指紋鎖技術(shù)介紹一．引言鎖幾乎與私有制同時(shí)誕生。早在公元前3000年的中國仰韶文化遺址中，就留存有裝在木結(jié)構(gòu)框架建筑上的木鎖。東漢時(shí)，中國鐵制三簧鎖的技術(shù)已具有相當(dāng)高的水平。三簧鎖前后沿用了1000多年。18世紀(jì)初由英國人D.波特發(fā)明凸輪轉(zhuǎn)片鎖。其鑰匙編號(hào)由三簧鎖的20多種發(fā)展到80多種。19世紀(jì)中葉，歐洲制造商在凸輪轉(zhuǎn)片鎖和三簧鎖的基礎(chǔ)上改制成滑動(dòng)轉(zhuǎn)片鎖，其鑰匙編號(hào)可達(dá)1600種。21848年，美國人L.耶爾發(fā)明采用圓柱形銷栓的彈子鎖，該鎖已成為世界上使用最普遍的鎖。現(xiàn)代彈子鎖的結(jié)構(gòu)又有新的發(fā)展，出現(xiàn)雙向、三向、四向彈子結(jié)構(gòu)，以及平面、雙面、多面、雙排雙面、多排多面彈子結(jié)構(gòu)和組合彈子結(jié)構(gòu)，從而大大提高鎖的保密性能，使鎖的編號(hào)由原有的2500種通過“向”、“面”的變化達(dá)到百萬種。20世紀(jì)70年代，隨著微電子技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了磁控鎖、聲控鎖、超聲波鎖、紅外線鎖、電磁波鎖、電子卡片鎖、指紋鎖、視網(wǎng)膜鎖、遙控鎖等。這些鎖具有機(jī)械結(jié)構(gòu)所無法比擬的高保密性能。現(xiàn)代鎖還可在特定的系統(tǒng)中、按設(shè)定的邏輯關(guān)系實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的程序控制。現(xiàn)代鎖可按材質(zhì)、用途、有無鑰匙、安全性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。3中國傳統(tǒng)鎖具源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，迄今至少已有5000年歷史，并且種類眾多，藏量豐富，文化底蘊(yùn)極其深厚；現(xiàn)代鎖具在我國發(fā)展的時(shí)間，從1887年中國通商銀行首次使用美國彈子鎖算起，至今還僅有100多年時(shí)間。45二．指紋鎖概論1.指紋特征描述：指紋是指手指末端正面皮膚上凸凹不平的紋路，盡管指紋只是人體皮膚的一小部分，但是，它蘊(yùn)涵大量的信息，這些紋路在圖案、斷點(diǎn)和交點(diǎn)上是各不相同的，在信息處理中將它們稱作“特征”，醫(yī)學(xué)上已經(jīng)證明這些特征對(duì)于每個(gè)手指都是不同的，而且這些特征具有唯一性和永久性，因此我們就可以把一個(gè)人同他的指紋對(duì)應(yīng)起來，通過比較他的指紋特征和預(yù)先保存的指紋特征，就可以驗(yàn)證他的真實(shí)身份。因此，指紋的上述特性成為識(shí)別身份的最重要證據(jù)而廣泛應(yīng)用于公安刑偵及司法領(lǐng)域。指紋認(rèn)證具有方便、快速、精確的特點(diǎn)；6二．指紋鎖概論2.指紋鎖定義：指紋鎖是一種以人體指紋為識(shí)別載體和手段的智能鎖具，它是計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)和現(xiàn)代五金工藝的完美結(jié)合。指紋鎖一般由電子識(shí)別與控制、程序控制系統(tǒng)、機(jī)械聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)三部分組成。指紋的唯一性和不可復(fù)制性決定了指紋鎖是目前所有鎖具中最為安全的鎖種。指紋鎖除指紋識(shí)別外，根據(jù)國家規(guī)定，應(yīng)當(dāng)加配應(yīng)急機(jī)械鑰匙；3.指紋鎖的工作原理首先通過指紋傳感器錄入使用者的指紋信息，通過指紋算法，把指紋信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息。當(dāng)已注冊(cè)用戶把指紋放到指紋傳感器上時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分析比對(duì)指紋信息。