基于指紋識別技術的考試系統擴展設計與構想

摘要：在現行的考試系統中，如何準確的確定考生的身份，而防止代考現象的出現，是長期困擾教育系統的一個問題。在以往的系統中，主要采用防偽性能更好的準考證，采用學生證或者身份證與準考證結合的辦法。但是，證件上的照片往往與實際的人員相貌有出入。因此，這種辦法并不能解決代考現象的出現。 針對考生識別工作中存在的問題，本文介紹了基于指紋識別技術的考試系統的構想與設計過程。

關鍵詞：生物特征；指紋識別技術；考試系統

中圖分類號：TP318文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)35-2077-03

Based on Fingerprint Recognition Technology Test System Expansion Design and Conception

ZENG Wen-yu， ZHOU Jun

(Jiujiang Vocational College of Engineering Technology University， Jiujiang 332000， China)

Abstract: In present test system， how accurate definite examinee's status， but prevents the generation to test the phenomenon the appearance， is a long-term puzzle educational system's question. In the former system， mainly uses a forgery-proof performance better admission card for entrance examination， uses the student identity card or the ID card and the admission card for entrance examination union means. But， in the credential picture often has discrepancies with the actual personnel facial expression. Therefore， this means cannot solve the generation to test the phenomenon the appearance. Distinguished the question which in view of the examinee in the work existed， this article introduced based on the fingerprint recognition technology test system's conception and the design process.

key words: biological features; fingerprint recognition technology; test system

1 引言

隨著社會的進步和技術的發展，人們對身份識別的可靠性和準確性要求越來越高，傳統的身份識別方法由于其不可克服的缺點已將難以滿足新形勢的需要。自從80年代以來用人體的生物特征（如指紋、掌紋、面容、聲音、虹膜、視網膜等）實現身份驗證方法受到廣泛關注和重視。

在眾多的用于身份驗證的生物識別技術中，指紋識別技術是目前最方便、可靠、非侵害和價格便宜的解決方案，對于廣大市場的應用有著很大的潛力。指紋識別作為識別技術有著悠久的歷史，并且在目前有著廣泛的應用，在眾多識別技術中指紋識別占有的比率最高，如圖1所示。

指紋是人體獨一無二的特征，并且它們的復雜度足以提供用于鑒別的足夠特征；如果我們想要增加可靠性，我們只需登記更多的指紋，鑒別更多的手指，最多可以多達十個，而每一個指紋都是獨一無二的；掃描指紋的速度很快，使用非常方便；讀取指紋時，用戶必需將手指與指紋采集頭相互接觸，與指紋采集頭直接接觸是讀取人體生物特征最可靠的方法。這也是指紋識別技術能夠占領大部份市場的一個主要原因。因此，將指紋技術加入到考試系統中，可以解決代考這一長期困擾的問題。

2 系統介紹

因為每個人的指紋都是不同的，所以確定以指紋作為識別身份的手段。通過預先在特定的數據庫中存檔，將個人指紋特征值存儲在計算機和學員卡中。當需要進行考生識別業務時，指紋POS（“Point of Sales”的中文意思是“銷售點”，是一種配有條碼 或OCR碼（Optical Character Recognition光字符碼）終端閱讀器）終端采集用戶的指紋特征信息，將儲存在學員卡中的指紋特征值與指紋信息庫中的指紋信息進行分析比較，用來確定學員的身份。如果身份確認通過，那么學員可以進入考場進行考試，同時形成相應的歷史紀錄儲存在計算機中；如果身份確定沒有通過，則給出驗證失敗的信息，拒絕考生入場。

2.1 指紋采集流程 （圖2）

1) 采集各個學員的四枚活體指紋圖像，錄入時需保證指紋圖像質量不低于500DPI（每個英寸上，所能印刷的網點數（Dot Per Inch））；

2) 采集學員的真實照片；

3) 通過有效證件，收集學員的姓名、性別、年齡、學號等其它相關資料；

4) 將相關信息儲存入學員卡及后臺數據庫中；

5) 制作學員卡；

6) 發放學員。

2.2 比對流程（圖3）

1) 學員出示學員卡；

2) 手持POS設備從學員的卡中讀入學員指紋主特征值；

3) 學員在手持POS設備上按壓指紋；

4) 將指紋與學員卡上的指紋主特征值比對；

5) 如果匹配則允許考生進入考場，同時將交易信息存入學員卡和手持POS設備。否則拒絕考生入場并將信息存入手持POS設備，然后將考生交給考務中心處理，交易結束。

2.3 信息匯總流程

1) 在考試完畢后，監考人員將手持POS設備與計算機相連，將所有考生識別的交易信息傳送到計算機中；

2) 通過教育系統之間的網絡系統，再將信息儲存到教育考試管理中心主機，以備將來的信息查詢。

3 系統組成

系統組成包括：計算機，指紋采集設備，指紋比對設備，CPU式的IC卡，數碼相機及軟件系統。

1) 計算機建議配置

操作系統：Microsoft Windows 95 OSR2.1 With USB supplement 或 Microsoft Windows 98 或 Windows 2000 或 Windows NT4.0(>SP4) with IE5.032M 或更多內存(RAM) 通用串行總線接口(USB Port) Pentium 266MHz或更好的CPU。

