基于单片机的指纹识别门禁系统设计

摘要

人们在生活中需要安全的门禁设施，来保证自己的财产安全，各种各样的门禁系统随之而生。但随着数字化和网络化的不断发展，以前的门禁方式在鉴别方式、速度和性能方面越来越不能满足人们的需要，比如射频卡、数字密码等方式，其安全性不够高。在新的方式开发的过程中，由于人的身体特点具有不可复制性，所以人们把目光转移到这上面来，开始了生物识别的门禁系统的开发。指纹识别作为生物特征识别，它是独特的，它的特点是不易伪造，以为它的这些特点目前已被广泛应用于安全访问。

对于企业来说，办公楼的安全性和规范性就显得尤为重要，对于进入楼内的人员需要严格的管理，并且需要保密的楼层也需要限制人员的进入。指纹识别技术正好可以解决这个问题，每个人的指纹就相当于每个人的身份标识，对指纹的识别和管理，就能够实现对人员的管理。本文设计的系统是基于单片机的指纹识别门禁系统，它是在指纹识别技术的基础上加以开发扩展得来的，主要目的是加强人员的出入管理和提高门禁的安全性。整个门禁系统主要包括上位机和下位机两部分，对于下位机，单片机作为主体，另带多个子模块，包括指纹识别模块、液晶显示模块、网络模块、继电器和蜂鸣器等；对于上位机，主要负责用户信息的管理，并且通过网络模块，对多个下位机行进远距离控制。

论文基于对指纹识别技术和指纹识别系统的发展研究的意义的分析，介绍了指纹识别门禁系统总体框架，阐述了各子模块的硬件和软件资源。论文首先简要介绍了指纹识别算法，重点介绍了指纹识别模块（FM-180）的使用方法，包括它的硬件连接和软件指令的使用方法。在此基础上，设计了以STC89C52单片机为核心的指纹识别门禁系统，指纹识别模块负责识别指纹，并传输给单片机结果，单片机根据结果来控制液晶显示和蜂鸣器的声音提示，再控制继电器的开闭，单片机还能通过网络模块与上位机实现远程通讯。之后，介绍了软件部分的设计，包括单片机、液晶屏、指纹识别模块和上位机的软件设计。系统测试部分，通过对系统的模型样机的测试表明，系统能够完成基本功能并具有较好的稳定性，初步达到了预期的设计目标。在论文最后，做出了简单的总结与期望。

关键词：指纹识别；门禁；单片机

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Abstract

People need in life safety entrance guard facilities, to ensure the safety of their property, and all kinds of entrance guard system.But with the continuous development of digitalization and networking, the entrance guard before way in terms of speed of identification methods, and performance is more and more can't satisfy people's needs,Such as radio frequency card, digital code, its security is not high.In a new way in the process of development, because of the human body characteristics is replication, so people focus to this, started the biometric access control system development.Fingerprint identification as a kind of biometric recognition, it has the characteristics of uniqueness and difficult to counterfeit, make it widely used in security access.

For enterprises, building security and standardization is particularly important, for people entering the building needs to strict management, and need to be kept secret floor also need to limit personnel to enter.Fingerprint identification technology can solve the problem, each person's fingerprints are equivalent to each person's identity, the fingerprint identification and management, can realize the management of the personnel.In this paper, based on fingerprint identification technology is introduced, and design a set of fingerprint entrance guard system based on STC89C52 single-chip computer, to realize the unification of the building entrance guard management and personnel management of permissions.The entrance guard system mainly includes two parts of the upper machine and lower machine .For the machine, including fingerprint identification module, liquid crystal display module, network module, relay and buzzer, controlled by single chip microcomputer.For PC, is mainly responsible for user information management, and through the network module, a machine under the multiple remote control.

Papers on the analysis of the fingerprint recognition technology development present situation and research significance of fingerprint entrance guard system, on the basis of introduced the overall framework of fingerprint entrance guard system, this paper expounds the each module's hardware and software resources.Paper first

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briefly introduces the fingerprint identification algorithm, and introduced the use of the fingerprint identification module, including the hardware connection and the use of the software instructions.On this basis, designed a STC89C52 MCU as the core of fingerprint entrance guard system, fingerprint identification module is responsible for identifying fingerprint, and transfer to the single chip microcomputer as a result, as a result of the single-chip microcomputer to control the liquid crystal display and a buzzer voice prompt, and the opening of the control relay, microcontroller can realize the remote communication module and the upper machine through the https://www.wendangku.net/doc/b015785731.html,ter, the paper introduces the design of the software part, including MCU, LCD screen, fingerprint identification module and PC software design.System test part, through to the model of the system prototype test show that the system can complete the basic function and has good stability, preliminary achieved the expected design goal.In finally, the thesis has made the simple summary and expectation.

Key words: fingerprint identification; Entrance guard; Single chip microcomputer

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目录

摘要 ................................................................................................................................ I Abstract......................................................................................................................... I I 第一章绪论 ............................................................................................................ - 1 -

1.1引言 ............................................................................................................ - 1 -

1.2指纹识别技术的发展状况 ........................................................................ - 2 -

1.3课题的研究内容 ........................................................................................ - 3 -第二章指纹识别技术介绍与整体设计方案 ........................................................ - 4 -

2.1 指纹特征 ................................................................................................... - 4 -

2.2指纹识别技术介绍 .................................................................................... - 6 -

2.3 整体设计方案 ........................................................................................... - 7 -

2.4本章小结 .................................................................................................... - 8 -第三章系统的硬件设计 ...................................................................................... - 10 -

3.1硬件系统具体架构设计 .......................................................................... - 10 -

3.2 系统硬件的模块实现 ............................................................................. - 11 -

3.2.1 STC89C52核心处理器 ............................................................... - 11 -

3.2.2 FM-180指纹识别模块 ................................................................ - 14 -

3.2.3 LCD12864液晶显示模块 ........................................................... - 18 -

3.2.4 继电器模块 .................................................................................. - 20 -

3.2.5 蜂鸣器模块 .................................................................................. - 21 -

3.2.6按键模块 ....................................................................................... - 22 -

3.2.7 ZLSN3000串口联网模块 .......................................................... - 22 -

3.3 本章小结 ................................................................................................. - 24 -第四章系统软件实现 .......................................................................................... - 26 -

4.1 指纹识别模块的程序设计 ..................................................................... - 26 -

4.2 液晶显示模块的程序设计 ..................................................................... - 30 -

4.3 单片机的程序设计 ................................................................................. - 33 -

4.4 上位机的程序设计 ................................................................................. - 35 -

4.5 本章小结 ................................................................................................. - 37 -第五章系统测试与结果分析 .............................................................................. - 38 -

5.1 系统测试 ................................................................................................. - 38 -

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5.2 结果分析 ................................................................................................. - 40 -结论 ........................................................................................................................ - 41 -参考文献 ................................................................................................................ - 42 -致谢与声明 ............................................................................................................ - 43 -附录 ........................................................................................................................ - 44 -

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第一章绪论

1.1引言

随着社会的进步，计算机技术的飞速发展，信息技术，电子技术的改进程度越来越高，越来越融入人们的生活，同时，安全技术也越来越受到人们的重视。而解决安全技术问题，首先要解决的是门禁的安全问题。人们的财产安全问题仅仅依靠传统的门锁和防盗锁是远远不够的，于是各种新式的门禁系统应运而生，比如数字密码、射频卡等。各种门禁方式有其自己的优点，但大多不能同时实现既安全又方便，比如说数字密码锁，锁的密码容易忘记，并且容易被人盗取。

面对这些问题，人们把视线转移到了生物识别技术上去。一种以人体的特征进行识别的技术——生物识别技术，凭借它自身的各种优点，而且每个人的特征都是不一样的，所以在门禁方面生物识别技术有很大的优势。而在人体特征中，指纹又具有唯一性、稳定性和难以伪造性得特点，用指纹来做门禁的密码，人们便可以不用再去记忆那长长的密码，也不会出现遗忘的问题，于是指纹识别技术凭借其安全性和方便性在门禁系统的开发中迅速崛起。在各式各样的生物识别方法中，与其他的识别技术相比较起来，指纹识别技术具有以下几个特点：

