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1摘要随着科技和人们的生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统机械锁由于构造简单，被撬事件屡见不鲜；电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐。本设计采用以ARMCortex-M3TM为内核的微处理器作为主控制芯片，结合指纹模块及蜂鸣器电路设计，给出了实用型电子密码锁的实现方法。该系统使用指纹模块搜索手指，采集指纹图像，并将采集到的图像转化成数据的形式发送出去。若指纹匹配，则进行6位密码录入，当密码输入正确，电子密码锁正常开启。初始密码由用户设定，用户可自行修改密码。本系统还具备自动报警功能。本系统把指纹识别技术和密码锁技术有效地结合在一起，利用ARM片上资源丰富处理速率快，指纹识别效果直观、使用方便等特点来实现整个系统的功能。本系统采用数字信号编码和二次调制方式，不仅可以实现多路信息的控制，提高信号传输的抗干扰性，减少错误动作，而且功率消耗低，反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。软件设计采用自上而下的模块化设计思想，以使系统朝着分布式、小型化方向发展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。测试结果表明，本系统各项功能已达到本设计的所有要求。关键词:ARM；密码锁；指纹识别。2目录第1章概述.......................................................31.1引言........................................................31.2指纹识别简介................................................31.2.1指纹识别原理..........................................31.2.2指纹识别应用..........................................41.2.3指纹识别技术的发展....................................51.3电子密码锁的背景............................................5第2章系统设计....................................................62.1系统设计的目的..............................................62.2系统总体设计................................................62.2.1系统功能描述..........................................62.2.2系统总体框架..........................................72.3系统核心部件的选择..........................................92.3.1主板的选择...........................................92.3.2评估板特征...........................................92.3.3指纹模块的选择.......................................102.4电源模块...................................................14第3章系统软件的设计.............................................143.1软件设计思路...............................................143.2各子程序设计..............................................153.2.1键盘扫描子程序......................................153.2.2LED显示子程序.......................................163.2.3密码比较和报警程序...................................183.3系统程序工作分析..........................................193.4设计前准备工作............................................193.5主板的程序设计.............................................203.6键盘管理程序设计流程......................................223.7LCD显示模块程序设计流程...................................223.8指纹通信模块的程序设计流程................................223.9主板与指纹模块的通讯协议...................................23第4章硬件电路设计..............................................244.1键盘电路设计...............................................244.2LED显示电路...............................................254.3开锁电路..................................................274.4报警电路...................................................27第5章设计总结与展望.............................................28致谢..............................................................29参考文献..........................................................30附录：硬件电路图..................................................313第1章概述1.1引言我们今天的工作生活中，很在传统的身份认证中，我们往往使用密码加密法，但是这种方法只是防君子不防小人。