指纹锁系统组成方案优质文档.docx
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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3.3V。
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、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
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