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1、 指纹锁系统组成方案 The manuscript was revised on the evening of 2021 指纹锁系统组成方案 一款指纹锁系统方案设计是需要经过全面的考虑和详细分析，结合嵌入式硬件、算法软件的特点，对指纹锁的整体布局进行具体规划设计。指纹锁系统由指纹识别一体化模块，锁控机构，电源管理，控制MCU 以及功能模块等 5 个模块组成。各个模块之间的相互关系大致如图1 所示。图 1 指纹锁硬件框图 1)指纹识别一体化模块包括指纹识别传感器、指纹处理器芯片、外部存储Flash，其主要功能：通过纹识别传感器采集用户的指纹图像；再由指纹处理器芯片对图像数据进行处理，作出图像识别
2、的最终结论；并管理外部存储器Flash；与控制 MCU 通讯等。该模块完成指纹识别相关的所有功能，并通过UART 口和主控 MCU 通讯，操作非常简单，且安全性强。2)锁控机构用于电机控制。3)电源管理模块为整体系统供电，该系统设计的硬件平台有 2 组供电电压：外围机械电机驱动为 5V，功能模块、控制 MCU、指纹识别一体化模块电压都为 V。具备 9V 的备用应急电源接口。4)控制 MCU 用于指纹识别一体化模块进行通讯，并对各功能模块和锁控机构进行控制。5)功能模块用于实现指纹锁的各个相应功能。一款指纹锁运行的基础模块构件 一款指纹锁由多个模块构成，这些基础模块构件包括：传感器、传感器的驱动
3、、底层的接口、电源的设计以及软件算法的设计。1)指纹传感器用于采集指纹图像。选择成像合适的、数据接口通用的指纹传感器，便于采集和读取清晰的指纹图像，进行指纹识别，提高识别的效率。用在指纹锁上的指纹传感器，要兼顾体积小、功耗低、采集图像速度快和清晰等特点。2)指纹算法模块将采集的图像数据进行存储、运算、处理等工作。选择合适的嵌入式 CPU，将提高采集图像的速度，快速提取所需的信息，准确的进行比对 和判断工作。指纹识别上层构件指纹锁，根据其特点，指纹算法模块采用当前高性能的嵌入式系统 CPU 设计，具有体积较小、功耗极低的特点。3)底层电机驱动门锁。指纹锁的设计，就是将电控技术和传统的机械技术相结
4、合。通过 MCU 来驱动电机开关机械门锁，是指纹锁的一个基础构件。指纹识别模块处理认证工作做出的最终判断，即是否要执行开锁的操作，必须通过电机驱动门锁来完成。简洁、高性能、低功耗、稳定的 MCU 驱动，保证了指纹锁整体的性能。4)成熟的指纹识别算法。指纹锁的灵魂部分是指纹算法，准确、高效、快速处理指纹的算法，是指纹锁性能决定性因素。实现这一算法，采用在 PC 机上进行验证测试，不断进行修改调整，直到成熟可靠，再移植到嵌入式系统。构成指纹锁的五大部件模块 一把指纹锁提及不大，部件普通也不多，但却要卖两三千块，不免让消费者匪夷所思。其实一款指纹锁大致由5 大部件模块组成，5 大模块都由许多细小的组
5、件构成，5 大模块有机聚合在一起最终形成是一个结构复杂的产品。一、面板模块 面板模块包括指纹锁的前后面板以及执手。面板是一款指纹锁的形象，面板的造型和工艺不仅影响着消费者对这个指纹锁的喜好，也直接影响着这款指纹锁的安防和耐用性能。相比于一般的机械锁，指纹锁所需的面板内部结构更复杂，设计和开模的时候就需要更精细；用料也必须是上等的，现在市面上常见用于指纹锁的面板材质主要有304 不锈钢、铜以及锌合金。而处理面板的工艺也必须尽可能的完善，抛光电镀等工序必须全套完成。二、锁体模块 无论机械锁还是指纹锁，锁体都是决定一把锁安全性能的核心部件之一。一个锁体也包括了锁芯、锁盒、锁舌等几个主要零件。指纹锁的
6、锁体构造多采用电子防盗锁体，在设计和工艺上更加考虑锁体的防暴防撬防锯方技术性开启等性能，一般锁体锁盒的会采用 304 不锈钢材质。锁芯是锁具核心中的核心，机械锁多采用 A 级和 B 级的锁芯，而指纹锁采用的锁芯级别都是 B 级以上，在机械模块做到高级别安全性；指纹锁的锁舌基本都满足实心不锈钢五舌设计。三、电子组件模块 电子组件模块是电子锁才有的模块，有微电机、电源、线路等零部件。电机是锁体驱动部件，指纹锁的电机多采用基本进口电机或国产日制电机，省电且使用寿命长，如摩力指纹锁的电机能正常使用 30 万次以上。指纹锁的电源组件，4 节 5 号碱性干电池可满足指纹锁一年时间的正常使用。线路组件是指纹
7、锁内电源、电机与其他感应识别模块链接组件。四、感应识别模块 现在市面上的指纹锁都包括指纹、密码和感应等开门方式，所以一款指纹锁就会包括指纹识别模块，电子密码处理模块、射频感应模块。这些模块包含了指纹头、传感器、密码器、智能卡、感应读头等零部件，还包括指纹锁的处理芯片等零件。五、系统算法模块 统筹指纹锁的运行，除了有完善的各个部件，还需要有相应算法指令实现指纹锁的智能化运行和人对指纹锁的控制。目前的指纹锁市场上，不同品牌各自的指纹锁算法不同，需要自己开发或请软件系统企业合作开发。智能指纹锁解决方案 适用对象：适用于各类指纹锁开发企业，以满足时尚用户的用锁需求。该方案提供了多种开锁方式及触摸按键操
8、作界面，同时通过OLED 液晶屏及多色触控背光 LED提供操作反馈信息，操作简便，界面绚丽时尚。方案简介：该电子配套方案提供了指纹、密码、射频卡等多种开锁方式，操作界面包括带有变色背光的触控屏、OLED液晶屏及语音提示。方案特点：*优异的指纹模块性能 可以选配指安各型指纹识别模块。指安系列模块对干、湿手指具有广泛的适应性，并且对纹理较乱、较浅的指纹具有良好的矫正及纠错性能。*变色背光触控屏 该电子配套方案采用带有变色背光的触控屏键盘。触控屏的引入不仅使方案更时尚，而且相对传统机械按键具有更高的可靠性。*语音提示及操作引导 使用真人语音对用户进行操作提示，并引导用户对锁进行各项配置和管理*液晶屏信息提示 使用液晶屏对操作过程和操作结果进行反馈，是操作过程更明晰。*高安全性 具有防拆告警，应急钥匙、防窥密码、欠压告警等多种安全功能。*低功耗 使用四节碱性电池供电，开启次数达 3500次。欠压告警后保证 50次以上的开锁次数。*备用电源 具备 9V的备用电源接口*其他功能 具备常开模式、管理员模式等锁控功能?性能参数：传感器类型：指灵瞳 ZLT6120系列指纹识别模块（半导体式）拒真率(FRR)：%。认假率(FAR)：%指纹识别速度：1 秒 抗静电能力：15KV 工作温度：-20C+60C 储存温度：-40C+85C 工作湿度：40%RH85%RH（无凝露）