（1）安全性：人的指纹在人出生之后就确定了，并且终生不变，最重要的是每个人的指纹都是不相同的，具有惟一性，这就确保了用指纹来做门禁的密码是十分安全的。

（2）可传输性：指纹识别技术中利用模板来进行识别，系统对模板库的要求较小，并且便于远距离传输。

（3）便捷：利用指纹识别技术来开发门禁，人们便可以不用再像以前一样去记忆长长的密码，也不用整天携带射频卡，只要人在指纹就在，就可以开锁，十分的方便快捷。

鉴于指纹识别技术具有以上的优点，所以利用人的指纹特征进行人身识别是十分优秀的，并且在各个领域都有广阔的应用前景和无比巨大的市场潜力，值得去进行开发。

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1.2指纹识别技术的发展状况

在中国的古代，手指的指纹就被用做辨别每个人的标记，比如说，古代犯人需要签字画押，画押就用到了指纹。所以说，对人体手指指纹的应用，不是近代才有的，而是从古代就开始了。

到近代，科学技术发展迅速，生物领域迅速崛起，有关手指的秘密不断被挖掘出来，比如说：1.对于指纹纹脊，每个人的纹脊的形状都不相同；2.人体的手指指纹不会随着年龄的增长而变化，也就说会一直保持不变。这两个特点就是经常说的指纹的唯一性和不变性，正是因为这两个特点，使得在许多犯罪的案件中，罪犯所留下的指纹被用作识别犯人的证据，指纹得以正式应用。

最开始的时候，将指纹用作每个人的身份识别的想法早就成熟，但是在硬件上却达不到。随着光学扫描技术的发展，能够完成捕获清晰手指图像的功能，由此，指纹识别技术开始飞速发展。图像获取的设备不断改进，获得的图像越来越清晰，而且计算机的功能也变得很强大，处理图像的能力也越来越好，这些因素使得指纹识别技术实现了打跨步的前进，而且指纹图像的识别算法也是越来越全面，推动着全面的发展。

与国外相比，国内的指纹识别技术起步是比较晚的，但发展的速度却是很快，到目前指纹识别技术已经很成熟。特别是北京大学的两位院士（程民德和石青云）在这方面取得了很高的成就，在国内具有很高的知名度和影响。

目前市场上的出售的指纹模块种类有很多，比如半导体电容式指纹模块、光学指纹模块、射频真皮识别指纹模块、刮擦式真皮识别指纹模块等等。在指纹识别算法方面，不断地被优化，以及硬件平台的不断升级，使指纹识别技术相应的造价不断降低，应用方面越来越广。指纹识别技术不在只用在警用领域，而是进入到人们的日常生活中来。因为指纹识别在门禁方面的前景十分的广阔，利润高，这使得很多的公司和研究机构都投入了大量的人力去开发，使得指纹识别门禁的发展空前迅速，而且这些产品已经在各个领域被应用。目前广泛应用的指纹识别都是基于单片机的，而单片机技术又在飞速发展，这就支撑着指纹识别技术在越来越多的领域中飞速发展。总而言之，指纹识别技术的具有十分广阔的发展前景。

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1.3课题的研究内容

本文的研究内容大致分为指纹识别模块、单片机控制门的硬件实现以及上位机的网络通信和控制部分。

首先，确定指纹识别门禁系统的结构组成，设计出符合实际需要的门禁系统，并分析指纹的特征和识别方法，以及各种指纹识别模块的优缺点，确定出一种合适的指纹识别模块。

其次，完成基于单片机的门禁控制硬件设计，以及上位机的控制。完成单片机外围电路的设计。

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第二章指纹识别技术介绍与整体设计方案

2.1 指纹特征

指纹是指的是在手指末端正面的皮肤上线条构成的纹路，线条的方向不同，弯曲程度不同，就构成了不一样的指纹。一条线条，就会产生几百上千中的变化，一个手指上有很多条线，这就使得每个人的指纹都不同，每个人的指纹都是独一无二的，而且不会改变。指纹的线条有很多的特征，其中纹线的起点、终点、结合点和分叉点，被称为指纹的细节特征点。

指纹图像分为两大类：总体特征和局部特征两大类。

一、总体特征：指的是指纹的宏观上面所体现出来的特征，也就是说那些用肉眼可以直接观察到的特点，这些特点比如有：纹形、模式区、核心点、三角点和纹数等。

图2-1 指纹总体特征图

（1）纹形：万事都有规律，指纹也不例外，虽然指纹变化万千，但还是有规律可循。指纹的脊线走向是比较有规律的，弯曲的大致方向有规律，根据其规律可以将指纹分为三大类——环型、弓形和螺旋形。指纹最主要的是中心的部分，指纹都趋向于这里，这里是模式区，识别指纹的特点都集中在这里，指纹识别技术的识别就是通过这里来进行识别。

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图2-2 指纹纹形图

（2）核心点：指纹的中间通常都有一个中心点，四周的指纹都是围绕着这里的，就好像是周围的纹路都发源于此，在进行指纹识别的时候，通常都以这个核心点作为识别图像的参考位置，以此来作对比。

（3）三角点：指纹的纹线在延伸的时候不是一直平行的，有的纹线会出现交叉或者是断开，当两条纹线交错连接，就会形成类似于三角形的图形，像这样的点，就成为三角点。

（4）纹数：就是指纹的纹路的总数，一般都是从核心点处开始记录，一直到边缘的纹路的数量，不一样的指纹所具有的指纹的纹路都是不同的。

二、局部特征：手指指纹的有许多不能一眼看出来的小细节，这些细节需要仔细区看才能分辨出它的区别，这些特征就是局部特征。手指的指纹的纹线，不是一直连续的，会出先一些分叉和中断，这些小的细节使得指纹进一步区别。相同的指纹在总体特征上面可能一致，但在局部特征上面却是不同的，这就为指纹的唯一性提供了确认信息。

指纹的特征点可以从四个方面去区别：

（1）类型。特征点可以分为很多的类型，具体如下图所示：

图2-3 指纹特征点类型

终结点：指纹的纹路再此终结，断开。

分叉点：指的是一条纹线会分叉成为两条线，分叉的那个点就被称为分叉点。

分歧点：原本两条平行的纹路，会出现弯曲变向的情况，开始出现这种情况的点就是。

孤立点：没有形成纹路，就只有单独的一个点。

环点：纹路弯曲连成一个小圆圈，就像是一个环形的点。

短纹：比较短的一小段纹路，就像是线段。

（2）方向。每一个特征点的方向都不同，同一类型的特征点，其方向不同，所代表的信息也就不同。

（3）曲率。纹路会有弯曲，纹路的弯曲程度就用曲率来表示。

（4）位置。就是指特征点在指纹图像的位置，用横纵坐标来表示，一般是用相对的坐标来表示的特征的位置。

2.2指纹识别技术介绍

指纹识别技术的目标就是能够识别手指的指纹并能够将不同指纹的模板进行对比判断，主要分为两部分：1.指纹图像获取。2.指纹图像对比判断（1）指纹图像获取：识别并获取指纹图像，需要能够获取指纹图像的指纹传感器，目前主要有三类：1.光学指纹传感器：通过光学手段获取指纹的技术是最早用于指纹识别技术的，光学指纹感器的优点是方便快捷，它的缺点就是对采集手指和取像的镜片要求比较高，质量好的镜片才能够获取到清晰的指纹图像，并且光学指纹传感器的体积一般都比较大，对于小巧的嵌入式设备来说不适用；2.半导体指纹传感器：对于半导体指纹传感器来说，它的价格低、体积小，对于嵌入式设备来说，小巧的便于使用。自从上世纪 90 年代中期出现以来，发展十分的迅速，代表的有产品有：压感指纹传感器、固态指纹传感器、电容式指纹传感器、温度型指纹传感器等等。3.基于超声波扫描技术的指纹传感器：超声波遇到皮肤会反射回来，而且皮肤表面凹凸不平，反射回来的声波也是不同的，超声波识别就是利用反射回来的声波的不同来识别不同的指纹。它的优点有：在不同的情况下都能获取到清晰的图像，对于不同粗糙程度的手指也都能获得清晰地图像。缺点：就目前来说，这种传感器的价格比较昂贵，不太适合普及。