對(duì)比成功后，輸出信號(hào)給離合器電機(jī)或磁鐵實(shí)現(xiàn)開啟或閉合，從而實(shí)現(xiàn)開鎖或關(guān)鎖；7二．指紋鎖概論4.指紋鎖的組成指紋鎖由指紋識(shí)別與控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)、機(jī)械聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)三大部分組成5.指紋鎖的分類按識(shí)別載體分為：光學(xué)指紋鎖和半導(dǎo)體指紋鎖；按鎖面的材質(zhì)分為：鋅合金指紋鎖、鋁合金指紋、銅指紋鎖；按鎖體防盜性能分為：普通指紋鎖和防盜指紋鎖；8二．指紋鎖概論6.指紋鎖的發(fā)展歷程早期指紋一般只帶有密碼功能，后來增加了刷卡功能和遙控功能，最近的指紋鎖配備了語音導(dǎo)航以及顯示屏菜單管理。安全性能大大提高，比如防脅迫報(bào)警，偽密碼報(bào)警等，智化程度也顯著增強(qiáng)，比如帶R232和R485串口的指紋鎖可以和目前主流的物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通。最新的指紋鎖已經(jīng)有APP應(yīng)用管理軟件，為指紋鎖帶來了更多新元素。公司的智能家居系統(tǒng)采用歐美技術(shù)最成熟的智能家居技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鎖、安防、監(jiān)控、水、電、氣、煙霧、門禁等遠(yuǎn)程控制。9三．指紋鎖技術(shù)解析指紋鎖是光、機(jī)、電、生物識(shí)別一體化的高科技產(chǎn)品，下面詳細(xì)說明各部分的技術(shù)特點(diǎn)：1.指紋算法介紹指紋算法是指紋鎖核心技術(shù)之一。它是依據(jù)指紋特征辯識(shí)需求、按計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)規(guī)律建立的、指紋識(shí)別與判定規(guī)則的數(shù)學(xué)模型描述。流行指紋識(shí)別產(chǎn)品的指紋算法實(shí)現(xiàn)大致有四種基本類型：1、基于圖象處理的圖象識(shí)別算法；2、基于規(guī)則推理的人工智能方法；3、基于幾何拓?fù)涞膱D形識(shí)別算法；4、上述各類方法的綜合運(yùn)用算法。10用指紋圖象處理與識(shí)別算法實(shí)質(zhì)上是一組算法的集合，包含三個(gè)基本部分，即：1、圖象采集與處理；2、指紋特征辯識(shí)與模板生成；3、指紋模板比對(duì)鑒別。指紋計(jì)算算法有三種方式：1：1；1：N；1：100萬。目前世界頂級(jí)的指紋算法是朝鮮，經(jīng)常在國際指紋算法比賽（FVC）中獲得大獎(jiǎng)。國內(nèi)目前大多采用晟元的算法。2.指紋傳感器介紹指紋傳感器（又稱指紋Sensor）是實(shí)現(xiàn)指紋自動(dòng)采集的關(guān)鍵器件。指紋傳感器按傳感原理，即指紋成像原理和技術(shù)，分為光學(xué)指紋傳感器和半導(dǎo)體指紋傳感器，其中又為分：半導(dǎo)體電容傳感器、半導(dǎo)體熱敏傳感器、半導(dǎo)體壓感傳感器等。指紋傳感器的制造技術(shù)是一項(xiàng)綜合性強(qiáng)、技術(shù)復(fù)雜度高、制造工藝難的高新技術(shù)。11其中光光學(xué)指紋傳感器制造商有：URU和BAC；半導(dǎo)體制造商有：FPC、AUTHENTEC，AUTHENTEC于12年6月分被蘋果公司收購。光學(xué)指紋傳感器：主要是利用光的折射和反射原理，光從底部射向三棱鏡，并經(jīng)棱鏡射出，射出的光線在手指表面指紋凹凸不平的線紋上折射的角度及反射回去的光線明暗就會(huì)不一樣。CMOS或者CCD的光學(xué)器件就會(huì)收集到不同明暗程度的圖片信息，就完成指紋的采集。半導(dǎo)體指紋傳感器：無論是電容式或是電感式，其原理類似，在一塊集成有成千上萬半導(dǎo)體器件的“平板”上，手指貼在其上與其構(gòu)成了電容（電感）的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸點(diǎn)處和凹點(diǎn)處接觸平板的實(shí)際距離大小就不一樣，形成的電容/電感數(shù)值也就不一樣，設(shè)備根據(jù)這個(gè)原理將采集到的不同的數(shù)值匯總，也就完成了指紋的采集。