蓝牙指纹实现方法、装置、指纹采集设备及存储介质

技术领域

本发明涉及安全技术领域，尤其涉及一种蓝牙指纹实现方法、装置、指纹采集设备及存储介质。

背景技术

指纹识别是一种理想的安全认证技术。但是当前的指纹采集设备一般与电脑端通过USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）进行物理通信连接，因此通信距离有限。而且，与电脑端连接的指纹采集设备一般只负责指纹采集，将采集到的指纹图像上传至电脑端，由电脑端对指纹图像进行预处理、特征提取、比对等操作获得指纹信息，因此指纹信息有可能在通信过程中被泄露，难以保证指纹信息的和安全性。

发明内容

本发明提供一种蓝牙指纹实现方法、装置、指纹采集设备及存储介质，旨在扩大指纹通信距离，并增强指纹信息的安全性。

为实现上述目的，本发明提供一种蓝牙指纹实现方法，所述方法应用于指纹采集设备，所述指纹采集设备与电脑端通过蓝牙连接，所述方法包括：

接收所述电脑端发送的指纹录入请求，基于所述指纹录入请求采集用户预存指纹；

接收所述电脑端发送的指纹验证请求，基于所述指纹验证请求采集用户验证指纹；

将所述用户验证指纹与所述用户预存指纹进行对比，将验证结果封装成蓝牙结果报文，并所述加密蓝牙报文返回给所述电脑端。

可选地，所述指纹采集设备包括蓝牙微控制单元和指纹传感器；

所述蓝牙微控制单元与所述指纹传感器通过多个预设串行外设接口SPI进行通信。

可选地，所述指纹采集设备2与电脑端间包括多个人机接口设备HID通道，所述HID通道包括HID请求输出通道、HID响应输入通道、HID事件输入通道和HID特征传输通道。

可选地，所述接收所述电脑端发送的指纹录入请求，基于所述指纹录入请求采集用户预存指纹，包括：

接收所述电脑端发送的指纹录入请求，将所述指纹录入请求加密并封装成蓝牙指纹采集报文，将所述蓝牙指纹采集报文通过蓝牙连接发送至蓝牙微控制单元；

所述蓝牙微控制单元将所述蓝牙指纹采集报文转换为SPI指纹采集报文，并通过所述SPI将所述SPI指纹采集报文发送至所述指纹传感器；

所述指纹传感器解密所述SPI指纹采集报文并进入指纹采集状态，采集并存储用户预存指纹。

可选地，所述接收所述电脑端发送的指纹验证请求，基于所述指纹验证请求采集用户验证指纹，包括：

接收所述电脑端发送的指纹验证请求，将所述指纹验证请求加密封装成蓝牙指纹验证报文，并将所述蓝牙指纹验证报文发送至所述蓝牙微控制单元；

所述蓝牙微控制单元将所述蓝牙指纹验证报文转换为SPI指纹验证报文，并将所述SPI指纹验证报文发送至所述指纹传感器；

所述指纹传感器解密所述SPI指纹验证报文，进入指纹采集状态，采集并保存用户验证指纹，以供将所述用户验证指纹与用户预存指纹进行对比。

可选地，所述将所述用户验证指纹与所述用户预存指纹进行对比，将验证结果封装成蓝牙结果报文，并所述加密蓝牙报文返回给所述电脑端，之后还包括：

接收所述指纹传感器上传的所述指纹图像的动作信息，所述动作信息包括点击、滑动、长按中的一个；

将所述动作信息增加至所述指纹信息，以供所述电脑端根据所述指纹信息中的动作信息执行相应的操作。

可选地，所述将所述用户验证指纹与所述用户预存指纹进行对比，将验证结果封装成蓝牙结果报文，并所述加密蓝牙报文返回给所述电脑端，包括：

计算所述用户验证指纹与一个或多个预存用户指纹的相似度，获得一个或多个待比较相似度；

将所述待比较相似度与相似度阈值进行比较，若一个或多个所述待比较相似度中的存在大于或等于相似度阈值的待比较相似度，则判定验证通过，生成验证通过的蓝牙验证通过报文，将所述蓝牙验证通过报文加密后返回给所述电脑端；

若验证未通过，则获取预存的验证未通过提示蓝牙报文，将所述提示蓝牙报文通过所述蓝牙连接返回给所述电脑端。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种蓝牙指纹实现装置，所述蓝牙指纹实现装置包括：

