指纹识别电子寄存柜系统技术方案设计
来源:chanvo.cn 作者:瑞丰智柜 发布日期: 2020-12-11 浏览: 0
随着指纹识别技术的成熟,越来越多的终端设备开始应用,例如电子寄存柜。与传统的条形码寄存柜不同,指纹寄存柜基于指纹识别模块进行功能扩展,实现无耗材开箱,简化操作流程,降低使用成本和维护成本,且具有更安全更方便的优势,适用于学校、机场、车站、游乐场、机关单位等人流密集且对临时储物需求大的场所。

一、方案背景

随着指纹识别技术的成熟,越来越多的终端设备开始应用,例如电子寄存柜。与传统的条形码寄存柜不同,指纹寄存柜基于指纹识别模块进行功能扩展,实现无耗材开箱,简化操作流程,降低使用成本和维护成本,且具有更安全更方便的优势,适用于学校、机场、车站、游乐场、机关单位等人流密集且对临时储物需求大的场所。

二、系统原理

瑞丰智柜设计的基于指纹识别的电子寄存柜采用双核设计主控芯片采用STC12LE5A08S2单片机,相对于传统的AT89c51系列单片机,其运行效率更高。传统的AT89c51单片机1个机器周期等于12个震荡周期,而在新型的STC12LE5A08S21个机器周期=1个震荡周期STC12LE5A08S2自带EEPROM,可以省去外接EEPROM芯片,简化设计,该芯片还带双串口,实现全双工通信。指纹的采集和识别采用IDWD1020指纹识别模块,内核为ARMCotex-M3处理器,工作频率108MHz。系统工作原理如图1所示。

图1:指纹识别系统工作原理

(图1:指纹识别系统工作原理)

其工作原理为:检测到用户的存件需求后,采集用户的指纹并存储起来,当检测到用户有取件需求时,再次采集用户指纹与存储器中的指纹特征进行对比,对比成功则打开柜门并语音提示用户取件,对比不成功则提示用户此柜中无该用户物品。

三、硬件设计

系统以STC12LE5A08S2为主控芯片,外围电路包括键盘电路、LCD液晶显示模块、语音模块、指纹识别模块、电磁锁和ZigBee模块等组成。系统硬件设计如图2所示。

图2:指纹识别寄存柜系统硬件方框图

(图2:指纹识别寄存柜系统硬件方框图)

1电源电路设计

本系统电源采用12V5V双输出开关电源,其中5V输出使用DC-DC模块LM317降压到3.3VMCU及其周边电路使用,12V电压直接供电磁锁使用。为了应对突然停电的情况,还为配备了12V7Ah铅酸蓄电池,断电自动启用

2接口电路设计

MCUP0口和P2口上各接810K上接电阻,键盘模块使用4×4矩阵模块,接在P2口上。LCD模块使用12864液晶模块,并使用串行通信模式,其中片选信号CSP0.0,串行数据接口接P0.1,串行时钟信号接P0.3P0.4为开锁信号输出接口。IDWD1020指纹模块关键连接如下:第二引脚绿色TXDMCURXDP3.0;第三引脚白色RXDMCUTXDP3.1;第四引脚GND一定要与控制设备的GND边接在一起,才能保证信息正常传送;P0.7口用于唤醒IDWD1020。指纹模块与MCU接口如图3所示。

图3:电子寄存柜IDWD1020与MCU连接图

(图3:电子寄存柜IDWD1020与MCU连接图)

语音模块采用NV065A系列语音芯片,具有成本低、性能稳定、音质高、控制方便和电路简单等诸多显著优点,而且支持主控MCU一线串口控制RST复位端以及DATA数据线来控制任意一段语音的触发播放及停止。把NV065A的第67引脚分别接在P0.5P0.6,连接图如4所示。

图4:电子寄存柜NV065A与MCU连接图

(图4:电子寄存柜NV065A与MCU连接图)

ZigBee的选择上,本方案选择带USB接口的主板与上位机电脑相联,下位机模块通过UART通信接口和MAX232芯片与MCUUART2通信接口相联。

四、系统软件设计

1电子寄存柜下位机软件设计过程

电子寄存柜下位机软件设计过程如下。(1)上电系统初始化,10秒以后,系统处于休眠状态,等待中断唤醒。(2)判断是否有键按下,若有则断唤醒系统,再判断是存包键还是取包键;若是存包键则转至3,取包键就转至步骤4。(3)系统按柜门编号从小到大扫描,是否有件在内,若无提示指纹采集并存储进入指纹库,采集成功后语音提示并打开柜门,再提示用户存件并关好柜门。(4)若是取包键被按下,则断唤醒系统,语音提示指纹采集,将采集到的指纹与指纹库中的指纹进行对比,对比成功则打开柜门,提示用户取件和关门,再从指纹库中删除该指纹,对比不成功提示本柜无该用户的物件。

5)管理员可以通过4×4矩阵按键为系统设置权限密码,

管理员可以在紧急情况下使用特殊权限通过本矩阵按键打开任意柜门。

2电子寄存柜下位机软件设计的关键

通讯处理过程

图5:电子寄存柜通讯过程

(图5:电子寄存柜通讯过程)

NV065A语音芯片关键代码(MCUSTC12LE5A08S2,晶振:11.0592MHz)如下。

Rst为复位发送端口,Sda为数据发送端口,发送语音地址寄存器addr

Rst=1

Sda=0/*先复位*/

Delayus(100);/*等待100个微秒*/

Rst=0

Delayms(5);/*等待5个毫秒以上*/

For(i=0;i<addr;i++)

{

Sda=1/*数据线拉高*/

Delayus(100);/*等待100个微秒*/

Sda=0/*数据线拉低*/

Delayus(100);/*等待100个微秒*/

/*到此完成一个脉冲的发送。*/

}

NV065A根据接收到的脉冲个数“addr”进行寻址,播放存储器相应地址中的音频。“addr”与语音地址的对应关系是:无脉冲,无声音;1个脉冲,播放第1段语音;N个脉冲,播放第N段语音NV065A最多可以存储64段语言。

3电子寄存柜上位机软件设计

上位机主要包括数据表和数据库的设计,利用JAVA语言来控制数据库,管理员有特殊权限,可以利用上位机监控储物柜,并拥有优先控制权。电子寄存柜上位机软件主要有下列几个界面:(1)登录界面(验证管理员信息);(2)主界面(其他界面的入口);(3)储物柜管理界面(实时监控储物柜的最新状态,同时拥有查询和接收下位机的功能);(4)系统维护界面(可以任意增减本系统所控储物柜的数量,并对储物柜进行编号管理);(5)特权界面(管理员可以在特殊紧急情况下利用上位机软件打开任意柜门)。

指纹识别电子寄存柜.png

五、关于我们

瑞丰智柜经过长期的研发设计,掌握了一套智能柜管理算法及数据分析技术,实现了电子寄存柜的一体化生产和个性化功能定制要求,提供物联网智能柜解决方案,斥资建立10万平方米生产基地,汇聚行业优秀人才,挖掘市场新需求,积极捕捉新的发展机遇和应对新的挑战。

直线:138-2520-0700

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