U盤是我們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髦薪?jīng)常使用到的工具之一，它能夠幫我們存儲和拷貝重要的文件和數(shù)據(jù)信息。它小巧便于攜帶、存儲容量大、價格便宜、性能可靠。U盤體積很小，僅大拇指般大小，重量極輕，一般在15克左右，特別適合隨身攜帶，我們可以把它掛在胸前、吊在鑰匙串上、甚至放進錢包里。存儲重要數(shù)據(jù)的U盤對我們非常重要，然而一旦我們丟失了U盤，也將意味著保密信息會被泄露。所以U盤的信息安全特別重要，隨著科技的進步和發(fā)展，近幾年推出了具有密碼功能的U盤，但還是會被人通過解密軟件和算法對U盤進行解密。

近幾年，隨著智能手機的發(fā)展，手機中的信息安全更為重要，于是開始出現(xiàn)聲紋識別、指紋、人臉識別、虹膜識別的技術(shù)應(yīng)用在手機的軟件中。其中指紋解鎖比較適合于對U盤進行加密。因為指紋具有終身不變性、唯一性和方便性。指紋識別是通過比較不同指紋的細節(jié)特征點來進行鑒別。指紋識別技術(shù)涉及圖像處理、模式識別、計算機視覺、數(shù)學形態(tài)學、小波分析等眾多學科。由于每個人的指紋不同，就是同一人的十指之間，指紋也有明顯區(qū)別，因此指紋可用于身份鑒定。由于每次捺印的方位不完全一樣，著力點不同會帶來不同程度的變形，又存在大量模糊指紋，如何正確提取特征和實現(xiàn)正確匹配，是指紋識別技術(shù)的關(guān)鍵。

于是，筆者通過運用單片機技術(shù)和指紋識別技術(shù)，設(shè)計和制作了一款指紋識別U盤。

筆者通過對普通U盤進行升級改造，來完成指紋識別U盤的設(shè)計和制作。整個指紋識別U盤的原理比較簡單。首先，在PC端通過指紋識別模塊進行指紋錄入，然后單片機實時獲取和判斷指紋模塊的匹配結(jié)果，如果匹配成功，單片機則通過控制三極管來接通U盤的電源，這時候電腦可以讀寫U盤里的數(shù)據(jù)。

電源部分，電源通過USB公頭供電，由USB供電設(shè)備提供5V的電壓，再經(jīng)過SPX3819穩(wěn)壓到3.3V后給單片機電路供電。雖然SPX3819只有SOT23-5的封裝，但其輸出電流可達500mA，它具有快速瞬態(tài)響應(yīng)、寬輸入電壓范圍、低靜態(tài)電流、低噪聲、高PSRR等特點，是一款非常不錯的LDO線性電壓穩(wěn)壓芯片。

U盤部分則是采用的黑膠體U盤，如下圖。黑膠體U盤是采用PIP封裝技術(shù)的U盤半成品模塊，它將USB接口和芯片進行集成。它具有存儲卡的超大容量、高讀寫速度、堅固耐用（抗重壓力達50牛頓）、強防水、防靜電、耐高溫等特點。

單片機部分采用的是僅有36個引腳的STM32F103T8U6，它采用了QFN封裝，使得芯片體積更小。麻雀雖小，五臟俱全。同樣集成了CortexM3內(nèi)核，它具有72Mhz的主頻、64KB Flash、20KB SRAM、2個12位的ADC、7個定時器、2個硬件IIC接口、3個串口、2個SPI接口，而且還具有CAN接口和USB2.0接口?？梢哉f是功能非常強大。

U盤電源控制部分比較簡單，通過單片機的IO口控制SS8550導通和關(guān)斷，從而控制U盤的電源。
指紋識別部分，是采用了電容式指紋識別模塊。電容指紋模塊是通過電容的數(shù)值變化來采集指紋。電容式傳感器屬于半導體傳感器的一種，應(yīng)用廣泛的是半導體電容式指紋傳感器，電容傳感器采用自動控制技術(shù)調(diào)節(jié)指紋圖像像素以及指紋局部范圍敏感程度，在不同環(huán)境下結(jié)合反饋信息生成高質(zhì)量圖像。由于提供了局部調(diào)整能力，即使對比度差的圖像(如手指壓得較輕的區(qū)域)也能被有效檢測到，并在捕捉瞬間為這些像素提高靈敏度，生成高質(zhì)量指紋圖像。

電容指紋傳感器優(yōu)點為圖像質(zhì)量較好、一般無畸變、尺寸較小、易集成于各種設(shè)備。其發(fā)出的電子信號將穿過手指的表面和死性皮膚層，達到手指皮膚的活體層(真皮層)，直接讀取指紋圖案，從而大大提高了系統(tǒng)的安全性。手指的干濕度的問題，電容式傳感器越干越好，不存在光學傳感器的那些問題，濕度在85%是沒有問題的，太濕的話因為水是導體，會影響電場，所以，不可以超過這個85%的濕度。此外，因為采集的是真皮層的紋路，所以，表皮層的磨損是不影響他的靈敏度的。該模塊采用串口通訊，內(nèi)置了指紋識別算法，方便開發(fā)使用，而且集成度高、體積小，方便嵌入到指紋識別U盤中。
接下來開始指紋識別U盤的制作。
1、選用合適的USB設(shè)備外殼

2、根據(jù)USB設(shè)備外殼內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計形狀、尺寸合適的電路板

3、對電路板進行焊接。

4、用熱風槍將黑膠體U盤焊接到電路板背面，使黑膠體的USB觸點與電路板焊盤通過焊錫相連接，這樣既起到連接的作用又起到固定的作用。

5、對外殼上蓋進行開孔。

6、安裝指紋識別模塊。

7、將焊接好的電路板放置到外殼內(nèi)，并連接好指紋識別模塊。

8、最后將外殼安裝好，制作完成。

最后是對指紋識別U盤的程序設(shè)計，原理比較簡單，單片機實時獲取指紋識別匹配結(jié)果，如果匹配到正確指紋后，對黑膠體U盤進行供電，從而使得電腦能夠識別U盤。
在使用了一段時間后，感覺效果非常不錯。即使在干燥的天氣，指紋識別的成功率也比較高。