鎖具操作流程設(shè)計(jì)
 
       對(duì)于像鎖具這種普通老百姓天天使用的產(chǎn)品來(lái)講，一個(gè)“簡(jiǎn)單實(shí)用”的操作流程是非常重要的。操作流程設(shè)計(jì)以“zui簡(jiǎn)單”和“zui合乎邏輯”為優(yōu)選原則。鎖具操作流程設(shè)計(jì)時(shí)需要注意：

·子功能設(shè)置盡量獨(dú)立，減少按鍵復(fù)用。
·操作時(shí)按鍵次數(shù)盡量少，操作層級(jí)不超過(guò)2級(jí)。

指紋操作流程設(shè)計(jì)

       為普通鎖增加指紋功能后，對(duì)于鎖的使用，客觀上帶來(lái)了一定的復(fù)雜度。當(dāng)然這只是體現(xiàn)在初次使用時(shí)的指紋登記操作上，指紋開(kāi)鎖操作仍然是非常簡(jiǎn)單的。 

      初次使用指紋鎖時(shí)，需要先存入指紋數(shù)據(jù)到鎖的控制模塊中。存儲(chǔ)指紋需要經(jīng)過(guò)“指紋采集”和“指紋判別”。“指紋采集” 需要設(shè)計(jì)一個(gè)友好的操作序列來(lái)引導(dǎo)用戶(hù)順暢的采集指紋。在“指紋判別”時(shí)，需要根據(jù)“指紋質(zhì)量”給出回饋信息，以提示和幫助用戶(hù)輸入較好質(zhì)量的指紋。存儲(chǔ)的指紋數(shù)據(jù)通常稱(chēng)為指紋模板，指紋模板的好壞直接影響后續(xù)指紋識(shí)別（開(kāi)鎖）的準(zhǔn)確性。

       在大多數(shù)場(chǎng)景下使用的指紋鎖，都會(huì)涉及“指紋管理”的問(wèn)題。即由特定的管理員來(lái)*其它人使用該指紋鎖。“指紋管理”包括指紋增加、指紋刪除（單個(gè)）、指紋清除（全部）。甚至包括指紋編號(hào)管理，以及重復(fù)注冊(cè)的識(shí)別問(wèn)題。

       在安全等級(jí)要求更高的指紋鎖中，可能會(huì)涉及“雙指（多指）論證”—即由多個(gè)人的指紋串連驗(yàn)證通過(guò)才能開(kāi)鎖的情況。這些涉及到“指紋管理”功能的需求，需要結(jié)合具體的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)完成流程設(shè)計(jì)。

核心控制模塊設(shè)計(jì)

        指紋鎖的核心控制模塊是以SIB8132為核心設(shè)計(jì)的控制板。圖2兩圖分別是指紋控制板上的正面和背面。SIB8132是一個(gè)類(lèi)似ARM7的32位高性能處理器。工作電壓3.3V，內(nèi)核工作電壓2.5V，zui大工作電流75mA。256K的RAM、ROM使得編寫(xiě)一個(gè)集密碼、遙控、指紋三者于一體的應(yīng)用程序綽綽有余。大小有14×14mm及10×10mm兩種。100個(gè)PIN引腳包含了3組UART、32位GPIO、主副I2C、8位并口、SPI等豐富的接口。這些接口便于處理器與更多的外設(shè)連接，從而能夠?qū)崿F(xiàn)功能更為強(qiáng)大的指紋鎖系統(tǒng)。因此對(duì)于目前市場(chǎng)上“多板拼接”的指紋鎖具方案，SIB8132具有更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。采用SIB8132處理器，真正可以做到“單板單芯”的控制模塊。 

    



       電源模塊對(duì)于任何一個(gè)嵌入式系統(tǒng)都很重要，指紋鎖也不例外。對(duì)使用電池的指紋鎖產(chǎn)品來(lái)講，在電源設(shè)計(jì)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(guò)75mA。

電源模塊設(shè)計(jì)

