基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程指紋采集終端的設(shè)計(jì)

1 引 言

指紋是指手指末端正面皮膚上凸凹不平產(chǎn)生的紋路。盡管指紋只是人體皮膚的一小部分，但是，它蘊(yùn)涵大量的信息，每個(gè)人指紋的紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)上是各不相同的。指紋識(shí)別是利用人體指紋的惟一性與不變性生理特征，將指紋作為人的一種“活的身份證”或一個(gè)隨身攜帶的特殊印章來(lái)進(jìn)行身份識(shí)別的一種技術(shù)，其通過(guò)比較輸入的指紋特征和預(yù)先保存的合法指紋特征，來(lái)驗(yàn)證用戶(hù)的真實(shí)身份。

指紋用來(lái)作為一個(gè)人的身份識(shí)別手段有著其他手段不可比擬的優(yōu)越性。目前許多需要確定用戶(hù)身份的場(chǎng)合都使用了嵌入式指紋識(shí)別設(shè)備，但這些設(shè)備受嵌入式系統(tǒng)限制，往往存儲(chǔ)量小、速率慢，對(duì)于大型企業(yè)尤其是分布式企業(yè)的考勤難以勝任。

針對(duì)這一情況，設(shè)計(jì)一套基于企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)的指紋識(shí)別系統(tǒng)，系統(tǒng)終端通過(guò)以太網(wǎng)與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器連接，將指紋算法的運(yùn)行、指紋數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)放在服務(wù)器端。整個(gè)系統(tǒng)具有存儲(chǔ)量大、運(yùn)算速度快、功能強(qiáng)等特點(diǎn)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

整個(gè)指紋識(shí)別系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示，其中數(shù)據(jù)處理服務(wù)器用以存放指紋數(shù)據(jù)庫(kù)和進(jìn)行指紋識(shí)別算法的實(shí)現(xiàn)，而指紋終端用于采集指紋和顯示驗(yàn)證結(jié)果。

系統(tǒng)終端硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中單片機(jī)采用SST89E544RC，指紋傳感器采用MBF200。

2.1 控制核心

系統(tǒng)采用SST89E544RC單片機(jī)作為控制核心。SST89系列是美國(guó)SST公司推出的高可靠、小扇區(qū)結(jié)構(gòu)的FLASH單片機(jī)，內(nèi)部嵌入40 kB的SuperFLASH。單片機(jī)內(nèi)嵌IAP(在應(yīng)用可編程)和ISP(在系統(tǒng)可編程)功能，不占用用戶(hù)資源，通過(guò)串行口即可在系統(tǒng)仿真和編程，3～5 V工作電壓，工作頻率可達(dá)40 MHz。

2.2 指紋傳感器

指紋識(shí)別認(rèn)證系統(tǒng)的首要任務(wù)是如何采集到高質(zhì)量指紋圖像以保證后續(xù)任務(wù)的完成，而指紋圖像質(zhì)量不僅與指紋傳感器自身的性能有關(guān)，也與數(shù)據(jù)傳輸通信接口的性能密切相關(guān)。以前的各種指紋識(shí)別系統(tǒng)屬于光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)，由于光不能穿透皮膚表層，所以只能夠掃描手指皮膚的表面，或者掃描到死性皮膚層，但不能深入真皮層。在這種情況下，手指表面的干凈程度，直接影響到識(shí)別的效果。