随着指纹自动识别系统体积的不断缩小，以及微处理器功能与速度的不断提高，复杂的指纹识别门锁控制算法已可以被固化到一块体积非常小的嵌入式微处理器模块上，该模块与指纹传感器、门锁控制机构组成的系统称为嵌入式指纹识别门锁系统。嵌入式指纹锁的应用领域十分广泛，有保险箱、信箱、实验室、楼道的身份确认等。

【指纹识别门锁系统的硬件结构】
    指纹识别门锁系统的硬件结构主要包括：指纹识别模块、微控制器、读写模块、电源管理和电控锁机构以及门锁功能所需的红外感应电路和液晶LCD显示等，其中核心部分是指纹识别模块和微控制器。    
    而嵌入式系统的实时功耗管理能力则表现在能保证系统按照有效操作时空占空比来实现系统时空的最大静态化运行，其中的核心技术是系统中时钟与信号流的控制与调度。在系统无效操作的时间和区域上，终止时钟运行或进入，禁止开关、脉冲信号进入。经过合理的任务分配后降低系统静态功耗，同时在硬件资源选择上作出调整。

 

＊电机驱动电路：
    机械驱动部分用小型的直流电动机来进行驱动。由于单片机的驱动能力极其有限，所以需要对单片机的输出进行驱动放大。根据对门锁的不同操作进行逻辑控制，驱动电机的正反转，推动门锁上的锁舌进出，实现关门动作。  

 

【系统软件设计】
    指纹识别门锁系统是完全自主开发的具有独立知识产权的软件，其完整的系统管理协议将增强软件的强壮性和可移植性，完整的指纹识别命令集使其可以自动进行指纹的注册、识别以及指纹数据的输出。系统软件总程序包括监测控制部分和通讯部分。监测控制部分包括了门锁控制软件诸如开关门、应急密码开门、指纹录入、指纹删除等程序，以及指纹识别管理、电源管理、定时器中断管理、看门狗、外部指令处理和I2C总线存储器等程序。通讯部分主要包括通讯协议和驱动程序，其中通讯协议包括数据接收、数据发送、校验、数据包处理等程序；设备驱动包括寄存器配置和系统状态控制等程序。

 

＊指纹识别软件的协议命令集:
    系统管理协议包括功能部件更新下载、设备复位、部件错误处理、检测注册的用户数量、检测存储器信息、检测安全级、设置安全级、检测每个用户注册的指纹数、设置每个用户录入的指纹数以及设置波特率等。指纹识别命令集包括自动ID注册用户、给定ID注册用户、删除给定ID用户、匹配删除用户、删除所有用户、给定ID用户识别、自动ID用户识别、提取特征信息、特征信息匹配、从模块获取特征信息以及在模块中存储特征信息等。下面是软件指纹识别协议命令集中自动用户注册部分的设计说明。
    自动用户注册是指系统使用自动选择的ID号注册用户，如下：
     STI_USER_REGISTR ATION：开始注册
    　0x1b - 0x5e - 0x50 - Start ID NumberH- Start ID NumberL
      STI_USER_REGISTRATION _SUCCESS：注册成功
    　0x1b - 0x5e - 0x51 - Start ID NumberH- Start ID NumberL
其中：Start ID NumberH/ Start ID NumberL为注册开始时的ID值
      STI_USER_REGISTR ATION_ERROR：注册失败
    　0x1b - 0x5e - 0x52 - 0x00- ID Number

    嵌入式指纹锁系统在启动或复位之后，一般是需要对系统硬件和软件运行环境进行初始化的，这些工作由启动程序完成，启动程序通常采用汇编语言编写.写好启动程序是设计好嵌入式程序的关键，系统启动程序所执行的操作与具体的目标系统和开发系统相关。

 

【系统测试】
  根据门锁的安全性能指标设计测试方案，系统测试主要从以下几个方面进行：
    1) 用不同质量的指纹：用大约500人次的不同指纹进行开锁、注册等测试；
    2) 同一指纹在不同条件下：诸如干湿、破损、压力温度不同、位置角度不同、油污情况下进行开锁试验；
    3) 不间断的工作方式：长时间的疲劳测试、频繁的开锁、关锁，测试系统的稳定性；
    4) 人为制造紧急状况：电源不足情况下、恶性开锁、开锁后忘记关门、普通用户手指不能开门、取消非法用户权限等。

 

【结语】
    经过大量的测试工作，才可以确定门锁系统的性能状态是否真正良好，真正满足安全性和易用性的指标要求。门锁系统从功能上具有授权录入指纹、按ID号或按级删除指纹、记录最近相关次数的开门记录等，采用了嵌入式的体系结构，以及精度高、反应快、功耗低、体积小的外围器件，配合成熟的指纹识别算法和完善的功能设计，以及应急开门方案、加密设计和低功耗设计。
   

毫无疑问，嵌入式指纹锁是并且将一直是嵌入当今海内外市场的利器！