單芯片指紋鎖設(shè)計方案(07-100)

　　指紋采集設(shè)備選型

　　指紋采集設(shè)備是除了核心控制模塊外的最為重要的外設(shè)。它的性能優(yōu)劣關(guān)乎整個指紋鎖的質(zhì)量。指紋采集設(shè)備是使用者接觸最多的部件，是指紋數(shù)據(jù)生成的源頭。正因為它被接觸最多最頻繁，所以在選型時，耐用性和易用性是最先考慮因素。耐用性考量表現(xiàn)在手指接觸時的防靜電能力、耐磨耐腐蝕性、以及傳感靈敏度是否隨使用次數(shù)明顯下降等。一般認(rèn)為，光學(xué)指紋采集頭較為耐用，而采用半導(dǎo)體直接傳感的指紋采集頭較為靈敏。易用性表現(xiàn)在使用者的感受上。一般而言，按壓式即面狀指紋采集器使用簡單，手指一按即可采集指紋。按壓式的大小一般是15mm-25mm見方。除此之外，為了降低成本,以及為了適應(yīng)小型手持設(shè)備的需要，也有不少此類產(chǎn)品使用滑動式即刮擦式傳感器，其大小僅有10×5mm見方左右。

　　當(dāng)然對于指紋鎖來講，用戶更為大眾化一些。所以，使用按壓式采集頭的會更多一些。低成本一點(diǎn)的使用光學(xué)按壓式指紋采集頭。高品質(zhì)一點(diǎn)的采用半導(dǎo)體按壓式指紋采集芯片(其中有半導(dǎo)體電容、半導(dǎo)體電感、半導(dǎo)體壓感三者常用傳感方式)。

　　電源模塊設(shè)計

　　電源模塊對于任何一個嵌入式系統(tǒng)都很重要，指紋鎖也不例外。對使用電池的指紋鎖產(chǎn)品來講，在電源設(shè)計上尤其要考慮供電方式、功耗、以及缺電等應(yīng)急情況。選用SIB8132，可以達(dá)到工作功耗不超過75mA。

　　在電源設(shè)計上，還需考慮低電壓報警的問題。低電壓報警是當(dāng)電池電量不足時，提前提醒用戶更換新電池的功能。在設(shè)計上要保證低電壓狀態(tài)下可用次數(shù)達(dá)到至少100次以上。如果在電量耗盡前，用戶仍未能換上足量電池，則需要鎖上有外接電源接口，以保證可以應(yīng)急開門。當(dāng)然，應(yīng)急的情況還包括電路系統(tǒng)失效的情況，這時可以考慮“雙機(jī)”模式，其安全性則更高。

　　輸入輸出設(shè)備選型
　　
　　輸入輸出設(shè)備根據(jù)產(chǎn)品功能設(shè)計來選取。需要注意的是，如果功能較為復(fù)雜，配套LCD或LED數(shù)碼管是必要的。至少在指紋管理時，用于顯示指紋編號等信息。

　　設(shè)計經(jīng)驗分享

　　實現(xiàn)雙模工作

　　“雙模工作”是指指紋模塊既可以是主控工作模式，也可以是從屬工作模式。

　　因為不同產(chǎn)品的功能設(shè)計不同，有時指紋識別模塊在整個系統(tǒng)中只扮演一個獨(dú)立的指紋識別功能，不執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯的控制，這種被稱為通用的指紋模塊。有時需要指紋識別模塊也能完成一些業(yè)務(wù)邏輯控制，這種稱為主控指紋模塊。通用指紋模塊是把指紋模塊當(dāng)作一個獨(dú)立實體，通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口(多為UART)與主MCU通訊。它在整個鎖中，只完成指紋存儲和指紋驗證功能。而主控指紋模塊集業(yè)務(wù)邏輯與指紋識別于一體，功能更為強(qiáng)大、成本更有優(yōu)勢。