在高明的黑客眼里，由几个字符组成的密码脆弱得不堪一击。现在，科技的发展让我们有了新的选择——生物识别技术。将生物识别技术应用于笔记本、门锁等方面，可以对文件、财产起保护作用，并且可以进行身份识别。传统的电子密码锁锁结构简单，安全系数较低，使用也不够灵活，而本电子密码锁具有指纹识别功能，其性能和安全性大大超过传统的电子密码锁。传统的电子密码锁是由单片机进行控制，从而有效地克服了机械式密码锁的安全性能差的缺点。但是单片机刷新显示屏的速率比较慢，资源消耗也比较大，ARM处理速率更快，资源更丰富，为了系统运行更加流畅，效果更直观，故采用以ARMCortex-M3TM为内核的微处理器作为主控制芯片。生物识别技术是依据人的体貌、声音等生物特征进行身份验证的科学解决方案，现有的生物识别技术大致上包括指纹识别技术、掌纹识别技术、视网膜识别技术、虹膜识别技术、面相识别技术、声音识别技术和笔迹识别技术等。生物识别技术的优势主要有：1、减少、消除身份假冒，进行真实身份的确认；2、降低管理成本，取代了身份人工认证过程；3、方便使用者，减少或消除了使用卡、钥匙或者密码等麻烦。生物识别技术的发展主要起始于指纹研究，它亦是目前应用最为广泛的生物识别技术。指纹识别技术的发展得益于现代电子集成制造技术和快速可靠的算法的研究。尽管指纹只是人体皮肤的小部分，但用于识别的数据量相当大，对这些数据进行比对也不是简单的相等与不相等的问题，而是使用需要进行大量运算的模糊匹配算法。现代电子集成制造技术使得我们可以制造相当小的指纹图像读取设备，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行两个指纹的比对运算的可能。另外，匹配算法可靠性也不断提高，指纹识别技术己非常实用。1.2指纹识别简介1.2.1指纹识别原理指纹识别技术的原理和其它生物识别技术的原理相似。它是利用人体的指纹特征对个体身份进行区分和鉴定。在所有的生物识别技术中指纹识别技术是目前最为成4熟，也被应用最广的生物识别技术。这主要因为指纹采用的过程对人们来讲非常简单，指纹识别的准确率高的原因。严格来讲，指纹识别的原理包括指纹采集原理、指纹特征提取原理和指纹特征匹配原理三大部分。指纹采集原理主要是根据指纹的几何特性或生理特性，通过各种传感技术把指纹表现出来，形成数字化表示的指纹图案。由于指纹的嵴和峪的几何特征不同，主要表现为嵴是突起的，峪是凹下的，所以在接触到光线时，其反射光的强度也就不同。在接触到平面时，其在平面上形成的压力也就不同。另一方面，由于指纹的嵴和峪的生理特征不同，主要表现为：嵴和峪的温度不同，其导电性也不同，其对波长的反馈也就不同。通过这些几何的、生理的特性的不同，把人的指纹采集到计算机系统中形成指纹图像。指纹特征分析的原理是对指纹图案的整体特征和细节特征进行提取、鉴别的原理。其分析的对象包括纹形特征和特征点的分布、类型，以及一组或多组特征点之间的平面几何关系。特征点的平面几何关系表现为某个特征点之间的距离等，或者某三个或更多特征点之间组成的多边形的几何特性。不论是特征点的单体特征，还是特征点的组合特征都是指纹特征的组成部分。把这些指纹特征用数字模板的形式表示出来，就实现了一个指纹特征分析的过程。把人的指纹采集到计算机系统中形成指纹图像。指纹特征值匹配原理是对指纹图案的整体特征和细节特征按模式识别的原理进行比对匹配。匹配是在已注册的指纹和当前待验证的指纹之间进行的。匹配运算不是对两个指纹图像进行比较，而是对已形成数字模板的指纹特征值进行匹配。1.2.2指纹识别应用指纹识别技术是最早的通过计算机实现的身份识别手段，它是应用最为广泛的生物特征识别技术。过去，它主要应用于刑侦系统。近几年来，它逐渐走向市场更为广泛的民用市场。指纹技术在现代生活和工作中的应用已越来越普遍，指纹考勤机、指纹社保、指纹银行、指纹商场、指纹投票、指纹保护电脑、等等生活中和工作中的新现象已广为人知，其应用相当广泛，指纹技术正在日益刷新着我们的现代化生活方式。指纹识别技术是目前国际公认的应用广泛、价格低廉、易用性高的生物认证技术。指纹只是人体皮肤的小部分，但是它却蕴涵了大量的信息。这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上是各不相同的，在信息处理中将它们称作特征。医学上已经证明这些特征对于每个手指都是不同的，而且这些特征具有唯一性和永久性。因此我们就可以5把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹特征和预先保存的指纹特征，就可以验证他的真实身份。1.2.3指纹识别技术的发展在经历了近10年缓慢的自然增长后，指纹识别技术即将迎来一个跳跃性发展的黄金时期。专家们保守估计，未来5年，我国将有近百亿元的市场等待着企业去开拓。指纹识别技术的巨大市场前景，将对国际、国内安防产业产生巨大的影响。较小的公司将面临新进入的传统行业大公司的无情竞争。在这些巨无霸面前，现有中小公司很难说有太大的竞争力，行业重新洗牌不可避免，合并与退出可能会成为大部分中小公司的无奈选择。最终可能形成传统行业的公司或大资本在较短时间内主导生物特征识别行业的局面。这也是每一个新兴市场的必然结果。而竞争的结果将会形成一个新兴的大产业。国内生物识别技术的应用主要集中在企业级应用上，在2002年总体约为2.5亿元人民币的终端市场中，超过40%的产品都用于考勤、门禁系统之中。自2002年以来整个生物识别市