基于STM32智能指紋鎖控制系統設計與實現

王彰云

(廣西工業職業技術學院，廣西 南寧 530001)

0 前言

5000年前我國就創造了木質的門鎖，到春秋時期我們的木匠祖先魯班創造了魯班鎖，后來又出現了三簧鎖、葉片鎖、套筒轉心鎖，再到今天人們廣泛使用的彈子鎖，人們對鎖的安全性能要求越來越高，傳統的機械鎖已經不能滿足社會發展要求。如何提高鎖的安全性、保密性、耐用性已成為現在鎖研究的熱點方向。本文設計了一款基于STM32的智能指紋鎖控制系統。

1 智能指紋鎖控制系統組成

圖1 智能指紋鎖控制系統框圖

2 智能指紋鎖硬件電路設計

2.1 STM32微處理器

采用STM32F407作為指紋鎖控制系統的微處理器，內部使用Cortex-M4內核，該處理器運行速度快，最高可以運行168MHz的頻率信號，擴展性能好，3路12位A/D轉換接口，2路12位的D/A轉換接口，有3個i2c接口，6個usart串行接口、1個SDIO接口，內部有豐富的定時器，支持SWD和JTAG調試，廣泛應用在高端的汽車電子、智能家居等嵌入式產品中。

2.2 指紋模塊

指紋模塊是智能指紋鎖的核心部分，其功能是完成人體指紋的采集以及對輸入指紋的識別。本文采用FPM10A指紋識別模塊，該模塊具有指紋采集速度快，錯誤率低，指紋存儲空間大等優點。并且該模塊是串口通訊，連接STM32F407的USART3端口，TXD、RXD分別連接PD8和PD9引腳。指紋模塊電路如圖2所示。

圖2 指紋模塊電路

2.3 電磁鎖模塊

該電路控制信號的電壓V1使用5V電壓，電磁鎖驅動電壓源使用12V電壓，三極管的基極連接STM32F407芯片的PD1引腳，通過改變PD1引腳的電平來控制三極管的開通和關斷，最終控制繼電器，當繼電器工作時，DS1二極管導通，電磁鎖打開。電路如圖3所示。

圖3 電磁鎖驅動接口電路

2.4 OLED顯示模塊以及按鍵模塊

本系統采用OLED顯示屏，其具有發光效率高且能耗低、屏薄且重量輕、抗震特性好、視角度廣畫面不失真、響應速度快等優點，被廣泛應用在電子產品中。通過OLED顯示屏，顯示指紋錄入、指紋識別等相關提示信息。系統中增加了矩陣按鍵，設置了功能鍵1為指紋錄入模式，功能鍵2位指紋識別模式，功能鍵3為指紋模塊緩存ID號，并且可以通過矩陣按鍵增加密碼開鎖功能。

3 結語

本文設計的智能指紋鎖控制系統，經過安裝測試，其具有安全、可靠性高、識別率高等特點，具有較高的使用價值。