基于A(yíng)Tmega162的指紋識別電子機械鎖設計
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隨著(zhù)生活水平的提高，人們對物質(zhì)生活的要求越來(lái)越高，尤為注重住宅安全問(wèn)題。隨著(zhù)生物特征識別技術(shù)的發(fā)展，指紋識別技術(shù)逐漸進(jìn)入人們的生活領(lǐng)域，指紋鎖進(jìn)入了人們的家庭。常見(jiàn)的指紋鎖，需要管理員指紋或者管理員密碼，才能進(jìn)行指紋和密碼的添加和刪除操作。本文設計的電子機械鎖，具有上述功能，還可以用正確鑰匙管理指紋和密碼。
常見(jiàn)的指紋鎖配備的機械鎖，可使用普通的正確鑰匙打開(kāi)，安全級別較低，很容易被專(zhuān)業(yè)人員破解。本文設計的基于PIC16F72的機械鎖，配套的鑰匙內置編碼芯片，能夠設置正確鑰匙以及發(fā)送鑰匙編碼信息，只有用正確鑰匙才能打開(kāi)，不能被鐵絲或其他非法鑰匙打開(kāi)，安全性大大提高。在非法開(kāi)門(mén)的情況下，機械鎖發(fā)送報警信息。
1 系統設計方案
電子機械鎖，分為電子鎖和機械鎖這兩個(gè)部分。電子鎖以單片機ATmega162為核心，通過(guò)指紋識別模塊，完成了對指紋管理的操作；通過(guò)鍵盤(pán)，完成密碼管理的操作；通過(guò)超外差接收模塊，能夠接收來(lái)自機械鎖的鑰匙編碼信息，完成與機械鎖的通信。
機械鎖以PIC單片機PIC16F72為核心，獲取鑰匙編碼信息，經(jīng)超外差發(fā)送模塊發(fā)送。超外差發(fā)送和接收模塊的工作頻率在433 MHz，PCB布線(xiàn)時(shí)注意超外差模塊，遠離其他器件，不然會(huì )影響系統的工作狀態(tài)。另外，該系統要求體積小，供電方便，整個(gè)系統的功耗要盡量低。
1．1 電子鎖框圖
電子鎖主體為AVR單片機ATmega162、指紋識別模塊、超外差接收模塊、12 V電子鎖驅動(dòng)、門(mén)鎖、鍵盤(pán)、按鍵和指示燈等，如圖1所示。指紋識別模塊型號為：TFS-M12，采用TI的DSP芯片TMS320VC5501，指紋算法采用TFS-9。穩定快速的芯片以及優(yōu)良的指紋算法，不僅提高了整個(gè)系統的識別率以及縮短了識別時(shí)間，而且大大縮短了整個(gè)系統的研發(fā)時(shí)間。
電子鎖在不使用的時(shí)候，處于睡眠狀態(tài)。用戶(hù)打開(kāi)指紋識別模塊上的金屬防塵罩時(shí)，產(chǎn)生喚醒信號，電子鎖進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
正常工作狀態(tài)下，電子鎖支持兩種開(kāi)門(mén)方式：指紋開(kāi)門(mén)和輸入密碼開(kāi)門(mén)。指紋采集頭上輸入指紋，指紋識別模塊將當前指紋與已存指紋進(jìn)行比較，單片機ATmega162接收到比較結果，若正確產(chǎn)生開(kāi)門(mén)信號，經(jīng)12 V電子鎖驅動(dòng)，打開(kāi)門(mén)鎖。鍵盤(pán)輸入密碼，單片機ATmega162將當前輸入密碼和用戶(hù)設置的正確密碼進(jìn)行比較，若正確產(chǎn)生開(kāi)門(mén)信號，經(jīng)12 V電子鎖驅動(dòng)，打開(kāi)門(mén)鎖。輸入指紋和密碼的機會(huì )共3次，若3次都錯誤，系統進(jìn)入睡眠狀態(tài)。
1．2 機械鎖框圖
機械鎖主體為PIC單片機PIC16F72、超外差發(fā)送模塊、設置鍵、指示燈等，如圖2所示。設置正確鑰匙步驟：按下設置鍵，指示燈常亮，插入需要設置的鑰匙，等待指示燈有規律的閃爍3下，設置成功；設置完成后用正確鑰匙開(kāi)門(mén)1次，恢復正常使用狀態(tài)。當插入錯誤鑰匙或者是鐵絲等非法鑰匙時(shí)，指示燈會(huì )快速閃爍，并通過(guò)超外差發(fā)送模塊發(fā)送報警信息。
為了降低整個(gè)系統的功耗，機械鎖在不使用時(shí)，處于不工作狀態(tài)。在安裝機械鎖的時(shí)候，會(huì )在機械鎖的鎖芯安裝一個(gè)金屬轉接口，該金屬轉接口連接了電子鎖的防塵罩，轉動(dòng)金屬轉接口，不僅給機械鎖供電使之進(jìn)入正常工作狀態(tài)，還喚醒電子鎖，讓電子鎖進(jìn)入正常工作狀態(tài)。轉動(dòng)金屬轉接口，還使得電子鎖中的單片機ATmega162第4口的第5位(即P4．5)變成高電平，電子鎖只處理來(lái)自機械鎖發(fā)出的信息。
機械鎖正常工作狀態(tài)時(shí)，插入鑰匙，單片機PIC16F72會(huì )識別鑰匙的編碼，若正確，則打開(kāi)鎖芯上的閥，可以轉動(dòng)鑰匙開(kāi)門(mén)，若錯誤則發(fā)送錯誤鑰匙信息，鎖芯的閥依舊關(guān)閉，不能開(kāi)門(mén)，從而保證了，用戶(hù)的安全。
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