和沖擊場合；f） 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(yùn)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(biāo)1）電源條件a)工作電壓：交流127v，50Hz；b)工作電流： 300 mA；2）技術(shù)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(yīng)；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

14、：100Mbps；d) 輸出光功率：-3dBm-10dBm；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(yuǎn)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

15、或注冊完成。“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(jī)組成（全套包括機(jī)柜，虹膜機(jī)，系統(tǒng)軟件，觸摸屏，電腦，功放音箱）詳細(xì)參數(shù)技術(shù)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(zhuǎn)45注冊時間3s環(huán)境濕度0%-85%識別時間1s操作提示語音向?qū)Ч鈱W(xué)引導(dǎo)工作距離130-190mm工作電壓DC+5V環(huán)境光強(qiáng)0-1000Lux虹膜尺寸120mm75mm65mm虹膜采集圖像大小15362048虹膜包裝尺寸243mm204mm103mm虹膜機(jī)凈重035Kg虹膜毛重065Kg峰值電流400mA照明方式紅外照明符合ANSI/IEC安全標(biāo)準(zhǔn)精確

16、度FAR0.00005% FRR0.1%符合標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC19794-6:2005觸摸屏17方屏機(jī)柜尺寸630mm430mm1680mm機(jī)柜重量23Kg工控機(jī)主機(jī)配置主板：微星G31，CPU：Intel 2.8，內(nèi)存：金士盾2G硬盤：ST 250G，電源：ATX+300，光電鼠標(biāo)：套裝2.3 虹膜識別虹膜注冊機(jī)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(diào)整頭部位置，以使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(yuǎn)及近移

17、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(diào)整頭部，當(dāng)達(dá)到適當(dāng)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(wù)器根據(jù)客戶需要，架構(gòu)遠(yuǎn)程客戶端服務(wù)器，方便辦公中心隨時查詢匯總。服務(wù)器的選擇根據(jù)客戶需求可進(jìn)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(shí)際情況提出建議。2.5系統(tǒng)拓?fù)鋱D總共3套虹膜識別儀、3套對應(yīng)放行桿、3套聲光報警系統(tǒng)，詳細(xì)見后面系統(tǒng)配置表。網(wǎng)絡(luò)信息中心打印輸出設(shè)備虹膜注冊機(jī)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器聲光報警器互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)或?qū)＞W(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上圖為在不同場所的集團(tuán)使用，各臺設(shè)備的考勤數(shù)