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1、-TOP1 基于指纹识别的汽车防盗系统模块电路主要工作原理：车主停车熄火后，防盗器进入锁定状态。此时如果汽车钥匙不在ON位，就不能进展指纹识别；只有当汽车钥匙在ON位，才可用指纹识别解锁防盗器并自动点火。在锁定状态下，汽车的油路、电路等被切断，汽车钥匙无法点火；如果强行剪断指纹采集模块和控制盒的连线，或者不识别指纹而强行用汽车钥匙点火，汽车会通过鸣号、闪灯和无线通信网络报警。在锁定状态插入密码钥匙可进入解锁状态，并可根据LCD和语音提示通过小键盘进展指纹注册删除、手机设置和应急点火等操作。USB接口电路USB接口电路主要由文件管理控制芯片CH376T实现，CH376T支持USB设备方式和USB
2、主机方式，并且内置了USB通信协议的根本固件、处理 MassStorage海量存储设备的专用通信协议的固件、SD卡的通信接口固件、FAT16和FAT32以及FAT12文件系统的管理固件，支持常用的 USB存储设备和SD卡。CH376T支持二种通信接口：SPI接口和异步串口。本设计采用SPI接口与MCU进展数据通信，电路连接方式如图2所示。串行数据输入SDI、输出SDO和时钟SCK分别接STM32F103VC的SPI1_MOSI，SPI1_MISO和SPI1_SCK，中断请求输出端 INT接PC0，片选端SCS由PA1控制。图中的RESET是系统复位信号，晶体振荡器Y1选12 MHz。当车主要进
3、展指纹注册删除或应急点火时，将密码钥匙U盘接入J1以读取密码信息。语音电路语音电路原理图如图3所示，由美国ISD公司的语音芯片ISD4004-16和美国国家半导体公司的音频功率放大器LM386等元件构成。 ISD4004 -16录放时间为16 min可分段，它采用CMOS技术，单电源3 V工作，内含振荡器、抗混叠滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。它内置微控制器SPI总线串行通信接口。可将模拟语音数据直接写入单个存储单元，不需通过AD或DA转换。使得ISD语音电路具有音质自然、使用方便、单片存储、反复录放、低功耗、抗断电等许多优点。 LM386工作电压*围宽，电
4、压增益可调。具有自身功耗低、电压增益可调整电源电压*围大、外接元件少和总谐波失真小等特点。本设计中 STM32F103VC通过SPI2给ISD4004传送语音信息。图3中的V1和V2分别经三极管与+33 V和+12 V电源相连，三极管的通断由STM32F103VC的PCI1和PCI2控制，只有在需要语音提示时，才使三极管导通给ISD4004和LM386供电。基于ARM的光学指纹识别系统电路模块整个系统设计构成了一体化光学指纹识别模块。模块设计采用光学暗背景成像原理，参加特有活体检测芯片，在解决干手指效应的同时解决残留指纹误识别、橡胶假指纹等问题。图所示为光学GC0307 CMOS 图像采集芯片
5、应用电路原理图。该款CMOS 图像采集芯片是高精度、低功耗、微体积的高性能相机的内置式组件，它把实现优质VGA 影像的CMOS 影像传感器与高度集成的影像处理器、嵌入式电源和高质量的透镜组结合在一起，输出JPEG 图像或图像视频流，支持8/10 位数字传输JPEG 图像和YCbCr 接口，提供了完整的影像解决方案。CMOS 图像采集芯功能输出串行数据引脚、时钟信号引脚、复位引脚、串行总线引脚等都接入到STM32F205RE的GPIO 口， 通过GPIO 口模拟时序读取CMOS 芯片采集到的图像信息。由于STM32F205RE 的GPIO 口工作频率可达120 MHz，因而可以非常准确高效地模拟
