盘三矿虹膜考勤系统方案设计

1、计划类别：淮南矿业自管项目 编号：HKKY- 潘三 矿-（2013）- 号煤矿人员入井身份识别系统技 术 方 案 编制单位：安徽建筑工业学院2013年3月第一章、煤矿井口人员虹膜识别系统简介     虹膜识别系统是基于生物特征识别技术，是通过计算机利用人体所固有的特来进行个人识别身份。生理特征与生俱来，多为先天性的；行为特征则是习惯使然，多为后天性的。生理和行为特征统称为生物特征。常用的生物特征包括脸像、虹膜、指纹、掌纹、声音和笔迹等。与传统的身份识别手段相比，基于生物特征识别的身份识别技术具有以下优点：一是不易遗忘或丢失；二是防伪性能好，不易伪造或被盗

2、；三是“随身携带”，随时随地可以使用。     在生物特征识别的众多技术中，虹膜识别技术具有一定的代表性。虹膜是盘状的薄膜，位于眼球的前方。虹膜的模式极为复杂，且每一个人各不相同，一个人的左眼和右眼或双胞胎的虹膜也不一样。人在两岁后虹膜模式终生保持不变。虹膜识别具有以下优点：一是识别精确度高，错误率小于百万分之一；二是稳定性好，两岁后虹膜终生不变，受损害的可能性很小；三是采集方便，通过非接触采集，没有侵犯性。 虹膜识别技术概述：虹膜识别技术是利用虹膜终身不变性和差异性的特点来识别身份的，虹膜识别技术与相应的算法结合后，可以到达十分优异的准确度，

3、即使全人类的虹膜信息都录入到一个数据中，出现认假和拒真的可能性几乎为零。1.1 什么是虹膜虹膜是人眼瞳孔和眼白之间的环状组织，是人眼的可视部分。是最可靠的人体生物终身身份标识之一。1.2虹膜组织是最为理想的身份识别依据人体虹膜组织的唯一性和稳定性最高、不可改变性和抗欺骗性最强，是最为理想的身份识别依据（参见下表）。唯一性高由信息组合的复杂性决定。同卵双胞胎的虹膜纹理信息不同，同一个人左右眼的虹膜纹理也不相同。稳定性高虹膜纹理在胎儿7个月时已经形成，出生618个月后终身不变，不随年龄、职业、生活方式的变化而变化，不被污染，不会磨损，不因疾病改变纹理结构。抗欺骗性强不能人工仿造或手术仿造他人虹膜组

4、织，使用克隆技术也不能复制。虹膜不留印迹，不会因痕迹残留导致他人非法获取特征信号。可采集性强虹膜具有可见外形，可从一定的距离处采集信号，不需用户接触设备，可在无光照情况下进行采集。1.3虹膜识别技术特点1.3.1 先进性：当今科技发展非常迅速，如果安装的考勤（门禁）系统几年之内就被淘汰，甚至采用的技术在短期内就将被取代，这不仅是一种极大的浪费，而且也严重影响了使用方、设计方和实施方的声誉和形象。同时，届时再实施改造或升级也是管理和设计上的一个重大的失误。所以，本设计方案根据煤矿自身的特点，采用了目前世界上最先进的虹膜识别技术应用于煤矿井下考勤系统中，不仅做到了技术上与世界同步，井下考勤更具科学

5、性。     1.3.2 科学性：目前，我国煤矿井下考勤系统有各种各样，应用了多种识别技术，它们有指纹系统、刷卡系统、射频卡系统、虹膜系统、面部图形识别系统等等。这些系统各自有各自的特点，射频技术识别速度快、可同时识别多人，系统造价低，但不能有效解决代替考勤的情况；虹膜识别系统技术先进，识别出错率几乎为零，避免代替现象，识别速度快，对于大型矿井，同时有成百上千人需要上下井考勤，它是一件很容易解决的事，如人数还是很多只需要增加考勤机的数量来解决，但虹膜识别系统的造价远远大于射频系统，但这种考勤方式通过能力强，投资相对高点。如果我们了解煤矿考勤的特点，采用下井用防爆型

6、虹膜系统，解决考勤代替问题。上井采用普通虹膜考勤系统，提高考勤通过能力和造价过高的问题，主要技术问题在于系统的集成，而系统集成正是我们的技术优势。     1.3.3 灵活性和兼容性：随着科学技术的发展，不可能保证一个系统永远处于领先地位。为此在技术方案设计时，应充分考虑到系统升级扩容的灵活性和兼容性。采用的系统应该是开放式、集散型、分布式的控制系统，使得在不改变原有设备、不损失前期投资的情况下，就能方便的升级和扩容，确保系统不过时。     1.3.4 可靠性：可靠性是对所有系统提出的最基本的要求，没有可靠性的系统，尤其是门禁考勤系

