智能门禁控制器设计与制作【字数：9144】
摘 要现如今当计算机应用技术和传输手段被愈来愈多的人广泛使用后，各行各业的人对于房间出入管理的需求也逐渐地增高，特别是在专业商业办公用楼、政府办公厅、学校以及央企，国企此类的事业单位等地。与此同时，顺遂着信息技术的迅猛发展以及识别技术的渐趋成熟，各种类型的基于人体生理特征的身份识别系统如: 指纹、手掌、声音、视网膜、瞳孔和脸部等识别技术纷纷出现在大众眼前。但就当前看来，指纹识别技术是较其它生物识别技术更可靠更灵活更为安全的身份鉴定识别方法。本文设计了一种采用Altium Designer作为开发平台，下位机采用STM32F103作为控制核心的方式，用指纹识别的模式来实现门禁系统的开放与关闭功能，输入指纹、完成信息登记并打开门锁。
目 录
第一章 绪论 2
1.1课题研究与意义 2
1.2 研究现状 3
1.3 本文研究的内容和方法 3
第二章 指纹门禁硬件设计 5
2.1 开发工具概述 5
2.2 硬件模块设计 5
2.2.1电源模块 5
2.2.2最小系统 6
2.2.3指纹模块 7
2.2.4继电器模块 8
2.2.5功耗控制 9
2.2.6通讯电路 9
2.3电路焊接测试 10
第三章 固件程序设计 12
3.1程序整体框架 12
3.2程序模块设计 12
3.2.1指纹模块控制程序 12
3.2.2门锁控制程序 14
3.2.3通讯程序 14
3.3软件调试 15
3.3.1指纹录入测试 15
3.3.2指纹解锁测试 17
第四章 上位机联调 18
4.1上位机使用 18
结束语 20
致 谢 21
参考文献 21
第一章 绪论
1.1课题研究与意义
现如今随着科学技术的迅速发展，目前我们的社会正处于一个极速发展的信息化时代。大众在享受高科技带来的各种便利时，对于生活品质的要求也愈来愈高。然而高科技的进 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
步所带来的负面影响也慢慢显现出来。目前，盗窃、抢劫等违法犯罪现象层出不穷，而单纯的门锁、普通的防盗门以及建筑物内的监控、报警设施已满足不了人们高质量安全生活的需求。在这种情况下，一种结合了多种学科技术的智能门禁识别系统显露在大众眼前。
与此同时，伴随着高新技术的蓬勃发展，生物特征识别技术愈来愈为人们所推崇不已。生物特征识别是利用生物体本身特有的特征与原生物个体进行核实比较的一种微机技术。我们都知道，世上没有相同的两片叶子，世上也没有相同的指纹。众所周知，生物的某些特征具有唯一性，指纹识别正是采用人与生俱来的生物特征指纹，这是无法假冒的，而且在漫长的一生，指纹特征却能保持基本上不变，每一个人都有十根手指头，而每一根手指头的指纹都是独一无二的，只要选择这其中一根手指头来采取指纹，就可以作为这个人唯一的识别代码，而且能终生享有，但使用成本基本上为零，安全却是能够得到极大保障，而且突破传统的门禁识别工具束缚，并不需要IC卡、ID 卡、RF卡等识别载体，更不用去记忆繁琐的密码，方便快捷。
依据此情况，本门禁系统采用指纹识别技术来实现系统功能。目前来讲，科学技术的快速发展使得指纹传感器的性价比愈来愈高。况且指纹采集起来较为容易，而使用指纹进行核实比较的算法运用也愈加广泛起来。随着指纹识别技术愈加成熟，人们不再觉得他它高不可攀。指纹识别技术已经逐渐步入百姓生活当中，并且已经逐渐在诸多嵌入式设备中广泛使用。利用STM32单片机对采集到的数字图像实现初步处理，再利用生物识别技术对用户的出行进行识别，最后通过单片机来进行控制，以满足现代人们对门禁越来越高涨的安全需求。本设计系统中，采用提取到的用户的指纹来代替传统的钥匙或者是IC、ID 卡，这种方法能够给用户提供性能更优越、更安全的加密措施，与此同时它还能防止由于钥匙或卡的丢失给用户带来的财物损失。这一门禁系统，仅仅只需用户把自己的手指放在指纹采集仪的窗口位置，通过与数据库里的指纹信息比对成功后就可以开启门锁。相较其他，指纹锁应用良多新兴技术，例如指纹识别技术、电子信息技术等诸多技术。指纹门禁系统，是利用人的指纹特征信息来辨认用户的身份信息，拥有唯一识别性、难以复制性、难以替代性等多重特点 。