录入模块，用于接收所述电脑端发送的指纹录入请求，基于所述指纹录入请求采集用户预存指纹；

采集模块，用于接收所述电脑端发送的指纹验证请求，基于所述指纹验证请求采集用户验证指纹；

对比模块，用于将所述用户验证指纹与所述用户预存指纹进行对比，将验证结果封装成蓝牙结果报文，并所述加密蓝牙报文返回给所述电脑端。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种指纹采集设备，所述指纹采集设备设备包括指纹传感器、蓝牙微控制单元，存储器以及存储在所述存储器中的蓝牙指纹实现程序，所述蓝牙指纹实现程序被所述蓝牙微控制单元运行时，实现如上所述的蓝牙指纹实现方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有蓝牙指纹实现程序，所述蓝牙指纹实现程序被蓝牙微控制单元运行时实现如上所述蓝牙指纹实现方法的步骤。

相比现有技术，本发明提供一种蓝牙指纹实现方法装置、指纹采集设备及存储介质，所述方法应用于指纹采集设备，所述指纹采集设备与电脑端通过蓝牙连接，所述方法包括：接收所述电脑端发送的指纹录入请求，基于所述指纹录入请求采集用户预存指纹；接收所述电脑端发送的指纹验证请求，基于所述指纹验证请求采集用户验证指纹；将所述用户验证指纹与所述用户预存指纹进行对比，将验证结果封装成蓝牙结果报文，并所述加密蓝牙报文返回给所述电脑端。由此，在接收到电脑端发送的指纹录入请求后采集指纹信息，并在所述指纹信息通过验证后将指纹信息转换成蓝牙报文，将蓝牙报文返回至电脑端，因此通过蓝牙建立通信连接，并直接由指纹采集设备采集指纹信息，仅向电脑端返回蓝牙报文，而不需要在通信中传输指纹信息，扩大了指纹通信距离，并增强了指纹信息的安全性。

附图说明

图1是本发明各实施例涉及的蓝牙指纹设备的硬件结构示意图；

图2是本发明蓝牙指纹实现方法第一实施例的流程示意图；

图3是本发明蓝牙指纹实现方法第一实施例涉及的蓝牙指纹设备的通信交互示意图；

图4是本发明蓝牙指纹实现装置第一实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例主要涉及的指纹采集设备是指能够实现网络连接的网络连接设备。

参照图1，图1是本发明各实施例涉及的指纹采集设备的硬件结构示意图。本发明实施例中，指纹采集设备可以包括指纹传感器1000、蓝牙微控制单元1001，通信总线1002，输入端口1003，输出端口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；输入端口1003用于数据输入；输出端口1004用于数据输出，存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器（non-volatile memory），例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述蓝牙微控制单元1001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

继续参照图1，图1中作为一种可读存储介质的存储器1005可以包括操作系统、网络通信模块、应用程序模块以及蓝牙指纹实现程序。在图1中，网络通信模块主要用于连接服务器，与服务器进行数据通信；而蓝牙微控制单元1001可以调用存储器1005中存储的蓝牙指纹实现程序，并执行本发明实施例提供的蓝牙指纹实现方法。

本发明实施例提供了一种蓝牙指纹实现方法。

参照图2，图2是本发明蓝牙指纹实现方法第一实施例的流程示意图。

如图2所示，所述蓝牙指纹实现方法应用于指纹采集设备，所述方法包括：

步骤S101：接收所述电脑端发送的指纹录入请求，基于所述指纹录入请求采集用户预存指纹；

步骤S102：接收所述电脑端发送的指纹验证请求，基于所述指纹验证请求采集用户验证指纹；

步骤S103：将所述用户验证指纹与所述用户预存指纹进行对比，将验证结果封装成蓝牙结果报文，并所述加密蓝牙报文返回给所述电脑端。

本实施例中，所述指纹采集设备包括具有指纹采集功能的智能笔、鼠标、键盘等。一般地，本实施例中所述智能笔是指智能触控电容笔，拥有压力传感器，可以根据压力进行不同程度的绘画和涂色，用于在平板、电脑、手机等的显示屏上进行书写。此外，所述智能笔还增设了指纹采集设备，所述指纹采集设备还包括蓝牙微控制单元和指纹传感器，其中，所述蓝牙微控制单元内置在所述智能笔内腔，所述指纹传感器可以设置在所述智能笔的外壳也可以设置在所述智能笔的一端，可以理解的，所述指纹传感器设置在远离笔尖的那一端。

参照图3，图3是本发明蓝牙指纹实现方法第一实施例涉及的蓝牙指纹设备的通信交互示意图；如图3所示，所述指纹采集设备包括蓝牙微控制单元（Bluetooth MicroController Unit, BLE_MCU）和指纹传感器（fingerprint sensor，PFS）；其中所述指纹传感器属于光学指纹传感器，是半导体指纹传感器一种，是实现指纹自动采集的关键器件。

