基于ATmega162的指纹识别电子机械锁设计
随着生活水平的提高，人们对物质生活的要求越来越高，尤为注重住宅安全问题。随着生物特征识别技术的发展，指纹识别技术逐渐进入人们的生活领域，指纹锁进入了人们的家庭。常见的指纹锁，需要管理员指纹或者管理员密码，才能进行指纹和密码的添加和删除操作。本文设计的电子机械锁，具有上述功能，还可以用正确钥匙管理指纹和密码。
常见的指纹锁配备的机械锁，可使用普通的正确钥匙打开，安全级别较低，很容易被专业人员破解。本文设计的基于PIC16F72的机械锁，配套的钥匙内置编码芯片，能够设置正确钥匙以及发送钥匙编码信息，只有用正确钥匙才能打开，不能被铁丝或其他非法钥匙打开，安全性大大提高。在非法开门的情况下，机械锁发送报警信息。
1 系统设计方案
电子机械锁，分为电子锁和机械锁这两个部分。电子锁以单片机ATmega162为核心，通过指纹识别模块，完成了对指纹管理的操作；通过键盘，完成密码管理的操作；通过超外差接收模块，能够接收来自机械锁的钥匙编码信息，完成与机械锁的通信。
机械锁以PIC单片机PIC16F72为核心，获取钥匙编码信息，经超外差发送模块发送。超外差发送和接收模块的工作频率在433 MHz，PCB布线时注意超外差模块，远离其他器件，不然会影响系统的工作状态。另外，该系统要求体积小，供电方便，整个系统的功耗要尽量低。
1．1 电子锁框图
电子锁主体为AVR单片机ATmega162、指纹识别模块、超外差接收模块、12 V电子锁驱动、门锁、键盘、按键和指示灯等，如图1所示。指纹识别模块型号为：TFS-M12，采用TI的DSP芯片TMS320VC5501，指纹算法采用TFS-9。稳定快速的芯片以及优良的指纹算法，不仅提高了整个系统的识别率以及缩短了识别时间，而且大大缩短了整个系统的研发时间。
电子锁在不使用的时候，处于睡眠状态。用户打开指纹识别模块上的金属防尘罩时，产生唤醒信号，电子锁进入正常工作状态。
正常工作状态下，电子锁支持两种开门方式：指纹开门和输入密码开门。指纹采集头上输入指纹，指纹识别模块将当前指纹与已存指纹进行比较，单片机ATmega162接收到比较结果，若正确产生开门信号，经12 V电子锁驱动，打开门锁。键盘输入密码，单片机ATmega162将当前输入密码和用户设置的正确密码进行比较，若正确产生开门信号，经12 V电子锁驱动，打开门锁。输入指纹和密码的机会共3次，若3次都错误，系统进入睡眠状态。
1．2 机械锁框图
机械锁主体为PIC单片机PIC16F72、超外差发送模块、设置键、指示灯等，如图2所示。设置正确钥匙步骤：按下设置键，指示灯常亮，插入需要设置的钥匙，等待指示灯有规律的闪烁3下，设置成功；设置完成后用正确钥匙开门1次，恢复正常使用状态。当插入错误钥匙或者是铁丝等非法钥匙时，指示灯会快速闪烁，并通过超外差发送模块发送报警信息。
为了降低整个系统的功耗，机械锁在不使用时，处于不工作状态。在安装机械锁的时候，会在机械锁的锁芯安装一个金属转接口，该金属转接口连接了电子锁的防尘罩，转动金属转接口，不仅给机械锁供电使之进入正常工作状态，还唤醒电子锁，让电子锁进入正常工作状态。转动金属转接口，还使得电子锁中的单片机ATmega162第4口的第5位(即P4．5)变成高电平，电子锁只处理来自机械锁发出的信息。
机械锁正常工作状态时，插入钥匙，单片机PIC16F72会识别钥匙的编码，若正确，则打开锁芯上的阀，可以转动钥匙开门，若错误则发送错误钥匙信息，锁芯的阀依旧关闭，不能开门，从而保证了，用户的安全。
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