基于单片机的指纹密码锁设计所在系部:南京工程学院毕业设计开题报告

毕业设计(论文)开题报告毕业设计的内容本课题以单片机为核心采用C语言來开发一指纹电子密码锁。

本课题的主要任务是设计一个能够记录指纹并对输入的指纹进行匹配和比对的系统。 毕业设计的意义在于日常生活和工作中。 住宅、房产、单位、银行的安全,一些重要信息都会选择加锁,以保证其安全。 使用传统的机械锁时,您必须携带多把钥匙。 一旦丢失、被盗或遗忘,不仅配置起来非常麻烦,而且还可能被他人复制,造成极大的安全隐患,甚至造成财产损失。 现代社会对安全认证方法的标准是简单、快速、高效。 生物识别技术最重要的特点是其指纹识别技术。 此外,本毕业设计要求熟练掌握微控制器技术和软件编程知识。 之前学习的知识都是碎片化的,没有考虑到系统的各个模块如何部署为一个系统,如何分工协作。 因此,毕业设计过程也是一个知识整合、系统化的过程,将为我以后的学习和工作打下良好的基础。 学生姓名 ** 项目名称来源 学号 202120621 电子信息科学与技术专业职称讲师 系内自备项目 计算机工程学院 项目类型 工程设计 基于单片机的指纹密码锁设计 内容及毕业设计的意义 实际应用价值 随着人们的生活节奏越来越快,人们在日常生活和工作中处理事情的效率也越来越高。 显然,人们携带各种身份证明文件、卡片、密码、钥匙往返于各种场合,是相当麻烦的,而且还面临着证件伪造、卡丢失、密码泄露等风险。

随着科学技术的发展,生物识别技术逐渐受到人们的青睐。 其中,指纹识别因其易用性、价格低廉以及极高的安全系数而常见于现代生活和工作中,例如职场考勤、驾校打卡等。手机解锁、移动支付等酷炫技术这一切都离不开指纹传感器的贡献。 国内外研究现状随着社会的进步和科学技术的发展,数字密码锁和TC卡逐渐进入公共领域。 与传统的物理机械锁相比,安全系数有所提高,但仍然存在密码忘记、丢失、泄露等问题,上述缺陷已不能满足人们的需求。 人们对安全性能的要求越来越高,但对安全方法的要求也越来越简单、快速、高效。 人类的生物学特征通常是独特的、可测量的、可识别的、可验证的、可遗传的和终生的。 因此,生物识别技术具有难以遗忘、防伪性能好、难以伪造或窃取、能够随身“携带”等特点。 它以其随时随地可用等优点而受到人们的青睐。 比传统方法更安全、便捷、保密。 目前,生物识别特征包括手形、指纹、人脸形状、虹膜、指静脉等。基于这些特征,发展了手形识别、指纹识别、面部识别、虹膜识别等各种生物识别技术。 早在1997年,比尔·盖茨就预言:“利用人的生理特征,如指纹、虹膜等来识别个人的生物识别技术,将成为未来几年IT行业的重要创新。” 并且有专家表示,已经推算出,如果世界上有60亿人,300年内不会出现两个相同的指纹。

因此,毫无疑问,指纹密码锁的安全性能还是相当高的。 虽然我国在指静脉、虹膜、视网膜等生物识别领域比国外晚一些,但指纹识别技术几乎与国外同时起步,因此无论是在技术研究还是在普及方面市场上的相关产品并不比国外差。 一般来说,指纹识别的原理基本上包括三个部分:指纹采集、指纹特征提取、指纹特征匹配。 事实上,指纹是比较复杂的。 许多开发指纹识别的公司并不直接存储指纹图像,而是将收集到的图像数字化以表示指纹图案。 在方趣*应用中,华为Mate系列、三星、vivo、乐视、酷派等较为前沿的国产手机均具备通过指纹识别解锁的功能。 国外的竞争对手中,有苹果的ApplePay。 2月18日文献综述日正式进入中国后,引起广泛关注,并迅速在全球多个国家掀起ApplePay热潮。 但归根结底,在技术方面,手机上的指纹传感器采集用户数据并精准匹配,完成非接触式支付功能。 相关技术及研发基础本系统使用的编程语言是通用计算机编程语言——C语言。 它因其良好的跨平台性能,可以在多种硬件平台上编译运行而得到了广泛的应用。 ,已经成为大多数人学习编程的经典入门编程语言。 由于C语言可以直接查询硬件地址并操作硬件,代码运行效率极高,因此成为了接近底层的开发中的首选编程语言,比如驱动、内核等,正是因为C语言具有这种低级语言的特点,一度引发了C语言是高级语言还是低级语言的争论。

