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指纹电子锁的设计与实现
来源: | 作者:cqlbwzns | 发布时间: 2018-11-27 | 459 次浏览 | 分享到:
  指纹具有唯一性和方便性,指纹锁的安全性能高且只需接触指纹传感器约0.5~1.0 s就能实现开锁功能,方便快捷。随着指纹技术和半导体技术的发展,指纹锁已经被广泛应用到军事、保密等机构,笔者设计了一款价格低、性能高的指纹锁,特别适用于百姓家庭和现代化办公室。
  重庆指纹锁系统通过指纹传感器采集指纹
  指纹具有唯一性和方便性,指纹锁的安全性能高且只需接触指纹传感器约0.5~1.0 s就能实现开锁功能,方便快捷。随着指纹技术和半导体技术的发展,指纹锁已经被广泛应用到军事、保密等机构,笔者设计了一款价格低、性能高的指纹锁,特别适用于百姓家庭和现代化办公室。
  重庆指纹锁系统通过指纹传感器采集指纹,以专用指纹识别集成电路TFS9064芯片为核心,结合89C52单片机来进行指纹识别和锁头控制。该系统具有按键输入和液晶显示输出功能,通过TFS9064进行指纹的识别,单片机控制驱动电机的正反转,推动门锁上的锁舌进出,实现门锁的开、关以及指纹锁的全部功能。
  指纹识别首先进行指纹图像采集,然后进行预处理和特征提取,建立数据库。将待识别的指纹与数据库中的指纹特征进行匹配,若匹配成功,则锁头打开。
  图像预处理步骤分为图像的归一化、方向图计算、图像增强、图像二值化和图像细化[2]。
  指纹特征分为3类:全局特征、局部特征和局部全局特征。特征提取把指纹图像的纹线走向、纹线断点、交叉点等用数值的形式表示,充分体现了指纹唯一性的特征[3]。通常指纹特征可以分为两类:细节点和单独点。细节点用来匹配指纹图像;单独点包括中心点和三角点。
  指纹匹配的方法有很多,包括基于图像的匹配、脊模式匹配、细节点匹配,以及基于图形的匹配[4]。指纹细节点具有唯一性和稳定性,且表达方式简单,因此绝大多数指纹匹配算法是基于指纹细节点的匹配[5]。
  该系统采用双CPU设计,主要由以下几部分构成:指纹传感器、指纹处理器、主控制器、人机交互模块以及锁头执行模块。指纹处理芯片TFS9064为整个系统的核心部分。
  指纹传感器选用ATW300采集指纹图像;指纹处理器选用TFS9064芯片作为指纹信息的处理芯片;主控制器选择STC89C52单片机。人机交互模块采用一般按键和液晶显示器LCD12864;锁头执行模块在89C52的控制下,完成对锁舌进出的准确控制,实现门锁的基本功能。
  (2)指纹采集与识别模块。图3为指纹的采集与识别模块。指纹传感器ATW300通过指纹处理器TFS9064对指纹进行采集,TFS9064内部有FMCU8KB嵌入式微控制器、FID116KMG指纹识别处理模块、32可编程接口及SPI/FLASH接口[6]。TFS9064通过 SPI接口与指纹传感器连接。为了扩大指纹识别库的容量,系统采用AT26DF161,外扩了64 k的FLASH。
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