所述蓝牙微控制单元与所述指纹传感器通过多个SPI（Serial PeripheralInterface，预设串行外设接口）进行通信。使用SPI承载蓝牙微处理单元和指纹芯片间的通信数据，而这个通信数据按照自定义的协议格式，将指纹端划分为：状态端点接口（endpoint status interface）、输出端点接口（endpoint output interface）和输入端点接口（endpoint input interface）。其中，所述状态端点接口用于传输所述指纹传感器的传感器状态，所述传感器状态包括上电状态、准备采集状态、正在采集状态、休眠状态等；所述蓝牙微控制单元通过所述输出端点接口向所述指纹传感器发送指纹采集指令；所述指纹传感器通过所述输入端点接口向所述蓝牙微控制单元返回采集到的指纹图像。

继续参照图3，所述指纹采集设备与电脑端间包括多个HID通道，所述HID通道包括人机接口设备HID（人机接口设备，human inter face Devices）请求输出通道（HID outputreport channel）、HID响应输入通道（HID iutput reply channel）、HID事件输入通道(HIDiutput event channel)和HID特征传输通道(HID feature report channel)。本实施例中，所述HID请求输出通道用于将电脑端的请求发送至所述蓝牙微处理单元，所述HID响应输入通道用于将所述蓝牙微处理单元的响应报文传输至所述电脑端，所述HID事件输入通道用于将所述电脑端触发的请求事件发送至所述蓝牙微处理单元；HID特征传输通道用于将所述蓝牙微处理单元获得的蓝牙报文发送至所述电脑端。

所述指纹采集设备预与电脑端建立蓝牙连接。

具体地，所述步骤S101:接收所述电脑端发送的指纹录入请求，基于所述指纹录入请求采集用户预存指纹，包括：

接收所述电脑端发送的指纹录入请求，将所述指纹录入请求加密并封装成蓝牙指纹采集报文，将所述蓝牙指纹采集报文通过蓝牙连接发送至蓝牙微控制单元；过所述蓝牙微控制单元从所述HID请求输出通道接收所述电脑端发送的指纹录入请求。用户通过操作系统（如Windows）触发指纹录入操作后，电脑端生成对应的指纹录入请求的，所述指纹传感器接收到所述电脑端操作系统下发的指纹录入请求，将该指纹录取请求进行加密，并封装成基于蓝牙的蓝牙指纹采集报文，然后通过蓝牙连接发送出去。

所述蓝牙微控制单元将所述蓝牙指纹采集报文转换为SPI指纹采集报文，并通过所述SPI将所述SPI指纹采集报文发送至所述指纹传感器；蓝牙微控制单元接收到该蓝牙指纹采集报文后，将所述蓝牙指纹采集报文转换为发送给SPI的SPI指纹采集报文，并通过SPI发送给指纹传感器。

所述指纹传感器解密所述SPI指纹采集报文并进入指纹采集状态，采集并存储用户预存指纹。所述指纹传感器收到该指令报文后，将其解密，获得所述指令采集报文，以供指纹传感器进入指纹采集状态，等待用户将手指放上去。用户将手指放上去后，指纹传感器，检测到用户手指放上，开始扫描采集用户指纹，并根据指纹传感器采集到的特征比重，判断指纹录入进度（百分比），并将该进度通过SPI和蓝牙发送至所述电脑端，方便所述电脑端将录入进度更新到显示界面上。指纹传感器持续指纹采集状态，直至指纹采集完毕，将采集到的指纹标记为用户预存指纹。并将用户预存指纹存储到指纹传感器内部的加密存储区中，并返回录入完成的消息给所述电脑端。

当获得所述用户预存指纹后，执行所述步骤S102：接收所述电脑端发送的指纹验证请求，基于所述指纹验证请求采集用户验证指纹；

具体地，所述步骤S102包括：接收所述电脑端发送的指纹验证请求，将所述指纹验证请求加密封装成蓝牙指纹验证报文，并将所述蓝牙指纹验证报文发送至所述蓝牙微控制单元；在电脑端的操作系统要用到指纹身份认证时（如指纹登录、指纹加解密文件），电脑端中的指纹驱动会收到来自操作系统的指令，并将其加密后封装成蓝牙指令报文，发送到蓝牙MCU。

