基于sc单片机和指纹采集模块的校园后勤管理系统

基于sc单片机和指纹采集模块的校园后勤管理系统

在这项工作中，我们使用了stc相机和指纹采集模块，并设计了一个用于公司、机构和学校的后勤系统。该系统使用指纹技术进行了对用户id的自动识别和验证，具有成本低、电路简单可靠、操作员方便等特点。具有一定的实用性。1语音提示模块整个系统采用模块化的设计思想,以STC单片机为控制核心,主要包括了指纹采集模块、U盘存储模块、语音提示模块、按键模块、显示模块以及时钟和温度采集模块等,系统总体框图如图1所示。当用户注册时,按下“注册”按键,语音提示模块发出“请输入指纹信息”的语音提示,此时,用户应将拇指轻按在指纹采集模块的采集窗口上,待采集完成后,将发出“指纹采集完毕,谢谢”的语音提示,并将指纹信息存储在存储模块中;如果超过设定时间未能采集到指纹信息,则发出“指纹采集失败,请重新输入指纹信息”的语音提示。当用户验证时,按下“识别”按键,语音提示模块发出“请输入指纹信息”的语音提示,待用户指纹信息被采集后,将与存储模块中存储的已注册用户指纹信息进行比对,若比对成功,则发出“身份识别正确”的语音提示,同时将用户信息显示在液晶屏上,若错误,则发出“身份识别错误”的语音提示,显示屏上显示“查无此人!”。时钟、温度采集模块则负责将时间、温度信息发送给单片机,然后在其控制下显示在液晶屏上。2系统硬件设计2.1指纹控制模块本设计选用了STC89C58RD+大容量单片机,作为核心处理器件,提供各种控制和数据信号线,该模块电路如图2所示。STC89C58RD+具有32K内部Flash存储器,1280字节RAM。单片机各口线分配如下:1)指纹模块:P1.0作为指纹模块的启动端;P3.0和P3.1与指纹模块进行串行通信与控制。2)语音播报模块:P2.3、P2.4、P3.4、P3.5通过SPI模式控制语音播报模块。3)U盘存储模块:P0口作为数据线与U盘存储模块的控制器CH375B以并行通信方式传输数据;P3.2用于检测U盘的插入和拔出,提供外部中断信号;P3.6和P3.7分别接CH375B的WR和RD;P2.2接CH375B的A0。4)P1.1、P1.2、P1.3通过串行模式控制时钟芯片;P1.4-P1.7及P3.3构成键盘模块;P2.5、P2.6、P2.7以串行通信模式控制液晶显示屏;P2.0作为按键提示音;P2.1接收DS18B20温度传感器的数据,以显示系统所在环境的温度。2.2tf-md-m12型指纹识别模块本设计采用了TF-MD-M12型指纹识别模块,该模块在单片机的控制下可以实现指纹采集、存储和比对等功能,与单片机采用串口通信方式,电路连接简单,仅需要三条线(RXD、TXD及TF_RST)即可实现单片机对该模块的控制,接口电路如图2所示。TF-MD-M12型指纹识别模块的主要功能特点有:1)高速算法,500人指纹只要0.43s;2)1:N,1:1比对(两种可选);3)采用高精密的光学成像元件,识别准确;4)内部采用高级数字处理器DSP,处理速度快;5)识别率高,最高可达:0.00001%;6)具有低电压报警功能;7)主板低频设计抗外部电磁干扰;8)多级的安全级别自主设置,可更多应用于不同场所;9)用户可分多级权限管理;10)标准接口协议,开发简单。2.3语音录入模块该模块的核心器件是语音芯片ISD1760。首先利用ISD1760的独立按键模式将相关提示语音录入语音芯片内部。ISD1760按照录音顺序将录入的语音信息分段存储于片内存储器的相应地址,单片机通过寻址即可以实现对录入的任一段语音信息进行播放。单片机仅通过/SS、MOSI、MISO、SCLK四条控制线对ISD1760芯片进行通信和控制。电路图如图3所示:2.4usb主机在本系统中,采用了USB总线接口芯片CH375实现对U盘的读写及存储功能,电路图如图4所示。CH375的TXD脚接地,工作于并口方式,D0-D7直接与单片机P0口相连。单片机通过RD和WR实现对USB主机芯片的控制,A0引脚接至单片机的P2.2,用来选择CH375B芯片的命令端口和数据端口。INT引脚连接到单片机P3.2,当CH375B芯片产生中断时,通过此信号线向单片机发出中断信号。CS引脚接地,使芯片总被选中。USB总线包括5V电源线、接地线、D+信号线和D-信号线。3指纹管理子程序本系统软件采用了模块化的程序结构,主要包括主程序、语音提示模块子程序、按键子程序、指纹采集以及存储模块子程序等,如图5所示。主程序完成单片机串口、I/O口、定时器的设置及一些变量的初始化,然后根据用户的输入调用不同的模块子程序。4用户信息实时显示本系统采用STC单片机和指纹识别技术,实现了身份识别、验证的功能。在该系统中,被识别的用