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（2）指纹图像对比判断：获取到指纹图像之后，为了判别出获取到的指纹到底是谁的指纹，就需要对指纹与指纹数据库中的指纹进行对比判断。进行对比判断就需要一个算法，这就是指纹识别算法。指纹识别算法是指纹识别技术的关键，算法的好坏，直接影响到拒识率和误识率，以及系统的运行速度等。整个指纹识别算法分为三部分：指纹图像预处理、提取指纹特征和指纹匹配。先获得手指的指纹，再利用指纹识别算法将数据库的指纹和得到的指纹相对比，判断出获取的指纹是不是数据库中的指纹，若是，给出相匹配的是数据库中哪一个指纹。

通过指纹图像获取和指纹对比判断两个部分，便可以对给出手指的指纹进行识别，得到识别结果，这就是指纹识别技术的大体构造。

2.3 整体设计方案

根据以上所介绍的指纹识别技术，设计基于单片机的指纹识别门禁系统，实现对大楼所有门禁的整体管理，并且能够管理用户信息和权限。所以系统主要分为上位机和下位机两部分，上位机作为主要的控制部分，通过网络对多个下位机进行控制，并且实现用户等级的设定。指纹录入端位于大楼的入口处，对进入者进行指纹录入工作。下位机则是门禁的实际控制端，通过指纹识别模块，对用户进行识别，进而控制门锁的开闭。整体框架可以为如下图所示：

图2-4 整体框图

上位机与下位机各自分工，上位机与下位机通过网络模块进行通讯。下位机是与门直接相连的部分，通过指纹识别模块对用户的指纹进行识别，并将结果传输给单片机，单片机再进一步控制液晶显示结果，并通过蜂鸣器发出声音提

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示，用户还能够进行按键调节。下位机的框架如下所示

图2-5 下位机整体框图

各个子模块的具体硬件选择和使用方法在后面具体介绍。本系统的主要功能特点：

（1）拥有高效的指纹识别模块，可以十分快捷的利用指纹开锁，高效方便，且安全性高。

（2）上位机部分由科学的管理软件，能够实现门禁的科学化管理。

（3）上位机与下位机的通信采用以太网模块，可以实现远距离的控制。（4）门禁系统的用户采用权限分割，不同的用户拥有的权限不同，能够进入的门也不同，从而实现用户的逐级权限管理。

2.4本章小结

本章主要介绍了指纹识别技术的主要工作原理，工作的原理主要包括三部分，分别为：指纹的特征、指纹图像的获取和指纹识别算法。其中，指纹的特征又分为总体特征和局部特征两类，指纹图像传感器大致有三类，指纹识别算

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法包括指纹图像的预处理、提取特征值和指纹匹配三部分，先后并对各个部分做了简要概述，在此之后，又对系统的整体设计方案做了介绍。

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第三章系统的硬件设计

3.1硬件系统具体架构设计

本次的基于单片机的指纹识别门禁系统的硬件部分需要完成一系列复杂的任务，包括图像采集、图像处理、图像对比等，还需要在与上位机通信时上传指纹模板，以及控制外围器件等工作。所以要实现这样一个复杂的任务，需要处理器具有比较强的计算能力和控制能力，并且储存器资源要大。

本文的指纹识别系统，就是利用指纹识别技术，通过单片机的硬件和软件管理实现对门禁的控制。工作人员不必携带钥匙，也不必进行纸张登记，只需手指一按，便可以完成身份识别和进入记录。所以整个系统需要满足: （1）体积小，便于安装。所以在选择硬件时就要考虑硬件的体积问题。

（2）用户界面要简单，便于操作。

（3）处理速度要快，指纹的辨识率要高。所以在处理的选择和指纹识别模块的选择上，要注重其性能。

（4）良好的网络通信。由于需要进行指纹图像的数据通信，所以需用用到TCP/IP通信，就需要选择网络模块来完成。

基于第二章的整体设计方案，已经确定了系统的模块组成，再根据各个模块需要实现的功能，确定各模块硬件的选择和使用。对于指纹识别模块需要有高辨识率、处理速度要快、准确率高，所以确定使用FM-180光学指纹采集仪。液晶显示模块有LCD1602和LCD12864，但LCD12864能够显示4*8汉字，且界面清晰，所以采用LCD12864，来文字显示录入模式、识别模式转换。单片机需要快速计算和控制，以及较大存储空间，所以选择STC89C52。由于上位机需要控制管理大楼内所有的下位机，通信距离较远，RS232不能够满足远距离传输，RS485能够满足远距离传输，但其在传输较大量数据时安全性不够高，所以采用网络传输形式，使用ZLSN3000网络模块。按键采用独立式按键。

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图3-1 系统硬件架构

3.2 系统硬件的模块实现

根据前面得到的硬件具体规划，下面就对各个模块进行逐个介绍。包括核心处理器、指纹识别模块、网络模块、液晶显示模块等等，下面将对各个子模块进行介绍。

3.2.1 STC89C52核心处理器

一：主要性能

STC89C52是STC公司生产的一款8位的MCU，它的内部组件有8KB的Flash 芯片和512B的RAM。相比较于原先的51单片机，52的内存更大，还具有第三个定时器，在各方面的性能方面都有了较大的进步。对于单片机能够很方便的各个模块相连接，比如说指纹识别模块，只需要用P30和P31两个端口，与模块串口相连，在给模块上电，就能够实现对模块非管理和使用。程序可以下载到Flash中存着，即使掉电也不会丢失，能够一直保存，直到下次下载时才会清除。

二：引脚介绍

STC89C52的引脚结构图如下所示：

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图3-2 STC89C52引脚图

各个引脚功能介绍：

（1）电源引脚

VCC：电源电压

VSS：接地

（2）输入输*引脚

P0 P1 P2 P3总共4*8=32个引脚，这些引脚主要用作I/O输入输出，控制一些外接器件，例如LED灯、开关等等。其中P3口有特殊用途，可用于串口传输以及中断和定时器，本次的设计主要用到P3口。具体功能如下所示：

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（3）控制引脚

RST：复位输入。这个引脚用来使单片机复位，令单片机初始化。

EA ：当有外部RAM时，需要访问外部的存储器，就需要EA引脚来控制是否选择外部存储器。

(4)时钟引脚

XTAL1：外部振荡器的时钟输入的第一个引脚。

XTAL2：外部振荡器的时钟输入的第二个引脚。

三：外围电路

STC89C52作为单片机，想要运行起来，就需要最基本的一些外围电路的支持，比如供电模块、时钟模块。本设计使用5V电源供电，时钟信号采用12MHZ 晶振。

（1）电源电路首：先要将220V城市交流供电转换成5V的直流供电，需要经过变压、整流、滤波过程，再传输给单片机。原理图如下所示：

图3-3 5V电源电路

电源电路左端接入220V交流市电，经过变压器降压，将电压降下来。在经过一个由四个二极管组成的整流桥式电路，将交流电转换成为直流电。转换之后得到的直流电电压波动比较大，不够稳定。所以并联一个电解电容，起到滤波的作用，是电流进一步稳定。进过滤波之后的电流仍然稳定度不够，所以再接上一个三端稳压器，其内部由三极管和电阻构成，能够实现随着所加电压的波动而电阻发生变化，这样在稳压器的右边，电压就可以保持稳定。在稳压器之后再接电容，起到进一步滤波的作用。电源电路的右端，接一个开关，来控

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制电流的接通，即电源开关。二极管起到保护作用。VCC端便得到一个5V直流电源，可以接到单片机VCC引脚上面供电。

（2）时钟电路：时钟电路是单片机的心脏，是动力源，控制着单片机的工作，单片机就是通过时钟信号来给其他的部件发送信号，推动者单片机整体的运行。晶振电路如下：

图3-4 晶振电路

本设计采用12MHZ的外部晶振来供给单片机时钟信号，晶振连接到单片机的XTAL1和XTAL2上面，在并联两个电容C1和C2，这两个电容可以使频率降低波动，还有助于起振。起到以为晶振为12MHZ，所以时钟周期为1/12M=1/12us，机器周期为12*时钟周期=1us。

3.2.2 FM-180指纹识别模块

对于本系统指纹识别模块的选用，采用FM-180指纹识别模块。该模块是一个完整的指纹识别模块，能够完成指纹图像的获取、指纹对比匹配和指纹模板的存储功能。模块内部含有高性能的DSP处理器和用于储存的FLASH芯片等，具体能够完成指纹图像处理、模板生成、模板匹配、指纹储存和指纹搜索对比的功能。每个指纹模块都有自己的一些独特的功能，FM-180具有以下特点：（1）适应度强。不管模块处在什么环境下，手指是干的还是湿的，模块都能够很好地调节，使得到的图像变得很清晰。

