一種新型旅客身份核查系統的設計*

向華政，楊 瑞，陳 勇

一種新型旅客身份核查系統的設計*

向華政，楊 瑞，陳 勇

（湖南工業大學計算機與通信學院，湖南株洲412000）

為了解決實名制車票引起的旅客身份信息泄露的問題，提出了以指紋識別技術為基礎的新型旅客身份核查系統的設計方案.相對于目前所采用的以人工方式核查旅客身份的方法，系統提高了核查效率，同時保障了旅客身份信息安全.

身份核查；指紋識別；信息安全

隨著我國火車票實名制的實行，極大地打擊了黃牛黨，已經被全體旅客所接受，并開始推廣到其他交通方式上.在具體的實行過程中，旅客身份泄露問題開始隨之困擾廣大旅客和各個主管部門，并已經成為研究的熱點.本設計提出一種基于指紋識別的旅客身份核查系統，因指紋識別技術不在票面上顯示個人信息，解決了實名制個人信息泄露的問題.“指紋識別”已是一項成熟技術，將指紋識別應用到旅客身份識別上，將是未來的發展趨勢.本文首先給出了一種旅客身份核查系統的框架設計，然后重點闡述了旅客身份核查移動終端的電路設計，最后總結了該方案的不足及后續需要改進的地方.

1 核查系統整體框架

基于指紋識別的旅客身份核查系統主要包含三大塊：手持式指紋核查終端、運行于售票站點的指紋采集及售票系統、后臺服務器上的數據處理中心.整個系統架構如圖1所示.

圖1 基于指紋識別的旅客身份核查系統

2 基于指紋識別的旅客身份核查系統移動終端的設計

手持式旅客指紋檢票系統，主要包括用戶指紋采集、指紋數據傳輸以及無線網絡切換.指紋采集采用現有成熟的指紋采集技術來實現；每個手持終端安裝數字證書，指紋數據通過該數字證書為核心進行加解密，確保數據的機密性和完整性，此外，在發送端和接收端均通過MD5校驗來驗證信息的一致性；無線網絡切換采用斷點續傳技術實現3G和WIFI的無縫切換，設計一種智能網絡檢測方法，自動檢測最優網絡連接方案，以實現網絡的可靠、快速傳輸.下面介紹硬件電路的設計與選擇.

系統終端的處理器采用主頻高達806MHZ的ARM 11嵌入式處理器PXA310作為MFIS的處理器，外擴128M DDR存儲器和2G NAND FLASH，外接指紋識別模塊、WIFI無線通信模塊、3G通信模塊等電路.圖2為系統終端結構圖.

圖2 手持式系統終端結構圖

指紋模塊選擇瑞士半導體智能指紋識別傳感器，技術級別達到金融級，以SynoChip高速DSP為核心的指紋模塊具有指紋錄入、圖像處理、指紋對比、搜索和儲存等功能，通過PXA310的串口與之相連接；通信速率為（9600×N）bps其中N＝1～12，可以通過命令設置（默認值N＝6，即57600bps）.此種指紋識別模塊的安全等級較高：認假率小于0.001%，拒真率小于0.1%，搜索時間小于1.0 s.指紋處理包含2個過程：指紋登錄和指紋匹配過程，在指紋匹配過程中若與模塊中指定的一個模板［1］進行匹配，稱為指紋比對方式，即1：1方式；若與多個模板進行匹配，稱為指紋搜索方式［2］，即1：N方式.指紋登錄時，對每一枚指紋錄入2次，將2次錄入的圖像進行處理，合成模板存儲于模塊中.指紋匹配時，通過指紋傳感器，錄入要驗證指紋圖像并進行處理，然后與模塊中的指紋模板進行匹配比較，給出匹配結果.圖3為指紋識別模塊接口示意圖.

