门锁执行机构指纹一种基于指纹识别技术的汽车门锁软硬件设计_我的网站

门锁执行机构指纹一种基于指纹识别技术的汽车门锁软硬件设计

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摘要:针对目前传统汽车门锁安全可靠性不足的状况,提出一种基于指纹识别技术的模拟汽车指纹识别门锁系统。设计出系统的总体方案,对相关硬件进行选型;采用Biokey SDK算法作为该系统的软件,并对该算法进行二次开发,使其符合系统的控制要求。搭建出模拟汽车指纹识别门锁系统。测量输出信号,观察执行机构的动作情况。试验表明,该系统能够很好控制汽车门锁开关,并具有方便可靠性。

0 引言

  汽车门锁分为机械式和电子式两类。机械式汽车门锁的最大缺陷是安全性不足;电子式汽车门锁的出现使汽车门锁的安全性得到提高很大提高。但随着科技的发展,各种各样的专用盗车工具和盗车方法已经在网上流传,电子式汽车门锁的安全性受到严峻的考验。指纹识别技术是目前最安全可靠的身份识别技术之一,具有较高的可行性和实用性,也是目前最成熟和最具有前景的生物识别技术。
本文利用指纹识别技术,设计出模拟汽车指纹识别门锁。依据汽车的特殊情况来设计执行机构、选取相应的硬件;在 Biokey SDK算法的基础上进行二次开发,完善软件的功能。搭建出模拟汽车指纹识别门锁系统,测试执行机构的动作是否符合要求。

1 系统总体方案设计

  系统可以分成三部分:由指纹采集设备和计算机构成的自动指纹识别系统、由计算机和控制元件构成的控制系统、由门锁控制器和双向直流电机来模拟汽车门锁(如图1)。

  1.1指纹采集仪

  指纹采集是自动指纹识别系统中的首要步骤。指纹采集仪通常按取像方法分类,常用的指纹取像方法有以下几种:光学设备取像;晶体传感器取像;超声波设备取像。其中超声波扫描被认为是指纹取像技术中非常好的一类 [1]。作者比较市场上的各种指纹采集仪,选择最优价廉的U.are.U4000指纹采集仪,它的特点有:自动读取指纹图像、通过USB接口把数字化的指纹图像传送到计算机、支持中控科技Biokey SDK开发工具等 [2]。

  1.2数据采集卡

  本系统采用台湾 ADLink公司生产的 PCI9111DG数据采集卡实现数据的输入输出功能,该采集卡有三个与外界进行通信的数据端口:CN1 、CN2、 CN3。本系统只用 CN3端口, ACLD-9137是与 CN3的接线端子,作者用接线端子上的模拟量输出通道(端口30)和模拟量接地端口(端口9)与门锁控制器上对应的信号输入端口相连,实现对执行机构的控制。

  1.3汽车门锁

  汽车门锁是由门锁控制器和执行机构组成。本系统采用奥拓中控门锁的双向直流电机作为执行机构,通过控制电机正反转来模拟门锁的开关动作。

  门锁控制器的作用是控制门锁执行机构的开关、缩短工作时间节省能源[3]。本系统采用继电器和 555单稳态触发器组成的门锁控制器来控制执行机构。门锁控制器的电路图如图 2所示。

  门锁控制器工作原理:门锁开闭按键保持状态,控制器不向执行机构输出执行信号;按下开锁按键,执行机构正转,当按下按键的持续时间T>T P(555单稳态触发器输出驱动继电器矩形脉冲信号宽度)时 ,执行机构工作时间等于T P;闭锁过程与开锁过程一样;当开锁与闭锁开关同时被按下时,由于继电器之间有互锁功能,这时候门锁控制器不对执行机构输出信号,保护电路。
脉冲宽度计算公式:

  TP= RC ln 3 =1.1RC

  式中R、C分别是555单稳态触发器的外接电阻阻值和电容的大小 [4]。

2 软件的设计

  2.1 Biokey SDK算法描述

  Bioeky SDK算法是一种快速、准确的 1:1和1:N指纹识别算法,面向软件开发商和系统集成商全面开放。在使用Biokey SDK进行指纹识别时(对2000到6000枚指纹进行识别),不需要对指纹通过姓名、PIN等预先分类就就可以在 1到 5秒内轻松完成 [5]。指纹识别算法的标准流程如图 3所示:


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