基于ATmega162的指紋識(shí)別電子機(jī)械鎖設(shè)計(jì)
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隨著生活水平的提高，人們對(duì)物質(zhì)生活的要求越來越高，尤為注重住宅安全問題。隨著生物特征識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，指紋識(shí)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(shè)計(jì)的電子機(jī)械鎖，具有上述功能，還可以用正確鑰匙管理指紋和密碼。
常見的指紋鎖配備的機(jī)械鎖，可使用普通的正確鑰匙打開，安全級(jí)別較低，很容易被專業(yè)人員破解。本文設(shè)計(jì)的基于PIC16F72的機(jī)械鎖，配套的鑰匙內(nèi)置編碼芯片，能夠設(shè)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，不能被鐵絲或其他非法鑰匙打開，安全性大大提高。在非法開門的情況下，機(jī)械鎖發(fā)送報(bào)警信息。
1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
電子機(jī)械鎖，分為電子鎖和機(jī)械鎖這兩個(gè)部分。電子鎖以單片機(jī)ATmega162為核心，通過指紋識(shí)別模塊，完成了對(duì)指紋管理的操作；通過鍵盤，完成密碼管理的操作；通過超外差接收模塊，能夠接收來自機(jī)械鎖的鑰匙編碼信息，完成與機(jī)械鎖的通信。
機(jī)械鎖以PIC單片機(jī)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布線時(shí)注意超外差模塊，遠(yuǎn)離其他器件，不然會(huì)影響系統(tǒng)的工作狀態(tài)。另外，該系統(tǒng)要求體積小，供電方便，整個(gè)系統(tǒng)的功耗要盡量低。
1．1 電子鎖框圖
電子鎖主體為AVR單片機(jī)ATmega162、指紋識(shí)別模塊、超外差接收模塊、12 V電子鎖驅(qū)動(dòng)、門鎖、鍵盤、按鍵和指示燈等，如圖1所示。指紋識(shí)別模塊型號(hào)為：TFS-M12，采用TI的DSP芯片TMS320VC5501，指紋算法采用TFS-9。穩(wěn)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(tǒng)的識(shí)別率以及縮短了識(shí)別時(shí)間，而且大大縮短了整個(gè)系統(tǒng)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)。用戶打開指紋識(shí)別模塊上的金屬防塵罩時(shí)，產(chǎn)生喚醒信號(hào)，電子鎖進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
正常工作狀態(tài)下，電子鎖支持兩種開門方式：指紋開門和輸入密碼開門。指紋采集頭上輸入指紋，指紋識(shí)別模塊將當(dāng)前指紋與已存指紋進(jìn)行比較，單片機(jī)ATmega162接收到比較結(jié)果，若正確產(chǎn)生開門信號(hào)，經(jīng)12 V電子鎖驅(qū)動(dòng)，打開門鎖。鍵盤輸入密碼，單片機(jī)ATmega162將當(dāng)前輸入密碼和用戶設(shè)置的正確密碼進(jìn)行比較，若正確產(chǎn)生開門信號(hào)，經(jīng)12 V電子鎖驅(qū)動(dòng)，打開門鎖。輸入指紋和密碼的機(jī)會(huì)共3次，若3次都錯(cuò)誤，系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。
1．2 機(jī)械鎖框圖
機(jī)械鎖主體為PIC單片機(jī)PIC16F72、超外差發(fā)送模塊、設(shè)置鍵、指示燈等，如圖2所示。設(shè)置正確鑰匙步驟：按下設(shè)置鍵，指示燈常亮，插入需要設(shè)置的鑰匙，等待指示燈有規(guī)律的閃爍3下，設(shè)置成功；設(shè)置完成后用正確鑰匙開門1次，恢復(fù)正常使用狀態(tài)。當(dāng)插入錯(cuò)誤鑰匙或者是鐵絲等非法鑰匙時(shí)，指示燈會(huì)快速閃爍，并通過超外差發(fā)送模塊發(fā)送報(bào)警信息。
為了降低整個(gè)系統(tǒng)的功耗，機(jī)械鎖在不使用時(shí)，處于不工作狀態(tài)。在安裝機(jī)械鎖的時(shí)候，會(huì)在機(jī)械鎖的鎖芯安裝一個(gè)金屬轉(zhuǎn)接口，該金屬轉(zhuǎn)接口連接了電子鎖的防塵罩，轉(zhuǎn)動(dòng)金屬轉(zhuǎn)接口，不僅給機(jī)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(zhuǎn)動(dòng)金屬轉(zhuǎn)接口，還使得電子鎖中的單片機(jī)ATmega162第4口的第5位(即P4．5)變成高電平，電子鎖只處理來自機(jī)械鎖發(fā)出的信息。
機(jī)械鎖正常工作狀態(tài)時(shí)，插入鑰匙，單片機(jī)PIC16F72會(huì)識(shí)別鑰匙的編碼，若正確，則打開鎖芯上的閥，可以轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙開門，若錯(cuò)誤則發(fā)送錯(cuò)誤鑰匙信息，鎖芯的閥依舊關(guān)閉，不能開門，從而保證了，用戶的安全。
評(píng)論