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自制1个指纹保险箱，不到100元就能拥有！

安信可科技

2025-04-14

导读：用来藏私房钱吧(*^▽^*)

以下作品由安信可社区用户

在当下快节奏的现代生活中，电子 DIY 早已不单单局限于技术层面的探索，更是一种能为生活增添无限乐趣的独特生活态度。参加了安信可社区第四期电子DIY | 实用至上，点亮便利生活，此前就一直想着给小朋友做一个小盒子，正好借这个机会忙里偷闲参与到活动当中，再体验一下电子 DIY 的乐趣。

本次制作了一个稍微实用价值的指纹开锁小盒子，旨在为日常生活中的物品收纳提供更安全、便捷的解决方案。

设计思路

考虑到日常小物件收纳时，常担心隐私物品被他人随意翻看，便决定打造一个通过指纹识别控制开合的小盒子。利用指纹识别的唯一性，实现精准的开锁权限管理，让只有授权指纹的使用者能够打开盒子，极大提升了收纳物品的安全性。这个小盒子不仅是收纳小物件的容器，更是守护孩子隐私与专属空间的好帮手，能有效避免小朋友的宝贝被随意翻动。

设计理念

小朋友都有自己珍视的小玩意儿，像心爱的贴纸、秘密小纸条等，他们渴望有个安全的小天地存放这些宝贝。考虑到孩子对新奇事物的好奇心，传统锁具操作复杂，而指纹识别既有趣又便捷，凭借独一无二的指纹特征，能精准识别孩子身份，为控制盒子开合提供绝佳方式。基于以上理由制作了这款指纹开锁小盒子，给孩子打造专属且安全的收纳空间，让他们享受自主管理物品的乐趣。

制作流程

硬件选型

选用之前购买的 FPM383C 指纹模块，它识别精度高、响应快，小朋友轻轻一按手指，就能快速准确采集指纹信息。

主控芯片选用对应型号，其主要负责处理 FPM383C 指纹模块传来的数据，并依据结果向电机驱动模块以及其它硬件下达精准指令。

此次主控制器使用的是M61-32SU开发板，它在整个系统里扮演着重要角色。M61-32SU开发板能够高效协调主控芯片与各个模块间的信息交互，进一步优化系统运行的稳定性与流畅度，保障指纹识别、指令传输等环节有序进行。

选用一个 9g 舵机来作为盒子锁扣的直接执行者。9g 舵机体积小巧，动力输出却较为稳定，通过接收主控芯片的指令后，能精准控制锁扣的开合动作。当接收到开锁指令，舵机迅速转动，打开锁扣；锁定指令下达时，舵机反向转动，紧闭锁扣，为小盒子的开合提供了可靠的机械动力支持。

原本计划用 3D 打印技术制作盒子外壳，精心设计好了模型，满心期待能打印出一个造型酷炫、结构精巧的外壳。但在准备打印时，却发现耗材不够，无奈之下决定改用纸盒来制作盒子外壳。挑选了厚实且有一定韧性的纸盒，虽然没有 3D 打印外壳那样精致，但纸盒可塑性强。

用剪刀、胶水等工具，按照预先设计好的尺寸，将纸盒裁剪、折叠、粘贴，为内部电子元件搭建了一个简易却实用的 “家”。使用的是带彩色纸皮的纸盒【鞋盒 titter 】，让小盒子看起来好看点，也弥补了没有 3D 打印外壳的遗憾。

功能呈现

当孩子把录入指纹的手指放在 FPM383C 识别模块上，系统瞬间就能完成识别，主控芯片通过控制 9g 舵机，迅速打开锁扣，孩子可以轻松拿取自己的宝贝。要是不小心按错指纹，系统立刻启动锁定程序，9g 舵机反向转动紧闭锁扣，防止其他人未经允许打开盒子。

由于盒子做的不是那么精密，透光有缝隙，导致盒子内部的彩灯透过缝隙扩散出来，不过这样感觉反而增加了趣味性。FPM383C模块当成功开锁时，自动会闪烁灯光，指纹验证通过绿色灯光，指纹不通过红色灯光，反馈比较明显减少了代码工作量。

接线方式

Ai-M61-32S	FPM383C	FPM383C
3v3	Pin3	/
GND	PIN6	/
IO23	PIN5	/
IO24	PIN4	/
IO19	/	信号线
5V	/	电源正
GND	/	电源负