2) 指紋采集器

建議采用中控科技生產的YLC2000指紋采集器，它是由中控科技自行開發制造的新一代指紋技術的高科技產品，其內部的精密光學系統、LED光源和CMOS攝像頭協同工作，在圖像攝取時進行電壓控制、自動矯正，并使用即插即用的USB接口。

3) 指紋比對采集設備

建議采用中控科技生產的指紋POS設備。

4) 學員卡

建議采用中國華大集成電路設計中心生產的CIU9101S、CIU9102S智能卡，該智能卡是帶有CPU的接觸式IC卡，具有1K/2K字節的EEPROM。

5) 數碼相機

6) 軟件系統

4 系統設計

考生識別指紋管理系統力求將考生的身份識別簡單化，準確化，它以指紋身份識別技術為主要技術手段對考生的身份進行識別，并輔以其它圖文信息（照片、身份證、學生證等等）核查手段，使考生身份識別系統趨于完善（如圖4）。

1) 學員信息建檔：活體采集學員的四枚指紋，現場攝入學員的數碼頭像，收集學員的其它信息，以及這些資料的原始文本歸檔和電子化信息歸檔；

2) 制作準考證：準考證上除印有學員的一些基本信息資料，還印有學員的指紋、照片、以及隱含有照片和索引的條碼；

3) 考生參考信息及相關信息查詢；

4) 遠程數據交換：學校與分支機構、教育管理中心與學校、以及學校與互聯網用戶之間的數據交換；

5) 數據管理：數據庫修改、編輯、報表輸出和查詢，以及數據庫備份；

6) 系統安全：系統有足夠的能力防衛非法侵入，各級管理員分配不同的權限。

對指紋識別技術的研究是建立在考試系統開發之上的，如圖5所示，在該系統的登陸系統上，可以運用密碼和指紋雙重安全保護，在輸入密碼后，轉入指紋識別界面，當用戶通過自己指紋驗證后，方可進入該考試系統，而且，對于每個考生在事先錄入資料的數據庫中，可以對其進行設置權限，在查詢過程中有所控制。因此在密碼和指紋識別技術的支持下，對于該考試系統安全性有所保障。

該考試系統是建立在教育現代化、科學化管理的基礎上，主要是針對傳統的考試模式所出現的問題和弊端，用信息化手段提高考試的公平性。該系統是通過考生的姓名和考生編號登陸考試界面，不用擔心傳統考試中考生忘記寫姓名或是寫錯的情況，考生只有通過正確的輸入自己的姓名和考生編號登陸后，才能進入考試系統進行考試，而此時系統就已完成保存了姓名和考生的編號工作。該考試系統對用戶管理，和其資料的管理流程圖如圖6所示。

該系統中主要包括以下幾個模塊：

1) 登錄模塊

依據DBMA給予的權限登錄考試的主界面，系統使用人員輸入用戶ID、密碼，驗證存在此記錄，用戶將成功進入相應的下級模塊。

2) 用戶模塊

① 管理人員可登錄管理界面進行科目的選擇，試題組合及抽取，嚴格生成要考的科目的試卷模型，包括總分、試題類型（選擇題、填空題）、試題難度（一般、中等、難）、考試時間等；

② 考生可登錄考試界面對自己所選的試卷進行自我測試，系統會根據答題的情況與數據庫存取的結果進行比較給予相應的提示，如出錯瀏覽，正誤分析等。在此，考生也可看到所做試卷的成績。

3) 試題模塊

登錄考試主界面的用戶可對題庫所設的科目的題目進行維護、更新、查詢，打印試題報表。 同時，也可以對不同的科目添加一些新的題目。

4) 數據庫查詢模塊

系統通過ODBC數據源和SQL Server2000相連，用戶可對數據源進查詢。

為了讓考試系統更顯現其安全性，我們可以在用戶模塊和數據庫查詢模塊中加如指紋識別技術，當用戶登陸時，首先，根據提示輸入其自己所持有的用戶名和密碼，然后轉另一頁面，即在圖6中信息核對后加入一個流程—指紋識別，讓用戶再通過指紋識別對其身份進一步進行驗證，這樣，就可以避免一些代考的情況，為考試系統的安全性起了很好的保障作用。

在用戶在對數據庫做查詢操作的時候，也可以加入該流程，當用戶按下自己的指紋的時候，系統按照自己的流程對該指紋進行比對，反映出該用戶的信息，以及對其賦予的權限，可以對數據庫的安全和維護起到一定的幫助作用。

隨著我國教育體制改革的深入發展，相信指紋識別技術在教育系統中將會得到廣泛的應用。

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