7、统就失去了意义，也就谈不上先进性、经济性等等，所以可靠性是在进行系统设计时要考虑到的首要因素，应从以下几个方案出发：     1） 考虑技术先进性的同时考虑技术的成熟性。     2） 采取集散型网络式控制方式，从系统设计结构形式和控制方式的角度来提高系统总体的可靠性，从而达到先进性和可靠性的完美统一。     3） 尽可能减少硬件数量和硬件连接，充分依靠软件功能来提高系统的可靠性。     4） 遵循严格科学的施工规范，为各子系统的连接，架设可靠的神经中枢，从而为系统的总体

8、可靠性打下最坚实的基础。 本方案采用虹膜识别系统的技术先进性是无庸质疑的，虹膜作为人身份的标识几乎是唯一的，误识率和拒真率指标均居于各种识别方式的前列，而且该系统已经在国内、外有过近十年的应用历史，充分经受了市场的考验。系统完全采用网络式的控制方式，同时采用集散型控制，各控制器均能在网络通讯中断的情况下独立工作，在结构形式和控制方式上确保了系统的可靠性。硬件连接简单、方便实施，大大提高了系统可靠性。     1.3.5 操作和维护的方便性：21世纪是知识经济时代，人力成本的价值在大幅度增加，本方案的设计充分考虑到这一点，设备操作和维护非常方便，有利于提高工作效率，

9、降低人力成本和维护成本，提高系统总体性价比。虹膜识别系统的注册过程只需要二秒钟的时间，识别过程可以在0.21秒钟内快速完成。     1.3.6非接触、无伤害：虹膜考勤系统的虹膜采集装置可以在特定的距离处采集虹膜图象，避免了由于身体接触带来病菌感染的可能，这就为目前所提出的卫生方面的要求提供了硬件和技术基础，同时也符合社会和技术的发展趋势。采集虹膜图像就象照相一样，虹膜采集装置中红外LED灯的辐射水平满足美国和欧洲的眼睛安全标准。1.4虹膜识别技术与指纹识别技术的比较在生物识别技术中，指纹识别历史最长，相对来说虹膜识别的发展时间要短得多。在身份识别应用方面，两种技

10、术有如下差别：性能虹膜识别指纹识别准确性最准确单指精度不高十指指纹识别才可以保持精度稳定性一岁半后终身不变终身不变；但易因劳动磨损指纹，老年指纹干涩难用抗欺诈性最强，无痕迹残留有痕迹残留可以伪造指纹印模抗改变性最强可以手术移植抗污染性不受污染手指可受污染设备稳定性稳定设备表面可被手指污染信号采集易于采集易于采集1.5虹膜识别系统思想设计一、功能介绍因为虹膜是人唯一的身份ID，无法冒名顶替。为了提高煤矿应用的可操作性，采用注册机先对已经培训过的人员和允许下井的人员进行身份注册，建立相对应的身份数据库，该数据库与虹膜识别仪联网，保持二者数据库的一致性。虹膜识别仪放置于井口，和对应的放行通道、声光报

11、警装置共同组成拦截系统，当虹膜识别仪识别下井人员信息，与数据库进行比对，一旦发现该人员信息不匹配，则声光报警，提醒工作人员，此人有嫌疑，需要进一步甄别。反之如果识别成功，则显示绿色箭头提示可以放行，下井人员走进通道，三棍闸放行。二、系统登录设计在此窗口中输入用户名，并输入相应的密码（初次使用用户名为system,密码为123）输入完毕后，单击登录按钮以示确认；如果放弃，则单击取消按钮即可。界面如下图：三、虹膜登记单击员工信息，点击“增加”，输入员工信息完毕后点击“虹膜采集”，然后再弹出窗口点击“虹膜采集”，即触发采集器。如图：点击“虹膜管理”，在弹出窗口中点击“开始考勤”，即进入考勤状态。四、

12、系统功能本系统由系统管理、人事管理、考勤数据处理、异常处理、系统报表、系统维护等七个模块。五、人事管理在人事定义模块中有档案资料、考勤资料部门的添加、修改、删除如果要对部门进行增、删、改操作，先展开部门树形框，选择要操作的部门名称，然后单击窗休左下第二章 系统的硬件设计2.1矿用隔爆型虹膜识别仪概述矿用隔爆型虹膜识别仪依靠先进的生物认证技术利用虹膜纹理来识别身份的仪器，适用于煤矿井下含有爆炸性气体和煤尘混合物的环境中。主要用于煤矿井下人员考勤记录，为煤矿井下人员的考勤信息及人员工作管理数据的记录提供了良好的技术支持。2.1.1主要用途和适用范围1）适用范围 矿用隔爆型虹膜识别仪（以下简称虹膜仪

