门禁管理是现代安全防范系统的重要组成部分，技术的发展，以传统钥匙、射频卡系统为代表的系统以检验人持有的“物”为主，只要“物”的有效性得到确认，则持有该“物”的人就被认为是合法者。所以这种以“物”认人的办法的问题是显而易见的，一是“物”的遗失将使合法的人得不到合法的验证;二是“物”被盗用将反使非法的人得到合法的验证。
指纹门禁系统，是利用人体生物特征指纹来进行身份安全识别，具有不可替代，不可复制和唯一性的特点，它采用数字图像处理、生物识别及DSP算法等技术，用于门禁安全、进出人员识别控制，是符合现代安防要求的新一代门禁系统。使用时只需将手指平放在指纹采集仪的采集窗口上，即可完成开锁任务，操作十分简便，避免了其它门禁系统（传统机械锁、密码锁、识别卡等）有可能被伪造、盗用、遗忘、破译等弊端。以往，指纹门禁系统多应用于商务住宅、博物馆等安全级别较高的场所，随着科技的发展，指纹锁以其便捷性的强大优势迅速占领了普通用户的市场。用户群体的改变，对指纹门禁系统的成本提出了更高的要求。
1.硬件部分设计
51单片机自1980年问世以来，以其控制能力强、结构简单、扩展方便等特点得到了飞速发展，成为了工业控制系统中的理想机型。随着技术的不断发展，已经有更多速度快、容量大的机型问世，51系列单片机依然广泛应用于各控制系统。究其原因，一是因为51单片机能够满足多数控制系统的基本要求，其控制方式简单好上手，对多数研发和维护人员都比较友好;二是其成本低廉，在符合基本工作控制场景的情况下，成为了多数中小企业的优选。
本系统由AT89C51单片机做为核心CPU，通过按键控制输入和删除指纹信息，并将指纹传感器模块电路的数据采集后，与已有指纹信息比对，得到是否匹配的结果，并将结果显示在LCD屏幕上，同时控制继电器、蜂鸣器做出对应动作。
指纹模块是指纹门禁系统中指纹锁的核心部件，用来完成指纹的采集和指纹的识别的模块。指纹模块主要由指纹采集模块、指纹识别模块和扩展功能模块（如锁具驱动模块）组成。指纹模块按其指纹识别方式可以分为：光学指纹模块：靠光的折射和反射原理识别指纹;电容指纹模块：通过电容的数值变化来采集指纹;射频指纹模块（刮擦指纹模块）：利用微量射频信号来探测纹路。
本文使用的指纹识别模块主要是指采用了杭州晟元芯片技术有限公司（Synochip）的 AS608 指纹识别芯片做成的指纹模块，它屬于基于光学的指纹模块。光学器件通过收集在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗信息完成指纹的采集。
指纹匹配时，将通过指纹传感器，新采集到的指纹图片信息进行特征提取，并与存储在模块中的指纹模板进行匹配和比较，从而得出是否匹配的结果。它采用3.3V供电，因而需要进行5V转3.3V的电压转换。使用8针的控制接口，除电源线和地线、感应信号的输入输出以外，提供两种通信总线接口。分别为串口通讯（TX、RX）和USB通讯（D+、D-）;其中，USB通讯编程相对较难，但USB作为最常用的总线接口，有很好的兼容性;串口通讯编程相对简单，也是比较常用的一种，但是兼容性不好，由于本系统相对独立，因此采用串口通讯的方式。AS608模块touch引脚接到单片机的普通IO上，当有指纹按下，该引脚触发一个高电平信号;TX、RX引脚分别接到单片机的P30、P31串口引脚上，通过这两个端口，单片机实现与AS608指纹模块的通信。
单片机要实现对AS608指纹模块的控制，就需要根据AS608芯片规定的通讯协议格式来发送和处理串口数据，整个模块各个功能的实现也是围绕该协议格式进行的。一般要实现一个指纹密码锁的功能，只需用到以下指令：录入图像、生成特征、搜索指纹、自动验证指纹、自动注册模板、删除指纹。
本设计采用的是字符型显示。本设计采用LCD1602作为显示器件输出信息。与传统的LED数码管显示器件相比，液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等优点，+5V供电，而且不需要外加驱动电路。LCD1602可以显示2行16个汉字，满足系统录入、对比、删除的显示要求。
门禁是门体的重要部分，系统中通常使用电控锁来控制门的开关，通过控制继电器的通断控制电流，以此控制电磁铁型电控锁，达到控制门的效果。除此之外，门禁系统还设置了声音互动，以蜂鸣器的形式存在。模式设置（按键录入）有效时，响一次，指纹录入成功或匹配成功时，蜂鸣器响两次，指纹录入失败或匹配失败时，响三次。继电器和蜂鸣器都由直流驱动，因此，只需要利用端口控制电平输出，再由三极管进行电流放大，就可以控制这两个动作部件做出相对应的动作。
2.软件部分设计
根据系统要求，软件部分遵循按键--采集--对比--动作的大致流程。首先，将定时器、LCD1602和串行通信接口初始化。然后采集指纹，若指纹采集成功，则跟预存的指纹比对，若比对成功，则继电器做出相应动作。程序运行过程中，可随时通过按键进入中断，根据功能按键的不同，在LCD上显示不同的提示语，并做出不同的响应，响应完成后继续运行。
3 测试结果
软硬件系统搭建完成后，先后对多人的指纹进行了采集和测试，通过按键和液晶显示完整实现了人机交互。
随着技术发展，个人家居也逐步智能化。生物识别系统逐步发展后，指纹门禁系统的应用将越来越广泛。文中的指纹门禁系统比较单一、后期可根据需要进行扩展，接入传统的射频识别，保障门禁系统的完备性。也可以接入蓝牙模块，与网关进行互动，实现蓝牙控制等。