6、时序，实测640480 的原始图像能以10 帧/s 的速度采集到主处理器STM32F205RE 中进展图像处理。TOP2 采用指纹识别的防盗遥控器电路模块防盗遥控发射器电路模块刮擦式活体指纹识别防盗遥控器分为防盗遥控发射器和防盗遥控接收器两局部。防盗遥控发射器由使用者随身携带，防盗遥控接收器安放在要保护的门禁设备里。防盗遥控发射器以MSP430F12*处理器为核心，对刮擦式活体指纹传感器MBF310、无线发射/接收芯片nRF401、参数配置芯片 AT93C46等进展工作状态配置，包括指纹数据读取、指纹数据和加密数据无线发射，以及控制指令的无线发射等。AT93C46中保存有256位的参数配置数据
7、，用于对发射的数据进展加密运算；nRF401工作在无线发射模式。MBF310选用SPI工作模式和MSP430F12*处理器的SPI总线相连，MSP430F12*通过SPI总线对MBF310传感器进展工作状态初始化，配置为使能FIFO中断的SPI模式。当手指在 MBF310上滑过时，MBF310采集指纹数据并存到FIFO缓冲区内；当FIFO缓冲区满时产生一中断信号，MSP430F12*处理器收到FIFO 缓冲区满中断信号后立即通过SPI总线读取MBF310采集的指纹数据；并把读取的指纹数据和AT93C46 内的配置字进展“或运算加密，把加密好的数据通过nRF401发射出去，从而实现指纹的采集，指
8、纹数据的读取、加密和无线发射，以及控制指令的无线发射等功能。防盗遥控发射器的电路连接图如图1所示。图1 防盗遥控发射器的电路连接图防盗遥控接收器电路模块防盗遥控接收器由MSP430F12*处理器、无线发射/接收芯片nRF401、参数配置芯片AT93C46、指纹模板存储器FM24C64、按键和指示灯等硬件组成。当防盗遥控接收器正常工作时，MSP430F12*处理器选择nRF401为无线接收模式，以适时接收防盗遥控发射器发射的数据和指令。当接收到指纹数据时，MSP430F12*处理器用AT93C46内的256位配置字对接收到的加密指纹进展解码，得到防盗遥控发射器内的 MBF310采集到的真实活体指
9、纹数据。然后把解码后的指纹数据与指纹模板存储器FM24C64内预存的指纹模板数据进展比对，如果比对结果为真，说明得到合法身份验证，则防盗遥控接收器可以接收防盗遥控发射器的控制指令防盗遥控发射器上按键设定的指令，否则不响应防盗遥控发射器发射的指令数据。防盗遥控接收器按键用于建立指纹模板，指示灯指示防盗遥控接收器的当前工作状态。输出端口16是根据遥控指令产生的输出控制信号。防盗遥控接收器的电路连接图如图2所示。图2 防盗遥控接收器的电路连接图本文设计的防盗遥控发射器采用了刮擦式活体指纹识别芯片MBF310，属于第二代指纹识别技术，有效抑制了第一代指纹识别技术识别率低、识别橡胶模塑指纹等缺点和缺乏，
10、提高了平安等级和正确识别率。nRF401无线收发芯片，采用FSK技术，遥控距离可达800 m。防盗遥控发射器和防盗遥控接收器中，AT93C46是编解码配置芯片，存有256位的编解码数据。遥控发射器发射数据时采用256位编码加密算法，可以防止遥控发射的数据被截获破解以及遥控发射器被仿制，只有遥控发射器和遥控接收器的编解码数据一样时，才能进展遥控操作，提高了平安等级。防盗遥控接收器中的指纹模板存储器采用了8 KB的高速铁电存储器FM24C64，可以无故障读写1 010次，掉电情况下保持数据10年不丧失。遥控发射器和接收器以超低功耗16位处理器MSP430F12*为数据处理和控制核心，提高了数据运算
11、速度和系统的智能化程度，降低了功耗。TOP3 嵌入式指纹识别系统USB接口电路模块USB接口硬件主要以接口芯片 PDIUSBD12为中心，设计它与USB物理接口以及微控制器之间的连接。接口模块通过跳线选择供电方式，可同时支持USB总线供电方式和外设供电方式，为全速USB设备接口。设计过程中充分考虑到可靠性、可测性以及电磁兼容性。其接口电路如图3所示。接口电路供电通过拨盘开关K1选择，当K1接MVCC时，系统为自供电方式；当K1接UVSB时，为总线供电方式。当系统处于自供电方式情况下，系统通过 EOT_N引脚来检测VUSB是否存在，并接上一个1M，赘的放电电阻来减弱充电，以确保当VUSB移开时E
