【58页】毕业论文：基于ARM的指纹识别应用系统设计.doc文档原创精品

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。

世纪年代，个人电脑光学扫描等技术革新研究现状和发展据考古学家证实，公元前年年，指纹作为身份鉴别的工具已经在叙利亚和中国开始应用。

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。

世纪早期，指纹识别正式成为身份识别的方法并被法律部门用作身份鉴定的依据，并开始在世界范围内建立指纹识别机构和罪犯指纹档案。

指纹识别的有关技术，包括指纹采集技术指纹分类技术和指纹匹配技术都得到了较快发展。

例如美国联邦调查局例如美国联邦调查局在年库存样本指纹就达到了万枚。

案。

世纪早期，指纹识别正式成为身份识别的方法并被法律部门用作身份鉴定的依据，并开始在世界范围内建立指纹识别机构和罪犯指纹档部分内容简介连接到个服务器，提高了门禁系统控制和管理的效率。

以太网指纹识别门禁系统的研究现状和发展据考古学家证实，公元前年年，指纹作为身份鉴别的工具已经在叙利亚和中国开始应用。

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。

世纪早期，指纹识别正式成为身份识别的方法并被法律部门用作身份鉴定的依据，并开始在世界范围内建立指纹识别机构和罪犯指纹档案。

指纹识别的有关技术，包括指纹采集技术指纹分类技术和指纹匹配技术都得到了较快发展。

例如美国联邦调查局在年库存样本指纹就达到了万枚。

世纪年代，个人电脑光学扫描等技术革新使得他们作为指纹取像的工具成为现实，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电容将被放电，经过定的放电时间，另组采样保持电路将保存剩余电压值。

显然，两组电路电压值之差正比于电容值，将其数字化即可表示该行的指纹图像。

放电电流和放电时间可分别给寄存器，赋于不同的值来设定。

寄存器，用于指定当前要采集的行，写入寄存器时就启动了采集。

转换的灰度值结果存于寄存器。

可以设置为自动换行，即读取就自动进行下个像素的采集，依此循环，即可得到幅指纹图像。

内含个功能寄存器，由当前索引寄存器内的索引地址决定当前所操作的是哪个功能寄存器。

在对功能寄存器进行读写前，要在索引寄存器内写入对应的索引地址。

对的各种状态的控制，由管脚的状态来控制。

，用于指定放电电流及放电时间。

功能寄存器的索引地址功能描述可否读写等如表所示。

表功能寄存器表行地址高位读写行地址低位读写列地址读写末行行地址高位读写末行行地址低位读写末列列地址读写放电时间寄存器读写放电电流寄存器读写控制寄存器读写控制寄存器读写控制寄存器读写状态寄存器写增益控制寄存器读写中断控制寄存器读写中断状态寄存器读写阈值寄存器读写芯片码高位写芯片码低位写测试模式寄存器读写产品应用移动指纹认证系统。

膝上型电脑等其他移动设备的安全登录。

网络工作站数据库的安全登录及安全操作。

电子商务网上银行网上证券系统的交易安全。

家庭办公室汽车的门锁或门禁控制系统。

的增强安全保护。

卡的强大安全补充。

移动电话的安全保护及安全交易，适应更复杂的手指。

指纹芯片的图象搜索功能通过改变电容阵列的参数值可在秒种以内扫描多幅指纹图象并自动选择最好的幅。

因此对人手指的适应面更广，可以获得各种类型手指从干手指到湿手指的高质量指纹图象。

由于成像质量的提高及稳定，大大减低了误识率和拒识率，因此可应用在更广阔的领域。

坚固耐用的芯片表层芯片表面运用公司专利技术而制成，坚固耐用，可防止对芯片的划伤腐蚀磨损等损害。

能承受超过的静电放电，芯片能在多种气候条件下，甚至在高温或高湿度的环境下应用。

更易于集成内置三种通信接口的指纹设备口微处理器单元接口串行外设接口。

这使得可以方便集成到各种类型的设备中去，甚至不需要外部接口设备的支持。

内置其他电路单元，极大减少了芯片对软件的依赖。

芯片的传感阵列和全新的瘦封装不但提供了更小的外观尺寸，而且使阵列布局更合理，在减小传感器阵列数目的情况下没有降低图象尺寸及精度。

低功耗设计芯片在待命模式下的操作电流小于，这在移动设备的应用中可节约电池的消耗，延长电池寿命。

芯片还有手指自动检测电路，但有手指按在传感器表面时，向主机发送个中断信号。

电路允许主机在没有指纹时也处在低共耗待命模式，只有当有手指时才唤醒主机进行处理，因此节省了整个系统的功耗，这种特性尤其满足依赖电池供电的嵌入式系统需要。

更方便地控制芯片芯片由列和行电容阵列组成，有两个采样保持电路用于指纹图象的采集。

通过测量每个传感单元在每次充电后的电压值和放电后的电压值的差来获得每个传感单元的电容值。

每次扑捉每行图象后，在该行内的每个传感单元内就有待数字化的电容值。

因此通过改变放电电流大小和放电时间就可以改变的灵敏度。

提供多种接口直接提供三种接口电路内置了高速的核电路，不需要外部的控制器，因此使芯片成为标准的设备。

芯片在模式下可支持帧秒的指纹图象采集传输速度。

微处理器总线通过增加自动递增列和地址寄存器的值以及模数转换的路径优化功能，内置的标准位微处理器总线的性能大大加强，图象传输速度达到帧秒，可以满足对连续指纹图象采集和比对的需要。

串行外设接口内置接口可极大减小芯片对硬件的依赖，只需要条线就可以连接到带接口的微处理器。

在模式下，芯片的图象传输速度为帧秒。

高分辨率阵列传感面积，分辨率。

高速图像传输帧秒模式，帧秒模式，帧秒模式。

坚固耐用的表面工艺异常坚固的表面涂层，容忍度。

方便集成电容感应固态传感器，标准工艺，三个总线。

低功耗工作模式，待命模式。

主要特征和优点专为便携设备设计的更小的封装，图象搜索技术即使在手指过干或过湿时仍能获得高精度的识别。

内置核模式和通讯