但C语言也有指针、结构体、丰富的数据类型、运算符和结构化语句语言。 本设计是在KeiluVisiond开发平台上进行的,使用C语言编写、编译和调试各模块的功能代码。 正常运行后,使用串口助手工具下载到单片机即可,效果良好且稳定,功耗低。 价格便宜,可供参考的文献也很多,完全可以满足本次毕业设计的需要。 因此,本系统采用单片机开发,既可以实现需求,又可以降低成本。 作为一种应用广泛的单片机,​​单片机和很多处理器一样,基本上都是由三部分组成:运算控制器和寄存器。 运算单元处理数据,控制器进行分工协调,寄存器充当缓存,可以大大提高处理器从内存取数据的速度,从而提高数据处理能力。 市场上许多增强版微控制器的性能不容小觑。 它们增加了RAM空间,有的甚至可以移植操作系统,因此完全可以满足我们大部分的开发需求。 本设计中比较重要的模块是指纹传感器。 指纹识别技术的概念已经相对表征为手指上凹凸不平的纹路的起点、终点、交接点和分叉点。 就好像每个人手上都有一个独特的“迷宫”,而每个迷宫的起点、终点、转折点都是不同的。 正是这些不同的“特征点”决定了我们每个人的独特性。 在II之前,传感器的指纹采集技术主要分为光学识别和半导体识别两种。

光学识别只能到达皮肤表面,因此准确度受手指是否清洁影响。 半导体中的电容式传感器使用并排排列和传感器板的交替顺序,交替板采用两个电容板的形式,并且板指纹的谷和脊成为板之间的电介质。 两个传感器之间的恒定电介质检测变化以生成指纹图像。 指纹传感器采集图像后,利用指纹算法进行指纹特征提取、匹配、统计。 [01]廖磊. C语言程序设计基础[M]. 北京:高等教育出版社,2012 [02]孙育才. MCS-51系列单片机及其应用[M]. 南京:东南大学出版社,2012[03][美]斯蒂芬·普拉亚. 引物加[M]. 北京:人民邮电出版社,2012[04][美]Peter Van Der Linden。 专家编程[M]. 北京:人民邮电出版社,2008.02。 [05][美国]肯尼斯·里克。 指针0nC[M]。 北京:人民邮电出版社,2008.04。 [06]蔡振江. 单片机原理及应用[M]. 北京:电力工业出版社。 2008:176-208 [07]谢伊人。 单片机实用技术问答[M]. 北京:人民邮电出版社,2002 [08]李全,迟荣强. 单片机原理与接口技术[M]. 高等教育fli出版社,2004年。 [09][美国] Colin Keogh,Kyle Keogh。 指纹生物识别锁[J]. 2003 [10]戴佳,苗龙,陈斌。51单片机应用系统开发典型实例[M]. 中国电力出版社,2005.[11]陈明英。 8051单片机课程设计[M]. 清华大学出版社,2003。传感器电路等构成了整个系统基本框架和系统框图如图1所示:晶振电路、显示电路、电源电路、按键电路、单片机复位电路、指纹传感器报警电路、系统硬件设计。 本设计的硬件部分主要以单片机为核心,多个模块相互协作实现共同目标。 单片机的最小系统复位、电源、晶振电路被称为单片机正常工作的三要素。

sz位电路的基本功能是:单片机上电时需要执行a位,对CPU和各模块的硬件进行初始化,使其能够从初始状态开始运行。 如果运行过程中出现程序错误,需要单片机开机重启,可以采用位的方式来实现。 常用的s-bit模式包括高电平a-bit和低电平sz-bit。 本设计采用高电平a-bit模式,即正常工作时a-bit引脚为低电平,按下s-bit按钮时,s引脚为高电平。 采用阻容式独立按键完成设计,连接方便,成本低。 电源电路为整个电路提供电源。 它使用+5v直流电压为电路供电。 要求电源纹波小,电压恒定。 因此,主要的设计任务是设计电源的滤波电路,以减少纹波,并控制电源电压的通断。 通电的瞬间对整个电路造成很大的影响。 本设计利用电容通直流、阻交流的特性来完成电源电路的滤波电路设计。晶振是整个单片机的心脏。 晶振为单片机系统中单片机的运行提供时钟源。 任何节拍都是晶体振荡器的频率。 本设计将使用两个小电容和一个晶振来完成晶振电路的报警电路模块设计。 报警电路中使用的LED灯实际上是一个二极管,利用其单向导电性设计。

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