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1、I摘摘 要要近年来，指纹识别技术在国内外发展很快，由于其良好的安全性目前该技术已被广泛应用于生活和工作中。随着成本的下降，指纹识别技术呈现全面推广和普遍应用的趋势。指纹识别技术是目前国际公认的应用广泛、价格低廉、易用性高的生物人证技术。指纹只是人体皮肤的一小部分，但是它却蕴涵了大量的信息。皮肤的纹路在图案断点交叉点是个不相同的。医学上已经证明这些特征对于每个手指都是不同的，而且这些特征具有唯一性和永久性。因此我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹特征和预先保存的指纹特征，就可以验证他的真实身份。本设计开发了一款基于单片机的指纹识别电子密码锁系统。该系统以 ATmeg16单片机作
2、为模块核心，通过串口通信控制 ZAZ-010 指纹模块实现录取指纹并存储指纹数据，并通过 HS12864-15C 液晶显示比对流程及比对结果，辅以直流继电器与发光二极管模拟开锁的动作。本系统具有体积小、性价比高、传输速度快、适合家庭及单位使用。关键词：关键词：单片机；指纹识别；液晶屏IIABSTRACTIn recent years, fingerprint identification technology has developed rapidly in China and abroad, because of its good security now that the technolo
3、gy has been widely used in daily life and work. With the decline in the cost of the fingerprint recognition technology and the comprehensive promotion and general trends should be. Fingerprint recognition technology is a technology of biology-authentication widely used and legalized in international
4、 today because of its low-price and finer application. Fingerprint just is a small part of the skin, but it contains a great deal of information .The veins of the skin are different in pattern and cross point and break point. Medicine has proven that these characteristics are different for each fing
5、er and these characteristics are unique and permanent. So we can put a persons fingerprints correspond with him by comparing his fingerprint characteristics and pre-stored fingerprint features, you can verify his true identity. The system design of fingerprint recognition electron password lock base
6、d on Single-chip microprocessor is developed in the thesis. The system ATmeg16 MCU as the core module, through the serial communication control ZAZ-010 fingerprint module for taking fingerprints and store fingerprint data and liquid crystal display by HS12864-15C ratio than on the processes and resu
7、lts, supported by simulation of DC relays and LEDs unlock action. The system is small, cost-effective, and fast and suitable for families and units.Key Words：Single-chip microprocessor; fingerprint detection; LCD 目 录1引言 11.1指纹识别简介 .11.1.1指纹识别原理11.1.2指纹识别应用21.1.3指纹识别技术的发展2III1.2系统设计的目的 .31.3课题背景 .32整
8、体设计方案 42.1系统总体设计 .42.1.1系统功能描述42.1.2系统总体框架42.2系统核心部件单片机 .52.2.1单片机的选择52.2.2ATMEG16 单片机的介绍 72.2.3单片机的复位电路92.2.4ATMEG16 最小系统及晶振的选择 .102.3液晶显示模块 112.3.1HS12864-15C 系列液晶的特点 .112.3.2HS12864-15C 系列液晶的引脚功能 .122.3.3液晶显示 HS12864-15C 的指令系统.132.4电源和指纹模块 132.4.1ZAZ-010 系列独立式指纹识别模块引脚功能 .142.4.2ZAZ-010 系列指纹识别模块指令