资料参考

【外设移植】FPM383C指纹模块+Ai-M61-32S

https://bbs.ai-thinker.com/forum.php?mod=viewthread&tid=43963

【外设移植】SG90舵机Ai-M61开发板

https://bbs.ai-thinker.com/forum.php?mod=viewthread&tid=44405

代码

#include "FPM383C.h"#include "stdio.h"#include "stdlib.h"#include "string.h"#include "bflb_mtimer.h"#include "bflb_dma.h"#include "bflb_uart.h"#include "log.h"#include "bflb_servo.h"#include "bflb_gpio.h"           //gpio头文件#include "bflb_mtimer.h"        //mtimer定时器头文件#include "bflb_pwm_v2.h"      //pwm_v2头文件#include "bflb_clock.h"           //系统时钟头文件
//控制模块LED灯颜色uint8_t PS_BlueLEDBuf[16] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x01,0x00,0x07,0x3C,0x03,0x01,0x01,0x00,0x00,0x49};uint8_t PS_RedLEDBuf[16] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x01,0x00,0x07,0x3C,0x02,0x04,0x04,0x02,0x00,0x50};uint8_t PS_GreenLEDBuf[16] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x01,0x00,0x07,0x3C,0x02,0x02,0x02,0x02,0x00,0x4C};
//休眠指令-设置传感器进入休眠模式uint8_t PS_SleepBuf[12] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x01,0x00,0x03,0x33,0x00,0x37};
//清空指纹库-删除 flash 数据库中所有指纹模板。uint8_t PS_EmptyBuf[12] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x01,0x00,0x03,0x0D,0x00,0x11};
//取消指令-取消自动注册模板和自动验证指纹。如表 2-1 中加密等级设置为 0 或 1 情况下支持此功能uint8_t PS_CancelBuf[12] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x01,0x00,0x03,0x30,0x00,0x34};
//自动注册模板-一站式注册指纹，包含采集指纹、生成特征、组合模板、存储模板等功能。加密等级设置为 0 或 1 情况下支持此功能。uint8_t PS_AutoEnrollBuf[17] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x01,0x00,0x08,0x31,'\0','\0',0x04,0x00,0x16,'\0','\0'}; 
// 验证用获取图像-验证指纹时，探测手指，探测到后录入指纹图像存于图像缓冲区。返回确认码表示：录入成功、无手指等。uint8_t PS_GetImageBuf[12] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x01,0x00,0x03,0x01,0x00,0x05};
//生成特征值-将图像缓冲区中的原始图像生成指纹特征文件存于模板缓冲区uint8_t PS_GetCharBuf[13] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x01,0x00,0x04,0x02,0x01,0x00,0x08};
//搜索指纹-以模板缓冲区中的特征文件搜索整个或部分指纹库。若搜索到，则返回页码。加密等级设置为 0 或 1 情况下支持uint8_t PS_SearchBuf[17] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x01,0x00,0x08,0x04,0x01,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x02,0x0C};
//删除模板-删除 flash 数据库中指定 ID 号开始的N 个指纹模板uint8_t PS_DeleteBuf[16] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x01,0x00,0x07,0x0C,'\0','\0',0x00,0x01,'\0','\0'};
//设置名为fpm383c_uart的外设句柄,用来执行串口指令的发送struct bflb_device_s *fpm383c_uart;
//指纹ID和验证指纹的分数uint16_t pageID,score;
//USART串口接收缓冲数组uint8_t USART_ReceiveBuf[20];
//主循环状态标志位uint8_t ScanStatus = 0;
struct bflb_servo_attr servo;
// 锁状态uint8_t lock_state = 0;
/** * @brief 获取状态 *  * @param Timeout  */void FPM383C_ReceiveData(uint16_t Timeout){  uint8_t i = 0;  // 检测缓冲区是否有数据  while(bflb_uart_rxavailable(fpm383c_uart) == 0 && (--Timeout))  {    bflb_mtimer_delay_ms(1);  }  // 轮询fpm383c_uart接收到的字符  while(bflb_uart_rxavailable(fpm383c_uart) > 0)  {    bflb_mtimer_delay_ms(2);  // 获取数据并放入缓冲数组    USART_ReceiveBuf[i++] = bflb_uart_getchar(fpm383c_uart);    if(i > 15) break;   }}