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基于指纹识别的门禁系统设计

基于指纹识别的门禁系统设计 摘要：为了更好地服务于实验室管理,提高高校实验室的智能化管理,设计并实现 了一种采用嵌入式技术的基于单片机的指纹门禁系统，给实验室管理者和学生提 供了便利。 关键词：指纹识别；门禁系统；嵌入式技术；单片机 随着社会的进步,人们安全意识的提高,高安全的门禁系统成为社会工作、生活环境中重要的环节。但传统的门禁系统由于鉴别方式、速度和性能等方面的限制, 很难满足安全可靠和网络化的控制需求。同时，随着识别技术和网络技术的飞速 发展,门禁系统也得到了飞跃式的发展,出现了基于指纹识别的门禁系统。这种系 统具有安全性、方便性和易管理性等特点。对于高校而言，实验室是教师科研、 学生科学实验的重要场所，承担实践能力、创新能力和工程应用能力培养的重要 任务。为提高高校实验室的智能化管理,开发设计一种指纹门禁系统，下面将对本 系统的设计以及实现进行介绍。 1.系统方案设计 系统由控制模块、指纹传感器模块、显示模块、电磁锁控制模块和报警模块 等组成.控制模块选用的是STC 公司生产的基于MCS-51 内核的8 位微控制器 STC89C52，指纹传感器模块选用的是FPM10A 光学指纹传感器采集及识别指纹信息，显示模块用于实时显示系统的状态信息，电磁锁控制模块用于控制门的开关 状态，报警模块则用于提示管理员门禁系统故障或者无关人员企图进入限制区域，系统结构框图如图1 所示 图1 系统结构框图 2.系统硬件电路设计 2.1 系统电路原理图设计 系统选用的控制器是宏晶科技推出的新一代具备高速、低功耗和超强抗干扰 特点的STC89C52单片机，是系统的控制核心.根据系统工作需要设计的外围电路 有时钟电路、复位电路、指纹模块电路、报警电路、液晶显示电路和控制电路等 部分组成. 2.2 FPM10A 光学指纹传感器 光学指纹传感器是利用光的折射和反射原理，通过CMOS 或者CCD 的光学器 件采集到不同明暗程度的图片信息，完成指纹数据的采集[1].本系统选用的光学指纹传感器模块的型号是FPM10A，该传感器模块有VCC（接3.6V-5.5V）、GND （电源地）、TXD、RXD 和NC 等五个端口，采用半双工异步串行通讯，TXD 为串 口的数据发送端，RXD 为串口的接收端，其默认波特率为57600bps，也可根据实 际需要通过命令设置为9600~115200bps. 传感器模块的TXD 和RXD 端口分别与STC89C52 单片机的P30 （RXD）和P31（TXD）相连进行数据传输，传输的帧格式如图2 所示. 图2 FPM10A 传输的帧格式 2.3 电磁锁 电磁锁是利用电生磁的工作原理，当有电流通过硅钢片时会产生强大的磁力 吸附固定在门框或墙体的铁板从而实现锁门的效果[2].当门禁系统识别到有进入实验室权限的人员时电磁锁电源断开，即可进入实验室，否则无法进入实验室.本系

指纹门禁系统管理系统设计毕业论文

指纹门禁系统管理系统设计毕业论文 目录 第一章绪论 (1) 1.1引言 (1) 1.2研究背景及意义 (1) 1.3本文的结构 (2) 第二章系统硬件设计 (3) 2.1系统的硬件结构 (3) 2.1.1 系统硬件设计综述 (3) 2.1.2 硬件系统元器件概述 (4) 2.2主控芯片硬件设计 (5) 2.2.1 AT89C52介绍 (5) 2.2.2 主要功能特性 (5) 2.2.3 管脚说明 (6) 2.2.4 主控芯片模块设计 (8) 2.3指纹识别模块的硬件设计 (9) 2.3.1 指纹识别模块 (9) 2.3.2 电平信号转换 (10) 2.3.3 稳压器 (10) 2.3.4 数据接收设置 (12) 2.4LCD液晶显示器模块硬件设计 (13) 2.4.1 LCD模块 (13) 2.4.2 接口电路设计 (14) 2.5时钟/日历芯片模块硬件设计 (15) 2.5.1 时钟/日历芯片元器件 (15) 2.5.2 接口电路设计 (16) 2.6E2PROM的读写程序模块硬件设计 (17) 2.6.1 元器件参数 (17) 2.6.2 元器件工作分配 (18) 2.6.3 接口电路设计 (19) 2.7键盘输入模块的硬件设计 (20) 2.8电机正反转电路设计 (21) 2.9紧急复位电路设计 (22) 第三章系统软件设计 (24) 3.1系统软件结构 (24) 3.1.1 系统功能 (24) 3.1.2 系统职能模块 (24) 3.1.3 系统软件流程 (25)

3.2显示程序软件设计 (26) 3.2.1 显示器的读写时序及初始化 (26) 3.2.2 显示程序设计 (27) 3.3键盘输入模块软件设计 (29) 3.4串行E2PROM的读/写程序模块软件设计 (31) 3.4.1 I2C总线协议 (31) 3.4.2 I2C总线写入程序 (31) 3.4.3 I2C总线读程序 (32) 3.5时钟/日历模块软件设计 (34) 总结 (39) 结论 (39) 感悟 (39) 致谢 (40) 参考文献 (40) 附录A: 系统硬件图 (42) 附录B: 系统程序 (44) 附录C: 系统调试图 (51) 附件毕业论文光盘资料

基于某单片机指纹识别系统设计

任务书 课程设计题目：指纹识别 功能简述： 1)根据所学的知识和能力，设计程序可以实现根据指纹的大小、形状等特征，识别出不同的指纹。 2)利用按键标志当前指纹识别的状态，例如录入状态，识别状态,清楚状态;利用液晶1602能够显示当前指纹识别的状态信息。 3)利用继电器，对当前信息的判断，例如提醒当前指纹识别错误;利用蜂鸣器和LED等提醒当前指纹识别是否正确

目录 第一章绪论…………………………………………………….. 1．1、指纹识别中的基本概念…………………………………1.2 指纹识别的发展前景………………………………………1.3、指纹识别课题设计的内容与意义……………………….. 第二章方案选择……………………………………………… 2.1 系统原理图设计……………………………………………2.2方案说明……………………………………………………… 2.3 方案比较……………………………………………………2.4 方案选择………………………………………………………第三章硬件设计………………………………………………3．1 AT89C52单片机设计……………………………………… 3.2 电源电路设计………………………………………………3.3 按键控制部分电路…………………………………………3.4 LED指示灯电路………………………………………… 3.5 蜂鸣器电路……………………………………………… 3.6 指纹传感器模块………………………………………… 第四章软件程序设计…………………………………………. 4.1程序流程图………………………………………………… 4.2程序…………………………………………………………. 第五章调试…………………………………………………… 5.1硬件调试……………………………………………………. 5.2软件调试……………………………………………………

基于单片机的门禁系统

职业技术学院毕业设计论文 论文题目： 姓名： 所在院系： 班级： 学号： 指导教师： 职业技术学院 二〇一三年十二月二十六日

基于单片机的门禁系统的设计 摘要 门禁系统采用89C52 单片机作为控制核心，外围加蜂鸣器控制电路、开门指示灯电路、电控锁控制电路以及LCD液晶显示电路等。门禁系统主要由CPU、工作指示电路、振荡电路、蜂鸣器电路、门控锁电路、矩阵键盘、读卡模块、显示模块等组成。该门禁系统采用射频卡完成刷卡进门，按刷卡出门等功能。其工作原理为：当刷卡时，蜂鸣器响一下，如卡权限获得允许，显示模块显示卡号，同时继电器动作将门锁打开，指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭，指示灯熄灭。当按下出门按钮时，继电器动作将门锁打开，指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭，指示灯熄灭。当输入初始密码时，若输入正确，继电器动作将门锁打开，指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭。此外，程序中还增加了射频卡权限判断的功能，当遇到合法卡时显示卡号，门锁打开，延时10s自动关闭，当遇到非法卡时不显示卡号门锁不开。本系统设计简单、性能优良，具有一定的实用性。

