指纹识别技术在防盗门中的应用研究

论文摘要

指纹识别技术是将个人指纹的唯一性,应用于个人身份识别,确保信息安全性和可靠性的生物应用技术。以指纹作为钥匙,将指纹识别技术与家用防盗门的开启控制相结合,实现防盗门的控制信息的合法性和唯一性,确保家庭财产和人身的安全,具有广泛的应用价值。在指纹识别与锁具驱动控制系统中,预先建档合法身份的指纹信息,并通过指纹采集器存储到SPI FLASH中。当用户有访问需要时,指纹传感器采集用户指纹的特征信息,将指纹特征值交给芯片进行分析比对,决定用户是否有访问的权限。如果用户拥有需要的权限,在验证通过之后,芯片输出控制信号驱动门控直流电机实现对锁的控制；如果用户没有相应的权限,验证后会给出验证失败的信息。本文研究工作采用理论分析和实物制作相结合的方法,将现有的成熟硬件与自主开发控制软件相结合,采用实验测试的方法检验所开发系统的可靠性和安全性,是机电一体化系统研究和开发的主要措施和策略。本文将指纹识别技术与家用防盗门安全锁的驱动相结合,以FSC7002微芯片为核心,构建了防盗门指纹识别控制系统的技术方案,包括指纹传感器、锁具驱动系统及控制、数据的传输方式、信息的输入与输出等模块；分别对各个模块进行控制电路分析,明确系统中各种接口电路、信号传输以及逻辑关系,确保硬件之间的信息畅通和可靠；以C语言为开发工具,编写了系统初始化、指纹检测、指纹注册、指纹删除、指纹比对、传感器数据传送、电机控制、语音控制等九大控制模块。实现对指纹信息的读入、分析、识别、锁具驱动、信息删除、语音提示等功能,满足防盗门安全控制的功能需求。购买了FSC7002微芯片和光学指纹识别传感器以及模拟锁具驱动机构,组成了硬件实物,将控制软件注入微芯片中,对各种软件控制功能进行了测试和检验,表明所构建的指纹识别、锁具驱动系统、信息的输入、识别、执行等功能可靠,对非合法指纹信息辨识准确,达到预期的研究目标。本文将指纹识别技术与防盗门安全控制相结合的研究内容,是机电一体化技术的综合应用,采用的研究方法和技术路线,对其他机电一体化系统的研究具有参考价值和指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 指纹识别技术的研究概述
• 1.1.1 指纹识别技术起步
• 1.1.2 指纹识别的原理和方法
• 1.1.3 指纹识别技术的发展与应用
• 1.2 防盗门技术研究概述
• 1.3 指纹防盗门系统研究概述
• 1.4 本文研究的主要内容与技术路线
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 1.5 本章小结
• 第二章 系统方案构成与分析
• 2.1 总体要求
• 2.2 总体构成概论
• 2.3 各基本模块的选择与分析
• 2.3.1 指纹传感器
• 2.3.2 锁具驱动电机
• 2.3.3 数据的传输处理方式
• 2.3.4 提示输出模块
• 2.4 各模块的最终方案
• 2.5 本章小结
• 第三章 系统的硬件选择与实现
• 3.1 系统硬件的基本组成部分
• 3.2 FSC7002指纹识别专用芯片介绍
• 3.2.1 基本组成
• 3.2.2 FSC7002基本性能参数
• 3.2.3 FSC7002主要功能特性简介
• 3.2.4 FSC7002系统框图
• 3.2.5 FSC7002 64封装管脚分布图
• 3.2.6 FSC7002 64封装管脚描述
• 3.3 各单元电路的分析
• 3.3.1 FSC7002芯片
• 3.3.2 直流电机控制电路
• 3.3.3 指纹传感器接口电路
• 3.3.4 片外SPI FLASH数据存储器电路
• 3.3.5 启动按键电路
• 3.3.6 注册按键电路
• 3.3.7 删除按键电路
• 3.3.8 声音输出电路
• 3.3.9 电源管理电路
• 3.4 锁具驱动机构设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 控制系统软件设计
• 4.1 编程思路
• 4.2 主程序流程图
• 4.3 子程序应用说明与设计
• 4.3.1 系统初始化
• 4.3.2 传感器状态的读取
• 4.3.3 指纹检测函数
• 4.3.4 指纹注册处理函数
• 4.3.5 指纹删除
• 4.3.6 指纹识别
• 4.3.7 动力电机控制
• 4.3.8 语音播报
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统的测试
• 5.1 动力电机测试
• 5.2 光电传感器测试
• 5.3 语音测试
• 5.4 读取键值测试
• 5.5 总体系统的测试
• 5.5.1 测试过程
• 5.5.2 系统的硬件与软件的具体实现
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要工作与结论
• 6.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 程序清单
• 附录B 服务程序
• 附录C 主要元器件清单表
• 附录D 攻读硕士期间发表论文目录