基于单片机指纹识别的电子密码锁设计

毕业设计（论文）

论文题目：基于单片机指纹识别的电子密码锁设计

系部：自动控制系

专业：楼宇智能化工程技术

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学生姓名：

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指导教师：

2016 年4 月20 日

摘要

摘要

随着社会的发展和科技的进步，传统的安全防盗系统面临极大的挑战。生物识别技术的蓬勃发展，让人们对于安防系统的设计有了另一种灵感，指纹锁应运而生。可供二次开发的指纹模块已经解决了指纹图像的处理问题，如何实现这种技术的实际应用已经成为急需解决的问题，本设计利用单片机对指纹模块的控制实现了这种技术的应用。设计以指纹传感器对指纹图像的采集为基础，通过单片机控制指纹模块实现对指纹图像的组合处理，系统的各项具体功能皆建立在相应的指纹图像的组合处理基础之上，系统主要实现了指纹模板的录入以及指纹匹配功能。

关键词：指纹识别技术；指纹锁；系统设计；单片机

ABSTRACT

ABSTRACT

With the development of the society and the progress of science and technology, The traditional security system faced with great challenges. With the vigorous development of Biometric Identification Technology, people have another kind of inspiration to design the lock，Fingerprint lock arises at the very historical moment. The fingerprint module for secondary development has solved the problem of image processing, The remaining problem is how to take advantage of the technology in practice. This design has realized the application, which mainly based on the control from MCU to the module of fingerprint. The foundation of this design is fingerprint collection, Through the control from MCU to the module can realize the combination of image processing, based on the combination of image processing can realize the various functions of the system . The mainly functions of the system include the landing and matching of fingerprint template .

Keywords: Fingerprint identification technology；Fingerprint lock；System design；singlechip

目录

第1章引言 (1)

1.1 课题研究意义 (1)

1.2 指纹识别简介 (2)

1.2.1指纹识别原理 (2)

1.2.2 指纹识别应用 (3)

1.3 国内外指纹锁发展的历史和现状 (3)

1.4 本论文的研究内容及结构 (4)

第2章整体设计方案 (5)

2.1 系统功能设计 (5)

2.2 系统总体框架 (5)

第3章系统硬件的选择及电路设计 (7)

3.1单片机的选择 (7)

3.2 A Tmega16单片机外围电路设计 (9)

3.3 指纹模块ZFM-206电路 (10)

3.4 ADC键盘电路 (11)

3.6 DS1302电路 (13)

3.7 电子锁及相关电路 (14)

第4章系统软件设计 (16)

4.1 整体程序流程图 (16)

4.2 指纹识别程序设计 (18)

4.3 ADC键盘程序设计 (21)

4.4 DS1302程序设计 (22)

4.5 液晶RX12864ZW程序设计 (23)

第5章实物制作与调试 (25)

5.1 电路的焊接 (25)

5.2电路和程序的调试 (25)

结论 (26)

致谢 (27)

附录 (30)

第1章引言

1.1 课题研究意义

随着社会的发展和技术的进步，传统的安全防盗系统面临极大的挑战。长久以来，安防系统验证身份的方法是验证一个人是否持有有效的信物，如照片、密码、钥匙、磁卡和IC卡等。因此从本质上来看，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。这种通过“物”来确认人的身份的办法存在的漏洞是显而易见的：“物”的丢失或出错都会导致合法的人无法被认证，并且各种信物容易被伪造、破译[2]。

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；密码作为身份识别的标志已被广泛采用。密码容易被遗忘，也有被人窃取的可能，无论是在智能化还是安全性能方面都已经不能满足需求，现在的各种钥匙，如门锁钥匙，汽车钥匙，保险柜钥匙等也如同密码一样存在显而易见的漏洞。这些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不堪一击。但是我们不能回避这个尴尬的问题，我们的生活中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，同时也希望认证的方式简单快速。为了解决这一存在已久的问题，人们把目光转向了近年来兴起的生物识别技术，希望能借助人体的生理特征或行为动作来进行身份识别。这样就可以不必携带大串钥匙，也不用费心去记各种密码。生物特征和钥匙、密码相比具有唯一性，不可复制性，例如指纹，专家推论以全球60 亿人口计算，300 年内都不会有两个相同的指纹出现[2]。以电子商务、电子银行的安全认证为例，目前在电子商务中经常出现他人假冒当事人的身份，如果通过生物特征进行认证，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A TM、POS 终端等的安全认证，蜂窝电话，PDA 的使用认证等等，都可以依靠生物特征来认证。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。

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”[2],指纹识别技术在生物识别技术中相对来看是发展的最成熟的识别技术，指纹锁则是指纹识别技术的代表作品，指纹锁在当今安防系统中应运而生成为继机械锁、密码锁、感应锁之后另一代门锁的代表，单体指纹代替钥匙或者密码成为开锁工具，大大降低了安防系统的潜在安全隐患，主要是因为指纹的独特生理附属性，在一段比较长的历史时期内避免了遗失、被盗、被复制的隐患，因此目前看来指纹锁几乎完美的解决了传统