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[摘 要]电动自行车因其零排放、低噪音、易操作等优点收到人们的青睐，成为近距离出行首选的交通工具。生物特征识别技术中的指纹识别具有针对性强、方便、安全等优点，发展至今已经成为最可靠，最广泛的识别类型。利用STM32开发板将指纹识别技术整合进电动自行车控制电路，再结合电磁锁对车轮的控制，可以从电子，机械方面解除钥匙对车子的唯一限制，同时也能推进电动自行车的智能化步伐。
[关键词]STM32开发板 电动自行车 指纹识别 电磁锁
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0104-02
中国已成为全球最大的电动自行车生产国，消费国和出口国，电动自行车产业的兴起到成熟，离不开技术的发展。同时电作为中国新能源革命的主力，电动自行车也将会得到大力的推广，伴随其速度提升和续航里程加长，电动自行车呈现出取代传统能源车的趋势。为满足人们的需求，智能化也将成为电动自行车发展的重点。利用STM32开发板将指纹识别技术与电动自行车控制系统整合到一起，同时运用电磁锁加强车子的安全保障，将会大大方便人们的出行需要，基于指纹信息的唯一性，车子的安全性能进一步提升，也会消除许多日常使用的烦恼。
1、系统总体设计
使用光学指纹识别模块（FPM10A）作为指纹信息输入设备，将识别后信息经过处理传送至STM32F205RE开发板，开发板根据输入信息下达操作指令。电磁锁与电动自行车ACC锁分离，由指纹识别模块分步控制，第一次识别成功打开电磁锁，第二次识别成功打开ACC电源。整车断电由机械开关控制，开关断开时，电磁锁工作，ACC电源断开，得到断电锁车的效果。
2、硬件设计
FPM 10A使用标准的串口与外界通信，默认的波特率为57600，电平转换处理后可以与STM32F205RE进行连接，开发板收到第一次正确信号发出电磁锁断电命令，收到第二次正确信号时发出信号，使用双稳态模块使ACC锁导通。
2.1 指纹识别
FPM10A光学指纹识别模块系统稳定性较好、成本较低、能提供分辨力为500 dpi（dot per inch）的图像，能实现较大区域的指纹图像采集，FPM10A通过输出串行数据引脚、时钟信号引脚、复位引脚、串行总线引脚等都接入到STM32F205RE，通過GPIO口模拟时序读取CMOS 芯片采集到的图像信息。
2.2 电磁锁
电磁锁安装到后车轮车架，锁棍从车轮辐杆空处通过，连通两根后轮支架，从而达到锁车的效果。
电动自行车未开启状态时，电磁锁是一直通电的，电流通过硅钢片产生约200kg的横向吸力，静态直线加压超过200kg时才有可能令衔铁与吸附铁板分离。纵向设立嵌入式凹槽，竖直平面几号无法打开。凹槽可以防止外界强磁场的破坏，也可以减弱吸附铁板因为长时间受电磁铁的磁力感应产生的短暂磁化，因而电磁锁可以多方位的保障车子的安全。
2.3开发板
开发板采用程序FLASH为512kB，RAM为128kB的STM32F205RE，与电瓶通过RS232直流转换器连接，输出DC3V电压。
开发板收到FPM10A第一次正确信号发出电磁锁断电命令，收到第二次正确信号时发出ACC锁连通信号，电动自行车正常开启，否则会返回上一层，重新识别指纹信息，直到指纹识别通过。
3、软件设计
FPM10A光学指纹识别模块中CMOS 影像传感器与处理器结合在一起，输出JPEG 图像，然后转换成特征码存放在缓冲（Buffer）中，接着读取应答信息，把应答数据存放到缓冲区。输出的JPEG 图像需要经过两次转换，得到两组Buffer数据，之后将两组数据合并，将合并的指纹数据取出与指纹库数据进行匹配。找到与之匹配的结果后，开发板发出控制信号，如果没有发现指纹库中与之匹配的数据，程序将返回至初始状态，重新录入指纹搜索。下面为模块主要识别程序：
void FINGERPRINT_Cmd_Delete_All_Model（void）
{
unsigned char i；
for（i=0；i<6；i++）
USART1_SendByte（FP_Pack_Head[i]）；
for（i=0；i<6；i++） //发送命令 0x1d
USART1_SendByte（FP_Delet_All_Model[i]）；
for（i=0；i<12；i++）//读回应答信息
dat[i]=USART1_ReceivByte（）；
}
4、总结
电动自行车的智能化升级已经成为了行业的共识，指纹识别系统也必将成为电动自行车上的一部分。系统使用 FPM10A光学指纹识别模块，系统稳定性较好、成本较低，可以在近阶段广泛的推广到电动自行车上，STM32F205RE开发板应用广泛，FPM10A输出串行数据引脚、时钟信号引脚、复位引脚、串行总线引脚等都可以直接接入到STM32F205RE。开发板与其控制的电路可以与电动自行车控制器电路相整合，车载电瓶直接供电，不需要额外提供电源。开发板指纹识别程序与电路控制程序整合在一起，只使用一片开发板就可以运行整个系统，操作简便、减少能耗、降低成本，更符合消费者的消费需求。
5、致谢
基于STM32的电动自行车指纹识别装置在电路设计、外观设计、材料选取和整体组装方面遇到了很多难题，感谢孙梅老师对设计团队的指导，使基于STM32的电动自行车指纹识别装置得以成功研发并装入使用。
参考文献
[1]黄晓东.电动自行车智能化现状发展与未来.
[2]胡信国.国外电动自行车电池的发展近况.
