（单片机指纹识别系统及其算法设计与实现）（最终版）

注释语句段的每行语句都应该由百分号引导，百分号后面的内容不执行，只起注释作用。

用户采用命令则可以显示出来注释语句段的内容。

此外，正规的变量个数检测也是必要的。

如果输入或返回变量格式不正确，则应该给出相应的提示。

程序编写完后将以文件保存起来，调用时只需要在窗口如图里键入相应的函数名称和变量，就可以实现相应的函数功能。

等命令也是在该窗口内实现的，同时也会显示相应的提示信息，窗口是的主控窗口。

图窗口基于编程平台的算法实现在这里我们着重对图像的预处理算法实现进行了研究，通过这个函数的编写，基本上了解了函数编写的特点，也我们后面的工作打下了良好的基础。

程序调试与结果分析指纹图像的基本采集步骤是，首先通过单片机的仿真器将汇编程序写入，再打开的接收程序，准备接收数据。

程序写入之后就可以进行采集工作了，只需将手指按在采集器上，然后点击控件上的接收按钮，就可以接收数据了，接收数据大概需要秒钟，在这期间手指不能离开采集器。

数据将以文本文件的形式保存在机上，最后通过将图像显示出来。

图是试验阶段，数据采集界面图数据采集界面本实验小组的成员共人，数据采集都成功完成，并且得到采集上来的原始图像，以下是本人的指纹图像如图所示图原始的指纹图像第章总结指纹识别系统的设计研究综合应用了硬件电路设计，软件编程，图像处理等方面的知识技能，毕业设计阶段的主要的设计工作具体包括了解国内外指纹识别研究的发展状况，比较各种指纹识别技术的优缺点，判断并选择出适合毕业设计要求的指纹识别技术，为后期工作选定发展方向。

掌握系列单片机和芯片的性能指标及其功能特点，在这个基础之上，完成接口电路的连接以及相应的单片机汇编指令。

学习并掌握图像处理和图像识别的基本方法，选择种适合指纹图像处理和识别的算法，并且最终能够实现图像预处理的算法。

通过计算机调试得到实验结果，并且分析实验结果，总结设计结论。

通过本组成员的齐心协力的共同工作，基本完成了以上设计工作。

对整个指纹系统有了个全面的了解，特别是运用计算机编程来实现图像处理功能有了定的认识，同时也熟悉了这个在工程设计上广泛应用的设计软件。

不仅完成了毕业设计任务，而且在设计期间提高了自身各方面的能力，尤其是综合运用知识的能力，检验了大学四年学到的知英文原文•，••••••••••••，•••译文的介绍主要特点接触面为高硬度的固态装置传感阵列，微米的精度传感面积每平方英寸的点数分辨率内置位转换电路异常坚固的表面涂层三种总线接位微处理器总线接口高速接口串行外设接口标准互补金属氧化物半导体工艺低功耗能耗低于手指自动检测电路移动电话的安全保护门锁的控制和监控家庭，汽车，办公室等附录技能，增强了实际操作能力，为以后走向工作岗位打下了良好的基础。

致谢本课题的研究和本文的写作是在老师和老师的悉心指导和帮助下完成的，他们倾入了大量的心血和精力。

在论文的研究写作中，老师们无论在学习还是在生活上都给予了我莫大的帮助和热情关怀，老师学时渊博，治学态度严谨，学术思想活跃，勤恳敬业，也深深的感染了我。

在此，我特向他们表示深切的谢意和崇高的敬意，他们永远是我学习和工作中的榜样，同时要感谢实验及学长在毕业设计阶段，给与我的引导和帮助，使得试验阶段能够顺利进行。

感谢这些与我起进行设计工作的同学们，任务的最终完成是与他们的相互帮助，相互合作，相互配合分不开的。

我要特别感谢。

参考文献刘少聪新指纹学合肥安徽人民出版社，胡汉才单片机原理及其接口技术北京清华大学出版社，张贤达现代信号处理北京清华大学出版社，姚天任，孙洪现代数字信号处理武汉华中科技大学出版社，傅德胜，寿亦禾图形图像处理学南京东南大学出版社，赵荣椿数字图像处理导论西安西北工业大学书版社，林国清指纹图象预处理方法的研究光电工程李海雄活体指纹识别系统及其应用计算技术与自动化万志坚指纹图象识别技术机器应用前景交通与计算机刘旭，田捷自动指纹识别算法在嵌入式系统上的实现计算机工程与应用，公司，，，的。