关键词：门禁，射频卡，电控锁，液晶显示，单片机控制

第1章概述 1.1 系统方案的比较 1.1.1 选题论证 在现今社会，随着人们对门禁系统各方面要求的不断提高，门禁系统的应用围越来越广泛，因此门禁系统的研发已成为现代科技领域的一个热门课题。 目前，门禁系统已成为安全防系统中极其重要的一部分，在一些发达国家，门禁系统正以远远高于其它类安防产品的进度迅猛发展；门禁系统之所以能在众多安防产品中脱颖而出，根本原因是因为其改变了以往安防产品，如：闭路监控，防盗报警等被动的安防方式，以主动的控制替代了被动监视的方式，通过对主要通道的控制，大大的防止了罪犯从正常通道的侵入，并且可以在罪案发生时通过对通道门的控制限制罪犯的活动围，制止犯罪或减少损失。此外，人们对门禁系统的应用已不局限在单一的出入口控制，而且还要求它不仅可应用于智能大厦或智能社区的门禁控制、考勤管理、安防报警、停车场控制、电梯控制、楼宇自控等，还可与其它系统联动控制等多种控制功能。安装有门禁系统的建筑具有以下优点: （1）具有对门户出入控制，保安防盗，报警等多种功能。 （2）方便部员工或住户出入，同时杜绝外来人员随意进出，既方便了部管理，又增强了部的保安。 （3）门禁管理系统作为智能建筑中不可缺少的安保自动化的一部分，为用户提供一个高效的工作环境，从而提高管理的层次。 也正是由于门禁系统实用性强，市场需求大，应用广泛，我们便选此作为研究设计的课题。 1.1.2 方案选择 门禁系统有许多种方案：主要有联网和不联网型。

指纹识别门禁系统产品合作协议

指纹识别门禁系统产品合作协议 甲方：××科技发展有限公司 住所地： 法定代表人： 联系电话： 乙方：××电子信息技术有限公司 住所地： 法定代表人： 联系电话： 鉴于乙方拥有指纹识别门禁系统产品完整的所有权和知识产权、且至本协议签定之日未与任何他方就本产品、知识产权有任何形式的合作，乙方也未以任何方式生产和销售本产品;

甲、乙双方经协商一致，在平等、自愿的基础上，就合作生产、销售由乙方自主研制的指纹识别门禁系统产品项目达成本协议，以资共信守。 1.合作内容 本项目合作的内容为：生产、销售由乙方自主研制的指纹识别门禁系统产品。首批生产套(其中银行指纹识别联动门禁系统套)，以后批产品生产量根据市场销售情况待定。 2.合作期限 年月日--年月日，共捌年。 3.合作体制 在甲方框架内成立由乙方组建，甲方派员监督的指纹识别产品项目部，其权限为负责本项目产品的生产、销售及售后服务。项目部设立独立帐户，实行独立核算。 4.知识产权的使用 4.1本项产品的生产、销售可使用乙方提供的中文：××;英文：的注册商标。也可以使用甲方所提供的商标及冠名。

5.权益平衡 自本协议签定之日起，乙方不得独立或以任何方式与第三方合作生产、销售指纹识别门禁系统产品。 甲方从合作之日起，按月向乙方提供资金万元，持续时间不超过个月，且该资金纳入本项目产品的生产总成本。 6.甲方职责 6.1提供本合同项目生产、销售及售后服务的所需资金，前期投入不低于人民币万元(以后根据市情况待定)的基本运作资金，在本协议签定生效后的十个工作日内存入开列的指纹产品项目部的独立帐户内，实行专款专用，保证该资金的投放与生产、销售及售后服务的进程同步，并即时派出财务人员管理并建立独立的帐目，及时制作月报及年报等财务文件交双方备案。 6.2提供本项目产品必需的生产场地(-标准厂房)。 6.3监督本项目产品的生产、销售及售后服务的全过程。 6.4与乙方共同制定项目产品的销售计划、共同进行本项目产品的销售及售后服

基于单片机的IC卡门禁系统

2013届本科生毕业设计 题目：基于单片机IC卡门禁系统的设计与实现 院(系): 机械与电子信息工程学院 专业年级: 2013级电信专升本 姓名: 陈诚 学号: 2013080102 指导教师: 唐永刚教授 2015年 03月20日

Title: microcontroller-based temperature control system fountains Department: College of the system of energy saving and safety Major: Electronic and Information Engineering Author: Chen cheng Student ID: 2013080102 Instructor: Tang Yonggang Professor March 20th,2015

摘要 随着科学技术的进步，IC卡门禁系统在日常生活中的应用越来越普及。比如公司、写字楼出入口门禁制系统采取以感应卡来取代用钥匙开门的方式。使用者用一张卡可以打开多把门锁, 对门锁的开启也可以有一定的时间限制。如果卡丢失了，不必更换门锁，只需将其从控制主机中注销。出入口门禁控制系统是通过对出入口的准入情况进行控制、管理和记录的设备，对何人何时在何地进行详细跟踪，以实现中心对出入口的24小时控制、监视及管理等。 本系统以89C51系列单片机STC89C52为控制核心，利用非接触式高频Mifare IC 卡模块读取用户手中的IC卡信息，识别成功后与系统存储的IC卡库数据进行比对校验，如果IC卡数据库中有IC卡则证明IC卡合法，单片机通过控制继电器控制电子锁门禁开启和关闭。同时系统采用4X4矩阵键盘作为输入，LCD1602液晶作为人机交互显示，让系统具备更大的实用价值。 关键词：STC89C52；4X4键盘；IC卡；LCD1602；Mifare

基于51单片机的IC卡门禁控制系统设计1

门禁控制系统设计 学院名称：物理与机电工程学院专业：电子信息工程 学号：200402204 姓名：刘龙瑞 指导教师：涂二生（高级工程师）

【摘要】本设计是利用T7122M-I工业级ID读卡模块实现的门禁控制器，具有存储一张管理卡和多张用户卡的功能，同时管理人员还可以通过按键更改管理卡，增加、删除用户卡等操作，门禁刷卡控制刷卡距离约为5—12CM。 关键词：门禁系统、T7122M-I工业级读卡模块。

目录 摘要 (2) 第1章门禁系统的概述 (4) 1.1 门禁系统概念 (4) 1.2 门禁系统的特点 (4) 第2章门禁系统的设计要求 (4) 2.1 设计要求 (4) 第3章门禁系统的方案论证 (4) 3.1门禁系统的总体方案 (4) 3.2门禁系统的各个方案论证 (5) 3.2.1.单片机控制芯片模块 (5) 3.2.1.键盘控制块 (5) 第4章门禁系统的硬件部分 (6) 4.1主控芯片部分 (6) 4.2键盘控制部分 (7) 4.3蜂鸣器控制部分 (8)

4.4T7122M-I工业读卡模块 (8) 第5章门禁系统的软件部分 (9) 第6章门禁系统的软、硬件调试 (12) 6.1硬件调试 (12) 6.2软件调试 (12) 6.3软、硬件设计注意事项 (12) 结论 (13) 致谢 (13) 参考文献 (14) ABSTRACT (15) 附录1：系统程序。 (16) 第1章门禁系统的概述 1.1 门禁系统概念 出入口门禁控制系统采取以感应卡来取代用钥匙开门的方式。使用者用一张卡可以打开 多把门锁, 对门锁的开启也可以有一定的时间限制。如果卡丢失了，不必更换门锁，只需将 其从控制主机中注销。出入口门禁控制系统是通过对出入口的准入情况进行控制、管理和记 录的设备，对何人何时在何地进行详细跟踪，以实现中心对出入口的24小时控制、监视及 管理。 1.2 门禁系统的特点

指纹识别系统(文献综述)

