第28卷第2期渊上冤
赤峰学院学报渊自然科学版冤Vol.28No.2
2012年2月JournalofChifengUniversity渊NaturalScienceEdition冤Feb.2012
基于指纹识别技术的电磁锁控制系统的研究
李
虹袁田茸
渊宁夏大学
物理电气信息学院袁宁夏银川750021冤
摘
要院研究了一种基于指纹识别技术的电磁锁控制系统.首先介绍了系统的基本组成袁然后着重讨论了上下位机的通
信协议尧下位机的组成及电磁锁的功率驱动电路袁最后简要介绍了该系统的软件设计.实践表明袁该系统具有结构简单尧操作方便尧可靠性强等特点.
关键词院指纹识别技术曰电磁锁控制系统曰ULN2003曰功率驱动中图分类号院TP391.4
文献标识码院A
文章编号院1673-260X渊2012冤02-0133-02
随着现代社会的数字化尧网络化尧信息化进程不断加控制电磁锁的开关袁通过RS-232与上位机通信袁保证整个快袁人们之间的交流愈加方便快捷袁对身份识别的准确性尧系统的完整性与可靠性袁并且能够准确接收上位机控制信安全性与实用性提出更高要求.传统的身份识别方法(例如号及向上位机反馈开锁状态.护照尧身份证尧密码等)已经运用了千百年袁具有简单尧易于操2
上下位机的通信协议
作尧成本低等很多优点袁但在当今这样一个科技发达的时下位机以单片机为核心袁采用RS-232串行通讯接口与代袁往往会遇到很多不利因素院如身份证尧护照被盗或伪造袁上位机进行通信.RS-232接口是目前最常用的一种串行通密码遗忘或被破解袁所以传统的身份识别技术已经远远不讯接口.本系统采用MAX3221芯片做为PC机与单片机间能满足这种要求[1].这样袁不容易被作假的生物特征身份识别的串行通信接口芯片.MAX3221芯片是MAXIM公司生产技术应运而生.而指纹识别技术做为最可靠尧最有效的生物的尧内有两路接收和驱动器的芯片袁其内部由一个电源电压特征识别技术之一袁目前已在不同领域得到了广泛的应用.变换器袁可以把输入的+5V电压变换成RS-232所需的本文基于指纹识别技术研究了一种电磁锁控制系统.该系统电压袁实现PC机与单片机间RS-232标准总线通信[2].具体可用于任何具有电磁锁具而又需要身份验证的场合.接口电路如图2所示.
1系统的组成
该系统由指纹模块尧上位机和下位机三部分构成袁原理框图如图1所示.
图1系统硬件原理框图
图2RS-232与单片机尧PC机连接图
3下位机的硬件设计
指纹模块采用的是由成都乙木科技有限公司(Biovo)于下位机是整个系统的执行机构袁其硬件框图如图3所
1997年推出的硅芯片式指纹采集仪袁用于对用户的指纹采示.
集处理袁包括对指纹图像的获取尧指纹图像预处理袁特征提3.1功率驱动电路的设计
取尧与指纹特征数据库进行特征匹配尧输出结果尧向PC机传因电磁锁的工作电压为12V,且功率较大,所以要设计送识别信息曰上位机为普通PC机袁通过USB总线与指纹模功率驱动电路,如图4所示.ULN2003A最大工作电压为块通信袁安装上位机软件袁提供人机对话界面袁通过用户登40V,电流为350mA,能驱动7路负载.其工作原理为:当输入陆袁识别用户身份袁提取用户的基本信息袁存储用户开锁的为高电平时,对应的输出为低电平,此时负载回路导通曰当输历史记录等袁并可以通过上位机软件控制指纹模块的采集入为低电平时,对应的输出为高电平,此时负载回路截止[3].及向下位机发送控制信号控制电磁锁开关曰下位机以3.2电源电路的设计
ATS51单片机为核心袁向系统提供可靠的控制信息用以
电源是控制系统的动力之源袁维持整个系统的工作和
１-３３-.com.cn. All Rights Reserved.图3下位机硬件原理框图
图4功率驱动电路
运行.检测系统电源的质量影响着整个控制系统的可靠性.所以电源部分做好才能保证整个电路的正常工作.本系统的电源由控制电路的电源和电磁锁的电源两部分.
3.2.1控制电路的电源
控制电路要求DC5V的电源,其电路如图5所示.首先通过外界变压器将AC220V降至AC12V袁再由D301-D3044个二极管组成桥式全波不可控整流电路袁将AC12V变为DC12V传送给7805的输入端袁7805三端稳压芯片会稳定输出DC5V袁由于7805在工作时会产生大量热量袁需外接散热片.
图5控制电路的电源
3.2.2电磁锁的电源
电磁锁的工作电压为12VDC.具体电路如图6所示.运
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图6电磁锁的电源
用KBU610整流芯片对输入电压进行整流袁另用LM317芯片和两个外部电阻将整流后的电压调节成驱动电磁锁的12VDC.
4系统的软件设计
系统的软件主要由上位机的软件和下位机的软件构成.上位机软件是针对系统硬件结构以及要实现的功能而设计
的实时软件袁以实现用户的需求和下位机对硬件电路的自动控制.整个上位机软件功能齐全袁人机界面均采用对话框的方式袁操作简单袁极易上手曰而结构化的程序设计也易于修改尧扩展和维护.上位机软件分为数据库的建立尧主程序和各界面子程序三个模块.其程序采用面向对象的可视化编程语言Visual
Basic6.0软件进行开发的[4].下位机的软件主要
由下位机主程序尧芯片X25045的功能实现尧PC机与下位机的数据通信三部分构成袁采用C语言开发设计.5结语
本文研究了一种基于指纹识别技术的电磁锁控制系统袁主要对其硬件的组成与实现进行了设计袁简要介绍了软件的设计.该系统具有结构简单尧操作方便尧可靠性强等特点.
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Basic程序设计教程6.0
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