指纹识别技术作为项迅猛发展的新技术，有了软硬件等方面的强大保障，同时又有指纹识别自身的诸多优点，相信指纹识别技术定会有更加美好的发展前景。

指纹识别技术的发展历史人们使用指纹进行个人身份鉴定已经有很长的历史考古证实，公元前年到年以前，古叙利亚和中国，指纹作为身份鉴别己经开始应用。

考古发现，在这个时代，些粘土陶器上留有陶艺匠人的指纹，中国的些文件上印有起草者的大拇指指纹，在的古城市的房屋留有砖匠对大拇指指纹的印记等。

在我国，早在公元年，唐代作家贾公秀在其作品中就着重提到了指纹是确认个人身份的方法。

我国将指纹应用于民间契约及断案有悠久的历史，但是由于缺乏专门性研究，未能将指纹识别技术上升为门科学。

虽然指纹的些特征己经被人们认识和接受但不能证明，但指纹己经广泛应用社会的各个方面。

离线部分用指纹采集仪采集指纹，提取出细节点，然后将细节点保存到数据库中，形成指纹模板库。

在线部分用指纹采集仪采集指纹，提取出细节点，然后将这些细节点与保存在数据库中模板细节点进行匹配，判断输入细节点与模板细节点是否来自同个手指的指纹。

般来说，离线处理允许人工因素介入，可根据需要手动调整系统参数，而在线处理应完全由系统自动完成所有操作。

自动指纹识别系统框图如图所示指纹采集图像增强细节提取细节点数指纹图像细节点降噪后的图像离线部分在线部分指纹采集图像增强细节提取细节点数指纹图像细节点降噪后的图像模板细节点匹配图自动指纹识别系统框图本系统从结构上分为三层，最低层为物理层，是模块的通信介质，提供可靠的机械电气功能以及无误码的比特流。

中间层包括系统通信协议任务调度以及接口驱动。

在本系统中，除了进行指纹的识别之外，还要实现指纹采集的控制，以及外设的控制如串行口的通信等。

为了能够使系统实时响应外面的通信请求，我们通过硬件中断来实现。

这种实现方案可以极大提高系统运行的效率，上位机可以实时控制改系统。

最上层是核心算法。

该算法高效地对采集到的指纹进行处理和匹配。

在此只是对该指纹识别系统做个整体的介绍，具体的硬件和软件系统设计步骤将在后面详细给出。

第章指纹识别系统的硬件设计概述硬件系统是实现切系统功能的物质基础，它是系统不可缺少的个整体，个工程系统的建立都是在硬件基础上展开的。

本次设计任务的硬件设施已经配备，其核心是固态指纹传感器与，我们的任务是完成两者的主电路连接，实现指纹图像采集的功能。

本章将着重介绍基于单片机和指纹传感器的硬件电路的实施方法。

主要芯片的功能介绍硬件电路的主要应用到的芯片是指纹传感器和串口芯片。

这里就的主要功能，与的串口连接，以及与上位机的连接方式进行重点介绍。

半导体指纹传纹是属于那种类型的。

许多算法是基于核心点的，既只能处理和识别具有核心点的指纹。

核心点对于指纹识别算法很重要，但没有核心点的指纹它仍然能够处理。

三角点三角点位于从核心点开始的第个分叉点或者断点或者两条纹路会聚处孤立点折转处，或者指向这些奇异点。

三角点提供了指纹纹路的计数跟踪的开始之处。

纹数指模式区内指纹纹路的数量。

在计算指纹的纹数时，般先在连接核心点和三角点，这条连线与指纹纹路相交的数量即可认为是指纹的纹数。

局部特征局部特征是指指纹上的节点的特征，这些具有种特征的节点称为细节点。

两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的局部特征细节点，却不可能完全相同。

指纹纹路并不是连续的平滑笔直的，而是经常出现中断分叉或打折。

这些断点分叉点和转折点就称为细节点。

就是这些细节点提供了指纹唯性的确认信息。

指纹上的细节点有四种不同特性细节点的分类，有以下几种类型，最典型的是终结点和分叉点。

终结点条纹路在此终结。

分叉点条纹路在此分开成为两条或更多的纹路。

分歧点两条平行的纹路在此分开。

孤立点条特别短的纹路，以至于成为点。

环点条纹路分开成为两条之后，立即有合并成为条，这样形成的个小环称为环点。

第章指纹图像处理的算法实现引言在上章节里，我们介绍了种行之有效的指纹图像处理的算法，该算法是实现指纹识别功能的理论基础。

算法只有通过具体的计算机语言才能实现其要实现的功能。

在这章里，我们将提供种实现该算法的方法，的编程是我们实现该算法的工具。

下面我们将就基于的编程环境，的些基本功能以及部分源代码进行解说。

简介是的缩写，早期主要用于现代控制中复杂的矩阵向量的各种运算。

目前，已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具，现在的已经不仅仅是个矩阵实验室了，它已经成为了种具有广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言了，有人称它为第四代计算机语言，它在国内外高校和研究部门正扮演着重要的角色。

语言的功能也越来越强大，不断适应新的要求提出新的解决方法。

程序，大致分为两类脚本文件和函数，函数格式是程序设计的主流的函数是由语句引导的，其基本格式如下返回变量列表函数名输入变量列表图文件编译调试窗口函数是在文件编译调试窗口如图内进行的注释说明语句段，由引导输入返回变量格式的检测函数体语句。

器公司的固态指纹传感器是个接触式指纹认证设备。

系列是款高性能低功耗低价格的传感器，它由两个采样保持电路构成用于指纹图像的采集。

每个金属电极作为电容的极，而触摸传感器的手指就作为另外极。

装置表面有层绝缘材料使得两电极之间绝缘。

当手指接触到传感器时，手指纹路的凹凸不平会产生系列不同的电容值，通过读取这些电容值而获得指纹图像。

图指纹采集芯片在第二个阶段，每列的电极与个直流电源之间进行放电。

没个单元的放电率正比于直流源的电量。

经过个很短