工具成为现实，从而使指纹识别可以在其他领域中得以应用。随着取像设备的引入及其飞速发展，生物指纹识别技术的逐渐成熟，可靠的比对算法的发现都为指纹识别技术提供了更广阔的舞台。目前，利用计算机进行指纹识别的技术在国外已很成熟，并且已经开始大规模推广。许多大公司有专门的机构从事该项技术的研究开发与应用，包括美国韩国现代及台湾公司等，识别算法上都达到世界先进水平。美国公司的指纹识别算法同样是国际上最优秀的算法之，它不进行细化，直接对二值化后的指纹图进行滤波，在其上提取特征点，利用拓朴图进行对比，其拒判率小于，误判率小于。智能安防的日益流行对于楼宇管理自动化和安全监控提出了更高的安全性和可靠性要求，基于指纹识别的智能门禁管理系统应用得越来越广泛，在些发达国家已得到普遍的应用。面对规模已经越来越大的门禁控制系统，普通的单机门禁系统已经不适合，比如智能小区景点门禁系统等。因此必须要开发进行远距离传输的的网络型门禁控制系统，由于网络型门禁控制系统很容易实现远程控制和分布式管理，还可以方便日后扩容和维护，日益变得重要。本文的研究内容本设计的研究内容分为指纹识别的算法研究和门禁控制器硬件实现两个部分。在以往算法的研究基础上，利用指纹图像灰度梯度和方差的结合对指纹分割方法进行改进，仿真实验证明本文中的改进算法鲁棒性好。论文在以为核心和嵌入式操作系统的基础上，设计开发了基于指纹识别的以太网门禁控制系统。本文具体内容主要有以下几个方面系统整体方案概述和设计根据系统功能要求，设计指纹识别以太网门禁系统，重点阐述了其中关键模块的硬件设计。系统工作平台搭建交叉编译环境的建立移植启动引导程序制作根文件系统和文件系统移植嵌入式操作系统以及系统所需相关设备驱动的移植网卡摄像头指纹采集。指纹识别算法的理论分析和仿真研究了指纹识别算法，主要包括指纹图像预处理以及指纹图像的特征提取和匹配两部分。系统软件总体设计阐述了门禁控制系统软件的总体设计，然后对各模块进行应用编程，主要包括视频采集指纹采集以及网络应用编程。系统测试结合实验测试环境和测试数据，分析了系统的工作情况。最后，对全文进行了总结，并对指纹识别以太网指纹门禁控制系统的未来发展趋势做出展望。第二章指纹识别相关原理介绍嵌入式操作系统简介随着嵌入式操作系统及嵌入式处理器技术的发展，嵌入式操作系统已经被广泛应用到大量以嵌入式处理器为硬件基础的系统中，常见的嵌入式操作系统有和Ⅱ等。这些操作系统都各有自己强劲的优势，以其开源的经济优势被广泛应用到很多嵌入式系统中，得到了中小型企业的青睐有着全球最大的操作系统厂商强大的技术后盾，得到了越来越多的市场份额操作系统是全球最大的手机研发制造商的手机操作系统，被广泛应用于高端智能手机上。在将来相当长的段时间内，将存在几个操作系统并存发展齐头并进的情况，但是，经过段时间的角逐，常用的嵌入式设备所采用的操作系统将会集中到其中的种。嵌入式系统，对于嵌入式系统的定义是,嵌入式系统是用于控制监视或者辅助操作机器和设备的装置。在中国嵌入式系统领域，比较认同的嵌入式系统概念是嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能可靠性成本体积功耗有严格要求的专用计算机系统。它般由嵌入式微处理器外围硬件设备嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制监视或管理等功能。由于嵌入式的应用太广泛，因此，我们在这里仅给出未来发展空间最为看好的嵌入式系统特点，即嵌入式系统是类在硬件上采用专用相对于通用的来说的高性能处理器通常为位，在软件上以个多任务的操作系统为基础的专用系统。方面，它与通用的计算机平台有本质的区别软硬件可裁剪另方面，又与以前的单片机有着本质的区别，因为单片机几乎无法使用移植操作系统，而位嵌入式处理器设备能够很便捷地移植操作系统。实时嵌入式系统也称为实时系统，它反映了嵌入式系统对时间响应要求较高的特点，即如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果。常见的实时系统有两种类型，即软实时系统和硬实时系统，它们各自任务要求如下软实时系统。系统的宗旨是使各个任务运行得越快越好，但并不要求限定任务必须在多长时间内完成。硬实时系统。各任务不仅要执行无误，而且要做到准时。例如火星车。在实际应用中，大多数实时系统是以上二者的结合。常见的实时操作系统分为以下类。具有强实时特点的操作系统。系统响应时间在毫秒或者微秒级如数控机床。般实时特点的操作系统家在世纪初期也纷纷引入指纹技术鉴定罪犯。世纪年代起用计算机自动识别指纹，同时刑侦用的指纹自动识别系统逐渐在全球开始了广泛应用。而这时的指纹采集般都采用油墨捺印的方式。年后，随着个人计算机和光学指纹采集器的发明，指纹识别技术开始进入了些非司法领域，如居民身份证等。年以后，廉价指纹采集器和计算设备的出现，解决了快速准确的匹配算法问题，使指纹识别技术走向了基于个人的应用。从此，人们对指纹识别技术的研究,对指纹的性质也有了进步的认识。