所述蓝牙微控制单元将所述蓝牙指纹验证报文转换为SPI指纹验证报文，并将所述SPI指纹验证报文发送至所述指纹传感器；

所述指纹传感器解密所述SPI指纹验证报文，进入指纹采集状态，采集并保存用户验证指纹，以供将所述用户验证指纹与用户预存指纹进行对比。指纹传感器收到该指令报文后，将其解密，获得指纹验证报文，遂进入指纹采集状态，等待用户手指放上去，用户将手指放上去后，指纹传感器检测到用户手指放上，开始扫描采集指纹，并将采集到的指纹标记为用户验证指纹，将所述用户验证指纹与预存用户指纹进行对比，并返回匹配成功与否的结果到电脑端。

通过所述指纹采集器中的指纹芯片对所述指纹图像进行信息提取，获得对应的指纹信息。具体地，通过所述指纹芯片按预设流程对所述指纹图像进行预处理，获得细化指纹图像；基于特征提取算法对所述细化指纹图像进行特征提取，获得特征点参数，并将所述特征点参数标记为指纹信息。本实施例中，所述指纹芯片用于执行采集指纹、指纹匹配等任务。

所述将所述用户验证指纹与所述用户预存指纹进行对比，将验证结果封装成蓝牙结果报文，并所述加密蓝牙报文返回给所述电脑端，包括：

计算所述用户验证指纹与一个或多个预存用户指纹的相似度，获得一个或多个待比较相似度；所述蓝牙微控制单元预先保存所述指纹传感器采集到的一个或多个预测指纹信息，所述预存指纹信息是通过身份验证的合法指纹信息。当获取到指纹信息后，则计算所述指纹信息与与一个或多个预存指纹信息的相似度，获得多个目标相似度。

将所述待比较相似度与相似度阈值进行比较，若一个或多个所述待比较相似度中的存在大于或等于相似度阈值的待比较相似度，则判定所述指纹信息验证通过，生成验证通过的蓝牙验证通过报文，将所述蓝牙验证通过报文加密后返回给所述电脑端；若验证未通过，则获取预存的验证未通过提示蓝牙报文，将所述提示蓝牙报文通过所述蓝牙连接返回给所述电脑端。由此，在所述指纹采集设备上对所述指纹图像进行处理，不需要将指纹信息传输至电脑端，只需要上传所述指纹信息对应的报文，不会导致指纹信息的泄露。

由此，在指纹录入和指纹匹配阶段，指纹数据都不会离开指纹传感器，不会通过蓝牙传输指纹数据，因此特别安全。另外，即使传输的是否指纹数据，指令数据也是加密过的，因此也很安全。再者，蓝牙链路也是有一定加密的。

整个指令传输交互期间，由于指纹采集或验证指令是加密的，因此蓝牙微控制单元也不清楚传输的是什么。蓝牙微控制单元只知道将蓝牙指令报文按照规则转换成对应的SPI指令报文。反向，将SPI指令报文按照既定的规则转换成蓝牙指令报文。

进一步地，所述将所述用户验证指纹与所述用户预存指纹进行对比，将验证结果封装成蓝牙结果报文，并所述加密蓝牙报文返回给所述电脑端，之后还包括：

接收所述指纹传感器上传的所述指纹图像的动作信息，所述动作信息包括点击、滑动、长按中的一个；将所述动作信息增加至所述指纹信息，以供所述电脑端根据所述指纹信息中的动作信息执行相应的操作。当所述指纹采集设备与电脑端连接后，通过所述指纹传感器采集动作信息，可以实现类似于鼠标的控制功能。可以理解地，所述电脑端预先存储有动作信息与操作的映射关系表，例如当所述动作信息为点击时，则所述操作为确定操作；当所述动作信息为长按时，则所述操作为选中操作；当所述动作信息为滑动时，则所述操作为拖动。如此基于所述指纹采集设备实现动作控制。

本实施例通过上述方案，接收所述电脑端发送的指纹录入请求，基于所述指纹录入请求采集用户预存指纹；接收所述电脑端发送的指纹验证请求，基于所述指纹验证请求采集用户验证指纹；将所述用户验证指纹与所述用户预存指纹进行对比，将验证结果封装成蓝牙结果报文，并所述加密蓝牙报文返回给所述电脑端，因此通过蓝牙建立通信连接，并直接由指纹采集设备采集指纹信息，仅向电脑端返回蓝牙报文，而不需要在通信中传输指纹信息，扩大了指纹通信距离，并增强了指纹信息的安全性。

此外，本实施例还提供一种蓝牙指纹实现装置。参照图3，图3为本发明蓝牙指纹实现装置第一实施例的功能模块示意图。

本实施例中，所述蓝牙指纹实现装置为虚拟装置，存储于图1所示的蓝牙指纹实现设备的存储器1005中，以实现蓝牙指纹实现程序的所有功能：用于接收所述电脑端发送的指纹录入请求，基于所述指纹录入请求采集用户预存指纹；用于接收所述电脑端发送的指纹验证请求，基于所述指纹验证请求采集用户验证指纹；

