基于多人指纹识别家用保险柜控制系统设计.doc

1、基于指纹识别家用保险柜控制系统这是一款基于指纹识别的家用保险柜的设计，系统中采用了双指纹识别。什么是双指纹识别，这里指的是，两个用户甲、乙两人各自一个指纹。问：这里为什么要采用两个指纹？答：因为这款保险柜主要用于一些公共财产的保存，只有当甲、乙两个用户都同意的情况下，才能动用公共财产，避免一些因单方面原因，造成的财产损失和矛盾。系统的工作，主要分为注册、使用、注销。下面，进行具体说明。注册上电后（或复位），两个指示灯都在闪烁，此时说明处于无用户状态，此时可以进行用户的注册。首先按下注册键，进入注册模式。此时LED1亮，LED2灭，说明等待用户甲注册。此时用户甲手指放到指纹模块，LED状态发生改

2、变时（或听蜂鸣器提示，两声鸣叫），拿开手指。此时LED1灭，LED2亮，说明等待用户乙注册。此时用户乙手指放到指纹模块，LED状态发生改变时（或听蜂鸣器提示，两声鸣叫），拿开手指。如果成功，则会直接进入使用阶段，LED1会闪烁，LED2亮。使用上电后（或复位），LED1在闪烁，LED2亮。说明此时用户已经注册过，正在等到用户甲验证。此时LED1闪烁，LED2亮，说明等待用户甲验证。此时用户甲手指放到指纹模块，LED状态发生改变时（或听蜂鸣器提示），拿开手指。此时LED1亮，LED2闪烁，说明等待用户乙验证。此时用户乙手指放到指纹模块，LED状态发生改变时（或听蜂鸣器提示），拿开手指。此时LED

3、1亮，LED2亮，电子锁也已经打开。（注意：两个用户，验证顺序不要反了。）此时，只要按下上锁键或断电或复位都可使电子锁重新上锁。注销注销用户，只能在甲、乙两个用户验证过，处在开锁状态时，才允许注销用户。LED1亮，LED2亮，电子锁打开。此时只需按下注销按键，系统就会注销之前的用户信息，回到注册前状态。注：每次操作时，如果长时间无操作，系统会自动掉电，开锁后除外。系统不使用时，可以不上电，一切信息，掉电保存。问一：你知道指纹模块识别工作的原理吗？说明。光学指纹模块：利用光的折摄和反射原理，光从底部射向三棱镜，并经棱镜射出，射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就

4、会不一样。CMOS或者CCD的光学器件就会收集到不同明暗程度的图片信息，就完成指纹的采集。 指纹特征指纹算法从获取的指纹图像中提取的特征，代表了指纹的信息。指纹的存储、比对和搜索等都是通过操作指纹特征来完成的。 指纹处理包含两个过程：指纹登录过程和指纹匹配过程其中指纹匹配分为指纹比对（1:1） 和指纹搜索（1:N）两种方式 。 指纹登录时，对每一枚指纹录入 2 次，将 2 次录入的图像进行处理，合成模板存储于模块中。 指纹匹配时，通过指纹传感器，录入要验证指纹图像并进行处理，然后与模块中的指纹模板进行匹 配比较（若与模块中指定的一个模板进行匹配，称为指纹比对方式，即 1:1 方式；若与多个模板

5、进 行匹配，称为指纹搜索方式，即 1:N 方式） ，模块给出匹配结果（通过或失败） 。 问二：注册一个指纹和识别一个指纹，分别的具体流程？画出流程图，说明。注册流程图使用流程图指纹录入流程图 指纹识别流程图问三：本课题所使用的平台是？对它进行详细的介绍。NUC140VE3CN最高可运行至50MHz外部时钟，具有32K/64K/128K字节内建Flash存储器，4K/8K/16K字节内建SRAM。内建有定时器，看门狗定时器，RTC，PDMA，UART，SPI/SSP，I2C, PWM Timer, GPIO, LIN, CAN, USB 2.0模块，12位ADC，模拟比较器，低电压检测和节电侦测

6、功能。问四：分析介绍，系统中每个器件在其中起到的具体作用。电源模块：为单片机系统提供稳定的电源串口通信模块：可以使单片机和指纹识别模块相互传送命令，完成信息交流Led灯和TFT液晶屏模块：显示当前命令状态按键模块：完成注册，注销和上锁4路继电器：接收高低电平，控制电子锁的开锁和上锁动作指纹识别模块：完成指纹采集，识别和比对等过程资料：指纹识别是用取像设备读取指纹图像，并通过识别软件提取指纹图像中的特征数据，然后根据匹配算法得到的结果来鉴别指纹所有人的身份，这种生物特征识别技术主要涉及指纹图像采集、图像预处理、特征提取、特征匹配等过程。识别时，可由计算机对预存的模板与当前获得的特征数据进行比较，

7、以计算出它们的相似程度，从而得到两幅指纹图像的匹配结果。指纹自动识别系统（AFIS）的简单流程如图1所示。 本课题指纹采集模块使用FM-206。 FM-206 系列光学指纹模块以高性能高速 DSP 处理器 AS601 为核心，结合具有公司自主知识产 权的光学指纹传感器，在无需上位机参与管理的情况下，具有指纹录入、图像处理、指纹比对、搜 索和模板储存等功能的智能型模块。模块通过串行通讯接口，可直接与 3.3V 或者 5V 电源的单片机进行通讯：模块数据发送脚（2 脚 TD）接上位机的数据接收端（RXD） , 模块数据接收脚（3 脚 RD）接上位机的数据发送端（TXD） 。 若需与 RS-232

8、电平（例如：PC 机）的上位机进行通讯，请在模块与上位机之间增加电平转换 电路（例如：MAX232 电路） 。模块默认口令为 0x00000000，若默认口令未被修改，则 USB 通讯时模块不要求验证口令，可 以直接与上位机通讯；若通过 UART 通讯或口令被修改，则上位机与模块通讯的第一个指令必须是 验证口令，只有口令验证通过后，模块才进入正常工作状态，接收其他指令（即串行通信必须先进 行握手信号处理）。口令修改后，新口令保存于 Flash 中，断电依然保存。模块采用 UART 与上位机通讯，对命令、数据、结果的接收和发送，都采用数据包的形式。对 于多字节的，高字节在前低字节在后。指令只能由

9、上位机下发给模块，模块向上位机应答。 模块收到指令后，会通过应答包，将有关命令执行情况与结果上报给上位机。应答包含有参数，并可跟后续数据包。上位机只有在收到模块的应答包后才能确认模块的收包情况与指令执行情况。 应答包的内容包括一个字节的确认码（必须有）和可能有的返回参数。指纹识别系统单片机采用NUC140单片机，它是整个控制器的核心部件。MAX232作为接口芯片用于实现指纹传感器串口的RS-232信号与140串行口的TTL信号的相互转换。电源部分包括DC+5V及保护电路。工作原理：当指纹传感器收到指纹信息，将通过串口给单片机发送命令，单片机同意并接收相应的信息，指纹传感器采集的指纹转换成RGB格式，并且数据传输到单片机，单片机通过存储在EEPROM中的固化程序执行大量的模式识别和图像处理相关计算，当用户的指纹被确认，单片机将命令执行机构动作，开关开。