基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程指紋采集終端的設(shè)計

在網(wǎng)絡(luò)層，由于系統(tǒng)要求能夠在Intranet進(jìn)行通信，因此系統(tǒng)要實現(xiàn)IP協(xié)議。同時，為了能夠測試系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的連接，系統(tǒng)實現(xiàn)了ICMP協(xié)議中的Ping應(yīng)答協(xié)議。

在傳輸層，TCP為2臺主機(jī)提供面向連接的、可靠的、無重復(fù)的雙向數(shù)據(jù)流傳輸服務(wù)，但其實現(xiàn)對系統(tǒng)資源的耗費非常大。而UDP的實現(xiàn)比較簡單，它在嵌人式應(yīng)用場合可以很好的應(yīng)用。考慮到系統(tǒng)的簡化及速度的要求，采用UDP協(xié)議，為了確保UDP數(shù)據(jù)的到達(dá)，在應(yīng)用程序中采用了重復(fù)發(fā)送、回復(fù)確認(rèn)的方式來保證數(shù)據(jù)的正確性。

在應(yīng)用層，由于本嵌入式系統(tǒng)無HTTP，F(xiàn)TP等應(yīng)用，所以其中的協(xié)議無需實現(xiàn)。

3.2.2 TCP／IP協(xié)議實現(xiàn)

首先對協(xié)議中使用的公共數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定義：如MAC地址格式、IP地址格式、系統(tǒng)的地址配置、緩沖區(qū)格式及大小。其中MAC，IP地址格式都是固定的，系統(tǒng)的配置用于確定系統(tǒng)的IP地址及端口以及MAC地址值。由于系統(tǒng)中傳送的數(shù)據(jù)較大，必須定義用于傳送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，長度為1 500 B，而接收的數(shù)據(jù)十分簡單，因此無需緩沖區(qū)。

其次，定義ARP數(shù)據(jù)幀頭結(jié)構(gòu)及ARP高速緩沖表，數(shù)據(jù)幀必須根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義，高速緩沖表至少要含有IP地址及相對應(yīng)的MAC地址2項。由于本系統(tǒng)連接的對象只有數(shù)據(jù)服務(wù)器，因此，在系統(tǒng)初始化建立連接時填入ARP緩沖表信息，而不必實現(xiàn)定時更新。

接著，根據(jù)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)定義IP及ICMP數(shù)據(jù)幀格式。網(wǎng)絡(luò)層的的主要工作有：對上一層傳下來的數(shù)據(jù)包，加上IP首部和IP校驗和，發(fā)往下一層；以及對下一層傳上來的數(shù)據(jù)包，進(jìn)行校驗和檢查，若正確去掉IP首部，送往上一層；對收到的ICMP的回顯請求包，按照格式組裝1個ICMP的回顯應(yīng)答包并發(fā)送，以便于響應(yīng)服務(wù)器的PING程序。

最后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義UDP數(shù)據(jù)幀格式。這一層的主要工作有：對應(yīng)用層傳下來的數(shù)據(jù)包，加上UDP首部和UDP校驗和，發(fā)往下一層。以及對下一層傳上來的數(shù)據(jù)包，進(jìn)行校驗和檢查，若正確去掉UDP首部，提出數(shù)據(jù)送給應(yīng)用層。

3.3 數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)量大而接收數(shù)據(jù)量很小的特點，加之單片機(jī)的處理速度有限，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳送程序放人到主程序中進(jìn)行調(diào)用，而接收數(shù)據(jù)采用中斷方式。

當(dāng)本地系統(tǒng)有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，首先在傳輸層將數(shù)據(jù)加上UDP首部，再調(diào)用網(wǎng)絡(luò)層函數(shù)給其加IP首部，然后到鏈路層從ARP表中查詢MAC地址，填入相應(yīng)位置，并發(fā)給網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序傳到以太網(wǎng)上。

當(dāng)收到網(wǎng)絡(luò)中斷就讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)包的種類分別傳給ARP或IP協(xié)議，由每一層自行處理數(shù)據(jù)，最后調(diào)用顯示程序顯示接收到的識別結(jié)果。

4 結(jié) 語

系統(tǒng)針對目前嵌人式指紋識別設(shè)備存儲量小、處理速率慢的現(xiàn)狀，采用高性能51系統(tǒng)單片機(jī)作為處理核心與MBF200連接并工作于MCU模式下，設(shè)計實現(xiàn)了一款高性的網(wǎng)絡(luò)指紋采集識別終端。系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)處理服務(wù)器海量存儲及處理速度高，可實現(xiàn)快速復(fù)雜匹配算法的優(yōu)點。系統(tǒng)采集速率高，識別性能好。系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于各類企業(yè)考勤應(yīng)用。