指纹识别方法的综述 摘要 : 对在指纹的预处理和特征提取、指纹分类、指纹的匹配过程中的方向图、滤波器、神经网络等关 键性原理和技术做了详细的说明, 并对在各个过程中用到的方法做了进一步的比较, 讨论了各种方法的优越性。 0引言 自动指纹识别是上世纪六十年代兴起的,利用计算机取代人工来进行指纹识别的一种方法。 近年 来, 随着计算机技术的飞速发展,低价位指纹采集仪的出现以及高可靠算法的实现,更使得自动指纹识 别技术越来越多地进入到人们的生活和工作中, 自动指纹识别系统的研究和开发正在成为国 内外学术 界和商业界的热点。相对于其他生物特征鉴别技术例如语音识别及虹膜识别, 指纹识别具有许多独到 的优点 ,更重要的是它具有很高的实用性和可行性,已经被认为是一种理想的身份认证技术 有着十分 广泛的应用前景, 是将来生物特征识别技术的主流。 , 1指纹取像 图1 是一个自动指纹识别系统 AFIS(Automated Fingerprint Identification System)的简单流程。 指纹取像→ 图像预处理 → 特征提取 → 指纹识别 ↓↑ 数据库管理———— 将一个人的指纹采集下来输入计算机进行处理是指纹自动识别的首要步骤。指纹图像的获取主要利用设备取像,方便实用 , 比较适合 AFIS 。利用设备取像的主要方法又利用光学设备、晶 体传感器和超声波来进行。光学取像设备是根据光的全反射原理来设计的。晶体传感器取像是根据谷线和脊线皮肤与传感器之间距离不同而产生的电容不同来设计的。超声波设备取像也是采用光波来取像,但由于超声波波长较短,抗干扰能力较强,所以成像的质量非常好。 2图像的预处理与特征提取 无论采取哪种方法提取指纹 ,总会给指纹图像带来各种噪声。预处理的目的就是去除图像中的 噪 音,把它变成一幅清晰的点线图 ,以便于提取正确的指纹特征。预处理是指纹自动识别过程的第 一步 , 它的好坏直接影响着指纹识别的效果。常用的预处理与特征提取( Image Preprocessing and Feature Ex2 t raction) 方法的主要步骤包括方向图计算、图像滤波、二值化、细化、提取特征和后处理。 当然这些步骤 可以根据系统和应用的具体情况再进行适当变化。文献[ 1 ] 提出了基于脊线跟踪的方法能够

单片机门禁系统设计

单片机门禁系统设计 随着智能化住宅小区的出现，传统的门铃已经远不能适应现代的家庭。从最初的普通单元门对讲，到可视单元门对讲，发展到联网管理，智能楼宇对讲系统已成为一种兼容性强大的综合系统。可以说，智能楼宇对讲系统不仅仅是方便住户和访客的电控门系统，也是小区物业管理和安防管理必不可少的有效手段，是现代化住宅小区必不可少的设施。 一、Lon works总线技术 一般的可视对讲系统大多由单片机与RS-485总线构成，虽然成本低，但受到RS一485总线的限制，在无中继的情况下，通信距离不能太远，通信速率也不能太高，而采用中继则会提高成本，增大设计开发和施工维护的难度。如果采用单纯的Lon works总线，又会降低网络对其他总线设备的兼容性，增加开发成本和设计困难。笔者采用基于单片机与Lon works的可视对讲技术，不仅可以克服以上缺点，而且能更好地发挥二者的优势。整个系统由门口单元主机和户内可视分机组成，在网络上视其为不同的通信节点。对于Lon works网络中设备的通信，则只需要采用一种称为Lon Talk的网络标准语言实现。Lon Talk协议又称为ANSI/EIA709.1控制网络标准，它提供了一系列通信服务，使得设备中的应用程序能够在网络上同其他设备发送和接收报文，而无需知道网络的拓扑结构或者网络的名称、地址，或其他设备的功能。Lon Talk协议能够有选择地提供端到端的报文确认、报文证实和优先级发送，以提供规定受限制的事务处理次数。对网络管理服务的支持使得远程网络管理工具能够通过网络和其他设备相互作用，这包括网络地址和参数的重新配置、下载应用程序、报告网络问题和启动/停止/复位设备的应用程序。 二、系统结构设计 对于整个园区，采用星型分级网络；对于较大型的小区通信系统，可以采用域的管理方式。 （1）CPU。节点的CPU采用工业级AT89S52和Neuron Chip家族的TMPN3150B1AF，3150芯片不带程序存储空间，因而需要外接外部RAM，存放包括Lon Talk协议、Neuron C库函数和任务调度程序的系统映象，存放包括Neuron C编译器产生的用户应用程序代码和其他特定应用参数的应用映象。3150芯片有11个应用I/0引脚，这些引脚可以各种方式配置并提供具有最小外扩电路的灵活I/0功能，可通过软件设置成34种可选的工作方式。在本系统中，将其设置成方式2，即位输出（bit output），用以控制继电器构成的视音频切换器。 （2）收发器。选用Echelon公司的FfT-10A，通信速率为78 kb/s，带有变压器隔离耦合和一个曼切斯特编码器，支持多种网络拓扑结构。 （3）程序存储器。选用Win bond公司的W27C512-45，可以很方便地利用

指纹识别门禁系统的设计与实现

目录 摘要 .............................................................. I II ABSTRACT ........................................................... I V 第一章绪论 ........................................................ １ 1.1 论文的背景及意义............................................ １ 1.2 识别技术简介................................................ ２ 1.2.1 指纹特点 .............................................. ２ 1.2.2 指纹特征 .............................................. ２ 1.2.3 指纹应用系统简介...................................... ２ 1.2.4 指纹取像技术及其特点.................................. ３第二章指纹门禁系统的总体设计 ...................................... ５ 2.1 系统功能.................................................... ５ 2.2 系统性能指标................................................ ５ 2.3 系统硬件结构................................................ ６ 2.4 系统软件结构................................................ ７第三章指纹门禁系统的硬件设计 ...................................... ９ 3.1 SPCE061A单片机介绍 ......................................... ９ 3.1.1 SPCE061A单片机的主要性能.............................. ９ 3.1.2 指纹识别模块OM-20的管脚说明及性能指标................ ９ 3.1.3 SPCE061A单片机与指纹识别模块OM－20的接口电路设计... １０ 3.2 SPCE061A单片机与液晶显示模块SPLC501的接口............... １１第四章指纹门禁系统的软件设计 .................................... １３ 4.1 指纹处理模块.............................................. １３ 4.1.1 指纹识别模块OM-20通讯协议.......................... １３ 4.1.2 登记指纹模板程序设计................................ １３ 4.1.3 删除指纹模板程序设计................................ １４ 4.1.4 清空指纹模板程序设计................................ １４ 4.2 系统主程序设计............................................ １５ 4.3 指纹开门程序设计.......................................... １５

基于MATLAB的指纹识别系统(开题报告)

重庆工商大学 毕业论文(设计)开题报告计算机科学与信息工程学院 (系)测控技术与仪器专业(本科) 2006级1班课题名称：基于MATLAB的指纹图像预处理系统设计 毕业论文(设计)起止时间： XX年XX 月XX 日～ XX 月XX日(共XX周) 学生姓名：XX 学号：XX 指导教师： XX 报告日期： XX学毕业论文(设计)开题报告3－1

