基于指紋識別的大學生體育鍛煉管理系統(tǒng)
一、項目概述
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201610/308369.htm1.1 引言
人的指紋是生物特征之一。指紋識別是生物識別技術中最為成熟的, 其唯一性、穩(wěn)定性, 一直都被視為身份鑒別的可靠手段之一。在當今大學生活中,大學生的身體素質(zhì)逐漸達不到標準,需要學校引導學生進行鍛煉。然而若進行人工管理會非常不便,而進行機器智能管理,則相對簡單。而指紋識別,能將各個學生的信息統(tǒng)一進行管理,促進了學校對學生體育鍛煉的管理。
1.2 項目背景/選題動機
本系統(tǒng)基于Xilinx的FPGA開發(fā)平臺Nexys™3 Spartan-6 作為核心控制器件,這款器件擁有48M字節(jié)的外部存儲器,以及豐富的I/O器件和接口,適用于本系統(tǒng)。通過一些高精度的指紋識別算法,然后通過FPGA的運算,我們達到指紋圖像的采集,存儲,處理和對比功能,SDRAM 和Flash分別用作存儲指紋程序運行時的臨時數(shù)據(jù)和指紋數(shù)據(jù)信息。同時,通過USB與電腦相連,在電腦中建立數(shù)據(jù)庫,并實現(xiàn)FPGA與電腦的通信,完成指紋識別管理系統(tǒng)。
二、需求分析
2.1 功能要求
使用指紋采集器采集指紋信息,傳送至SDRAM存儲。在FPGA上對指紋進行處理和匹配,同時編寫程序使FPGA與計算機通信并且在計算機上建立數(shù)據(jù)庫,使得可以使用計算機的數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)管理。
2.2 性能要求
實現(xiàn)以精準,快速,實用性強的指紋識別系統(tǒng)。同時實現(xiàn)良好的FPGA與計算機通信的功能。
2.3 系統(tǒng)要點
本系統(tǒng)主要難點在于指紋識別的算法以及XILINX 與PC機通信時所需要寫的驅(qū)動。
三、方案設計
3.1 系統(tǒng)功能實現(xiàn)原理
本系統(tǒng)采用Xilinx公司 Spartan 6系列FPGA作為核心控制芯片,通過FPC1011F傳感器采集指紋傳送至存儲器SDRAM存儲。在Spartan上運行的指紋處理程序?qū)χ讣y信息進行處理獲得特征點,并存儲在SDRAM中或與SDRAM中的指紋信息進行匹配。最終,通過USB與計算機通信,使用計算機中的學生數(shù)據(jù)庫。
系統(tǒng)框圖如圖所示:
3.2 硬件平臺選用及資源配置
3.2.1 指紋傳感器FPC1011F
FPC1011F 是瑞典Fingerprint Cards公司成功推出的一種電容式面裝指紋傳感器。該傳感器采用了多項專利,如獨立的晶圓體信號放大、傳感器表面的保護膜等。內(nèi)部具有A/D轉(zhuǎn)換,高速的SPI接口,8PIN的軟排線可以方便的接入各種系統(tǒng)。
FPC1011F指紋傳感器具有以下特點:
(1)FPC1011F芯片產(chǎn)自瑞典,采用獨特的反射式測量法,抗靜電可達正負15 kV,耐磨100萬次,已被國內(nèi)金融界公認為銀行指定零件。
(2)采用專業(yè)的指紋識別芯片PS1802DSP和最優(yōu)化的指紋算法,指紋成像效果好。
(3)處理速度快,峰值能達到480MIPS,在1:1 000模式下,時間小于1 s。
(4)功耗較同類產(chǎn)品低,正常工作主頻120 MHz下,只有120 mW。
(5)模塊體積為35 mm×26 mm×1 mm,便于各種指紋產(chǎn)品的開發(fā)。
(6)對干濕手指有自動調(diào)節(jié)功能。
FPC1011F指紋傳感器含有小電容板,傳感器使用高靈敏度像素放大器,讓每個像素即使是非常微弱的信號FPC1011F都能探測到,以此提高圖像質(zhì)量。用了交替命令的并排列和傳感器電板,交替板的形式是兩個電容板,以及指紋的山谷和山脊成為板之間的電介質(zhì)。兩者之間的恒量電介質(zhì)傳感器檢測變化生成指紋圖像
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