基于半导体采集的指纹门锁的设计本科毕业论文(编辑修改稿)

基于半导体采集的指纹门锁的设计本科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

式。 兼容性：可以与现有的各类系统兼容，可实现全自动化的识别。 实时性：可实现完整的跟踪、实时报警功能。 安建筑工业学院本科毕业论文 10 选题意义 在网络化时代的今天，我们每个人都拥有大量的认证密码，比如开机密码、 邮箱密码、银行密码、论坛登陆密码等等；并配备了各种钥匙，如门锁钥匙，汽 车钥 匙， 保险柜钥匙等。 这些都是传统的安全系统所采用的方式， 随着社会的发 展， 其安全性越来越脆弱。 而我们的生活随时都需要进行个人身份的确认和权限 的认定， 尤其是在信息社会， 人们对于安全性的要求越来越高， 同时希望认证的 方式简单快速。 为了解决这一问题， 人们把目光转向了生物识别技术， 希望能借 助人体的生理特征或行为动作来进行身份识别。 这样您可以不必携带大串钥匙， 也不用费心去记各种密码。 另外， 生物特征具有唯一性， 不可复制性， 例如指纹， 有学者推论：以全球 60 亿人口计算， 300 年内都不会有两个相同的指纹出现。 以电子商务、 电子银行的安全认证为例， 目前在电子商务中他人会假冒当事人的 身份， 如果通过生物特征进行论证， 就可有效防止此类事件的发生。 另外， 网络、 数据库和关键文件等的安全控制，机密计算机的登陆认证，银行 ATM 、 POS 终 端等的安全认证，蜂窝电话， PDA 的使用认证等等，都离不开可靠安全的生物 特征识别。 可见， 生物特征识别不但有可观的经济效益， 还有不可估量的国家信 息安全效益。 长期以来， 验证身份的方法是验证该 人是否持有有效的信物， 如照片、 密码、 钥匙、 磁卡和 IC 卡等。 从本质上来说， 这种方法验证的是该人持有的某种 “物” ， 而不是验证该人本身。 只要“物”的有效性得到确认，则持有该“物”的人的身 份也就随之得到确认。 这种以“物”认人的办法存在的漏洞是显而易见的： “物” 的丢失会导致合法的人无法被认证， 以及各种信物容易被伪造、 破译。 网络环境 下， 密码作为身份识别的标志已被广泛采用。 但是密码容易被遗忘， 也有被人窃 取的可能，已不能满足人们的需要。 人们逐渐把目光转向了生物特征识别技术。 生物特征识别技术是为了进行身份验证而采用自动化技术测量其身体特征 或个人行为特点， 并将这些特征或特点与数据库的模板数据进行比较， 完成认证 的一种解决方案，被评为 21 世纪十大高科技之一。 生物特征识别是目前最为方 便和安全的识别技术， 并且生物特征识别产品均借助于计算机技术实现， 容易与 安全、监控、管理系统整合，实现自动化管理。 1997 年比尔盖茨曾这样预言： “生物识别技术即利用人的生理特征， 如指纹、 虹膜等来识别个人的身份， 将成 为未来几年 IT 产业的重要革新”。 安建筑工业学院本科毕业论文 11 国 内外研究现状 国内 在我国，指纹识别技术从 20xx 年以后，开始步入快速成长期。 众多胸怀宏图的企业和个人，开始为这项看似神秘的前沿技术而勤耕不辍。 近些年随着指纹传感技术和计算机技术的发展成熟，以电场式 (真皮感应 )指纹传感器为主的指纹识别技术的发展和应用逐步得到了重视，在指纹识别软硬件技术不断改进和发展日趋成熟的基础上，扩大指纹技术的适用范围和应用市场领域成为了当今指纹技术研究的重点。 目前普遍采用的脱机式指纹识别系统硬件结构是由指纹传感器、指纹识别模块、外围控制电路组成的。 指纹识别模块中多采用 DSP 作 为处理芯片，外部还扩展了许多存储器和外围设备，存在着体积难以进一步减小、制作调试工艺复杂、造价高等问题，这些问题直接限制了指纹识别技术在指纹汽车锁、指纹枪械、指纹掌上或笔记本电脑、手机等要求嵌入式应用的广阔领域，极大地影响了这项技术地普及和推广。 国外 （ 1）指纹识别的起源：指纹身份识别是最古老的防伪技术，现在与计算机技术相结合，已成为身份识别的重要手段。 对指纹的研究，最开始属于生物遗传学的研究范畴，同时也是人类学研究的课题之一。 指纹作为皮肤纹理学研究的三大对象之一，在中国的学术研究领域也有近百年 的历史。 中国是世界上公认最早应用指纹识别技术的国家。 公元前 7000 年到 6000 年以前，在古叙利亚和中国，指纹作为身份鉴别已经开始使用。 考古发现，一些粘土陶器上留有陶艺匠人清晰可见的指纹图案。 （ 2）指纹识别的研究与发展历程： 19 世纪初，科学研究发现了至今仍然承认的指纹的两个重要特性：没有人的指纹是完全相同的（惟一性）；指纹的样式终生不变（稳定性）。 这个研究成果使得指纹在刑事侦查中得以正式应用。 1823 年，珀金杰 ()首次将指纹纹形分成了 9 类； 1858 年，赫谢尔 ()规 定与官方定契约必须捺指纹； 1880 年，福尔茨(HenryFauld)发表了指纹认证的论文，第一次科学地提出了指纹的个体性和惟一性。 指纹惟一性的发现，使得指纹作为一种更为有效的鉴别方法而得到采用。 1889 年，亨利 ()在总结前人研究成果的基础上，提出了基于指纹细节特征识别 (MinutiaBased)的理论，并提出了用指纹识别来进行确定罪犯身份的设想，从而奠定了现代指纹学的基础。 直到一个多世纪后的今天，采用 MinutiaBased 的指纹识别算法仍是主流。 1892 年，英国的弗朗西斯盖尔安建筑工业学院本科毕业论文 12 顿 (FrancisGalton)对指纹进行了广泛的研究，写了《 Fingerprint》一书，向世人介绍了用于单个指纹分类的细节特征，首次系统地阐述了指纹学，完善地建立了一整套指纹识别的方法，并且用于刑事侦察中对犯罪嫌疑人的甄别和鉴定。 20 世纪 60 年代，由于计算机可以有效地处理图形图像，人们开始着手研究利用计算机来处理指纹。 FBI 开始了指纹的自动识别。 自动指纹识别系统的研究和应用陆续在许多国家展开。 70 年代，美国政府派 ScandiaLabs 调查各种生物特征识别技术，结论是指纹识别是最具潜力和准确率最高的识别技术，这一 调查使得大批研发工作集中到指纹识别算法和系统集成上来。 80 年代，个人电脑和光学扫描这两项技术的革新与发展，使得它们作为指纹取像的工具成为现实，从而使指纹识别可以在其它领域中得以应用。 90 年代后期，低价位取像设备的引入及其飞速发展，以及可靠的比对算法的研究发展，为个人身份识别应用的发展提供了舞台，也为指纹识别算法提出了新的挑战和要求。 最近几年，指纹识别技术从警用走向民用，从专用走向公用，逐渐成为人们关注的前沿高科技之一，已成为当前国内外学术界和商业界研究和开发的热点之一。 微软公司推出了可单独操作的指纹辨认器； IBM 也开始出售附有指纹辨认器的手提电脑；韩国 LG 电子公司推出的一种手机，底座附有硅晶片，用户只有把手指在底座抹一下才能启动手机。 研究内容 本课题主要是以指纹识别技术为基础，利用指纹识别算法，图像处理技术和 DSP 技术相结合，将验证的可靠指纹识别算法移植到系统上，采用特定的驱动模块进行通讯来控制电子锁的开关（闭合），从而设计了稳定可靠，快速识别的指纹锁。 本文围绕这一相关的理论知识展开了研究，首先我们对指纹识别的硬件进行了原理图的设计制作，画 PCB 电路板，制作实物 PCB，并对其进行焊接和调试，最终完 成硬件电路的设计。 其次我们进行软件的设计与实现，我们要设计出可靠的指纹识别算法和设计驱动指纹锁的程序，以此来驱动硬件电路。 本设计主要分为两大块一块就是指纹处理另一块则是门锁的驱动电路，只有把两者现结合起来才能完整的实现其功能。 本课题需要解决的问题： （ 1）指纹锁硬件的整体设计与实现。 其中包括指纹算法模块和控制电路的硬件驱动。 （ 2）采集指纹图像的实现。 （ 3）输入的指纹与录入指纹库进行对比的程序实现。 （ 4）指纹锁硬件驱动电路的设计。 （ 5）程序的移植。 本文是基于 DSP 指纹锁的研究，通过指纹采集 器采集到的指纹数据与指纹库里的数据进安建筑工业学院本科毕业论文 13 行对比 若不同既不通过，若相同者则传递一个高信号给驱动电路，当驱动电路得到高信号时，说明指纹验证成功可以去开门。 我们设计了一段延时，在一段时间内人没有手动的去推开门，门锁又会成闭合状态，此时需要人从新去验证指纹，我们通过在门上安装一个干簧管来判断人是否去推开了门。 安建筑工业学院本科毕业论文 14 第 二 章 系统整体方案 设计 系统总体设计 系统功能描述 研究方法： 本课题设计的是基于半导体采集的指纹门锁的设计，通过指纹信号 来控制门锁的开关，可靠性强，安全性能高，速度快，非常的方便，在实际运用中有着很好的应用前景。 技术路线： 本文是基于 DSP 指纹锁的研究，通过指纹采集器采集到的指纹数据与指纹库里的数据进行对比来实现门锁的开关。 实验方案： 本课题主要是以指纹识别技术为基础，利用指纹识别算法，图像处理技术和 DSP技术相结合，将验证的可靠指纹识别算法移植到系统上，采用特定的驱动模块进行通讯来控制电子锁的开关（闭合），从而设计了 稳定。