在现今社会，在计算机技术日益高速发展的今日，指纹识别系统发挥着愈来愈重要的作用。在这种情况下，假使可以将指纹锁与网络实现集合，便能够令其在锁具行业中占据极其重要的地位，也能够提高它的市场占有率。使用指纹来判断来访人员的身份，可以减少工作人员的工作量，节约大家的时间，保障大家生命与财产安全。指纹门禁在减轻了管理员的负担更担保了出入人员的安全，可以有效提高各办公单位的自主管理程度。
1.2 研究现状
当今社会，安全便利的门禁已成为安防的常态。如今，社会经济建设和管理的发展日益迅速，旅馆、写字楼、智能建筑物、政府机关等地方，渴望建立更加安全便利的门禁系统。目前，门禁行业发展形势一片大好，市场规模逐年扩大另外，民用安防设施的发展已然给指纹门禁识别带来又一前景。在当今，指纹识别又细分到了静脉识别，静脉识别作为智能门禁的颇受关注的一项身份鉴别方式，主要可以分为掌静脉和指静脉。掌纹掌静脉识别技术是时下流行的一种新型生物特征识别技术，它具有多种模态，高精度、安全性高和动态可识别等的特点。人们可以利用手掌皮肤纹路（包括乳突纹、主线和皱褶等）的唯一独特性，也就是由于人的掌纹各不相同，世上没有任何两个人的手掌掌纹可以完全相同，来使用掌纹进行身份特征识别。依据手掌掌纹传递到平台上的信息来判断该指纹是不是来自同一只手掌，以实现门禁产品的身份识别。在之前的海缔脉发布会上有记者了解到，指静脉和指纹门禁千差万别。另外指纹门禁对周边环境的要求较高，还对手指的湿度、清洁度等方面很敏感；生活中也存在个别人或个别群体的指纹特征信息较少，有的甚至没有指纹，所以不容易成像，也不容易采集；针对蜕皮、手上有伤痕等的低质量指纹信息存在难以识别或者识别率较低的情况，当然对于某些手掌上老茧较多的从事体力工作者等一些特殊工作人群来说较难识别。并且指纹静脉门禁是使用近红外线照射来对生物体体内的静脉进行照射，并对获取到的图像信息进行加密，认证的一种技术。经过多年医学研究证明，人的手指静脉的形状拥有唯一性和稳定性的特征，也就是说我们每个人的手指上的静脉图像信息各不一样，同一个人不同的手指偶呈现的静脉图信息像也尽不一致，然而健康成年人的静脉形状一般不会再发生变化。
目 录
第一章 绪论 2
1.1课题研究与意义 2
1.2 研究现状 3
1.3 本文研究的内容和方法 3
第二章 指纹门禁硬件设计 5
2.1 开发工具概述 5
2.2 硬件模块设计 5
2.2.1电源模块 5
2.2.2最小系统 6
2.2.3指纹模块 7
2.2.4继电器模块 8
2.2.5功耗控制 9
2.2.6通讯电路 9
2.3电路焊接测试 10
第三章 固件程序设计 12
3.1程序整体框架 12
3.2程序模块设计 12
3.2.1指纹模块控制程序 12
3.2.2门锁控制程序 14
3.2.3通讯程序 14
3.3软件调试 15
3.3.1指纹录入测试 15
3.3.2指纹解锁测试 17
第四章 上位机联调 18
4.1上位机使用 18
结束语 20
致 谢 21
参考文献 21
第一章 绪论
1.1课题研究与意义
现如今随着科学技术的迅速发展，目前我们的社会正处于一个极速发展的信息化时代。大众在享受高科技带来的各种便利时，对于生活品质的要求也愈来愈高。然而高科技的进 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
步所带来的负面影响也慢慢显现出来。目前，盗窃、抢劫等违法犯罪现象层出不穷，而单纯的门锁、普通的防盗门以及建筑物内的监控、报警设施已满足不了人们高质量安全生活的需求。在这种情况下，一种结合了多种学科技术的智能门禁识别系统显露在大众眼前。
