基于單片機(jī)的指紋識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要隨著科技的持續(xù)進(jìn)步，現(xiàn)在竊賊和犯人的犯罪手法也變得具有多樣性，人們常常對(duì)此束手無(wú)策，而利用指紋的特征來(lái)發(fā)明的技術(shù)有效地提高了安全性，因此日常生活中手機(jī)解鎖、銀行密碼、偵查案件等等都漸漸開始使用這種指紋識(shí)別技術(shù)。指紋是人們手指頭上的一圈圈的紋理所形成的，具有遍及性、不可取代性和恒定性REF_Ref72576635\r\h[1]。這些特性使得指紋開始作為人類個(gè)體的標(biāo)志，無(wú)法拷貝，更無(wú)法盜用。本課題是基于單片機(jī)的指紋識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，利用STM32F103RCT6單片機(jī)和ATK-AS608光學(xué)式指紋識(shí)別模塊REF_Ref72581174\r\h[15]。通過一系列的設(shè)計(jì)和各種硬件的搭配實(shí)現(xiàn)通過指紋來(lái)識(shí)別身份的功能。該課題使用的硬件包涵STM32單片機(jī)模塊、OLED顯示模塊和指紋模塊，而后通過程序?qū)讉€(gè)硬件模塊聯(lián)合在一起，從而起到通過指紋識(shí)別不同身份的作用。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；指紋模塊；OLED顯示模塊目錄1緒論 [9]。其原理圖如圖3-9所示。圖STYLEREF1\s39OLED原理圖IIC電路連接：GND：電源地VCC：2.2V~5.5VSCL：CLK時(shí)鐘（高電平2.2V~5.5V）SDA：MOSI數(shù)據(jù)（高電平2.2V~5.5V）3.4.4電路連接在本設(shè)計(jì)中STM32單片機(jī)和OLED顯示屏的連接方式如圖3-10所示。GNDGNDVCCOLED顯示屏SCLSDASTM32單片機(jī)圖STYLEREF1\s310OLED電路連接圖3.5硬件模塊的連接示意圖整個(gè)設(shè)計(jì)中STM32單片機(jī)、AS608指紋識(shí)別模塊和OLED屏幕的硬件之間連接如圖3-11所示。圖STYLEREF1\s311系統(tǒng)硬件模塊連接示意圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件開發(fā)工具介紹KeilMDK-ARM是由KeilSoftwareCorporation創(chuàng)建的一款多功能編程工具，適用于ARM微控制器系列。MDK-ARM軟件為各類單片機(jī)提供了非常完善的開發(fā)環(huán)境，MDK-ARM是專門為單片機(jī)系列應(yīng)用而制作的一款可編程軟件，內(nèi)容豐富充足，操作簡(jiǎn)單，并且提供了簡(jiǎn)潔清楚的頁(yè)面布局，并且軟件編程用起來(lái)非常的簡(jiǎn)便。其軟件界面如圖4-1所示。圖4-1keil界面圖4.2主要功能流程圖開始開始初始化初始化OLEDOLED初始值寫入中斷允許開

中斷允許開是否按下是否按下K1鍵添加指紋添加指紋是否按下是否按下K3鍵刪除指紋刪除指紋是否按下是否按下K5鍵驗(yàn)證指紋驗(yàn)證指紋結(jié)束結(jié)束圖4-2主要功能流程圖4.2AS608指紋模塊功能流程圖指紋錄入流程圖：驗(yàn)證指紋流程圖：圖4-3指紋注冊(cè)流程圖圖4-4指紋掃描流程圖4.3部分軟件程序分析usart.c中的某些代碼如圖4-5所示。圖4-5usart.c部分代碼該程序用于設(shè)置串行端口1中斷服務(wù)。當(dāng)接收中斷的時(shí)候，程序要求傳輸進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)是以0x0d或者0x0a作為結(jié)尾的，然后讀取接收到的數(shù)據(jù)。如果接收到的數(shù)據(jù)不在0x0d0x0a的末尾，則表明接收錯(cuò)誤，將重新開始接收數(shù)據(jù)。否則，接收已完成。usart3.c中的部分代碼如圖4-6所示。 圖4-6usart3.c部分代碼判斷接收的兩個(gè)數(shù)據(jù)間隔的時(shí)間差是否不超過10毫秒，以確定它是否是連續(xù)數(shù)據(jù)。若2個(gè)數(shù)據(jù)的接收的時(shí)間差超過了10毫秒，就表明不是連續(xù)數(shù)據(jù)，即，沒有收到大于10毫秒的字符。然后，必須標(biāo)記接收已完成。

分析as608.c中的部分代碼。圖4-7as608.c部分代碼這是錄入指紋的相關(guān)程序，我只截取了小部分。當(dāng)按下K1按鍵時(shí)，OLED屏幕上會(huì)出現(xiàn)“請(qǐng)按手指”，指紋模塊識(shí)別到了手指，就開始生成特征值，顯示“指紋正?！薄Ｌ较乱徊斤@示“請(qǐng)?jiān)侔匆淮巍?，若模塊識(shí)別到的信息一樣，則顯示“指紋正常”。跳到第三步顯示“對(duì)比兩次指紋”，若兩次錄入的信息比對(duì)一樣，顯示“比對(duì)成功”，跳到第四步，否則顯示“比對(duì)失敗”跳回第一步。比對(duì)成功之后開始生成指紋模板，跳到第五步。若按下K2，ID值減小，按下K4ID值增大，按下K3則是保存當(dāng)前指紋模板在此ID值中。圖4-8as608.c部分代碼這是驗(yàn)證指紋的相關(guān)程序，我只截取了小部分。當(dāng)按下K5按鍵時(shí)顯示“請(qǐng)按手指”，將手指按在模塊上，模塊獲取圖像成功之后，進(jìn)行搜索，若搜索成功，顯示“指紋驗(yàn)證成功ID:得分：”，得分表明了指紋驗(yàn)證的準(zhǔn)確度的高低，指紋識(shí)別得越準(zhǔn)確，得分越高。否則就顯示“驗(yàn)證失敗”。圖4-9as608.c部分代碼這是刪除指紋的相關(guān)程序，我只截取了一部分。當(dāng)按下K3鍵后，OLED屏幕上會(huì)出現(xiàn)目錄文字，目錄說明了按鍵的使用功能。按下K2鍵是ID值減小，按下K4鍵是ID值增大，然后又按下K3鍵則是確認(rèn)刪除存儲(chǔ)在該ID值中的指紋。按下K1鍵則是返回主頁(yè)面，直接按K5鍵則是清空指紋庫(kù)，清空成功之后自動(dòng)返回主頁(yè)面。5實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析將AS608和TTL連接在一起，AS608接3.3v上，AS608的TX連接到TTL的RX上，AS608的RX連接到TTL的TX上。然后連接到電腦上的USB口，打開測(cè)試軟件進(jìn)行測(cè)試。系統(tǒng)測(cè)試的硬件連接圖如圖5-1所示。圖5-1系統(tǒng)測(cè)試實(shí)物圖然后打開設(shè)備，選擇COM3,通訊連接成功，如圖5-2所示。圖5-2測(cè)試軟件界面圖然后就可以測(cè)試錄入指紋功能，如圖5-3所示。圖5-3測(cè)試軟件界面圖然后在測(cè)試一下刷指紋的功能，如圖5-4所示。圖5-4測(cè)試軟件界面圖6總結(jié)與展望現(xiàn)代科技發(fā)達(dá)的水平越來(lái)越高，所以人們對(duì)指紋識(shí)別精準(zhǔn)度的要求也隨之變得更加嚴(yán)格。當(dāng)今社會(huì)中，指紋識(shí)別技術(shù)已普遍應(yīng)用于電子門鎖，手機(jī)鎖屏解鎖，支付寶支付密碼等，無(wú)處不在。因此我通過STM32對(duì)指紋模塊和OLED顯示屏模塊進(jìn)行控制完成了基于單片機(jī)的指紋識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。選題完成后，我就在圖書館和知網(wǎng)上查閱大量指紋識(shí)別技術(shù)的相關(guān)資料，了解了指紋識(shí)別的原理，然后我從網(wǎng)上購(gòu)買了STM32單片機(jī)和指紋模塊，學(xué)習(xí)單片機(jī)原理和熟悉指紋模塊的工作理論，就開始設(shè)計(jì)本課題，基本實(shí)現(xiàn)了其功能。在此實(shí)現(xiàn)的過程中，我遇到過很多問題，首先在硬件方面，我對(duì)STM32不是很熟悉，所以我在網(wǎng)絡(luò)上學(xué)習(xí)了相關(guān)的原理，理解了其引腳的分布和幾個(gè)硬件模塊的連接，就開始著手搭建硬件部分的環(huán)境。其次在軟件部分，編寫程序后編譯也會(huì)時(shí)常遇到問題，我遇到問題時(shí)會(huì)首先查詢博客上有沒有解決方法，嘗試了一遍之后才詢問老師難題。然后在下載程序時(shí)總是顯示“未連接目標(biāo)”，我在CSDN博客上查閱了相關(guān)問題，改了keil設(shè)置的幾個(gè)參數(shù)后就成功解決了這個(gè)問題。原本我想要另外加一個(gè)電子鎖來(lái)完善該設(shè)計(jì)，但是遺憾的是，我在網(wǎng)上未曾找到適用于單片機(jī)上的電子鎖模塊，所以這部分只能暫時(shí)放棄。