基于多人指紋識(shí)別家用保險(xiǎn)柜控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于指紋識(shí)別家用保險(xiǎn)柜控制系統(tǒng)這是一款基于指紋識(shí)別的家用保險(xiǎn)柜的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中采用了雙指紋識(shí)別。什么是雙指紋識(shí)別，這里指的是，兩個(gè)用戶甲、乙兩人各自一個(gè)指紋。問(wèn)：這里為什么要采用兩個(gè)指紋？答：因?yàn)檫@款保險(xiǎn)柜主要用于一些公共財(cái)產(chǎn)的保存，只有當(dāng)甲、乙兩個(gè)用戶都同意的情況下，才能動(dòng)用公共財(cái)產(chǎn)，避免一些因單方面原因，造成的財(cái)產(chǎn)損失和矛盾。系統(tǒng)的工作，主要分為注冊(cè)、使用、注銷。下面，進(jìn)行具體說(shuō)明。注冊(cè)上電后（或復(fù)位），兩個(gè)指示燈都在閃爍，此時(shí)說(shuō)明處于無(wú)用戶狀態(tài)，此時(shí)可以進(jìn)行用戶的注冊(cè)。首先按下注冊(cè)鍵，進(jìn)入注冊(cè)模式。此時(shí)LED1亮，LED2滅，說(shuō)明等待用戶甲注冊(cè)。此時(shí)用戶甲手指放到指紋模塊，LED狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)（或聽(tīng)蜂鳴器提示，兩聲鳴叫），拿開(kāi)手指。此時(shí)LED1滅，LED2亮，說(shuō)明等待用戶乙注冊(cè)。此時(shí)用戶乙手指放到指紋模塊，LED狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)（或聽(tīng)蜂鳴器提示，兩聲鳴叫），拿開(kāi)手指。如果成功，則會(huì)直接進(jìn)入使用階段，LED1會(huì)閃爍，LED2亮。使用上電后（或復(fù)位），LED1在閃爍，LED2亮。說(shuō)明此時(shí)用戶已經(jīng)注冊(cè)過(guò)，正在等到用戶甲驗(yàn)證。此時(shí)LED1閃爍，LED2亮，說(shuō)明等待用戶甲驗(yàn)證。此時(shí)用戶甲手指放到指紋模塊，LED狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)（或聽(tīng)蜂鳴器提示），拿開(kāi)手指。此時(shí)LED1亮，LED2閃爍，說(shuō)明等待用戶乙驗(yàn)證。此時(shí)用戶乙手指放到指紋模塊，LED狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)（或聽(tīng)蜂鳴器提示），拿開(kāi)手指。此時(shí)LED1亮，LED2亮，電子鎖也已經(jīng)打開(kāi)。（注意：兩個(gè)用戶，驗(yàn)證順序不要反了。）此時(shí)，只要按下上鎖鍵或斷電或復(fù)位都可使電子鎖重新上鎖。注銷注銷用戶，只能在甲、乙兩個(gè)用戶驗(yàn)證過(guò)，處在開(kāi)鎖狀態(tài)時(shí)，才允許注銷用戶。LED1亮，LED2亮，電子鎖打開(kāi)。此時(shí)只需按下注銷按鍵，系統(tǒng)就會(huì)注銷之前的用戶信息，回到注冊(cè)前狀態(tài)。注：每次操作時(shí)，如果長(zhǎng)時(shí)間無(wú)操作，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)掉電，開(kāi)鎖后除外。系統(tǒng)不使用時(shí)，可以不上電，一切信息，掉電保存。問(wèn)一：你知道指紋模塊識(shí)別工作的原理嗎？說(shuō)明。光學(xué)指紋模塊：利用光的折攝和反射原理，光從底部射向三棱鏡，并經(jīng)棱鏡射出，射出的光線在手指表面指紋凹凸不平的線紋上折射的角度及反射回去的光線明暗就會(huì)不一樣。CMOS或者CCD的光學(xué)器件就會(huì)收集到不同明暗程度的圖片信息，就完成指紋的采集。

●指紋特征指紋算法從獲取的指紋圖像中提取的特征，代表了指紋的信息。指紋的存儲(chǔ)、比對(duì)和搜索等都是通過(guò)操作指紋特征來(lái)完成的?！裰讣y處理包含兩個(gè)過(guò)程：指紋登錄過(guò)程和指紋匹配過(guò)程［其中指紋匹配分為指紋比對(duì)（1:1）和指紋搜索（1:N）兩種方式］。指紋登錄時(shí)，對(duì)每一枚指紋錄入2次，將2次錄入的圖像進(jìn)行處理，合成模板存儲(chǔ)于模塊中。指紋匹配時(shí)，通過(guò)指紋傳感器，錄入要驗(yàn)證指紋圖像并進(jìn)行處理，然后與模塊中的指紋模板進(jìn)行匹配比較（若與模塊中指定的一個(gè)模板進(jìn)行匹配，稱為指紋比對(duì)方式，即1:1方式；若與多個(gè)模板進(jìn)行匹配，稱為指紋搜索方式，即1:N方式），模塊給出匹配結(jié)果（通過(guò)或失?。?。問(wèn)二：注冊(cè)一個(gè)指紋和識(shí)別一個(gè)指紋，分別的具體流程？