具有远程开启功能的指纹应用系统设计

2 系统软件设计
2．1 系统软件层次结构
MSP430F149内置2 KB内存，不太适合使用操作系统，因此本系统在软件设计上采用前后台系统和状态机相结合的方式。在整体上，系统软件分为硬件驱动层，功能函数层和应用程序层，如图3所示。

2．2 主应用程序
主应用程序完成指纹锁具的所有功能，图4表示的是主应用程序流程的示意图。当系统启动时，首先进行一系列的初始化，然后根据系统设置选择默认的开启方式，之后根据按键的不同，或切换开启方式，或进入管理模式，或进入远程开启模式。

系统分为密码开启和指纹密码开启两种方式，密码开启只允许密码开启，指纹密码开启既可以用指纹开启也可以用密码开启。之所以分2种开启方式，是因为密码开启方式十分省电，实际使用中可能有的用户为了省电而使用这种方式。用户使用管理功能来维护锁具，包括系统信息的设置，用户信息的建立、删除和修改，远程开启和报警功能的设置等。管理功能使用菜单来进行人机交互，只有管理员才能使用管理功能。
2．3 用户信息结构
用户数据信息存储的是用户的具体信息，包括用户名字、用户对应的指纹ID、开启密码、用户创建时间以及用户属性，总共长度为24个字节。用户创建时间表示用户创建的具体时间或者用户最近的修改时间，采用BCD码用7个字节表示，分别是秒、分、时、日、月、星期、年具体格式和DS1302对外输出的格式相同。用户属性property使用1个字节记录了用户的权限级别、用户的有效期和用户默认验证方式。系统通过用户创建时间和用户有效期判断用户是否到期失效。用户数据的结构定义如下：

下位机收到指令包后，将有关指令执行情况与结果采用应答包的形式上报给上位机。下位机只对符合自身地址码的指令包做出应答，其他地址的指令包不会给予应答；对于不符合协议要求的指令码，下位机也不会应答。应答包的长度是不定的，应答包将返回它应答的指令码，以及此指令码的执行结果代码，还会返回一些必要的参数。应答包的格式如下所示。

控制模块(上位机)和指纹处理模块(下位机)不停地通过指令包和应答包的传送，完成一系列的功能任务。

3 远程报警和开启
3．1 远程报警
远程报警是指当传感器检测到侵入或者输入报警密码时，系统向预先设置的手机号码发送报警信息。所谓报警密码是指预先设置的一组密码，使用这组密码同样也能开启锁具，但是在开启的同时，它将启动远程通信模块，并向远程手机发送报警的信息。报警密码主要用在被挟持开锁的情况下，既能保证人身安全，又能有一定的反制措施。
3．2 远程开启
远程开启是指使用手机发送开机指令，在远距离情况下开启门锁或者保险箱。远程开启功能的一大安全漏洞是使用GSM短信方式并不安全，因此本系统中对传输的数据进行了安全加密，使得安全性大大提升，加密算法使用256位DES加密。
远程开启功能包括锁具部分和用户手机部分，两部分必须相互配合才能完成预期目标。锁具部分在前述章节建立的基础上开发完成，用户手机部分使用Android平台作为开发对象。远程开启功能包括注册流程和远程开启流程，分别如图5和图6所示。

由于MSP430F149没有随机数生成器，因此使用内部的计时器，对用户按键间隔计时，使用这个间隔时间作为随机数种子。
3．3 基于Android的远程开启程序设计
本文基于Android平台，针对指纹锁远程开启的应用需求，采用DES算法加密通信数据，设计了符合安全要求的指纹锁手机端软件。
手机端软件主要实现3个功能：远程开启、注册、删除。软件的总体结构如图7所示。

注册：手机端软件接收锁体短信，将锁体名称、密