圖3 指紋識別模塊接口示意圖

3G模塊采用聯芯科技的LC6311，LC6311是TD－SCDMA＆GSM（EDGE）雙模無線模塊［3］，其采用了MTK公司ASIC終端芯片組，該芯片組集成度高，處理能力強大.支持TD－SCDMA到GSM模式的自動切換，TD－SCDMA模式下，分組域數據業務支持下行速率最高2.8Mbps，上行最高384kbps；GSM模式下，GPRS支持多時隙能力class 12，編碼方案支持CS1～CS4；EDGE支持多時隙能力class 12，編碼方案支持MCS1～MCS9.

WIFI無線通信模塊Aiconn WIFI模塊.該模塊采用了CSR的最新一代單芯片解決方案，符合IEEE802.11a／b／g規格，該模塊在芯片內部集成了1個媒體存儲控制器（MAC）、1個基帶處理器、2種無線通信（2.4GHz與5GHz）和1顆ARM處理核（附有片上RAM），采用65nm COMS制造工藝技術，提供高集成度小尺寸的方案.圖4為WIFI模塊接口示意圖.

圖4 WIFI模塊接口示意圖

3 軟件設計

軟件設計是指在硬件電路設計的基礎上進行的編程，通過程序來控制硬件電路的工作.旅客身份核查系統終端軟件主要分為兩部分，一部分是設備驅動程序，用于支持板卡的外圍設備以及運行時相關附加設備的正常工作.主要包括電源電路、USB、顯示、指紋采集模組、WiFi模塊、音頻接口電路、LCD等電路的驅動；另一部分是上層指紋檢票系統軟件，將采集的旅客指紋信息進行比對，并將相關數據發往數據處理中心，并接收來自數據處理中心的反饋信息.

4 指紋檢票系統流程圖

軟件采用了模塊化的設計思想，具體流程如圖5所示.當乘務員在檢票前首先使用手持終端機下載旅客的各項信息并存儲于本機.當開始檢驗時，采集旅客的指紋信息與存儲在本機的相關數據進行比對.如果在檢票時發現部分旅客不在本機存儲的旅客信息范圍內的情況，可能屬于在檢票開始后到開車前這段時間內購票的旅客，那么將這部分旅客的信息上傳數據處理中心的數據庫進行比對，并接收比對結果.

圖5 指紋檢票系統流程圖

5 結論

基于指紋識別的身份核查系統的設計研究是一項綜合性的課題，是移動設備和指紋核查系統的集成設計.該系統能最大限度地提高旅客的通行效率，服務廣大人民群眾和車站工作人員，但在軟件的應用設計中還需要與交通部門緊密協調，使設備的運行恰當地嵌入車站的工作流程，并且能夠符合廣大旅客的出行習慣.

［1］楊進.指紋識別在考試管理系統中的應用研究［D］.上海：華東師范大學碩士學位論文，2006.

［2］徐紅，范驍霄，王鵬，等.一種新型監獄使用的物聯網節點設計［J］.計算機研究與發展，2010，（z2）：317－320.

［3］孫玉硯，劉卓華，李強，等.一種面向3G接入的物聯網安全架構［J］.計算機研究與發展，2010，（z2）：327－332.

Design of a New Passenger Identity Verification System

XIANG Huazheng，YANG Rui，CHEN Yong
（School of Computer and Communication，Hunan University of Technology，Zhuzhou Hunan 412000，China）

In order to solve the problem of information leakage of passengers’identities caused by the real－name ticket system，a new passenger identity verification system based on the fingerprint identification technology is proposed in the study.Compared with currently used method of verifying passengers’identities bymanualwork，the system improves the verification efficiency and ensures the safety of passenger identity information at the same time.

identity verification；fingerprint identification；information security

TN929.5；TP39

A

1008－4681（2014）02－0032－03

（責任編校：晴川）

2013－11－18

湖南工業大學教育教學改革研究重點項目（批準號：2010B09）；湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目：基于MT8880的電話與計算機互聯系統.

向華政（1971－），男，湖南桃源人，湖南工業大學計算機與通信學院副教授.研究方向：網絡信息安全、嵌入式系統開發.