9、系统 .152.4.3电源模块.173系统软件的设计 .193.1系统程序工作分析 193.2设计前准备工作 193.3单片机的程序设计 203.3.1键盘管理程序设计流程.223.3.2LCD 显示模块程序设计流程 .223.3.3指纹通信模块的程序设计流程.234实物的制作与调试 .244.1电路的焊接 244.2电路和程序的调试 254.2.1单片机的程序下载.254.2.2串口调试.254.2.3液晶键盘调试.26结 论.27参考文献.28IV附录 1：串口调试子程序 .29附录 2：整体源程序 .31附录 3：硬件电路图 .48致 谢.49天津职业技术师范大学 2010 届本科生毕业
10、设计11引言我们今天的工作生活中，很多的场合都需要身份的认证，而传统的基于标志的身份认证技术由于受到证件伪造以及密码破解等手段的威胁，逐渐表现得有些力不从心。怎样保护自己的重要文件资料，如何保证自己的隐私不被泄露？在传统的身份认证中，我们往往使用密码加密法，但是这种方法只是“防君子不防小人“。在高明的黑客眼里，由几个字符组成的密码脆弱得不堪一击。现在，科技的发展让我们有了新的选择生物识别技术。将生物识别技术应用于笔记本、门锁等方面，可以对文件、财产起保护作用，并且可以进行身份识别。生物识别技术是依据人的体貌、声音等生物特征进行身份验证的科学解决方案，现有的生物识别技术大致上包括指纹识别技术、掌
11、纹识别技术、视网膜识别技术、虹膜识别技术、面相识别技术、声音识别技术和笔迹识别技术等。生物识别技术的优势主要有：1、减少、消除身份假冒，进行真实身份的确认；2、降低管理成本，取代了身份人工认证过程；3、方便使用者，减少或消除了使用卡、钥匙或者密码等麻烦。生物识别技术的发展主要起始于指纹研究，它亦是目前应用最为广泛的生物识别技术。指纹识别技术的发展得益于现代电子集成制造技术和快速可靠的算法的研究。尽管指纹只是人体皮肤的小部分，但用于识别的数据量相当大，对这些数据进行比对也不是简单的相等与不相等的问题，而是使用需要进行大量运算的模糊匹配算法。现代电子集成制造技术使得我们可以制造相当小的指纹图像读取
12、设备，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行两个指纹的比对运算的可能。另外，匹配算法可靠性也不断提高，指纹识别技术己非常实用。1.1 指纹识别简介1.1.1 指纹识别原理指纹识别技术的原理和其它生物识别技术的原理相似。它是利用人体的指纹特征对个体身份进行区分和鉴定。在所有的生物识别技术中指纹识别技术是目前最为成熟，也被应用最广的生物识别技术。这主要因为指纹采用的过程对人们来讲非常简单，指纹识别的准确率高的原因。严格来讲，指纹识别的原理包括指纹采集原理、指纹特征提取原理和指纹特征匹配原理三大部分。指纹采集原理主要是根据指纹的几何特性或生理特性，通过各种传感技术把指纹表现
13、出来，形成数字化表示的指纹图案。天津职业技术师范大学 2010 届本科生毕业设计2由于指纹的嵴和峪的几何特征不同，主要表现为嵴是突起的，峪是凹下的，所以在接触到光线时，其反射光的强度也就不同。在接触到平面时，其在平面上形成的压力也就不同。另一方面，由于指纹的嵴和峪的生理特征不同，主要表现为：嵴和峪的温度不同，其导电性也不同，其对波长的反馈也就不同。通过这些几何的、生理的特性的不同，把人的指纹采集到计算机系统中形成指纹图像。 指纹特征分析的原理是对指纹图案的整体特征和细节特征进行提取、鉴别的原理。其分析的对象包括纹形特征和特征点的分布、类型，以及一组或多组特征点之间的平面几何关系。特征点的平面几
14、何关系表现为某个特征点之间的距离等，或者某三个或更多特征点之间组成的多边形的几何特性。不论是特征点的单体特征，还是特征点的组合特征都是指纹特征的组成部分。把这些指纹特征用数字模板的形式表示出来，就实现了一个指纹特征分析的过程。把人的指纹采集到计算机系统中形成指纹图像。指纹特征值匹配原理是对指纹图案的整体特征和细节特征按模式识别的原理进行比对匹配。匹配是在已注册的指纹和当前待验证的指纹之间进行的。匹配运算不是对两个指纹图像进行比较，而是对已形成数字模板的指纹特征值进行匹配。1.1.2 指纹识别应用指纹识别技术是最早的通过计算机实现的身份识别手段，它是应用最为广泛的生物特征识别技术。过去，它主要应
15、用于刑侦系统。近几年来，它逐渐走向市场更为广泛的民用市场。指纹技术在现代生活和工作中的应用已越来越普遍，指纹考勤机、指纹社保、指纹银行、指纹商场、指纹投票、指纹保护电脑、等等生活中和工作中的新现象已广为人知，其应用相当广泛，指纹技术正在日益刷新着我们的现代化生活方式。指纹识别技术是目前国际公认的应用广泛、价格低廉、易用性高的生物认证技术。指纹只是人体皮肤的小部分，但是它却蕴涵了大量的信息。这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上是各不相同的，在信息处理中将它们称作“特征“。医学上已经证明这些特征对于每个手指都是不同的，而且这些特征具有唯一性和永久性。因此我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过比
16、较他的指纹特征和预先保存的指纹特征，就可以验证他的真实身份。1.1.3 指纹识别技术的发展在经历了近 10 年缓慢的自然增长后，指纹识别技术即将迎来一个跳跃性发展的黄金时期。专家们保守估计，未来 5 年，我国将有近百亿元的市场等待着企业去开拓。指纹识别技术的巨大市场前景，将对国际、国内安防产业产生巨大的影响。较小的公司将面临新进入的传统行业大公司的无情竞争。在这些巨无霸面前，现有中小公司很难说有太大的竞争力，行业重新洗牌不可避免，合并与退出可能会成为天津职业技术师范大学 2010 届本科生毕业设计3大部分中小公司的无奈选择。最终可能形成传统行业的公司或大资本在较短时间内主导生物特征识别行业的局面。这也是每一个新兴市场的必然结果。而竞争的结果将会形成一个新兴的大产业。国内生物识别技术的应用主要集中在企业级应用上，在 2002 年总体约为 2.5 亿元人民币的终端市场中，超过 40%的产品都用于考勤、门禁系统之中。自 2002 年以来整个生物识别市场中指纹识别占据了超过 98%的份额，从需求看，中国 13 亿人口决定了中国将是未来全球最大的指纹识别
