指纹识别电子锁的设计
摘 要
为了弥补现有身份识别系统以物认人方式的不足，提出了用指纹识别系统来设计电子锁。本文首先简单介绍了指纹识别是生物识别领域的一部分，介绍指纹识别的应用历史以及当今民用科技对指纹识别的应用程度，同时讲解了指纹识别的原理以及数字图像的一些知识。阐述了指纹模块对所采集的图像的处理过程，主要介绍一种基于纹理结构的指纹识别算法，该算法讲述了几种典型的纹理结构，如何提取特征和匹配特征。本文重点介绍了单片机与指纹模块之间的通讯问题，为方便通讯，定义了大量的通讯指令为功能的实现做准备。阐述了电子锁的设计构想，设计了一款简易的指纹识别电子锁的原理图，编写了控制程序的流程图。最后展望指纹识别这一技术的未来应用前景。
关键词：指纹识别，图像处理，原理图，电子锁
目 录
摘 要 i
Abstract ii
目 录 iii
第一章 绪 论 1
1.1 生物识别的概念 1
1.2 指纹识别的概念 1
1.3 指纹识别技术的历史 2
第二章 指纹识别的原理 4
第三章 指纹图像处理 5
3.1 图像的采集设备 5
3.2 图像的参数 5
3.3 图像的处理过程 6
3.3.1 特征的提取 6
3.3.2 指纹特征匹配 8
第四章 指纹采集模块与单片机之间的通讯 10
4.1 模块指令的定义 10
4.1.1 指令集 10
4.1.2 指令、数据包格式 12
4.1.3 指令应答 12
4.2 指令运用详解 14
4.2.1 录入图像 GetImage 14
4.2.2 生成特征 GenChar 14
4.2.3 精确比对两枚指纹特征 Match 15
4.2.4 搜索指纹 Search 16
4.2.5 合并特征（生成模板） RegModel 17
4.2.6储存模板 StoreChar 17
4.2.7 读出模板 LoadChar 18
4.2.8 上传特征或模板 UpChar 18
4.2.9 下载特征或模板 DownChar 19
4.2.10 上传图像 UpImage 20
4.2.11 下载图像 DownImage 20
4.2.12 删除一个模板 DeletOneChar 21
4.2.13 清空指纹库 Empty 21
4.2.14 写模块寄存器 WriteReg 22
4.2.15 读系统参数表 ReadParTable 22
4.2.16 进入低功耗 PowerDown 23
4.2.17 系统初始化设置 Setup 24
4.2.18 设置口令 SetPwd 24
4.2.19 验证口令 VfyPwd 25
4.2.20系统复位 Reset 25
4.2.21 写记事本 WriteNotepad 26
4.2.22 读记事本 ReadNotepad 26
第五章 电子锁的设计 28
5.1 原理图的设计 28
5.1.1 设计构想 28
5.1.2 元器件清单 28
5.1.3 原理图 29
5.1.4 实物图 29
5.2 控制过程 30
5.2.1 系统上电 30
5.2.2 添加指纹 30
5.2.3 删除指纹 31
5.2.4 清空所有的指纹 31
5.2.5 通讯问题问题提示 31
第六章 总结 32
致 谢 33
参考文献 34