/// @brief 初始化FPM383C指纹模块void FPM383C_Init(){
  // 声明 gpio句柄    struct bflb_device_s* gpio;  // FPM383C 模块默认波特率为 57600     struct bflb_uart_config_s cfg = {        .baudrate = 57600,        .data_bits = UART_DATA_BITS_8,        .stop_bits = UART_STOP_BITS_1,        .parity = UART_PARITY_NONE,         .flow_ctrl = UART_FLOWCTRL_NONE,        .rx_fifo_threshold = 7,        .tx_fifo_threshold = 7    };
  // 初始化FPM383C指纹模块UART    gpio = bflb_device_get_by_name("gpio");    fpm383c_uart = bflb_device_get_by_name("uart1");
    //将GPIO_23和GPIO_24设置为TX和RX    bflb_gpio_uart_init(gpio, GPIO_PIN_23, GPIO_UART_FUNC_UART1_TX);    bflb_gpio_uart_init(gpio, GPIO_PIN_24, GPIO_UART_FUNC_UART1_RX);
    bflb_uart_init(fpm383c_uart, &cfg);}
/// @brief USART串口发送数据/// @param length 发送数组长度/// @param FPM383C_DataBuf 需要发送的功能数组void FPM383C_SendData(int length,uint8_t FPM383C_DataBuf[]){
  for(int i = 0;i<length;i++)  {        bflb_uart_put(fpm383c_uart,(uint8_t *)&FPM383C_DataBuf[i], 1);  }}
/// @brief 发送休眠指令 确认码=00H 表示休眠设置成功。确认码=01H 表示休眠设置失败。/// @param  void FPM383C_Sleep(void){  FPM383C_SendData(12,PS_SleepBuf);}
/// @brief 验证用获取图像/// @param timeout 接收数据的超时时间/// @return 确认码uint8_t FPM383C_GetImage(uint32_t timeout){  uint8_t tmp;  FPM383C_SendData(12,PS_GetImageBuf);  FPM383C_ReceiveData(timeout);  tmp = (USART_ReceiveBuf[6] == 0x07 ? USART_ReceiveBuf[9] : 0xFF);  memset(USART_ReceiveBuf,0xFF,sizeof(USART_ReceiveBuf));  return tmp;}
/// @brief 将图像缓冲区中的原始图像生成指纹特征文件存于模板缓冲区。/// @param timeout 接收数据的超时时间/// @return 确认码uint8_t FPM383C_GenChar(uint32_t timeout){  uint8_t tmp;  FPM383C_SendData(13,PS_GetCharBuf);  FPM383C_ReceiveData(timeout);  tmp = (USART_ReceiveBuf[6] == 0x07 ? USART_ReceiveBuf[9] : 0xFF);  memset(USART_ReceiveBuf,0xFF,sizeof(USART_ReceiveBuf));  return tmp;}
/// @brief 发送搜索指纹指令/// @param timeout 接收数据的超时时间/// @return 确认码uint8_t FPM383C_Search(uint32_t timeout){  FPM383C_SendData(17,PS_SearchBuf);  FPM383C_ReceiveData(timeout);  return (USART_ReceiveBuf[6] == 0x07 ? USART_ReceiveBuf[9] : 0xFF);}
/// @brief 删除指定指纹指令/// @param pageID 需要删除的指纹ID号/// @param timeout 接收数据的超时时间/// @return 确认码uint8_t FPM383C_Delete(uint16_t pageID,uint32_t timeout){  uint8_t tmp;  PS_DeleteBuf[10] = (pageID>>8);  PS_DeleteBuf[11] = (pageID);  PS_DeleteBuf[14] = (0x15+PS_DeleteBuf[10]+PS_DeleteBuf[11])>>8;  PS_DeleteBuf[15] = (0x15+PS_DeleteBuf[10]+PS_DeleteBuf[11]);  FPM383C_SendData(16,PS_DeleteBuf);  FPM383C_ReceiveData(timeout);  tmp = (USART_ReceiveBuf[6] == 0x07 ? USART_ReceiveBuf[9] : 0xFF);  memset(USART_ReceiveBuf,0xFF,sizeof(USART_ReceiveBuf));  return tmp;}
/// @brief 清空指纹库/// @param timeout 接收数据的超时时间/// @return 确认码uint8_t FPM383C_Empty(uint32_t timeout){  uint8_t tmp;  FPM383C_SendData(12,PS_EmptyBuf);  FPM383C_ReceiveData(timeout);  tmp = (USART_ReceiveBuf[6] == 0x07 ? USART_ReceiveBuf[9] : 0xFF);  memset(USART_ReceiveBuf,0xFF,sizeof(USART_ReceiveBuf));  return tmp;}
