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1、基于51单片机指纹电子密码锁设计摘 要随着人民生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其突出，传统的机械锁由于其构造简单，安全性低，无法满足人们的需求。随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器，所以具有防盗报警功能的电子密码锁控制系统逐渐代替传统的机械式密码控制系统，克服了机械式密码锁控制的密码量少，安全性能差的缺点。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
2、、财产起保护作用，并且可以进行身份识别。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。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STC89C52单片机作为模块核心，通过串口通信控制ZFM-60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：单片机，密码锁，指纹识别 51 single fingerprint-based electronic code lock designABSTRACTWit
3、h the improvement of peoples living standards, how to achieve family security issue has become particularly prominent, the traditional mechanical locks because of its simple structure, low security, can not meet peoples needs. As electronic products to intelligent miniaturized and the continuous dev
4、elopment of SCM has become the electronic product research and development preferred controller, the electronic lock control system with anti-theft alarm function gradually replace the traditional mechanical control systems with code, overcome password less, poor safety performance shortcomings of m
5、echanical lock control.In traditional identity, we tend to use password encryption method, but this method only anti-anti-villain is not a gentleman. In the eyes of clever hackers, password consists of several characters fragile too vulnerable. Now, the development of science and technology so that
6、we have a new option - biometrics. The biometric technology used in notebook, door locks, etc., they can file for protection of property, and can be identifiable. biometric technology in fingerprint primary origin research, it is also the most widely used biometric technology. The system design of f
7、ingerprint recognition electron password lock based on Single-chip microprocessor is developed in the thesis. The system STC89C52 MCU as the core module, through the serial communication control ZFM-60 fingerprint module for taking fingerprints and store fingerprint data and liquid crystal display b
8、y HS12864-15C ratio than on the processes and results, 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, password, Fingerprint recognitionI目 录第一章 绪论11.1课题研究意义11.2国内外指纹密码