[3]奚建荣.基于SST89E554RC单片机的指纹识别系统.
[4]孙彩玲.嵌入式指纹识别控制电路设计.
[5]张晓梅.指纹识别算法研究平台的设计与开发.
[6]孙其建.基于DSP的指纹识别系统研究与设计.
[关键词]STM32开发板 电动自行车 指纹识别 电磁锁
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0104-02
中国已成为全球最大的电动自行车生产国，消费国和出口国，电动自行车产业的兴起到成熟，离不开技术的发展。同时电作为中国新能源革命的主力，电动自行车也将会得到大力的推广，伴随其速度提升和续航里程加长，电动自行车呈现出取代传统能源车的趋势。为满足人们的需求，智能化也将成为电动自行车发展的重点。利用STM32开发板将指纹识别技术与电动自行车控制系统整合到一起，同时运用电磁锁加强车子的安全保障，将会大大方便人们的出行需要，基于指纹信息的唯一性，车子的安全性能进一步提升，也会消除许多日常使用的烦恼。
1、系统总体设计
使用光学指纹识别模块（FPM10A）作为指纹信息输入设备，将识别后信息经过处理传送至STM32F205RE开发板，开发板根据输入信息下达操作指令。电磁锁与电动自行车ACC锁分离，由指纹识别模块分步控制，第一次识别成功打开电磁锁，第二次识别成功打开ACC电源。整车断电由机械开关控制，开关断开时，电磁锁工作，ACC电源断开，得到断电锁车的效果。
2、硬件设计
FPM 10A使用标准的串口与外界通信，默认的波特率为57600，电平转换处理后可以与STM32F205RE进行连接，开发板收到第一次正确信号发出电磁锁断电命令，收到第二次正确信号时发出信号，使用双稳态模块使ACC锁导通。
2.1 指纹识别
FPM10A光学指纹识别模块系统稳定性较好、成本较低、能提供分辨力为500 dpi（dot per inch）的图像，能实现较大区域的指纹图像采集，FPM10A通过输出串行数据引脚、时钟信号引脚、复位引脚、串行总线引脚等都接入到STM32F205RE，通過GPIO口模拟时序读取CMOS 芯片采集到的图像信息。
2.2 电磁锁
电磁锁安装到后车轮车架，锁棍从车轮辐杆空处通过，连通两根后轮支架，从而达到锁车的效果。
电动自行车未开启状态时，电磁锁是一直通电的，电流通过硅钢片产生约200kg的横向吸力，静态直线加压超过200kg时才有可能令衔铁与吸附铁板分离。纵向设立嵌入式凹槽，竖直平面几号无法打开。凹槽可以防止外界强磁场的破坏，也可以减弱吸附铁板因为长时间受电磁铁的磁力感应产生的短暂磁化，因而电磁锁可以多方位的保障车子的安全。
2.3开发板
开发板采用程序FLASH为512kB，RAM为128kB的STM32F205RE，与电瓶通过RS232直流转换器连接，输出DC3V电压。
开发板收到FPM10A第一次正确信号发出电磁锁断电命令，收到第二次正确信号时发出ACC锁连通信号，电动自行车正常开启，否则会返回上一层，重新识别指纹信息，直到指纹识别通过。
3、软件设计
FPM10A光学指纹识别模块中CMOS 影像传感器与处理器结合在一起，输出JPEG 图像，然后转换成特征码存放在缓冲（Buffer）中，接着读取应答信息，把应答数据存放到缓冲区。输出的JPEG 图像需要经过两次转换，得到两组Buffer数据，之后将两组数据合并，将合并的指纹数据取出与指纹库数据进行匹配。找到与之匹配的结果后，开发板发出控制信号，如果没有发现指纹库中与之匹配的数据，程序将返回至初始状态，重新录入指纹搜索。下面为模块主要识别程序：
void FINGERPRINT_Cmd_Delete_All_Model（void）
{
unsigned char i；
for（i=0；i<6；i++）
USART1_SendByte（FP_Pack_Head[i]）；
for（i=0；i<6；i++） //发送命令 0x1d
USART1_SendByte（FP_Delet_All_Model[i]）；
for（i=0；i<12；i++）//读回应答信息
dat[i]=USART1_ReceivByte（）；
}
4、总结
电动自行车的智能化升级已经成为了行业的共识，指纹识别系统也必将成为电动自行车上的一部分。系统使用 FPM10A光学指纹识别模块，系统稳定性较好、成本较低，可以在近阶段广泛的推广到电动自行车上，STM32F205RE开发板应用广泛，FPM10A输出串行数据引脚、时钟信号引脚、复位引脚、串行总线引脚等都可以直接接入到STM32F205RE。开发板与其控制的电路可以与电动自行车控制器电路相整合，车载电瓶直接供电，不需要额外提供电源。开发板指纹识别程序与电路控制程序整合在一起，只使用一片开发板就可以运行整个系统，操作简便、减少能耗、降低成本，更符合消费者的消费需求。
5、致谢
基于STM32的电动自行车指纹识别装置在电路设计、外观设计、材料选取和整体组装方面遇到了很多难题，感谢孙梅老师对设计团队的指导，使基于STM32的电动自行车指纹识别装置得以成功研发并装入使用。
参考文献
[1]黄晓东.电动自行车智能化现状发展与未来.
[2]胡信国.国外电动自行车电池的发展近况.
[3]奚建荣.基于SST89E554RC单片机的指纹识别系统.
[4]孙彩玲.嵌入式指纹识别控制电路设计.
[5]张晓梅.指纹识别算法研究平台的设计与开发.
[6]孙其建.基于DSP的指纹识别系统研究与设计.