因此，指纹也就是成为当之无愧的物证之首选的应用对象。指纹的特征系指手指表面由交替的脊和沟组成的平滑纹理模式，其形成取决于胚胎中形成手指表皮部分的初始环境，有很强的随机性。枚指纹的特征被用来区分与其他不同的指纹。其中端点和分叉点是最为常用的特征。在算法是都要记录它们的位置和方向，中心点和三角点在刑侦系统中普遍使用，而在民用系统中并不常用。因为这些应用中所使用的采集器往往面积小，较难完整地采集到中心点和三角点。交叉和小岛由于计算机上的困难，在实际系统中往往不予采用。有人曾提出用汗腺孔来进行指纹识别，但这种方法要求指纹采集设备要有非常高的分辨率，所以在实际系统中没有采用。指纹采集器，目前常用的指纹采集设备有三种，光学式硅芯片式超声波式。其中，光学指纹采集器是最早的指纹采集器，是使用最为普遍的，也出现了用光栅式镜头替换棱镜和透镜系统的采集器。光电转换的器件有的已经换成了成像器件，从而省略了图像采集卡直接得到数字图像。光学指纹采集器具有使用时间长对温度等环境因素的适应能力强分辨率较高的优点。但是由于受光路限制，无畸变型采集器尺寸较大。通常有较严重的光学畸变采集窗口表面往往有痕迹遗留现象。器件可能因寿命老化，有降低图像质量等缺陷。硅芯片式指纹采集器出现于年代末。大部分硅芯片测量手指表面与芯片表面的直流电容场。这个电容场经转换后成为灰度数字图像。但公司的芯片可以测量手指真皮层的交流电容。其优点是图像质量较好尺寸较小，容易集成到其他设备中去。其缺点是耐用性和环境适应性差，尤其在些较恶劣的环境下，抗静电能力抗腐蚀能力抗压力等方面的不足图像面积小，可能降低识别的准确性，并导致用户使用的不方便。总之，硅芯片采集器现在尚不成熟，但可能是未来的方向。超声波式指纹采集器可能是最准确的指纹采集器。目前，在技术上尚不成熟，这种采集器发射超声波，根据经过手指表面，采集器表面和空气的回波来测量反射距离，从而可以得到手指表面凹凸不平的图像。超声波可以穿透灰尘和汗渍等，从而得到优质的图像。由于该产品尚未大量使用，因此，很难准确评价它的性能。然而些实验性的应用指出，这种采集器具有优越的性能。它吸收了光学采集器和硅芯片采集器的长处，如图像面积大，使用方便，耐用性好的优点等。指纹识别过程具有登记过程和识别两过程，用户需要先采集指纹，然后计算机系统自动进行特征提取，提取后的特征将作为模板保存在数据库或其他指定的地方。在识别或验证阶段，用户首先要采集指纹，然后计算机系统自动进行特征提取，提取后的待验特征将与数据库中的模板进行比对，并给出比对结果。在很多场合，用户可能要输入其他的些辅助信息，以帮助系统进行匹配，如帐号用户名等。这是个通用过程，对所有的生物特征识别技术都适用。指纹识别技术的评价标准主要是拒登率拒识率误识率相等率。尽管不少指纹验证技术的提供厂商，通常宣称他们的产品可以达到的指标为。但从公开发表的学术论文和权威性的测试看，这样的指标很难达到。年月，公安部所组织了次测试，涉及国内外多家单位参加，测试结果和排名未对外正式公布。汉王的指标为位居前列，并获准向其提供指纹识别技术。在技术上达到当时国际先进水平，达到实用化水平。行业标准标准对行业来说至关重要，标准的出现意味着技术的成熟和广泛应用的开始。在美国，和等机构曾制定了大量的指纹技术标准，这些标准包括指纹图像的压缩标准指纹图像和特征数据的公共交换格式标准等。为广泛开展应用，我国公安部也制定了系列指纹技术标准，这些标准涵盖了图像压缩数据交换格式网络传输规范采集技术规范等。而这些标准都是针对刑侦系统的。它对民用指纹系统有很好的参考作用，但很难直接应用到身份验证的民用系统中。些国际组织已经开始制定些标准，以推动指纹技术更广泛的开展应用。典型的如，它已经制定了些有关的标准生物特征识别技术的应用开发接口标准以推动生物特征验证技术在计算机操作系统网络和电子商务等方面的应用。可能对不同的应用都需要有不同的专业性标准。目前还缺乏完善的标准来支持不同类型的应用。第五章结论随着数字化和网络化的发展，智能门禁系统是未来安防监控系统的发展趋势。安全可靠方便易用的门禁系统在企业银行智能小区等门禁和考勤领域具有较强的实用价值和推广性。本课题设计开发了种基于处理器和指纹识别技术的以太网门禁控制系统。在的基础上，研究了指纹采集和视频采集模块网络传输模块以及自动指纹识别算法。总结起来，本文主要做了下面的些工作论述了门禁系统在国内外发展现状及其在未来的发展方向，指出了本课题的研究背景和意义，介绍了种基于的指纹识别以太网门禁控制系统。给出了联网型指纹识别的门禁系统的总体设计原则功能特点和总体硬件框图。重点论述了系统使用的各个重要模块设计的硬件资源，主要包括摄像头显示模块网络通信模块指纹识别模块等。研究了指纹识别算法，包括指纹图像预处理以及指纹图像的特征提取和匹配两部分。文中主要对指纹图像分割做出了些改进，结合指纹图像灰度方差和梯度设置个合适的局部阈值对指纹进行分割，提出了种指纹图像的局部阈值分割方法，该算法提高了指纹分割的精确度和适应性。然后参考其它的算法介绍了个整体的自动指纹识别算法。根据的特点以及系统