1．本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述 1、指纹识别及其优点。人手的指纹即为手指皮肤上的花纹, 它是人的一种生物特征。该特征具有独特的性质, 其花纹的细节由细微纹点和纹脊的起点、终点、分叉、结合等组成。正是这些无穷无尽的细节特征组合构成了指纹 10, 几乎为零, 这就构成了指纹的第一大特的唯一性。事实上, 甚至包括双胞胎, 世界上两个指纹相同的几率<1/9 点。指纹特征的另外几大特点是: 不变性——即指纹的图案永远不会改变; 与主体永不分离性——即指纹不存在丢失、遗忘、被窃取的可能; 指纹的使用比起其它证卡来说更快捷、安全、准确、无干扰, 可实现快速登录注册, 系统兼容性好, 也就是说可以独立或者通过联网构成系统且很容易并入各类证卡和定义识别系统中。因此, 指纹识别技术的应用范围极广(除化学家和矿工外均能鉴定)。 2、指纹自动识别系统的发展现状。指纹自动识别系统是集计算机、网络、光电技术、图像处理、智能卡、数据库技术等于一体的综合高技术。目前的指纹自动识别系统是采用先进的光电识别办法采集一个指纹信息, 并把它变成可以和已由计算机处理过的暗码相比对的代码。这些代码都经过加密处理, 然后经独特的相关算法进行识别判断, 在算法上有的采用是一个指纹的全部图案, 而有的是指纹的特殊细节。 目前的自动指纹识别系统已具有如下特点:(1) 可靠性: 采用独特的容错技术, 既使指纹有破坏, 即指纹不全或指纹随时间有自然的变化时也不影响正确识别。(2) 快捷性: 大多数系统鉴别时间仅需1～3s, 登录注册一个新客户只需1m in 的时间。(3) 灵活性: 一个指纹信息的代码可以压缩到几十个字节到几百个字节, 因此可以存放在一个磁条上或者一张两维条码卡上或者IC 卡上, 甚至几个指纹代码可以存在一张智能卡上。当然, 成千上万的代码可以存放在局域或网络化数据库中, 这样, 代码可以沿网络迅速传输, 因而可以灵活的构成各类系统, 即可以独立使用或集成到一个大范围的出入口控制或者安全处理系统如证卡存档识别系统中。( 4) 可接受性: 一个因素是目前的系统具有高性能; 另一个因素是目前的系统设计已考虑到人类工程学设计, 因而易被用户接受。(5) 安全性: 所有个人代码都经过了特殊加密, 通过所存储的代码不可能复原原指纹, 彻底避免了指纹的冒用, 因此既使证卡丢失, 也不存在安全问题。(6) 方便性: 目前出现的各类指纹识别系统一般外观设计精巧、结实, 采用了精密独特的光电系统, 具有LD 或全程液晶提示, 备有多种安装模式。(7) 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。(8) 实时性: 可实现完整的跟踪、实时报警功能。正是由于目前已经开发出了具有如上特点的指纹识别技术, 因此以此为基础的个人识别技术, 即证卡、代码、指纹的综合动态模式组合, 将可以对不同的应用场所提供不同的安全等级。 3、市场前景。自动指纹识别系统有着极其广阔的应用前景。众所周知, 指纹识别最早是在罪犯鉴别中应用, 它对于提高侦破手段、震慑罪犯、打击刑事犯罪成为强有力的武器并起到了重要作用。根据目前的了解,A F IS 的其它适用场所为: 政府各类机要部门(例如档案馆(室)、机要室)、国家重点实验室及生产重地、机场、军事要地(例如基地、仓库)、重要军事装备或关键设备的启动控制、银行金库、金融系统、代保管库、博物馆、珍宝馆、高级住宅、高级宾馆等重要门禁或入口控制、汽车门锁等。除此之外, 另一大潜在应用前景是: 自动取款机(A TM )、信用卡、驾驶执照、身份证、医疗健康卡、移民登记、计算机系统安全、机械登记等方面。1、指纹锁，指纹锁可以装在门里、车内、保险箱柜的内部, 外面无锁眼, 从而避免了撬锁, 可广泛用于金库、保安、银行、出纳、自动门、百叶门、保险柜、电控装置等门禁系统中。2，指纹卡，国际上偷盗使用卡和利用信用卡进行诈骗犯罪活动越来越猖獗, 仅1995 年英国因此损失8 千万英镑, 法国损失3100 万英镑, 目前我国信用卡用户已达2～ 3 千万, 利用信用卡犯罪我国也在呈不断上升趋势。我国政府打算用10 年左右的时间, 在全国400 多个城市的3亿人中推广信用卡, 预计发行量将达到2 亿张。目前我国IC 卡年产量已达6 千万张, 生产能力已达1 亿张, 全世界到2000 年IC 卡的总需求超过38 亿张, 我国需求量为年均2 千万张。目前, 国内各种磁卡、IC 卡系统已十分普遍。例如: 大庆市1996 年已拥有医疗保险IC 卡80 万张, 全国联网的200 电话磁卡已有上百万用户。由于指纹识别技术的诸多优点, 可以预料, 一方面指纹卡将会在一切需要验证身份的场所发挥越来越重要的作用, 其应用领域将会进一步拓宽; 另一方面, 由于市场的推动, 指纹识别技术也会不断提高, 在其识别可靠性、速度、成本等方面进一步朝实用化迈进。我们期待着指纹识别这一高技术在人们的生活中起到应有的越来越重要的作用。

用单片机实现一个指纹识别系统的设计方案

用单片机实现一个指纹识别系统的设计方案 随着指纹识别在智能手机上面的普及，指纹识别技术在越来越多的场合中得到应用。除了手机应用之外，在移动支付、门禁系统、智能家庭等嵌入式场景中也逐渐普及开来。在系统实现上面，智能手机本身拥有强大的计算能力和丰富的内存资源，实现指纹识别并不困难，但在嵌入式系统中特别是基于MCU的应用场合，其运算能力、内存资源等都受到限制，本文介绍了一种基于单片机系统的指纹识别方案和设计要点。 如上 在具体实现上面，由于指纹识别算法涉及较多的浮点运算，以及需要暂存指纹点阵的原始数据和中间运算数据，故对于运算能力和存储空间有硬性的要求，在目前主流的单片机架构中Cortex-M4架构集成FPU浮点处理单元，在100MHZ主频下，其浮点数运算能力可以达到要求。指纹识别算法代码编译后占用上百K字节的代码空间，考虑到WiFi网络连接、应用层代码等整体上以1MB左右的Flash代码空间为宜，数据存储的需求以512KB的SRAM空间为宜。系统工作时，在指纹识别过程中需要强大的运算能力，而在没有指纹按压的时候则需要运行在低功耗状态，以适应嵌入式系统对功耗的要求。 在我们的方案中，选择了具有XIP特性的MCU，把代码存放在外置SPI Flash中并可以在系统执行，从而大大扩展了代码存储空间。外置SPI Flash中的代码在执行中由于需要内部Cache缓存，故执行速度略低。对于识别算法的核心代码，则可以在Boot阶段拷贝到SRAM中运行，从而提升运行速度。XIP + SRAM的代码空间分配方案兼顾了性能和成本，是此设计的一个亮点。 指纹识别芯片是系统实现的核心部件，当前比较主流的技术指标，要求指纹识别芯片基于电容技术、支持活体检测(Live Finger DetecTIon)、按压式、

指纹自动识别系统在侦查中的应用(1)

指纹自动识别系统在侦查中的应用 作者：张宝清 摘要：随着科技的不断发展，计算机在公安系统中也发挥着日益重要的作用。对于侦查工作而言，计算机指纹自动识别系统的出现改变了传统查找比对指纹的方法，提高了指纹查询比对的效率与质量，快速准确地为破获各类案件提供科学的依据，为侦察方向的确定提供线索。本文将就指纹自动识别系统在侦查中的应用进行探讨。 关键字：指纹识别、自动、效率、侦查、准确 指纹识别系统是一个典型的模式识别系统，包括指纹图像获取、处理、特征提取和比对等模块。通过专门的指纹采集仪可以采集活体指纹图像。目前，指纹采集仪主要有活体光学式、电容式和压感式。对于分辨率和采集面积等技术指标，公安行业已经形成了国际和国内标准，但其他还缺少统一标准。可以通过扫描仪、数字相机等获取指纹图像。 一、指纹数据库的建立 1、扩大违法犯罪嫌疑人指纹卡收集范围，建立高质量的指纹数据库。指纹采集工作是整个工作的基础和首要环节，必须全警动员，全员采集，切实将十指指纹的采集工作列入一项日常业务工作并落到实处。在尽可能多采集指纹的基础上，严把指纹采集质量关，十指捺印指纹质量的好坏，直接影响着现场指纹查询的速度、准确度及查中几率。因此，各级公安机关要提高认识，加强领导，将指纹信息的搜集作为民警目标考核的一项标准，使每个民警在日常工作中能够自觉地搜集指纹信息，确保指纹采集的数量。业务部门必须采取有效措施，搞好捺印技术培训，确保指纹的捺印质量。 2、提高现场指纹的提取率和质量，保证质量、最大限度地入库现场指纹是指纹自动识别系统发挥破案作用的首要条件，勘查人员必须提高现场指纹的提取率和质量。做到随时收集随时入库，并要充分利用所有具有鉴定条件的现场指纹。 二、指纹自动识别系统应用中的注意事项 1、由于每次捺印的方位不完全一样，着力点不同会带来不同程度的变形，又存在大量模糊指纹，如何正确提取特征和实现正确匹配，是指纹识别技术的关键。指纹识别技术涉及图像处理、模式识别、机器学习、计算机视觉、数学形态学、小波分析等众多学科。

