编号：
T3462305M-LW
设计摘要：
指纹识别系统是一种广泛应用于安全领域的生物识别技术。它利用每个人独特的指纹纹线来进行识别和验证，具有高度的准确性和安全性。本摘要将介绍基于单片机的指纹识别系统的原理、设计以及实现过程。
首先，我们将介绍指纹识别系统的工作原理。该系统使用光学或电容传感器来获取用户的指纹图像，并提取关键特征，如纹线的数量、方向和间距。这些特征将被编码为一个唯一的指纹模板，用于识别和验证用户身份。
接下来，我们将关注系统的设计。基于单片机的指纹识别系统通常由指纹传感器、图像处理模块、特征提取模块、模板匹配模块以及用户界面等组成。指纹传感器负责采集用户的指纹图像，然后通过图像处理模块对图像进行预处理，如去噪、增强和分割。特征提取模块负责从预处理后的图像中提取指纹特征，并将其编码为指纹模板。模板匹配模块用于将用户输入的指纹与存储的指纹模板进行比对，以实现识别和验证。最后，用户界面可以是LCD显示屏或LED指示灯，用于显示系统的状态和结果。
最后，我们将探讨系统的实现过程。设计基于单片机的指纹识别系统，首先需要选择合适的单片机作为控制器，并根据系统需求设计硬件电路。然后，编写适当的嵌入式软件程序，以实现指纹采集、图像处理、特征提取和模板匹配等功能。在测试和调试阶段，可以使用已知指纹进行系统的验证和性能评估。
基于单片机的指纹识别系统具有较高的可靠性和实用性，适用于个人电脑、智能手机、办公场所等多个应用领域。它为用户提供了一种方便、快速而安全的身份验证方式，有效地保护了个人隐私和信息安全。
综上所述，基于单片机的指纹识别系统是一项重要的技术，在安全领域具有广泛的应用前景。通过对系统的工作原理、设计和实现过程的介绍，我们对于这一领域有了更深入的了解。
关键词：单片机；WIFI模块；人机交互；指纹模块；OLED12864；存储模块
字数：11000+
实物链接：
仿真链接：
开题报告链接
目录：
摘 要
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 ESP8266-WIFI模块
3.6继电器控制模块
3.7指纹模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 监测流程图
4.5 显示流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 WIFI配网
5.3 手机APP测试
5.4 修改密码或指纹测试
5.5 解锁测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2语音串口信息显示
6.3 解锁测试
6.4 修改密码测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
选题背景：
指纹识别技术是一种生物识别技术，通过人体独特的指纹纹线进行身份验证。随着科技的不断发展，指纹识别技术在安全领域得到了广泛的应用。传统的指纹识别系统主要基于PC机或专用设备实现，存在体积庞大、耗能高、成本昂贵等问题。因此，利用单片机设计开发基于单片机的指纹识别系统具有重要意义。
实际意义：
提升安全性：指纹识别技术是一种高度可靠和安全的身份验证方式，通过基于单片机的指纹识别系统，可以有效防止非法入侵、信息泄露等安全威胁，保障个人和机构的财产和安全。
提高便捷性：基于单片机的指纹识别系统具有体积小、功耗低的特点，以及便于集成和移植的优势。用户只需通过简单的指纹扫描即可完成身份验证，无需记忆复杂的密码或携带传统的身份证件，提供了更加方便快捷的使用体验。
降低成本：相比于传统的指纹识别系统，基于单片机的指纹识别系统具有成本低廉的优势。单片机本身成本相对较低，而且由于其体积小、功耗低，无需复杂的外围电路和设备，可以减少系统的制造和维护成本。
面向多领域应用：基于单片机的指纹识别系统具有广泛的应用前景。除了个人电脑和智能手机等个人生活领域，在银行、公司、政府部门等场所也可以应用于门禁、考勤、保险等多个领域，提高工作效率和安全性。
推动技术创新：通过研究和开发基于单片机的指纹识别系统，可以促进指纹识别技术的进一步创新和发展。研究人员可以通过优化算法、改进传感器和提升系统性能等方式，不断提高指纹识别系统的准确度和可靠性，推动整个生物识别技术的发展。
综上所述，基于单片机的指纹识别系统在安全领域具有重要的实际意义。通过提升安全性、提高便捷性、降低成本、面向多领域应用和推动技术创新，基于单片机的指纹识别系统将有效应对安全威胁，提升工作效率，并为社会和个体的信息安全保驾护航。
1.2 国内外研究现状
指纹识别系统作为一种重要的生物识别技术，在国内外的研究领域得到了广泛关注和深入研究。以下将介绍国内外在基于单片机的指纹识别系统方面的一些研究现状。
国外研究现状：
硬件设计：国外研究者在硬件设计方面取得了显著进展，提出了一系列先进的指纹传感器。例如，美国的Synaptics公司开发了一款集成度高、功耗低的指纹传感器，可以快速并可靠地获取指纹图像。此外，德国的Infineon公司也开发了一种集成在单片机中的指纹传感器，实现了指纹识别系统的小型化。
算法研究：国外研究者对指纹图像的处理和特征提取算法进行了深入研究。他们提出了一种基于纹线方向的特征提取方法，通过分析指纹图像中的纹线信息，将其编码为一个唯一的指纹模板，用于后续的比对和识别。此外，还提出了一些改进算法，如基于小波变换的特征提取算法、深度学习算法等，以提高指纹识别系统的准确性和鲁棒性。
国内研究现状：
硬件设计：国内的研究者在硬件设计方面也积极探索，开发了一些具有自主知识产权的指纹识别传感器。例如，具有自动适应功能的指纹传感器、嵌入式指纹传感器等，为指纹图像的采集提供了更加方便和高效的解决方案。
算法研究：国内研究者在指纹识别算法方面也有不少突破。他们提出了一种基于图像处理和机器学习的指纹特征提取方法，通过将指纹图像与指纹模板进行比对，实现对用户身份的识别和验证。此外，还有一些研究者提出了基于人工智能的指纹识别算法，如基于深度学习的指纹识别算法，可提高系统的准确性和稳定性。
综上所述，国内外在基于单片机的指纹识别系统方面都进行了许多研究工作。国外的研究者主要关注在硬件设计和算法研究方面，提出了一些创新的解决方案和先进的技术。而国内的研究者则着眼于自主知识产权的指纹传感器和指纹识别算法的改进。这些研究成果在指纹识别技术的发展和应用中起到了重要的推动作用，为基于单片机的指纹识别系统的研究和应用奠定了基础。
1.3 课题主要内容
本设计是基于STM32的指纹识别系统，主要实现以下功能：
流程：按电源按键，屏幕显示系统正常，按s4，输入密码或按指纹，解锁，操作后语音提示
修改密码：按s8，输入管理员密码000000，输入新密码，需要输入两次二次确认，操作后语音提示
添加/删除指纹：按s12，输入管理员密码，oled界面询问要删除还是添加，(添加按s1.删除按s2)，
连续3次密码/指纹错误：系统锁定，屏幕显示系统锁定，语音提示已连续错误三次系统锁定请输入管理员密码解锁
云平台：
当前密码查看：
1指纹个数（列出1，2，3，4，，，）
2开锁密码
3管理员密码
4实时消息：在实物上实际操作的操作记录，比如添加删除成功，密码输入了什么，是指纹几
5锁定解锁(三次错误时用）