半導(dǎo)體又分面塊式與條塊式。光學(xué)指紋傳感器制造成本低，應(yīng)用領(lǐng)域廣，對(duì)使用環(huán)境要求高，強(qiáng)光條件下認(rèn)識(shí)率低，不能徹底解決指紋殘留問題，應(yīng)用于低端指紋。12半導(dǎo)體指紋傳感器制造成本高，但是安全性高，可以解決指紋殘留問題，適于條件廣泛，應(yīng)用于高端指紋鎖。公司為打造高端指紋鎖品牌，采用世界頂級(jí)的FPC半導(dǎo)體指紋傳感器。指紋參數(shù)名詞解釋：拒真率（FRR）：經(jīng)過登記\授權(quán)的指紋,被驗(yàn)證沒有通過的概率;通常用百分比表示認(rèn)假率（FAR）：沒有經(jīng)過登記\授權(quán)的指紋,被驗(yàn)證通過的概率;通常用百萬分比表示光學(xué)指紋采集器：半導(dǎo)體指紋采集器：

133.嵌入軟件介紹嵌入式軟件開發(fā)就是根據(jù)應(yīng)用需要為這些芯片編寫程序。所使用的語言有匯編，C，C++，最常見的還是C。4.電子硬件介紹4.1集成電路，簡(jiǎn)稱IC，俗稱芯片指紋鎖包以下芯片：指紋算法IC，主控MCU（簡(jiǎn)稱單片機(jī)）相當(dāng)于計(jì)算機(jī)上的CUP，語間IC，穩(wěn)壓IC，升壓IC，時(shí)鐘IC，電源IC等。IC：144.2卡片卡片按存儲(chǔ)存質(zhì)不同可分磁卡，IC卡兩種。其中IC卡又分為：TM卡，MF卡等皆為射頻卡。磁卡：磁卡是利用磁性載體記錄了一些信息，用來標(biāo)識(shí)身份或其它用途的卡片。比如銀行卡屬于接觸性磁卡，ID卡是感應(yīng)式磁卡的一種。IC卡是繼磁卡之后出現(xiàn)的又一種新型信息工具。IC卡是指集成電路卡，一般用的公交車卡就是IC卡的一種，一般常見的IC卡采用射頻技術(shù)與IC卡的讀卡器進(jìn)行通訊。IC卡與磁卡是有區(qū)別的，IC卡是通過卡里的集成電路存儲(chǔ)信息，而磁卡是通過卡內(nèi)的磁力記錄信息。IC卡的成本一般比磁卡高，但保密性更好。非接觸式IC卡又稱射頻卡，成功地解決了無源（卡中無電源）和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破。主要用于公交、輪渡、地鐵的自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，也應(yīng)用在門禁管理、身份證和電子錢包。15TM卡它采用單線協(xié)議通訊，通過瞬間碰觸完成數(shù)據(jù)讀寫，既具有非接觸式IC卡的易操作性，又具有接觸式IC卡的廉價(jià)性。MF卡MIFARE卡是目前世界上使用量最大、技術(shù)最成熟、性能最穩(wěn)定、內(nèi)存容量最大的一種感應(yīng)式智能IC卡，MIFARE是PhilipsElectronics所擁有的13.56MHz非接觸性辨識(shí)技術(shù)。mifare卡主要芯片有philipmifare1S50、S70等，其中S50容量為1K，S70容量為4K，其它無區(qū)別。補(bǔ)充明說：目前市場(chǎng)上所說的A卡和B卡，其實(shí)都是13.56.目前市場(chǎng)主流的指紋鎖大都用MF卡，有部分酒店指紋鎖用RF卡。磁卡：16IC卡：ID卡：TM卡：17MF卡：4.3顯示元件顯示元件有：數(shù)碼管，LCD，OLED等數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。LCD是一種介于固態(tài)與液態(tài)之間的物質(zhì)，本身是不能發(fā)光的，需借助要額外的光源才行.OLED顯示技術(shù)具有自發(fā)光的特性，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過時(shí)，這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光，而且OLED顯示屏幕可視角度大，并且能夠顯著節(jié)省電能，且比LCD更省電，使用