指纹密码锁-设计说明书
电子校园网 编号：
HJJ-32-2021-011-LW
设计摘要：
本论文基于STM32F103单片机设计了一种智能密码锁系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STM32F103单片机作为核心控制器，负责接收和处理输入数据，并控制输出功能。输入部分包括指纹模块、存储模块、键盘和供电电路，用于检测指纹、存储密码和指纹、输入密码和提供电源。输出部分包括LCD1602显示模块、蓝牙模块和蜂鸣器，用于显示相关信息、连接手机输入密码和提供警示功能。通过实验验证，本系统能够实现指纹检测、密码输入和相关功能。在校园生活中，该系统具有实际应用价值。然而，系统的安全性和用户友好性仍有待提高。未来的研究可以进一步优化系统设计，提升系统的安全性和用户友好性，并进行更多的实际测试和验证，以推动该系统在校园生活中的广泛应用和推广。
关键词：单片机；指纹模块；存储模块；蓝牙模块
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 OLED显示模块
3.4 JDY-31蓝牙模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 修改密码实物测试
5.3 密码错误三次实物测试
5.4添加指纹实物测试
5.5 蓝牙连接实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
在网络化时代的今天，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、论坛登录密码等等；并配备了各种药匙，如门锁钥匙，汽车药匙，保险柜药匙等。这些都是传统的安全系统采用的方式，随着社会的发展，其安全性越来越脆弱。而我们的生活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，人们对安全性的要求越来越高，同时希望认证的方式简单快速。为解决这一问题，人们把目光转向了生物识别技术，希望能借助人体的生理特征或行为动作来进行身份识别。这样就可以不用带大串药匙，也不用费心去记各种密码。另外，生物特征具有唯一性，不可复制性。
生物特征识别技术是为了进行身份验证而采用自动化技术测量其身体特征或个人行为特点，并将这些特征或特点与数据库的模板进行比较，完成认证的一种解决方案，被评为21世纪十大高科技之一。生物特征识别是目前最为方便和安全的识别技术，并且生物特征识别产品借助于计算机技术实现，容易与安全、监控、管理系统整合，实现自动化管理。
1.2 国内外研究现状
国外在1930年智能密码锁的研究已经开始了，发展至今现阶段国外智能锁产品的发展已经比较成熟了，具备完善的功能性和稳定性，拥有五花八门的品种，对用户而言是“千挑万选，自得其所”。其中美国、日本在世界制锁业中的销售占10%，其家家户户几乎都使用智能锁。
目前国内电子密码锁落后于国外，大多数还是普通弹子锁，多数厂家生产的按键式电子锁大多是仿制国外技术，但都存在灵敏度差，组合密码少等问题，由于易被不法分子破解和使用的不方便，所以应用场合很少，仍没有形成可观的规模与创新。相信随着科技水平的提升，从材料、设计、数字化应用到锁上，我国电子密码锁种类创新也会日增月益。
为克服传统门禁系统价格高,安全性低的缺点,杨朋飞，聂亮，陈靖，蔡长龙共同设计了一种基于STC89C52单片机的指纹密码锁系统，提出了三种解锁模式。硬件采用FPM10A光学指纹识别模块完成人体指纹录入，识别和清除等操作，结合电子密码单元实现双重开锁保护，并辅以液晶显示，按键输入，开锁控制和指示提醒等模块。软件包含各模块初始化配置和具体逻辑实现。测试结果表明:设计的指纹密码锁系统可以有效进行门禁控制，指纹识别率高，系统模块功耗低，明显提高了门禁系统的安全性和便捷性。
近年来,随着科技的发展,人民的生活水平不断地提高,对安全方面的需求也越来越高了。门锁作为我们一个重要的安全保障,也越来越受重视。原来的机械锁,因其易复制、钥匙笨重、易遗失等缺点,已经不能满足安全便利的需求。周鹏设计开发了一种指纹密码锁,具有操作便捷、安全可靠和用户权限分级的特点。本文从结构、硬件电路、控制软件等方面进行了系统的阐述,通过测试,实验锁能够实现设计目标。首先对指纹密码锁结构系统进行了研究。指纹密码防盗锁控制方案的设计思路是通过程序来验证用户录入的指纹或输入的密码是否有效,从而实现开锁的目的。指纹密码锁的核心就是指纹传感器,对此本文提出了两种方案。方案一选用电容式半导体传感器,虽然它有体积小巧、图像质量优、自适应各种指纹等优点,但是它有易磨损、结构设计复杂、价格较高等缺点。方案二采用光学式指纹传感器,它能解决电容式半导体传感器的一些缺点,且价格较低,故最终选择光学式指纹传感器,型号为ZFM708SA50H。另一个核心触摸芯片方面,选择MPR121触摸芯片。另外,本文还对电源模块、显示模块、语音模块、电机驱动模块、时钟模块、存储模块、控制单元模块和触摸显示灯模块进行了分析,并确定设计方案。其次,开发了指纹密码锁的硬件电路和软件系统。
杨斌、 夏华、 杜伟共同研究了一种基于STM32的智能指纹锁系统。将指纹识别技术与传统密码输入法相结合，实现对用户的识别，安全性高。系统由MCU控制模块、指纹识别模块、电磁锁模块、用户交互模块和电源部分组成。这些系统相互配合，实现精准指纹识别、解锁等一系列功能。在程序方面，C语言用于模块化编程，便于调试和维护升级。经过实际测试，系统识别率高，响应速度快，能够适应各种使用环境，具有广阔的市场前景。
射频无线控制指纹锁设计有高度集成的低功耗单片射频接收器，低功耗SoC MCU和ARM微控制器。高飞燕， 周俊英针对指纹锁的特性，指纹锁的控制系统基于ARM LPC2468，指纹传感器MBF200，SRAM IS61LV51216，SPI存储器M25P128，语音合成LSI ML2282和钥匙开关读卡器MAX6954设计，同时，基于低功耗SoC MCU C8051F930、Si4330接收机和直流电机驱动器MC33899，以及C8051F930的/INT0，SPI0中断服务例程，主要介绍了射频无线解锁系统，并设计实现了锁具结构。实验结果表明，指纹锁具有低功耗、运行可靠、安全的特点。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计基于STM32F103单片机，构建了一种智能密码锁系统。系统包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用STM32F103单片机作为核心控制器，负责接收和处理输入数据，并控制输出功能。输入部分包括指纹模块、存储模块、键盘和供电电路，用于检测指纹、存储密码和指纹、输入密码和提供电源。输出部分包括LCD1602显示模块、蓝牙模块和蜂鸣器，用于显示相关信息、连接手机输入密码和提供警示功能。
通过实验验证，该系统能够实现指纹检测、密码输入和相关功能。在校园生活中，该系统具有实际应用的潜力。然而，系统的安全性和用户友好性仍有改进的空间。未来的研究可以进一步优化系统设计，提升系统的安全性和用户友好性，并进行更多的实际测试和验证，以推动该系统在校园生活中的广泛应用和推广。