12、OT_N变为低，并且此时自供电电源与USB 总线之间只能共地，同时设备不能通过USB口向VBNS输出电流。一种高性能指纹锁硬件电路模块底层控制电路模块设计指纹锁，除了要有完整的中间构件指纹识别模块，还需要配套的底层控制模块等根底构件。该系统选用高性能低功耗的MEGA8单片机作为底层控制模块的CPU处理器。该器件所实现的功能有：循环扫描键盘并进展相应处理；控制LED灯指示系统当前工作状态；驱动电机执行开关门锁动作；与DSP通讯交互信息等。如图2所示，单片机作为底层控制模块，其IO引脚控制其他器件，采用I2C与DSP进展信息交换。电源管理电路模块电源管理模块如图3所示，包括电源和电源管理器件。电源
13、局部，该设计由4节15 V串联的干电池供电，此电压实际最高时为7 V左右，最低时为5 V，足以满足整体体统的电压要求。电源管理器件，选用手持设备中常用的低功耗高性能稳压器R1111N331B、*C62068152MR、 *C6-206P332MR，输出33 V的整体电压和DSP 18 V的核心电压，这类器件的特点是它具有控制关断引引脚，在系统处于睡眠时，可以通过置位使能端，关断整个系统板的供电，从而到达低功耗节能的目的。TOP4 嵌入式指纹锁系统电路模块嵌入式指纹锁的应用领域十分广泛，有保险箱、实验室、楼道的身份确认等。本文基于指纹识别模块设计和实现了嵌入式指纹锁，给出了一套比较完整的软、硬件
14、设计方案。指纹识别门锁系统的硬件构造主要包括：指纹识别模块、微控制器、读写模块、电源管理和电控锁机构以及门锁功能所需的红外感应电路和液晶 LCD显示等，其中核心局部是指纹识别模块和微控制器。单片机门锁控制电路门锁控制的核心构造是微控制器P89LPC932A1，它是一款单片封装的MCU，适合于许多要求高集成度、低本钱的场合，可以满足多方面的性能要求。 P89LPC932A1 集成了许多系统级的功能，这样可大大减少元件的数目、电路板面积以及系统的本钱。 MCU通过串口与指纹识别模块进展通讯，完成对指纹的录入、删除、身份确认，通过验证后电机控制门锁会执行开关门的动作。以单片机P89LPC932A1
15、为核心的门锁控制电路原理图如图2所示。P89LPC932A1强大的I/O口多达26个，可以满足外设局部的键盘、LCD液晶显示、指示灯、按键、蜂鸣器等的需求。键盘是用来输入密码的，LCD显示用户注册的信息和ID号，双色指示灯和蜂鸣器用来提醒用户操作是否成功或是发出报警提示。另外，还有一些远程控制的按键开关，用于设备的上电或执行有关开关门的操作。具体设计可根据不同的应用场合和实际功能需求增减外围器件，在尽量满足功能的前提下降低系统功耗。电机控制局部由单片机发出逻辑命令驱动电机进展开关锁动作。图中U1是电源控制芯片R1121N，它输出3.3V给单片机；U2是I2C读写模块 E2PROM，指纹锁的开关
16、门记录和密码等重要信息都保存在其中。R1121N是CMOS工艺电压调节器，具有很高的电压输出精度、很低的输入电流。图2 门锁控制系统的电路原理图图3 电机驱动控制原理图单片机的低功耗设计，低功耗系统设计的根本要求如下： 1 系统中所有的电路单元都具有功耗管理功能，即该电路单元在非有效操作期间都能被关断没有功耗。系统具有按有效时空占空比实施精细功耗管理的能力，能做到合理的系统功耗分配。 2 对于系统无法企及的微观有效操作，要求由电路静、动特性来满足功耗分配，即电路动态过程有功耗，电路静态时没有功耗。采用GSM无线通讯网络的汽车指纹报警系统电路模块报警通信模块的软件设计，是要实现单片机控制TC35i模块发送报警短消息，即通过单片机串口向 TC35i模块写入不同的AT指令，从而实现发送报警短消息的功能。AT指令是GSM模块的底层指令，用