13、）按GB3836-2000 <<爆炸性环境用防爆电气设备通用要求>>及QB/AL011-2010企业标准矿用隔爆型虹膜识别仪设计制造,外壳采用全钢质结构,防护能力强,防护等级达IP54级,可用于有甲烷或瓦斯及煤尘爆炸性气体环境的场所。2）主要用途：1、煤矿井下人员的考勤；2、煤矿井下人员工作信息的记录；2.1.2 防爆型式矿用隔爆型，防爆标志为“ExdI”2.1.3 环境条件1） 工作条件：a） 环境温度：040；b） 湿度：95%；c） 大气压力：80kPa106kPa；e） 无显著振动和冲击场合；f） 在具有甲烷和煤尘爆炸性气体混合物的危险场所，但无蒸汽或破坏金属和

14、绝缘材料的腐蚀性气体的场所。2） 储运环境：a) 高温：+60；b) 低温：-40；c) 湿度：95%；d) 振动：20m/s2；e) 冲击：300m/s2。2.1.4主要电气性能指标1）电源条件a)工作电压：交流127v，50Hz；b)工作电流： 300 mA；2）技术参数1、以太网电端口a)端口数量：1路；b)传输方式：全双工TCP/IP协议；c) 传输速率：10/100Mbps自适应；d) 信号工作电压峰峰值：1V5V。2、 光端口a) 端口数量：1路；b)光纤波长：1310nm(单模)；c) 传输速率：100Mbps；d) 输出光功率：-3dBm-10dBm；e)接收灵敏度：-42dB

15、m；f) 衰减系数：0.4dBm/km；g) 最大传输距离：20km；h)漏检率：1%。3、 基本功能a)识别仪对已成功注册的人眼虹膜能正确识别，对未注册的人眼虹膜不能识别通过。b)通过以太网传输并储存人员虹膜识别信息和记录。c)识别仪具有“重试”、“通过”、“位置合适”、“靠近”、“远离”、“睁大眼睛”指示灯指示功能。2.1.5重量：重量：约40kg2.1.6视窗说明图4 “目视位置”窗口是用户与虹膜仪双眼正视位置； “位置合适”指示灯闪烁指示用户保持位置，等待识别或注册；“成功”指示灯闪烁提示用户识别完成或注册完成。“重试” 指示用户识别失败重新识别。如（图4）所示。2.2 柜式地面虹膜识

16、别仪柜式虹膜机组成（全套包括机柜，虹膜机，系统软件，触摸屏，电脑，功放音箱）详细参数技术参数接口USB2.0高速工作温度-20-42使用方式柜式眼睛角度俯仰旋转45°注册时间3s环境湿度0%-85%识别时间1s操作提示语音向导光学引导工作距离130-190mm工作电压DC+5V环境光强0-1000Lux虹膜尺寸120mm×75mm×65mm虹膜采集图像大小1536×2048虹膜包装尺寸243mm×204mm×103mm虹膜机净重035Kg虹膜毛重065Kg峰值电流400mA照明方式红外照明符合ANSI/IEC安全标准精确度FAR0.0

17、0005% FRR0.1%符合标准国际标准ISO/IEC19794-6:2005触摸屏17方屏机柜尺寸630mm×430mm×1680mm机柜重量23Kg工控机主机配置主板：微星G31，CPU：Intel 2.8，内存：金士盾2G硬盘：ST 250G，电源：ATX+300，光电鼠标：套装2.3 虹膜识别虹膜注册机USB接口，带电源适配器。2.3.1用户双手或者单手握住采集器，保持姿势与采集器的稳定2.3.2用户注视图像采集窗口，靠近采集窗口时，会看到自己的眼睛镜像（左眼或者右眼），稍微调整头部位置，以使眼睛的镜像位于采集窗口的圆形中央，如下图所示 正确采集位置2.3.3用户

18、由远及近移动头部（保持自己的眼睛在图形框中央），同时听到声音提示，根据声音提示来调整头部，当达到适当位置时，就会采集成功（或识别成功）同时有语音提示，这时用户就可以离开，完成本次操作2.4服务器根据客户需要，架构远程客户端服务器，方便办公中心随时查询汇总。服务器的选择根据客户需求可进行更改，我公司根据各品牌的稳定性和各方面的性能优劣综合实际情况提出建议。2.5系统拓扑图总共3套虹膜识别仪、3套对应放行杆、3套声光报警系统，详细见后面系统配置表。网络信息中心打印输出设备虹膜注册机数据库服务器应用服务器声光报警器互联网络内网或专网地面井口虹膜识别仪2地面井口虹膜识别仪1 井口阻挡模块1 井口阻挡模块2上图为在不同场