9、锁发展历史及现状31.3本文主要内容4第二章 整体设计方案52.1 方案比较与论证52.2系统总体设计72.2.1 系统功能描述72.2.2系统总体框架72.3本章小节8第三章 系统硬件设计93.1单片机及最小系统93.1.1 STC89C52单片机介绍93.1.2外部晶振设计123.1.3复位电路设计133.2 指纹模块设计153.2.1指纹识别技术简介153.2.2 指纹模块简介163.2.3 指纹模块指令183.2.4 指纹模块接口电路设计213.3 按键电路设计213.4液晶显示模块设计233.4.1 FYD12864工作流程243.4.2 FYD12864指令说明243.4.3 FY
10、D12864液晶显示接口电路设计293.5 本章小节31第四章 系统软件设计324.1 系统工作过程分析324.2主程序流程图334.3键盘程序流程设计354.4 LCD显示模块程序流程设计354.5 指纹识别程序设计364.5.1 指纹模块通讯协议说明364.5.2 指纹模版的采集存储384.5.3 指纹比对程序设计394.6Keil编程404.7本章小结41第五章 实物制作与调试425.1 电路的焊接425.2 程序的烧写445.3 小灯、继电器的调试455.4 液晶的调试455.5 指纹模块、按键的调试465.6 本章小结47总结48参考文献49附录一50附录二51英文原文56中文翻译6
11、5第一章 绪论我们今天的工作生活中，很多场合需要身份验证。而基于传统的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，逐渐表现得有些不足。如何保护自己的重要文件，如何保证自己的隐私不被泄露？在传统的身份验证下，我们倾向于使用密码加密方法，但这种方法“只是防得住君子，防不住小人”。在高明黑客的眼中，密码由几个字符脆弱得不堪一击。现在，科学技术的发展，使我们有了新的选择 - 生物识别技术。在笔记本，门锁等加上生物识别的技术，它们可以对文件财产进行保护，并且是高安全性，高效率的。生物识别技术是基于对人的外貌，声音和对其它生物特征身份验证的科学解决方案，现有的生物识别技术，包括指纹识别技术
12、一般，掌纹识别，视网膜识别，虹膜识别，脸部识别技术，语音识别技术和手写识别技术1。生物识别技术的主要优点是：1，减少，杜绝假冒身份，确认真实身份; 2，降低管理成本，免去了人工身份认证过程; 3，人性化，减少或消除使用卡，钥匙或密码等问题。指纹是研究生物特征识别技术的起源，它也是应用最广泛的生物识别技术。指纹识别技术的发展依靠于现代电子集成制造技术和快速可靠的算法的研究。虽然指纹是人体皮肤的一小部分，但其中所包含的数据信息却大到我们难以想象。对这些包含的数据信息对比不是一个简单的问题，而是使用模糊匹配算法，加以大量的操作。现代电子集成制造技术使我们能够制造相对小的指纹图像读取装置，而在计算速度
13、迅速发展的今天，使在单片机上进行两个指纹的对比运算成为可能。此外，匹配算法的可靠性也在不断提高，使得指纹识别技术越来越成熟2。1.1课题研究意义随着社会的发展和技术的进步，传统的安全防盗系统面临极大的挑战。长久以来，安防系统验证身份的方法是验证一个人是否持有有效的信物，如照片、密码、钥匙、磁卡和IC卡等。因此从本质上来看，这种方法验证的是该人持有的某种“物”，而不是验证该人本身。只要“物”的有效性得到确认，则持有该“物”的人的身份也就随之得到确认。这种通过“物”来确认人的身份的办法存在的漏洞是显而易见的：“物”的丢失或出错都会导致合法的人无法被认证，并且各种信物容易被伪造、破译。在网络化时代的
14、今天，我们每个人都拥有大量的认证密码，比如开机密码、邮箱密码、银行密码、论坛登陆密码等等；密码作为身份识别的标志已被广泛采用。密码容易被遗忘，也有被人窃取的可能，无论是在智能化还是安全性能方面都已经不能满足需求，现在的各种钥匙，如门锁钥匙，汽车钥匙，保险柜钥匙等也如同密码一样存在显而易见的漏洞。这些传统的安全系统所采用的方式，随着社会的发展，其安全性越来越脆弱不堪一击。但是我们不能回避这个尴尬的问题，我们的生活中随时都需要进行个人身份的确认和权限的认定，尤其是在信息社会，人们对于安全性的要求越来越高，同时也希望认证的方式简单快速。为了解决这一存在已久的问题，人们把目光转向了近年来兴起的生物识别
15、技术，希望能借助人体的生理特征或行为动作来进行身份识别。这样就可以不必携带大串钥匙，也不用费心去记各种密码。生物特征和钥匙、密码相比具有唯一性，不可复制性，例如指纹，专家推论以全球 60 亿人口计算，300 年内都不会有两个相同的指纹出现。以电子商务、电子银行的安全认证为例，目前在电子商务中经常出现他人假冒当事人的身份，如果通过生物特征进行认证，就可有效防止此类事件的发生。另外，网络、数据库和关键文件等的安全控制，机密计算机的登陆认证，银行 ATM、POS 终端等的安全认证，蜂窝电话，PDA 的使用认证等等，都可以依靠生物特征来认证。可见，生物特征识别不但有可观的经济效益，还有不可估量的国家信息安全效益。1997年比尔盖茨曾这样预言：“生物识别技术即利用人的生理特征，如指纹、虹膜等来识别个人的身份，将成为未来几年IT产业的重要革新。,指纹识别技术在生物识别技术中相对来看是发展的最成熟的识别技术，指纹锁则是指纹识别技术的代表作品，指纹锁在当今安防系统中应运而生成为继机械锁、密码锁、感应锁之后另一代门锁的代表，单体指纹代替钥匙或者密码成为开锁工具，大大降低了安防系统的潜在安全隐患，主要是因为指纹的独特生理附属性，在一段比较长的历史时期内避免了遗失、被盗、被复制的隐患，因此目前看来指纹锁几乎完美的解决了传统门锁存在的问题，但是一把
