一、引言

汽车防盗锁主要有五种类型：即使发动机已经发动也能锁定方向盘使之不能转动的机械式防盗锁；电子式防盗锁；芯片式数码防盗锁;网络式防盗锁; 生物识别防盗锁.各种防盗器各有优劣，每个人的性格、习惯不一样，适合的价位不一样，选择的防盗器种类也会有些差别。

机械式汽车门锁的最大缺陷是安全性不足；汽车机械式防盗锁有三种产品：一是方向盘锁，闭锁后方向盘不能转动；二是排档锁，闭锁时不能挂档；三是油路锁，用于控制汽车油路通或堵的一种防盗型油路开关。现在市面上主要的汽车方向盘防盗锁主要有有棒球锁，折叠锁，t型锁，钜甲锁，比较普遍。电子式防盗锁是目前在车辆中应用最广的防盗锁之一，电子式汽车门锁的出现使汽车门锁的安全性得到提高很大提高。但随着科技的发展，各种各样的专用盗车工具和盗车方法已经在网上流传，电子式汽车门锁的安全性受到严峻的考验。例如：电子防盗系统的致命伤在于其电子密码和遥控操作方式，当车主用遥控器开关车门时，匿藏在附近的偷车贼可以用接收器或扫描器盗取遥控器发出的无线电波或红外线，再经过解码，就可以开启汽车的防盗系统。指纹识别技术是目前最安全可靠的身份识别技术之一，具有较高的可行性和实用性，也是目前最成熟和最具有前景的生物识别技术。

本文利用指纹识别技术，设计出模拟汽车指纹识别门锁。依据汽车的特殊情况来设计执行机构、选取相应的硬件；在BiokeySDK算法的基础上进行二次开发，完善软件的功能。搭建出模拟汽车指纹识别门锁系统，测试执行机构的动作是否符合要求。

二、系统总体方案设计

系统可以分成三部分：由指纹采集设备和计算机构成的自动指纹识别系统、由计算机和控制元件构成的控制系统、由门锁控制器和双向直流电机来模拟汽车门锁（如图1）。

1.指纹采集仪

指纹采集是自动指纹识别系统中的首要步骤。指纹采集仪通常按取像方法分类，常用的指纹取像方法有以下几种：光学设备取像；晶体传感器取像；超声波设备取像。其中超声波扫描被认为是指纹取像技术中非常好的一类[1]。作者比较市场上的各种指纹采集仪，选择最优价廉的U.are.U4000指纹采集仪，它的特点有：自动读取指纹图像、通过USB接口把数字化的指纹图像传送到计算机、支持中控科技BiokeySDK开发工具等[2]。

2.数据采集卡

本系统采用台湾ADLink公司生产的PCI9111DG数据采集卡实现数据的输入输出功能，该采集卡有三个与外界进行通信的数据端口：CN1、CN2、CN3。本系统只用CN3端口，ACLD-9137是与CN3的接线端子，作者用接线端子上的模拟量输出通道（端口30）和模拟量接地端口（端口9）与门锁控制器上对应的信号输入端口相连，实现对执行机构的控制。

3.汽车门锁

汽车门锁是由门锁控制器和执行机构组成。本系统采用奥拓中控门锁的双向直流电机作为执行机构，通过控制电机正反转来模拟门锁的开关动作。

门锁控制器的作用是控制门锁执行机构的开关、缩短工作时间节省能源[3]。本系统采用继电器和555单稳态触发器组成的门锁控制器来控制执行机构。门锁控制器的电路图如图2所示。

门锁控制器工作原理：门锁开闭按键保持状态，控制器不向执行机构输出执行信号；按下开锁按键，执行机构正转，当按下按键的持续时间T>TP（555单稳态触发器输出驱动继电器矩形脉冲信号宽度）时，执行机构工作时间等于TP；闭锁过程与开锁过程一样；当开锁与闭锁开关同时被按下时，由于继电器之间有互锁功能，这时候门锁控制器不对执行机构输出信号，保护电路。

脉冲宽度计算公式：

TP=RCln3=1.1RC

式中R、C分别是555单稳态触发器的外接电阻阻值和电容的大小[4]。

三、软件的设计 1.BiokeySDK算法描述

BioekySDK算法是一种快速、准确的1:1和1:N指纹识别算法，面向软件开发商和系统集成商全面开放。在使用BiokeySDK进行指纹识别时（对2000到6000枚指纹进行识别），不需要对指纹通过姓名、PIN等预先分类就就可以在1到5秒内轻松完成[5]。指纹识别算法的标准流程如图3所示：

2.软件的界面功能及实现

对Biokey算法进行二次开发。指纹注册是通过函数OnOnEnrollZkfpengx2（）实现，在注册过程中，将所有人的指纹按照工序号储存在计算机内存当中。图像保存是通过函数：OnMeuSaveb和函数OnMeusavej来实现，保存路径可以根据实际情况设定。1：1和1：N两种识别形式分别是由：OnMeuOnetoone（）和OnMeuOneton（）实现。匹配成功后，由函数m_PCI9111.WriteDOPort（）输出信号，函数中变量temp表示输出信号的电压，作者设置temp=6，即输出电压设置为6V。

指纹识别系统流程图如图4所示。

四、系统的测试

准备工作：首先把PCI9111DG上针式跳线JP1接通U1（需要输出信号的范围为0V～10V）。然后启动软件，注册5个不同的手指并保存图像，退出软件重新进入。接着为门锁控制器通上电源，在软件界面上选择1:N识别类型，用不同手指对比测试系统。用万用表电压档测量线端子ACLD-9137上的30和9这两个端子的电压信号，并同时观察双向直流电机的动作。用0表示保持，1表示开锁动作，-1表示闭锁动作。系统测试结果如表1所示：

五、结论

本系统采用光学指纹采集仪器采集指纹图像，用电脑进行指纹图像的运算，设计出简单实用的门锁控制器对门锁执行机构进行有效控制，降低了系统的造价。测试结果表明，本文设计的汽车指纹识别门锁方案是可行的，它能够有效、方便的控制门锁的开闭，指纹识别系统使门锁拥有足够的安全性。

不过指纹锁是利用每个人不同的指纹图形特征制成的一种汽车门锁。制作时先在锁内安装车主的指纹图形，当车主开启车门时，只要将手指往门锁上一按，如果指纹图形相符，车门即开。眼睛锁是利用视网膜图纹来控制的汽车门锁。这种锁内设有视网膜识别和记忆系统，车主开锁时只需凑近门锁看一眼，视网膜图形与记录相吻合时，车门会自动打开，但缺点是价格昂贵。一般使用这种防盗系统的都是中高档轿车，济性轿车一般不需要安装如此高档的防盗系统