基于单片机的门禁系统设计

基于单片机的门禁系统设计 本设计采用STC89C52单片机作为基本控制，并从蜂鸣器控制电路装置，断路指示灯，电源门锁控制电路和8位数码管显示电路。访问控制系统由CPU复位电路，电源指示，工作指令，晶振电路，所述门锁控制电路，读取器模块，液晶模块显示器等组成。通过刷卡开门IC通过具体方案的设计和实施完成：第一种是当IC卡作为该卡的授权，允许显示模块显示的卡号而继电器开门，灯光熄灭，当涉及到非法时没有显示卡号，锁车门不会打开。第二种是按键密码开锁，输入正确密码而继电器开门，输入错误而会报警。该系统的设计方便，卓越的性能，具有一定的实践。 关键词：门禁系统单片机读卡器 IC卡

目录 1引言 (1) 2 门禁系统方案设计与选择 (2) 2.1 方案的选择 (2) 2.2 IC卡的选择 (3) 2.3 设计原理 (3) 2.4 设计功能 (3) 3 门禁系统硬件电路的设计 (4) 3.1 门禁系统电路基本原理 (4) 3.1.1 门禁系统结构图 (4) 3.1.2 门禁系统工作原理 (4) 3.2 门禁系统整体电路图 (4) 3.3 门禁系统各部分电路图 (5) 3.3.1 主控芯 STC89C52 (5) 3.3.2 门锁电路 (5) 3.3.3 报警电路 (6) 3.3.4 读卡模块 (8) 3.5 显示模块 (10) 3.6 修改密码 (11) 3.7 硬件调试过程 (11) 4 门禁系统软件设计与调试 (14) 4.1 系统软件设计基本思路 (14) 4.2 系统软件主流程图 (14) 4.3 软件调试 (15) 4.3.1 程序调试用到的软件及工具 (16) 4.3.2 调试过程 (16) 5 门禁系统的仿真 (18) 5.1 整体电路的功能仿真 (18) 5.1.1 系统通电后无刷卡时的仿真 (18) 5.1.2 刷卡时的仿真 (18) 5.2 调试分析 (19) 结论 (20) 附录 A 程序清单 (23)

基于单片机的指纹识别门禁系统设计说明

摘要 人们在生活中需要安全的门禁设施，来保证自己的财产安全，各种各样的门禁系统随之而生。但随着数字化和网络化的不断发展，以前的门禁方式在鉴别方式、速度和性能方面越来越不能满足人们的需要，比如射频卡、数字密码等方式，其安全性不够高。在新的方式开发的过程中，由于人的身体特点具有不可复制性，所以人们把目光转移到这上面来，开始了生物识别的门禁系统的开发。指纹识别作为生物特征识别，它是独特的，它的特点是不易伪造，以为它的这些特点目前已被广泛应用于安全访问。 对于企业来说，办公楼的安全性和规性就显得尤为重要，对于进入楼的人员需要严格的管理，并且需要的楼层也需要限制人员的进入。指纹识别技术正好可以解决这个问题，每个人的指纹就相当于每个人的身份标识，对指纹的识别和管理，就能够实现对人员的管理。本文设计的系统是基于单片机的指纹识别门禁系统，它是在指纹识别技术的基础上加以开发扩展得来的，主要目的是加强人员的出入管理和提高门禁的安全性。整个门禁系统主要包括上位机和下位机两部分，对于下位机，单片机作为主体，另带多个子模块，包括指纹识别模块、液晶显示模块、网络模块、继电器和蜂鸣器等；对于上位机，主要负责用户信息的管理，并且通过网络模块，对多个下位机行进远距离控制。 论文基于对指纹识别技术和指纹识别系统的发展研究的意义的分析，介绍了指纹识别门禁系统总体框架，阐述了各子模块的硬件和软件资源。论文首先简要介绍了指纹识别算法，重点介绍了指纹识别模块（FM-180）的使用方法，包括它的硬件连接和软件指令的使用方法。在此基础上，设计了以STC89C52单片机为核心的指纹识别门禁系统，指纹识别模块负责识别指纹，并传输给单片机结果，单片机根据结果来控制液晶显示和蜂鸣器的声音提示，再控制继电器的开闭，单片机还能通过网络模块与上位机实现远程通讯。之后，介绍了软件部分的设计，包括单片机、液晶屏、指纹识别模块和上位机的软件设计。系统测试部分，通过对系统的模型样机的测试表明，系统能够完成基本功能并具有较好的稳定性，初步达到了预期的设计目标。在论文最后，做出了简单的总结与期望。 关键词：指纹识别；门禁；单片机 WORD版本.

基于单片机的门禁控制系统设计1-1

基于单片机的门禁控制系统的设计 电气工程及其自动化 ［摘要］：本文介绍了一种用于门禁管理系统的射频读卡器的设计过程，实现卡上信息的识别和读取。主要完成了硬件的设计调试和部分软件的设计和调试工作。对于硬件部分，完成读卡器电路的设计和调试工作。本设计是利用T7122M-I工业级ID读卡模块实现的门禁控制器，主控部分采用AT89C51芯片，控制外围设备，有卡读入时先判断是否为管理卡或者用户卡，针对相应卡蜂鸣器做出相应回应。此系统具有存储一张管理卡和多张用户卡的功能，同时管理人员还可以通过按键更改管理卡，增加，删除用户卡等操作，门禁刷卡控制刷卡距离约为5-12CM。 ［关键词］：AT89C51，门禁系统，读卡模块,智能

目录 引言 (7) 1 课题论述 (7) 1.1 课题研究背景 (8) 1.2 门禁系统的发展 (8) 1.3 门禁系统的可行性分析 (9) 1.4 门禁系统的设计要求 (9) 1.5 系统设计要求 (10) 2 门禁系统的方案论证 (10) 2.1 门禁系统的总体方案 (10) 2.2 门禁系统的各个方案论证 (11) 2.2.1 单片机控制芯片模块 (11) 2.2.2 键盘控制模块 (11) 3 门禁系统的硬件部分 (12) 3.1 主控芯片部分 (12) (13) 3.3 蜂鸣器控制部分 (14) 3.5 T7122M-I工业读卡模块 (15) 4 门禁系统的软、硬件调试 (17) 4.1 设计流程图 (20) 4.2 硬件调试 (20) 4.3 软件调试 (20) 4.4 软、硬件设计注意事项 (20) 结束语 (20) 参考文献 (21) 附录1 (23) 致谢 (28)

毕业设计(论文)-基于51单片机的指纹识别

随着现代化各种科学新技术的快速发展，在日常生活中，我们需要各种身份认证和各种密码认证，还有对各种设备配备钥匙，对保险柜安装防盗系统等等，社会的进步，科技的发展，促使传统的安全系统的抵御能力越来越薄弱。因此，生物特征识别应用而生，开始走进我们身边的各种安全系统，指纹识别作为生物特征识别的一个典型应用已经得到很广泛的应用和认可，指纹特征具有唯一性，是每个人终生不变的特征之一，并且各个人的各个指纹都不一样。本系统采用89C52RC单片机作为主芯片，通过与指纹识别模块FM-180之间通过串口通信方式的通信，采用液晶12864作为显示器，加上简单的外围电路，如按键输入、LED灯报警电路、蜂鸣器电路，最后通过编写软件和制作硬件，实现一个可以通过单片机对指纹的录入，识别，删除等功能操作的指纹识别系统。 关键词指纹识别系统；单片机89C52；液晶12864

With the rapid development of modern science a variety of new technologies, in everyday life, we need a variety of authentication and a variety of password authentication, as well as a variety of devices with keys for the safe installation of security systems, etc., social progress the development of technology, to promote the traditional security system resilience increasingly weak. Thus, biometric applications, born around us began to enter various security systems, biometric fingerprint identification as a typical application has been very widely used and recognized, unique fingerprint characteristics, life is not for everyone one variable characteristics, and each person's fingerprints are not the same individual. The system uses 89C52RC microcontroller as the main chip, it passes between the fingerprint recognition module FM-180 serial communication with the communication method by using a liquid crystal display as 12864, plus simple peripheral circuits, such as key input, LED light alarm circuit, buzzer circuit, and finally through the preparation and production of software, hardware, you can implement a microcontroller on the fingerprint input, recognition, and delete functions operate fingerprint identification system. Key words Fingerprint identification system；SCM 89C52；LCD 12864