/// @brief 发送控制灯光指令/// @param PS_ControlLEDBuf 不同颜色的协议数据/// @param timeout 接收数据的超时时间/// @return 确认码uint8_t FPM383C_ControlLED(uint8_t PS_ControlLEDBuf[],uint32_t timeout){  uint8_t tmp;  FPM383C_SendData(16,PS_ControlLEDBuf);  FPM383C_ReceiveData(timeout);  tmp = (USART_ReceiveBuf[6] == 0x07 ? USART_ReceiveBuf[9] : 0xFF);  memset(USART_ReceiveBuf,0xFF,sizeof(USART_ReceiveBuf));  return tmp;}
/// @brief 验证指纹是否注册/// @param  void FPM383C_Identify(void){  if(FPM383C_GetImage(2000) == 0x00)  {    if(FPM383C_GenChar(2000) == 0x00)    {      struct bflb_device_s *led = bflb_device_get_by_name("gpio");      if(FPM383C_Search(2000) == 0x00)      {        score = (int)((USART_ReceiveBuf[10] << 8) + USART_ReceiveBuf[11]);        LOG_E("解锁成功 指纹ID：%d\r\n",(int)score);        FPM383C_ControlLED(PS_GreenLEDBuf,1000);          bflb_gpio_init(led, GPIO_PIN_14, GPIO_OUTPUT);        bflb_gpio_set(led, GPIO_PIN_14);        bflb_mtimer_delay_ms(1000);        bflb_gpio_reset(led, GPIO_PIN_14);        // 重置接收数据缓存        memset(USART_ReceiveBuf,0xFF,sizeof(USART_ReceiveBuf));        if(!lock_state){          lock_state = 1;          servo = bflb_servo_attach(GPIO_PIN_19, PWM_CH3);          bflb_servo_write(&servo, 80);          bflb_mtimer_delay_ms(800);          bflb_servo_stop(&servo);        }        return;      }else{        LOG_E("解锁失败\r\n");        bflb_gpio_init(led, GPIO_PIN_12, GPIO_OUTPUT);        bflb_gpio_set(led, GPIO_PIN_12);        bflb_mtimer_delay_ms(1000);        bflb_gpio_reset(led, GPIO_PIN_12);        // 重置接收数据缓存        memset(USART_ReceiveBuf,0xFF,sizeof(USART_ReceiveBuf));        if(lock_state){          lock_state = 0;          servo = bflb_servo_attach(GPIO_PIN_19, PWM_CH3);          bflb_servo_write(&servo, 10);          bflb_mtimer_delay_ms(800);          bflb_servo_stop(&servo);        }        return;      }    }  }}
/// @brief 自动注册/// @param pageID 输入需要注册的指纹ID号，取值范围0—59/// @param timeout 设置注册指纹超时时间，因为需要按压四次手指，建议大于10000（即10s）void FPM383C_Enroll(uint16_t pageID,uint16_t timeout){  LOG_E("注册指纹ID: %d\r\n", pageID);  PS_AutoEnrollBuf[10] = (pageID>>8);  PS_AutoEnrollBuf[11] = (pageID);  PS_AutoEnrollBuf[15] = (0x54+PS_AutoEnrollBuf[10]+PS_AutoEnrollBuf[11])>>8;  PS_AutoEnrollBuf[16] = (0x54+PS_AutoEnrollBuf[10]+PS_AutoEnrollBuf[11]);  FPM383C_SendData(17,PS_AutoEnrollBuf);  FPM383C_ReceiveData(timeout);  if(USART_ReceiveBuf[9] == 0x00)  {    LOG_E("指纹注册完成\r\n");    // 亮绿灯2秒    FPM383C_ControlLED(PS_GreenLEDBuf,2000);    // 重置接收数据缓存    memset(USART_ReceiveBuf,0xFF,sizeof(USART_ReceiveBuf));    return;  }  else if(timeout == 0)  {    // 超时取消注册    FPM383C_SendData(12,PS_CancelBuf);    bflb_mtimer_delay_ms(50);    // 重置接收数据缓存    memset(USART_ReceiveBuf,0xFF,sizeof(USART_ReceiveBuf));  }  // 亮红灯2秒  FPM383C_ControlLED(PS_RedLEDBuf,2000);}