【文章內容簡介】 器、指紋識別模塊、外圍控制電路組成的。指紋識別模塊中多采用DSP作為處理芯片，外部還擴展了許多存儲器和外圍設備，存在著體積難以進一步減小、制作調試工藝復雜、造價高等問題，這些問題直接限制了指紋識別技術在指紋汽車鎖、指紋槍械、指紋掌上或筆記本電腦、手機等要求嵌入式應用的廣闊領域，極大地影響了這項技術地普及和推廣。（1）指紋識別的起源：指紋身份識別是最古老的防偽技術，現(xiàn)在與計算機技術相結合，已成為身份識別的重要手段。對指紋的研究，最開始屬于生物遺傳學的研究范疇，同時也是人類學研究的課題之一。指紋作為皮膚紋理學研究的三大對象之一，在中國的學術研究領域也有近百年的歷史。中國是世界上公認最早應用指紋識別技術的國家。公元前7000年到6000年以前，在古敘利亞和中國，指紋作為身份鑒別已經開始使用?？脊虐l(fā)現(xiàn)，一些粘土陶器上留有陶藝匠人清晰可見的指紋圖案。 （2）指紋識別的研究與發(fā)展歷程：19世紀初，科學研究發(fā)現(xiàn)了至今仍然承認的指紋的兩個重要特性：沒有人的指紋是完全相同的（惟一性）；指紋的樣式終生不變（穩(wěn)定性）。這個研究成果使得指紋在刑事偵查中得以正式應用。1823年，珀金杰()首次將指紋紋形分成了9類；1858年，赫謝爾()規(guī)定與官方定契約必須捺指紋；1880年，福爾茨(HenryFauld)發(fā)表了指紋認證的論文，第一次科學地提出了指紋的個體性和惟一性。指紋惟一性的發(fā)現(xiàn)，使得指紋作為一種更為有效的鑒別方法而得到采用。1889年，亨利()在總結前人研究成果的基礎上，提出了基于指紋細節(jié)特征識別(MinutiaBased)的理論，并提出了用指紋識別來進行確定罪犯身份的設想，從而奠定了現(xiàn)代指紋學的基礎。直到一個多世紀后的今天，采用MinutiaBased的指紋識別算法仍是主流。1892年，英國的弗朗西斯蓋爾頓(FrancisGalton)對指紋進行了廣泛的研究，寫了《Fingerprint》一書，向世人介紹了用于單個指紋分類的細節(jié)特征，首次系統(tǒng)地闡述了指紋學，完善地建立了一整套指紋識別的方法，并且用于刑事偵察中對犯罪嫌疑人的甄別和鑒定。20世紀60年代，由于計算機可以有效地處理圖形圖像，人們開始著手研究利用計算機來處理指紋。FBI開始了指紋的自動識別。自動指紋識別系統(tǒng)的研究和應用陸續(xù)在許多國家展開。70年代，美國政府派ScandiaLabs調查各種生物特征識別技術，結論是指紋識別是最具潛力和準確率最高的識別技術，這一調查使得大批研發(fā)工作集中到指紋識別算法和系統(tǒng)集成上來。80年代，個人電腦和光學掃描這兩項技術的革新與發(fā)展，使得它們作為指紋取像的工具成為現(xiàn)實，從而使指紋識別可以在其它領域中得以應用。90年代后期，低價位取像設備的引入及其飛速發(fā)展，以及可靠的比對算法的研究發(fā)展，為個人身份識別應用的發(fā)展提供了舞臺，也為指紋識別算法提出了新的挑戰(zhàn)和要求。最近幾年，指紋識別技術從警用走向民用，從專用走向公用，逐漸成為人們關注的前沿高科技之一，已成為當前國內外學術界和商業(yè)界研究和開發(fā)的熱點之一。微軟公司推出了可單獨操作的指紋辨認器；IBM也開始出售附有指紋辨認器的手提電腦；韓國LG電子公司推出的一種手機，底座附有硅晶片，用戶只有把手指在底座抹一下才能啟動手機。 研究內容本課題主要是以指紋識別技術為基礎，利用指紋識別算法，圖像處理技術和DSP技術相結合，將驗證的可靠指紋識別算法移植到系統(tǒng)上，采用特定的驅動模塊進行通訊來控制電子鎖的開關（閉合），從而設計了穩(wěn)定可靠，快速識別的指紋鎖。本文圍繞這一相關的理論知識展開了研究，首先我們對指紋識別的硬件進行了原理圖的設計制作，畫PCB電路板，制作實物PCB，并對其進行焊接和調試，最終完成硬件電路的設計。其次我們進行軟件的設計與實現(xiàn)，我們要設計出可靠的指紋識別算法和設計驅動指紋鎖的程序，以此來驅動硬件電路。本設計主要分為兩大塊一塊就是指紋處理另一塊則是門鎖的驅動電路，只有把兩者現(xiàn)結合起來才能完整的實現(xiàn)其功能。本課題需要解決的問題：（1）指紋鎖硬件的整體設計與實現(xiàn)。其中包括指紋算法模塊和控制電路的硬件驅動。（2）采集指紋圖像的實現(xiàn)。（3）輸入的指紋與錄入指紋庫進行對比的程序實現(xiàn)。（4）指紋鎖硬件驅動電路的設計。（5）程序的移植。 本文是基于DSP指紋鎖的研究，通過指紋采集器采集到的指紋數(shù)據(jù)與指紋庫里的數(shù)據(jù)進行對比 若不同既不通過，若相同者則傳遞一個高信號給驅動電路，當驅動電路得到高信號時，說明指紋驗證成功可以去開門。我們設計了一段延時，在一段時間內人沒有手動的去推開門，門鎖又會成閉合狀態(tài)，此時需要人從新去驗證指紋，我們通過在門上安裝一個干簧管來判斷人是否去推開了門。 第二章 系統(tǒng)整體方案設計 系統(tǒng)總體設計研究方法：本課題設計的是基于半導體采集的指紋門鎖的設計，通過指紋信號來控制門鎖的開關，可靠性強，安全性能高，速度快，非常的方便，在實際運用中有著很好的應用前景。技術路線： 總 體 設 計指紋識別電路設計PCB板的設計門鎖驅動及電源電路設計 聯(lián)機調 試元件安裝 與調試本文是基于DSP指紋鎖的研究，通過指紋采集器采集到的指紋數(shù)據(jù)與指紋庫里的數(shù)據(jù)進行對比來實現(xiàn)門鎖的開關。實驗方案： 本課題主要是以指紋識別技術為基礎，利用指紋識別算法，圖像處理技術和DSP技術相結合，將驗證的可靠指紋識別算法移植到系統(tǒng)上，采用特定的驅動模塊進行通訊來控制電子鎖的開關（閉合），從而設計了穩(wěn)定可靠，快速識別的指紋鎖。本文圍繞這一相關的理論知識展開了研究，首先我們對指紋識別的硬件進行了原理圖的設計制作，畫PCB電路板，制作實物PCB，并對其進行焊接和調試，最終完成硬件電路的設計。其次我們進行軟件的設計與實現(xiàn)，我們要設計出可靠的指紋識別算法和設計驅動指紋鎖的程序，以此來驅動硬件電路。驅動電路模塊框圖： 系統(tǒng)單片機單片機（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)，在工業(yè)控制領域廣泛應用。從上世紀80年代，由當時的4位、8位單片機，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機。單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。單片機硬件特性：主流單片機包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM、