基于单片机指纹识别密码锁的设计_开题报告

一、文献综述

（一）研究背景和意义

随着科技的不断进步和发展，人们已经迈入高科技的新时代。在新时代中，人们对住宅和办公场所的安全性的要求不断提高。过去受到科技水平的限制，人们只能用传统的机械锁来保护个人财产。但是机械锁的安全程度不高，经常出现被撬的现象，同时也经常因为钥匙的丢失带来不便。

传统的机械锁存在各种弊端，不方便携带且不安全，而电子密码锁则不会有这些问题。电子密码锁的出现在一定程度上解决了用户个人财产的安全问题。本次设计的密码锁以单片机为核心，与外围的硬件电路构成系统，完成密码的输入、修改和报警等功能。具有操作快、安全性高和功耗低等优点。

基于单片机的密码锁的出现，是安全保障方面的一个巨大飞跃。传统的机械式密码锁的弊端过于明显，密码设置模式简单，强度太低，很容易被人破解，使用起来并不安全。而基于单片机的密码锁的设计却可以克服这些弊端，大大提升使用安全性。且价格实惠，可以设置高强度得密码，但操作并不复杂。如今它的应用越来越广泛，特别适合于家庭和办公等场所，能够很好的保护个人财产安全。本文的主要工作是设计一个基于单片机的密码锁。密码锁有一个键盘装置，是用来输入开锁密码的，如果输入的数字正确则可以打开密码锁，如果输入错误，显示屏上的数字会清零。此时如果用户还有两次输入机会，在两次机会内输入正确密码也可以打开密码锁。否则，将会触发警报器，进行报警，且密码锁会处于锁定状态。如需修改密码，需要先输入旧密码，然后再输入两次新的密码，密码就修改成功了。

（二）国内外研究综述

早在20世纪80年代，就已经有人开发出电路设计的密码锁了，但是其安全性并不高，并没有克服传统的密码锁存在得问题。为了进一步解决这个问题，人们进行了多种尝试，尝试利用各种集成电路去制造更加安全得密码锁，但是一直都不太理想。直到单片机在密码锁中得成功运用，才算是取得了一个不错得进展，在一定程度上克服了传统机械密码锁的弊端。这种密码锁的优势显著，不仅安全性能得到提升，且操作简单，方便携带和安装。性价比较高，价格也高。但也存在一定的局限性，需要为这种密码锁提供电源，成本比传统的机械锁偏高。

由于之前的科技水平有限，市面上的密码锁种类单一，没有什么特色，且安全性不高。因为大多数都是依靠简单的模拟电子开关来实现的，设计理念简单。后来基于EDA的密码锁出现，但是它的安全性能差，容易破解。在欧美等发达国家，由于他们电子器件发展的较快，密码锁的发展得到巨大的提升。电子密码锁的控制系统出现了很多种类，功能也更强大，安全性能也有很大的改善，也更便捷。但是相较于发达国家而言，我国的电子密码锁技术还有很大的进步空间。且由于多种因素的影响，目前为止市面上的密码锁还是以传统的机械密码锁更为普及，电子密码锁的适应率并不高。 

随着科技水平和人们安全性要求的提高，出现了各种各样的密码锁。密码锁利用的主要是电子信息，同样可以作为电子信息的指纹、人脸识别等要素也被普遍使用。混合使用这些电子信息可以使密码具有更高的安全性和保密性，与过去单一的密码相比有了很大的提高。所以，未来电子密码锁的发展趋势会朝着混合使用电子信息的电子密码控制方向发展。

根据目前所知的分类指纹分为三种类型，分别是斗形指纹、箕形指纹和弓形指纹。每个人的指纹总体形状、纹形的多少以及指纹纹路的长短都不同。指纹每个人都有，但是每个人的指纹都与其他人的指纹都不相同。正因为指纹纹路重复率极低的特性，使指纹具有唯一性。而指纹具有唯一性的特性，使指纹识别作为一种集安全、方便与高效于一体的生物识别方案得到了广泛的认可与应用。指纹密码锁大大地提高资料和物品的存放的方便性与安全性。

生物识别技术有很多种类，而指纹识别技术则是属于生物识别技术中的其中一种。指纹识别技术主要是根据指纹纹路的特征、细节、纹路等信息对被鉴定者进行身份鉴定认证。指纹识别鉴定包括指纹纹路的图像获取、指纹纹路图像的压缩与存储、对指纹纹路图像进行优化处理、指纹纹路的具体形态和相关的细节特征进行提取以及指纹纹路的比对与匹配这几个步骤。指纹识别技术常用于人员身份认证与鉴定的场所，如公司的考勤系统、安全级别比较高的门禁系统、银行内部贵重资料的存放与处理、笔记本电脑的解锁、银行支付等场所。由于指纹识别简单易用的同时也兼备便携与安全的优点使指纹识别技术大受人们的喜爱。特别是近年来指纹识别技术的应用场景越来越广，指纹识别技术得到了快速的发展，渐渐地融入人们的日常生活，指纹识别成为了目前生物识别学中研究最广泛、应用最广泛、发展最成熟的技术。因此采用指纹识别对密码锁进行加密是一个可靠可广泛应用的方案。

国外的指纹锁技术发展比国内早，技术远优于国内，比如美国、日本、欧盟、韩国、澳大利亚等。在美国，受美国联邦调查局（FBI）中央指纹档案馆长期以来对指纹识别应用的推动影响，指纹识别技术在美国得到了长足发展，自动指纹识别系统（AFIS）就是最早由FBI提出的。美国占有全球70%以上指纹软件系统提供商和80%以上的芯片厂商，拥有全球最先进的技术，是指纹识别产业的绝对领导者。在日本，指纹识别芯片研究方面有一定的优势，比如NEC、FUJITSU、CASIO、ALPS等公司研究生产了多款指纹识别芯片，并且推出了多款指纹传感器，日本在产业链的应用方案和指纹传感器两个关键环节占据重要地位。

相比于国外，国内指纹锁对于电子元件对指纹信号的接收及分析技术把握不是很稳定，反应速度跟不上世界水平，电机联动技术水平也不是很高，开锁的反应度及精准度远远未能达标。近几年，电机联动出错率普遍下降，反应速度更是有了突飞猛进的到发展，总体技术水平也逐渐向世界水平靠拢。

总体来说，国内指纹锁技术发展水平不是很高，特别是指纹对比算法及电机联动两个部分，但总体技术水平发展较快，在很多方面已经与世界水平靠近。行业专家预测，如果国内指纹企业能在研发上多加投入，汲取国外技术发展精华，结合国内安防详情建立自己的核心技术，相信不久的国内指纹锁技术水平将会突破现在的技术窘态，掌握指纹锁命脉，实现技术上的创新与独立自主。

二、^范文提纲

第1章 绪论

1.1 课题的背景与意义

1.2 电子密码锁的发展趋势

第2章 电子密码锁总体方案设计

2.1 系统方案论证

2.2 系统设计原理及框图

第3章 电子密码锁系统硬件设计

3.1单片机最小化系统

3.2 键盘输入模块

3.3显示模块

3.4 开锁模块

3.5 报警模块

3.6 硬件 设计时遇到的问题及解决方案

第 4章 电子密码锁系统软件设计

4.1 主程序流程图

4.2 键盘扫描流程图

4.3 密码修改流程图

4.4开锁模块流程图

4.5 报警模块流程图

4.6 软件设计时遇到的问题及解决方案

第5章 电子密码锁系统软件调试及结果

5.1 硬件调试

5.2 软件调试

第6章 结论

三、参考文献

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