与此同时，伴随着高新技术的蓬勃发展，生物特征识别技术愈来愈为人们所推崇不已。生物特征识别是利用生物体本身特有的特征与原生物个体进行核实比较的一种微机技术。我们都知道，世上没有相同的两片叶子，世上也没有相同的指纹。众所周知，生物的某些特征具有唯一性，指纹识别正是采用人与生俱来的生物特征指纹，这是无法假冒的，而且在漫长的一生，指纹特征却能保持基本上不变，每一个人都有十根手指头，而每一根手指头的指纹都是独一无二的，只要选择这其中一根手指头来采取指纹，就可以作为这个人唯一的识别代码，而且能终生享有，但使用成本基本上为零，安全却是能够得到极大保障，而且突破传统的门禁识别工具束缚，并不需要IC卡、ID 卡、RF卡等识别载体，更不用去记忆繁琐的密码，方便快捷。
依据此情况，本门禁系统采用指纹识别技术来实现系统功能。目前来讲，科学技术的快速发展使得指纹传感器的性价比愈来愈高。况且指纹采集起来较为容易，而使用指纹进行核实比较的算法运用也愈加广泛起来。随着指纹识别技术愈加成熟，人们不再觉得他它高不可攀。指纹识别技术已经逐渐步入百姓生活当中，并且已经逐渐在诸多嵌入式设备中广泛使用。利用STM32单片机对采集到的数字图像实现初步处理，再利用生物识别技术对用户的出行进行识别，最后通过单片机来进行控制，以满足现代人们对门禁越来越高涨的安全需求。本设计系统中，采用提取到的用户的指纹来代替传统的钥匙或者是IC、ID 卡，这种方法能够给用户提供性能更优越、更安全的加密措施，与此同时它还能防止由于钥匙或卡的丢失给用户带来的财物损失。这一门禁系统，仅仅只需用户把自己的手指放在指纹采集仪的窗口位置，通过与数据库里的指纹信息比对成功后就可以开启门锁。相较其他，指纹锁应用良多新兴技术，例如指纹识别技术、电子信息技术等诸多技术。指纹门禁系统，是利用人的指纹特征信息来辨认用户的身份信息，拥有唯一识别性、难以复制性、难以替代性等多重特点 。
在现今社会，在计算机技术日益高速发展的今日，指纹识别系统发挥着愈来愈重要的作用。在这种情况下，假使可以将指纹锁与网络实现集合，便能够令其在锁具行业中占据极其重要的地位，也能够提高它的市场占有率。使用指纹来判断来访人员的身份，可以减少工作人员的工作量，节约大家的时间，保障大家生命与财产安全。指纹门禁在减轻了管理员的负担更担保了出入人员的安全，可以有效提高各办公单位的自主管理程度。
1.2 研究现状
当今社会，安全便利的门禁已成为安防的常态。如今，社会经济建设和管理的发展日益迅速，旅馆、写字楼、智能建筑物、政府机关等地方，渴望建立更加安全便利的门禁系统。目前，门禁行业发展形势一片大好，市场规模逐年扩大另外，民用安防设施的发展已然给指纹门禁识别带来又一前景。在当今，指纹识别又细分到了静脉识别，静脉识别作为智能门禁的颇受关注的一项身份鉴别方式，主要可以分为掌静脉和指静脉。掌纹掌静脉识别技术是时下流行的一种新型生物特征识别技术，它具有多种模态，高精度、安全性高和动态可识别等的特点。人们可以利用手掌皮肤纹路（包括乳突纹、主线和皱褶等）的唯一独特性，也就是由于人的掌纹各不相同，世上没有任何两个人的手掌掌纹可以完全相同，来使用掌纹进行身份特征识别。依据手掌掌纹传递到平台上的信息来判断该指纹是不是来自同一只手掌，以实现门禁产品的身份识别。在之前的海缔脉发布会上有记者了解到，指静脉和指纹门禁千差万别。另外指纹门禁对周边环境的要求较高，还对手指的湿度、清洁度等方面很敏感；生活中也存在个别人或个别群体的指纹特征信息较少，有的甚至没有指纹，所以不容易成像，也不容易采集；针对蜕皮、手上有伤痕等的低质量指纹信息存在难以识别或者识别率较低的情况，当然对于某些手掌上老茧较多的从事体力工作者等一些特殊工作人群来说较难识别。并且指纹静脉门禁是使用近红外线照射来对生物体体内的静脉进行照射，并对获取到的图像信息进行加密，认证的一种技术。经过多年医学研究证明，人的手指静脉的形状拥有唯一性和稳定性的特征，也就是说我们每个人的手指上的静脉图像信息各不一样，同一个人不同的手指偶呈现的静脉图信息像也尽不一致，然而健康成年人的静脉形状一般不会再发生变化。
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