一種指紋識別技術的設計

陳力

摘 要：文中設計了指紋身份識別技術在單位操作流程中使用解決方案，給出了設計的指紋識別技術和指紋考勤機系統，最后分析了適用范圍推廣。

關鍵詞：指紋身份；識別技術；操作流程；考勤機系統

1 緒論

紙質操作票有以下幾點不足，操作人，監護人姓名可以代簽；為了省時省力，操作人和監護人跳步驟執行操作票上內容，或者操作人去操作第3項“合上35kV分段370開關”（在電腦上操作），監護人就到現場進行第4項“查35k分段370開關在合位”的操作任務。并且操作開始、操作結束時間可以造假。

指紋身份識別技術在單位操作流程中使用解決方案是通過指紋身份識別技術提供給管理者一個遠程控制平臺。

2 設計方案

2.1 系統方案

基于Zigbee技術的無線指紋識別系統主要由一套無線指紋采集模塊和一套無線指紋識別模塊構成，用戶通過使用無線指紋采集模塊，利用無線通道將使用者的指紋圖像數據傳輸到無線指紋識別模塊，以實現身份認證。該主要由指紋采集模塊、指紋識別模塊和受控設備三大部分組成。無線指紋采集模塊主要由指紋采集模塊、無線發送模塊和供電電池組成。指紋采集模塊可以是一切用來采集指紋圖像的設備，可以是一枚電容式、熱敏式、壓感式或刮擦式的指紋采集芯片，當然也可以是光學的指紋采集頭、指紋傳感器等。無線發送模塊包含 Zigbee芯片Ⅰ，如果該芯片沒有MCU功能，也可以加多個CPU來處理發送和接收的過程。無線發送模塊通過通信接口控制并接收來自指紋采集模塊的指紋圖像數據，并將圖像數據發送給無線指紋識別模塊。無線指紋采集模塊由電池加以供電。

無線指紋識別模塊包括主芯片、Zigbee芯片Ⅱ和存儲芯片。Zigbee芯片Ⅱ用來和無線指紋采集模塊進行通信、發送和接收命令或數據。存儲芯片用來存儲一個或幾個預設的指紋模板數據，主芯片可以是一枚高性能的 DSP 或 ARM 芯片，用來處理接收到的指紋圖像數據，生成特征文件，并與預先存儲在存儲芯片中的指紋模板比對，如果比對成功，則指紋身份認證成功，打開或發送相應的權限，如果不成功，則提示用戶不成功，可進行下一步選擇操作。受控設備，可以是任何需要身份認證的系統，比如鎖具、PC 機、筆記本、汽車門系統、汽車防盜鎖等。使用無線指紋識別系統時主要分注冊登記和指紋識別兩個流程，這兩個流程可以單獨使用，注冊登記流程是采集用戶的指紋數據并生成指紋模板，保存到指紋識別模塊的存儲器中，以便在識別流程時使用.

2.2 實施流程

（1）注冊登記流程使用者在使用指紋識別系統之前，首先應在無線識別模塊上注冊登記自己的指紋模板，具體流程如下4適用范圍應用功效：首先使用無線指紋采集模塊采集使用者的指紋，然后通過Zigbee無線通信技術，將采集到的指紋圖像數據傳輸到無線識別模塊，最后無線識別模塊經過處理生成指紋模板并存到存儲器，完成指紋注冊登記流程。

（2）指紋識別流程使用者在使用指紋識別系統時，應進行指紋識別和比對，具體流程如下：首先使用無線指紋采集模塊采集使用者的指紋，然后通過Zigbee無線通信技術，將采集到的指紋圖像數據傳輸到無線識別模塊，無線識別模塊處理指紋圖像數據并生成特征文件，無線識別模塊將生成的特征文件和預先存在存儲器里面的模板對比，執行對比過程，如果比對不成功，則提示用戶比對不成功，如果比對成功，則提示成功并以特定方式通知或直接控制受控設備。

3 應用效果測試分析

系統方案進行多次測試試驗，結果表明，該系統將具有如下良好效果：⑴由于指紋采集組件和指紋識別組件項分離，因此指紋采集組件可以由使用者隨身攜帶保管，這樣就可大大避免采集頭和指紋采集組件接觸到惡劣的環境。⑵由于指紋采集組件和指紋識別組件無線連接，因此指紋識別組件可以安裝在內部環境，從而避免接觸到惡劣環境或遭人為破壞。⑶采用了Zigbee無線傳輸技術，使得信號的傳遞過程更加安全、可靠和快速。⑷因Zigbee芯片具有低功耗的特性，因此使指紋采集組件中的電源能經久耐用，使用壽命長。

4 小結

基于Zigbee的無線指紋識別系統主要由指紋采集模塊和指紋識別模塊構成，指紋采集模塊可以由使用者自己掌握，而識別模塊可以安裝在近距離的安全室內，兩者之間采用先進的無線技術進行通信，可大大避免因天氣情況和人為因素而遭受破壞，另外由于Zigbee技術本身的種種優勢，可以使得信號在傳輸過程中安全、可靠和快捷。Zigbee芯片的低功耗特性，解決了無線指紋采集模塊的電源問題。

[參考文獻]

[1]張運濤，王紅霞，傅江燁，華威.基于Zigbee技術的無線指紋識別裝置設計[J].數字技術與應用，2012，（03）：106-107.

[2]王紅霞，傅江燁，僧德文，華威.基于Zigbee技術的無線指紋識別系統方案研究[A].中國電子學會信息論分會.Proceedings of 2010 Asia-Pacific Conference on Information Theory（APCIT 2010）[C].中國電子學會信息論分會：2010：4.