畫出流程圖，說(shuō)明。注冊(cè)流程圖使用流程圖指紋錄入流程圖指紋識(shí)別流程圖問(wèn)三：本課題所使用的平臺(tái)是？對(duì)它進(jìn)行詳細(xì)的介紹。NUC140VE3CN最高可運(yùn)行至50MHz外部時(shí)鐘，具有32K/64K/128K字節(jié)內(nèi)建Flash存儲(chǔ)器，4K/8K/16K字節(jié)內(nèi)建SRAM。內(nèi)建有定時(shí)器，看門狗定時(shí)器，RTC，PDMA，UART，SPI/SSP，I2C,PWMTimer,GPIO,LIN,CAN,USB2.0模塊，12位ADC能。問(wèn)四：分析介紹，系統(tǒng)中每個(gè)器件在其中起到的具體作用。電源模塊：為單片機(jī)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源串口通信模塊：可以使單片機(jī)和指紋識(shí)別模塊相互傳送命令，完成信息交流Led燈和TFT液晶屏模塊：顯示當(dāng)前命令狀態(tài)按鍵模塊：完成注冊(cè)，注銷和上鎖4路繼電器：接收高低電平，控制電子鎖的開(kāi)鎖和上鎖動(dòng)作指紋識(shí)別模塊：完成指紋采集，識(shí)別和比對(duì)等過(guò)程資料：指紋識(shí)別是用取像設(shè)備讀取指紋圖像，并通過(guò)識(shí)別軟件提取指紋圖像中的特征數(shù)據(jù)，然后根據(jù)匹配算法得到的結(jié)果來(lái)鑒別指紋所有人的身份，這種生物特征識(shí)別技術(shù)主要涉及指紋圖像采集、圖像預(yù)處理、特征提取、特征匹配等過(guò)程。識(shí)別時(shí)，可由計(jì)算機(jī)對(duì)預(yù)存的模板與當(dāng)前獲得的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以計(jì)算出它們的相似程度，從而得到兩幅指紋圖像的匹配結(jié)果。指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AFIS）的簡(jiǎn)單流程如圖1所示。本課題指紋采集模塊使用FM-206。FM-206系列光學(xué)指紋模塊以高性能高速DSP處理器AS601為核心，結(jié)合具有公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光學(xué)指紋傳感器，在無(wú)需上位機(jī)參與管理的情況下，具有指紋錄入、圖像處理、指紋比對(duì)、搜索和模板儲(chǔ)存等功能的智能型模塊。模塊通過(guò)串行通訊接口，可直接與3.3V或者5V電源的單片機(jī)進(jìn)行通訊：模塊數(shù)據(jù)發(fā)送腳（2腳TD）接上位機(jī)的數(shù)據(jù)接收端（RXD）,模塊數(shù)據(jù)接收腳（3腳RD）接上位機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送端（TXD）。若需與RS-232電平（例如：PC機(jī)）的上位機(jī)進(jìn)行通訊，請(qǐng)?jiān)谀K與上位機(jī)之間增加電平轉(zhuǎn)換電路（例如：MAX232電路）。模塊默認(rèn)口令為0x00000000，若默認(rèn)口令未被修改，則USB通訊時(shí)模塊不要求驗(yàn)證口令，可以直接與上位機(jī)通訊；若通過(guò)UART通訊或口令被修改，則上位機(jī)與模塊通訊的第一個(gè)指令必須是驗(yàn)證口令，只有口令驗(yàn)證通過(guò)后，模塊才進(jìn)入正常工作狀態(tài)，接收其他指令（即串行通信必須先進(jìn)行握手信號(hào)處理）?？诹钚薷暮?，新口令保存于Flash中，斷電依然保存。模塊采用UART與上位機(jī)通訊，對(duì)命令、數(shù)據(jù)、結(jié)果的接收和發(fā)送，都采用數(shù)據(jù)包的形式。對(duì)于多字節(jié)的，高字節(jié)在前低字節(jié)在后。指令只能由上位機(jī)下發(fā)給模塊，模塊向上位機(jī)應(yīng)答。模塊收到指令后，會(huì)通過(guò)應(yīng)答包，將有關(guān)命令執(zhí)行情況與結(jié)果上報(bào)給上位機(jī)。應(yīng)答包含有參數(shù)，并可跟后續(xù)數(shù)據(jù)包。上位機(jī)只有在收到模塊的應(yīng)答包后才能確認(rèn)模塊的收包情況與指令執(zhí)行情況。應(yīng)答包的內(nèi)容包括一個(gè)字節(jié)的確認(rèn)碼（必須有）和可能有的返回參數(shù)。指紋識(shí)別系統(tǒng)單片機(jī)采用NUC140單片機(jī)，它是整個(gè)控制器的核心部件。MAX232作為接口芯片用于實(shí)現(xiàn)指紋傳感器串口的RS-232信號(hào)與140串行口的TTL信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換。電源部分包括DC+5V及保護(hù)電路。工作原理