        在電源設(shè)計(jì)上，還需考慮低電壓報(bào)警的問(wèn)題。低電壓報(bào)警是當(dāng)電池電量不足時(shí)，提前提醒用戶(hù)更換新電池的功能。在設(shè)計(jì)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(hù)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(kāi)門(mén)。當(dāng)然，應(yīng)急的情況還包括電路系統(tǒng)失效的情況，這時(shí)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(jì)來(lái)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(shí)，用于顯示指紋編號(hào)等信息。

設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)分享

實(shí)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?yàn)椴煌a(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)不同，有時(shí)指紋識(shí)別模塊在整個(gè)系統(tǒng)中只扮演一個(gè)獨(dú)立的指紋識(shí)別功能，不執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯的控制，這種被稱(chēng)為通用的指紋模塊。有時(shí)需要指紋識(shí)別模塊也能完成一些業(yè)務(wù)邏輯控制，這種稱(chēng)為主控指紋模塊。通用指紋模塊是把指紋模塊當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立實(shí)體，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口（多為UART）與主MCU通訊。它在整個(gè)鎖中，只完成指紋存儲(chǔ)和指紋驗(yàn)證功能。而主控指紋模塊集業(yè)務(wù)邏輯與指紋識(shí)別于一體，功能更為強(qiáng)大、成本更有優(yōu)勢(shì)。

        如前所述，SIB8132不僅可以作為指紋鎖的主控模塊使用，也可以作為指紋鎖的從屬模塊使用。SIB8132是目前*能夠?qū)崿F(xiàn)這兩種工作模式的指紋芯片。之所以能夠?qū)崿F(xiàn)這種“雙模工作”方式，得益于SIB8132內(nèi)部一種被稱(chēng)為PLUGIN的技術(shù)架構(gòu)。

單芯片優(yōu)勢(shì) 

       傳統(tǒng)的指紋鎖控制板多采用普通DSP來(lái)實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別功能。這種方式下，存儲(chǔ)指紋就需要外擴(kuò)存儲(chǔ)芯片。而且DSP不可以再編程，只能通過(guò)接口來(lái)控制它，因此還需一個(gè)主控MCU。而對(duì)于SIB8132來(lái)講，一是指紋存儲(chǔ)在片內(nèi)，無(wú)需外擴(kuò)存儲(chǔ)。二是SIB8132是可編程的，可以?xún)?nèi)置應(yīng)用程序，并且可以接入眾多外設(shè)，因此還可能節(jié)省一個(gè)MCU。
       這種單芯片指紋鎖應(yīng)用方案，在節(jié)省器件成本的同時(shí)，也減少了PCB板的大小，為產(chǎn)品ID設(shè)計(jì)留下更多空間。

柔性兼容

       “柔性兼容”是指只需通過(guò)更改SIB8132的內(nèi)置程序就可實(shí)現(xiàn)對(duì)指紋傳感設(shè)備的前向兼容，甚至可以同時(shí)接入兩個(gè)指紋傳感器件。指紋傳感器市場(chǎng)不斷的在推陳出新，產(chǎn)品性能會(huì)隨著傳感技術(shù)的改進(jìn)而不斷提升?，F(xiàn)時(shí)的指紋模塊與指紋傳感器是一一綁定的。因此作為指紋鎖的產(chǎn)品廠商，更換指紋傳感器的成本相當(dāng)于更換整個(gè)指紋模塊的成本。而采用SIB8132的指紋模塊針對(duì)指紋傳感芯片的接入是靈活的、前瞻的。更換傳感器無(wú)需更換指紋模塊，只需要修改固件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)新型傳感器的兼容。

結(jié)語(yǔ)

      指紋鎖具市場(chǎng)已經(jīng)逐漸成為指紋應(yīng)用的主戰(zhàn)場(chǎng)。希望本文所述內(nèi)容能夠?yàn)閺V大讀者認(rèn)知指紋鎖具產(chǎn)品和技術(shù)起到一定的啟迪作用。