基于單片機的指紋識別電子密碼鎖系統(tǒng)的設(shè)計

楊淑裕 鄢艷紅

摘要：提供一基于51系列單片機的指紋識別電子密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)由STC89C52RC單片機為主控芯片、AS608指紋識別模塊、矩陣鍵盤模塊、LCD12864顯示模塊以及報警模塊等組成。系統(tǒng)實現(xiàn)了指紋錄入功能、指紋密碼解鎖和刪除功能，以及通過按鍵重設(shè)密碼等功能，達到了指紋識別系統(tǒng)設(shè)計的有效性和可靠性，方便安全。

關(guān)鍵詞：單片機;指紋識別;AS608;矩陣鍵盤;門禁系統(tǒng)

中圖分類號：TP39? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）15-0228-03

Abstract： This paper provides design of a fingerprint identification electronic password lock system based on a 51 series single-chip microcomputer. The system consists of STC89C52RC single chip microcomputer as the main control chip， AS608 fingerprint recognition module， matrix keyboard module， LCD12864 display module and alarm module. The system realizes fingerprint entry function， fingerprint password unlocking and deleting function， and password resetting function by pressing keys， which achieves the effectiveness and reliability of fingerprint identification system design， and is convenient and safe.

Key words： single chip microcomputer; Fingerprint recognition; AS608; Matrix keyboard; Access control system

隨著時代的發(fā)展，在個人身份驗證領(lǐng)域，有了新的選擇——生物識別技術(shù)，利用純天然信息——指紋，其具有的唯一性、廣泛性和終身不變性設(shè)計指紋識別系統(tǒng)，其具有簡單和便利的優(yōu)勢，識別精度高。用指紋鎖替代傳統(tǒng)鎖具，設(shè)計一款使用指紋識別系統(tǒng)進行解鎖的鎖具，為工作和生活提供更加安全、便利的體驗。

1系統(tǒng)總體方案設(shè)計

系統(tǒng)以單片機STC89C52RC為核心進行控制，與各個模塊通信交互。硬件系統(tǒng)主要由主控電路模塊、AS608指紋識別模塊、矩陣鍵盤模塊、LCD12864顯示模塊、AT24C02存儲模塊、繼電器驅(qū)動模塊以及報警模塊組成。硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖及硬件電路設(shè)計原理圖分別如圖1、圖2所示。

本系統(tǒng)設(shè)計主控電路模塊選擇STC89C52單片機作為核心處理器，主要起到輸出時鐘信號，控制系統(tǒng)程序的存儲與執(zhí)行作用。AS608指紋識別模塊具有指紋圖像處理、模板提取、匹配、存儲，指紋搜索的功能，數(shù)據(jù)發(fā)送腳（2腳TD）連接單片機的數(shù)據(jù)接收端（RXD）;數(shù)據(jù)接收腳（3腳RD）連接單片機的數(shù)據(jù)發(fā)送端（TXD），完成指紋的識別。系統(tǒng)通過按鍵模塊采集按鍵信息確認當前工作要求，通過顯示模塊顯示當前的狀態(tài)，可通過按鍵設(shè)置管理密碼，并對指紋識別系統(tǒng)進行識別，對輸入密碼和指紋密碼不正確的情況下，系統(tǒng)會給予蜂鳴器鳴叫和LED燈閃爍報警提示。

2 軟件設(shè)計

本系統(tǒng)設(shè)計應用的編程是德國Keil Software公司推出的一款軟件開發(fā)環(huán)境KeilVision4版本，與51系列單片機兼容，支持單片機C51程序設(shè)計語言。

本設(shè)計有兩種解鎖方式，一種是指紋解鎖，一種是按鍵解鎖。在指紋解鎖模式下，可存入10個指紋，程序在獲得用戶的指紋圖像后要與之前FLASH中存入的指紋數(shù)據(jù)對比，比對成功則解鎖門禁系統(tǒng)，反之界面提示“無效指紋”，蜂鳴器鳴叫三聲，指紋解鎖失敗，此時用戶可使用六位按鍵密碼解鎖或者直接退出;在按鍵解鎖模式下，通過矩陣鍵盤輸入六位按鍵密碼，與保存到AT24C02的數(shù)據(jù)對比，對比成功則解鎖，反之則不解鎖，并顯示當前狀態(tài)?？傮w軟件主程序流程圖如圖3所示。

單片機會向指紋識別模塊發(fā)送執(zhí)行指紋采集的命令，在指紋識別模塊收到指令后，開始執(zhí)行采集指紋數(shù)據(jù)的命令，隨后將采集到的新指紋數(shù)據(jù)反饋給單片機。而單片機根據(jù)返回的代碼判斷指紋是否采集成功，并在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)讀出對應的指紋數(shù)據(jù)。指紋識別模塊先切換到識別模式，然后連續(xù)探測采集頭上是否有指紋，在掃描到指紋后，與指紋庫的指紋比對。比對成功，就讀出指紋對應編號，指紋識別流程如圖4所示。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)上電進行初始化，界面顯示由上至下為“指紋密碼鎖”“編號”“狀態(tài)”。如圖5所示。

指紋錄入和刪除指紋界面如圖6、7所示。按下鍵盤功能鍵，進入“錄入指紋”界面，ASS608指紋采集頭閃爍藍色燈光，輸入指紋編號為001，將手指輕放指紋采集頭，采集完畢，指紋采集頭光滅，松開手指，再完成第二次采集后，頁面接著提示“錄入成功”。

系統(tǒng)上電初始化，輸入正確的六位管理密碼后，黃色LED燈閃爍，電磁鎖打開。進入管理系統(tǒng)界面，按下功能鍵進入到“修改密碼”部分，再次按下確認鍵，根據(jù)頁面“請輸入新密碼”“請再次輸入新密碼”進行操作，界面提示密碼修改成功。當指紋無效或指紋識別不匹配時，會產(chǎn)生蜂鳴器鳴叫和LED燈閃爍報警。界面如圖8、9所示。

4總結(jié)

本文設(shè)計了一基于51單片機的指紋識別電子密碼鎖系統(tǒng)，系統(tǒng)實現(xiàn)了指紋錄入功能、指紋密碼解鎖和刪除功能以及通過按鍵重置6位密碼功能，達到了指紋識別系統(tǒng)設(shè)計的有效性和可靠性，方便安全。

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【通聯(lián)編輯：梁書】