本次設(shè)計(jì)完成后，對(duì)我掌握的專業(yè)理論知識(shí)和動(dòng)手技能有了一個(gè)顯著的提升，提高了我自主學(xué)習(xí)的能力，也對(duì)單片機(jī)和指紋識(shí)別技術(shù)掌握得更為深入和理解，大大提升了我的編程能力。參考文獻(xiàn)聶鵬,耿文波.指紋識(shí)別技術(shù)淺談[J].電腦知識(shí)與技術(shù)(學(xué)術(shù)交流),2007(17):1422-1423.馬榮梁.指紋顯現(xiàn)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)（英文）[J].刑事技術(shù),2016,41(04):302-308.劉晉紅.透明OLED的制備及影響其發(fā)光性能的因素研究[D].陜西科技大學(xué),2018.肖厚祥,王莉,盛宇彪,李瀾興,彭志強(qiáng),錢燕芝.基于STM32單片機(jī)的電子指紋身份鑒別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2019,15(32):261-263.侯志松,左現(xiàn)剛,許守先.基于單片機(jī)的指紋識(shí)別系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技,2010,21(10):140-141.常馳,劉如意,李剛.基于STM32的指紋鎖設(shè)計(jì)[J].電子制作,2018(21):3-4+15.郭晨,金銀雪,王露,伍小云,田衛(wèi)平.OLED技術(shù)專利態(tài)勢(shì)分析[J/OL].世界科技研究與發(fā)展:1-12[2021-05-21]./10.16507/j.issn.1006-6055.2021.05.001呂懌萌.一種改進(jìn)的指紋識(shí)別系統(tǒng)的算法與研究[D].西北師范大學(xué),2014.臧波.LED與CCFL背光在液晶電視色彩方面的對(duì)比[A].廣東省電子學(xué)會(huì).《IT時(shí)代周刊》2013年度論文集[C].:廣東省電子學(xué)會(huì),2013:4.王彬彬.基于STM32的指紋鎖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西北師范大學(xué),2018.陳贊,陳燕,李楊.基于單片機(jī)的指紋識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J].電子世界,2016(12):60-61.龍占超,蔡超.一種新的指紋細(xì)化算法[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2007(03):147-149鄭祥明,謝曉亮.基于單片機(jī)的指紋自動(dòng)識(shí)別門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2018,34(04):73-75.張燕紅,王麗雪,童晨科,葛倍倍.基于單片機(jī)的指紋識(shí)別密碼鎖的設(shè)計(jì)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2016,29(12):128-129+141.彭奇,田芃,蔡文龍,周峰.基于單片機(jī)的指紋采集與識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù),2016,45(06):63-65.楊晶晶.基于STM32的智能門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].華北理工大學(xué),2019.AppatiJusticeKwame,NarteyPrinceKofi,OwusuEbenezer,DenwarIsmailWafaa,WuChin-Chia.ImplementationofaTransform-MinutiaeFusion-BasedModelforFingerprintRecognition[J].InternationalJournalofMathematicsandMathematicalSciences,2021,2021.LamoureuxC.,ChelouahR..Fusionparticleandfingerprintrecognitionforindoorpositioningsystemonmobile[J].EngineeringApplicationsofArtificialIntelligence,2021,98.HarikrishnanD.,Suni