電路圖天天讀（27）：采用指紋識(shí)別的防盜遙控器電路設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)一種適用于多種門禁場(chǎng)合下的防盜遙控器，具有活體指紋識(shí)別、射頻無線遙控、無線加密數(shù)據(jù)傳輸、無線加密指令控制等功能。系統(tǒng)以16位MSP430F12X處理器為數(shù)據(jù)處理和控制核心，提高了系統(tǒng)的智能化水平和控制能力。

　　防盜遙控發(fā)射器模塊

　　刮擦式活體指紋識(shí)別防盜遙控器分為防盜遙控發(fā)射器和防盜遙控接收器兩部分。防盜遙控發(fā)射器由使用者隨身攜帶，防盜遙控接收器安放在要保護(hù)的門禁設(shè)備里。防盜遙控發(fā)射器以MSP430F12X處理器為核心，對(duì)刮擦式活體指紋傳感器MBF310、無線發(fā)射/接收芯片nRF401、參數(shù)配置芯片 AT93C46等進(jìn)行工作狀態(tài)配置，包括指紋數(shù)據(jù)讀取、指紋數(shù)據(jù)和加密數(shù)據(jù)無線發(fā)射，以及控制指令的無線發(fā)射等。

　　AT93C46中保存有256位的參數(shù)配置數(shù)據(jù)，用于對(duì)發(fā)射的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密運(yùn)算；nRF401工作在無線發(fā)射模式。MBF310選用SPI工作模式和MSP430F12X處理器的SPI總線相連，MSP430F12X通過SPI總線對(duì)MBF310傳感器進(jìn)行工作狀態(tài)初始化，配置為使能FIFO中斷的SPI模式。當(dāng)手指在MBF310上滑過時(shí)，MBF310采集指紋數(shù)據(jù)并存到FIFO緩沖區(qū)內(nèi)；當(dāng)FIFO緩沖區(qū)滿時(shí)產(chǎn)生一中斷信號(hào)，MSP430F12X處理器收到FIFO緩沖區(qū)滿中斷信號(hào)后立即通過SPI總線讀取MBF310采集的指紋數(shù)據(jù)；并把讀取的指紋數(shù)據(jù)和AT93C46 內(nèi)的配置字進(jìn)行“或”運(yùn)算加密，把加密好的數(shù)據(jù)通過nRF401發(fā)射出去，從而實(shí)現(xiàn)指紋的采集，指紋數(shù)據(jù)的讀取、加密和無線發(fā)射，以及控制指令的無線發(fā)射等功能。防盜遙控發(fā)射器的電路連接圖如圖1所示。

　　圖1 防盜遙控發(fā)射器的電路連接圖

　　 防盜遙控接收器模塊

　　防盜遙控接收器由MSP430F12X處理器、無線發(fā)射/接收芯片nRF401、參數(shù)配置芯片AT93C46、指紋模板存儲(chǔ)器FM24C64、按鍵和指示燈等硬件組成。當(dāng)防盜遙控接收器正常工作時(shí)，MSP430F12X處理器選擇nRF401為無線接收模式，以適時(shí)接收防盜遙控發(fā)射器發(fā)射的數(shù)據(jù)和指令。當(dāng)接收到指紋數(shù)據(jù)時(shí)，MSP430F12X處理器用AT93C46內(nèi)的256位配置字對(duì)接收到的加密指紋進(jìn)行解碼，得到防盜遙控發(fā)射器內(nèi)的 MBF310采集到的真實(shí)活體指紋數(shù)據(jù)。然后把解碼后的指紋數(shù)據(jù)與指紋模板存儲(chǔ)器FM24C64內(nèi)預(yù)存的指紋模板數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，如果比對(duì)結(jié)果為真，表明得到合法身份驗(yàn)證，那么防盜遙控接收器可以接收防盜遙控發(fā)射器的控制指令（防盜遙控發(fā)射器上按鍵設(shè)定的指令），否則不響應(yīng)防盜遙控發(fā)射器發(fā)射的指令數(shù)據(jù)。防盜遙控接收器按鍵用于建立指紋模板，指示燈指示防盜遙控接收器的當(dāng)前工作狀態(tài)。輸出端口1～6是根據(jù)遙控指令產(chǎn)生的輸出控制信號(hào)。防盜遙控接收器的電路連接圖如圖2所示。

　　圖2 防盜遙控接收器的電路連接圖

電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評(píng)分析：

　　本文設(shè)計(jì)的防盜遙控發(fā)射器采用了刮擦式活體指紋識(shí)別芯片MBF310，屬于第二代指紋識(shí)別技術(shù)，有效克服了第一代指紋識(shí)別技術(shù)識(shí)別率低、識(shí)別橡膠模塑指紋等缺點(diǎn)和不足，提高了安全等級(jí)和正確識(shí)別率。nRF401無線收發(fā)芯片，采用FSK技術(shù)，遙控距離可達(dá)800 m。防盜遙控發(fā)射器和防盜遙控接收器中，AT93C46是編解碼配置芯片，存有256位的編解碼數(shù)據(jù)。遙控發(fā)射器發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)采用256位編碼加密算法，可以防止遙控發(fā)射的數(shù)據(jù)被截獲破解以及遙控發(fā)射器被仿制，只有遙控發(fā)射器和遙控接收器的編解碼數(shù)據(jù)相同時(shí)，才能進(jìn)行遙控操作，提高了安全等級(jí)。防盜遙控接收器中的指紋模板存儲(chǔ)器采用了8 KB的高速鐵電存儲(chǔ)器FM24C64，可以無故障讀寫1 010次，掉電情況下保持?jǐn)?shù)據(jù)10年不丟失。遙控發(fā)射器和接收器以超低功耗16位處理器MSP430F12X為數(shù)據(jù)處理和控制核心，提高了數(shù)據(jù)運(yùn)算速度和系統(tǒng)的智能化程度，降低了功耗。

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