用于将所述用户验证指纹与所述用户预存指纹进行对比，将验证结果封装成蓝牙结果报文，并所述加密蓝牙报文返回给所述电脑端。

具体地，所述蓝牙指纹实现装置包括：

录入模块10，用于接收所述电脑端发送的指纹录入请求，基于所述指纹录入请求采集用户预存指纹；

采集模块20，用于接收所述电脑端发送的指纹验证请求，基于所述指纹验证请求采集用户验证指纹；

对比模块30，用于将所述用户验证指纹与所述用户预存指纹进行对比，将验证结果封装成蓝牙结果报文，并所述加密蓝牙报文返回给所述电脑端。

进一步地，所述指纹采集设备包括蓝牙微控制单元和指纹传感器；

所述蓝牙微控制单元与所述指纹传感器通过多个预设串行外设接口SPI进行通信。

进一步地，所述指纹采集设备与电脑端间包括多个人机接口设备HID通道，所述HID通道包括HID请求输出通道、HID响应输入通道、HID事件输入通道和HID特征传输通道。

进一步地，所述录入模块还用于：

接收所述电脑端发送的指纹录入请求，将所述指纹录入请求加密并封装成蓝牙指纹采集报文，将所述蓝牙指纹采集报文通过蓝牙连接发送至蓝牙微控制单元；

所述蓝牙微控制单元将所述蓝牙指纹采集报文转换为SPI指纹采集报文，并通过所述SPI将所述SPI指纹采集报文发送至所述指纹传感器；

所述指纹传感器解密所述SPI指纹采集报文并进入指纹采集状态，采集并存储用户预存指纹。

进一步地，所述采集模块还用于：

接收所述电脑端发送的指纹验证请求，将所述指纹验证请求加密封装成蓝牙指纹验证报文，并将所述蓝牙指纹验证报文发送至所述蓝牙微控制单元；

所述蓝牙微控制单元将所述蓝牙指纹验证报文转换为SPI指纹验证报文，并将所述SPI指纹验证报文发送至所述指纹传感器；

所述指纹传感器解密所述SPI指纹验证报文，进入指纹采集状态，采集并保存用户验证指纹，以供将所述用户验证指纹与用户预存指纹进行对比。

进一步地，所述对比模块还用于：

接收所述指纹传感器上传的所述指纹图像的动作信息，所述动作信息包括点击、滑动、长按中的一个；

将所述动作信息增加至所述指纹信息，以供所述电脑端根据所述指纹信息中的动作信息执行相应的操作。

进一步地，所述对比模块还用于：

计算所述用户验证指纹与一个或多个预存用户指纹的相似度，获得一个或多个待比较相似度；

将所述待比较相似度与相似度阈值进行比较，若一个或多个所述待比较相似度中的存在大于或等于相似度阈值的待比较相似度，则判定验证通过，生成验证通过的蓝牙验证通过报文，将所述蓝牙验证通过报文加密后返回给所述电脑端；

若验证未通过，则获取预存的验证未通过提示蓝牙报文，将所述提示蓝牙报文通过所述蓝牙连接返回给所述电脑端。

此外，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有蓝牙指纹实现程序，所述蓝牙指纹实现程序被蓝牙微控制单元运行时实现如上所述蓝牙指纹实现方法的步骤，此处不再赘述。

相比现有技术，本发明提供一种蓝牙指纹实现方法装置、指纹采集设备及存储介质，所述方法应用于指纹采集设备，所述指纹采集设备与电脑端通过蓝牙连接，所述方法包括：接收所述电脑端发送的指纹录入请求，基于所述指纹录入请求采集用户预存指纹；接收所述电脑端发送的指纹验证请求，基于所述指纹验证请求采集用户验证指纹；将所述用户验证指纹与所述用户预存指纹进行对比，将验证结果封装成蓝牙结果报文，并所述加密蓝牙报文返回给所述电脑端。由此，在接收到电脑端发送的指纹录入请求后采集指纹信息，并在所述指纹信息通过验证后将指纹信息转换成蓝牙报文，将蓝牙报文返回至电脑端，因此通过蓝牙建立通信连接，并直接由指纹采集设备采集指纹信息，仅向电脑端返回蓝牙报文，而不需要在通信中传输指纹信息，扩大了指纹通信距离，并增强了指纹信息的安全性。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。