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      關于汽車指紋識別門鎖軟硬件設計解析

      引言
      汽車門鎖分為機械式和電子式兩類。機械式汽車門鎖的最大缺陷是安全性不足;電子式汽車門鎖的出現使汽車門鎖的安全性得到提高很大提高。但隨著科技的發展,各種各樣的專用盜車工具和盜車方法已經在網上流傳,電子式汽車門鎖的安全性受到嚴峻的考驗。指紋識別技術是目前最安全可靠的身份識別技術之一,具有較高的可行性和實用性,也是目前最成熟和最具有前景的生物識別技術。本文利用指紋識別技術,設計出模擬汽車指紋識別門鎖。依據汽車的特殊情況來設計執行機構、選取相應的硬件;在BiokeySDK算法的基礎上進行二次開發,完善軟件的功能。搭建出模擬汽車指紋識別門鎖系統,測試執行機構的動作是否符合要求。
      1、系統總體方案設計
      系統可以分成三部分:由指紋采集設備和計算機構成的自動指紋識別系統、由計算機和控制元件構成的控制系統、由門鎖控制器和雙向直流電機來模擬汽車門鎖,系統總體如圖1所示。
      1.1指紋采集儀
      指紋采集是自動指紋識別系統中的首要步驟。指紋采集儀通常按取像方法分類,常用的指紋取像方法有以下幾種:光學設備取像;晶體傳感器取像;超聲波設備取像。其中超聲波掃描被認為是指紋取像技術中非常好的一類。作者比較市場上的各種指紋采集儀,選擇最優價廉的U.are.U4000指紋采集儀,它的特點有:自動讀取指紋圖像、通過USB接口把數字化的指紋圖像傳送到計算機、支持中控科技BiokeySDK開發工具等。
      1.2數據采集卡

      本系統采用臺灣ADLink公司生產的PCI9111DG數據采集卡實現數據的輸入輸出功能,該采集卡有三個與外界進行通信的數據端口:CN1、CN2、CN3。本系統只用CN3端口,ACLD-9137是與CN3的接線端子,作者用接線端子上的模擬量輸出通道(端口30)和模擬量接地端口(端口9)與門鎖控制器上對應的信號輸入端口相連,實現對執行機構的控制。


      1.3汽車門鎖
      汽車門鎖是由門鎖控制器和執行機構組成。本系統采用奧拓中控門鎖的雙向直流電機作為執行機構,通過控制電機正反轉來模擬門鎖的開關動作。
      門鎖控制器的作用是控制門鎖執行機構的開關、縮短工作時間節省能源。本系統采用繼電器和555單穩態觸發器組成的門鎖控制器來控制執行機構。
      門鎖控制器工作原理:門鎖開閉按鍵保持狀態,控制器不向執行機構輸出執行信號;按下鎖開按鍵,執行機構正轉,當按下按鍵的持續時間T>TP(555單穩態觸發器輸出驅動繼電器矩形脈沖信號寬度)時,執行機構工作時間等于TP;閉鎖過程與鎖開過程一樣;當鎖開與閉鎖開關同時被按下時,由于繼電器之間有互鎖功能,這時候門鎖控制器不對執行機構輸出信號,保護電路。
      脈沖寬度計算公式:
      TP=RCln3=1.1RC式中R、C分別是555單穩態觸發器的外接電阻阻值和電容的大小。
      2、軟件的設計
      2.1BiokeySDK算法描述
      BioekySDK算法是一種快速、準確的1:1和1:N指紋識別算法,面向軟件開發商和系統集成商全面開放。在使用BiokeySDK進行指紋識別時(對2000到6000枚指紋進行識別),不需要對指紋通過姓名、PIN等預先分類就就可以在1到5秒內輕松完成。
      2.2軟件的界面功能及實現
      對Biokey算法進行二次開發。指紋注冊是通過函數ONOnEnrollZkfpengx2()實現,在注冊過程中,將所有人的指紋按照工序號儲存在計算機內存當中。圖像保存是通過函數:OnMeuSaveb和函數OnMeusavej來實現,保存路徑可以根據實際情況設定。1:1和1:N兩種識別形式分別是由:OnMeuOnetoone()和OnMeuOneton()實現。匹配成功后,由函數m_PCI9111.WriteDOPort()輸出信號,函數中變量temp表示輸出信號的電壓,作者設置temp=6,即輸出電壓設置為6V。指紋識別系統流程圖如圖4所示。
      3、系統的測試
      準備工作:首先把PCI9111DG上針式跳線JP1接通U1(需要輸出信號的范圍為0V~10V)。然后啟動軟件,注冊5個不同的手指并保存圖像,退出軟件重新進入。接著為門鎖控制器通上電源,在軟件界面上選擇1:N識別類型,用不同手指對比測試系統。用萬用表電壓檔測量線端子ACLD-9137上的30和9這兩個端子的電壓信號,并同時觀察雙向直流電機的動作。用0表示保持,1表示鎖開動作,-1表示閉鎖動作。
      4、結論
      本系統采用光學指紋采集儀器采集指紋圖像,用電腦進行指紋圖像的運算,設計出簡單實用的門鎖控制器對門鎖執行機構進行有效控制,降低了系統的造價。測試結果表明,本文設計的汽車指紋識別門鎖方案是可行的,它能夠有效、方便的控制門鎖的開閉,指紋識別系統使門鎖擁有足夠的安全性。
      本篇文章來源于中國安防網:http://news.c-ps.net/2012/8/112290.html

      本文網址:http://www.huozhongws.com/new-4799.html

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