基于指紋識別的駕駛?cè)松矸菡J(rèn)證系統(tǒng)研究

楊培凝

摘要：為了解決汽車車輛防盜、防搶、特別是特種車輛（運(yùn)鈔車、油罐車、國家元首專用車等）的安全和私密性等問題，通過對指紋錄入系統(tǒng)、指紋鑒定及識別技術(shù)、汽車電路和汽車點(diǎn)火、報(bào)警等控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，對車輛的防搶防盜功能的需求進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，提出了一種基于指紋識別技術(shù)的駕駛?cè)松矸菡J(rèn)證體系的設(shè)計(jì)，當(dāng)駕駛?cè)松矸蒡?yàn)證中出現(xiàn)爭議，信息庫會發(fā)出警示，系統(tǒng)向駕駛?cè)祟A(yù)留的手機(jī)號中發(fā)送一次性驗(yàn)證信息，以確保身份驗(yàn)證的準(zhǔn)確性和安全性，利用DSP芯片的算法性，選出最適合的芯片來完成指紋的識別和篩選，當(dāng)駕駛?cè)说纳矸蒡?yàn)證達(dá)到設(shè)定要求后車門才能開鎖，車輛才可以啟動。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)想的設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)性能具有穩(wěn)定性、實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn)，對實(shí)現(xiàn)車輛特別是特種車輛的安全管理具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：指紋識別；身份認(rèn)證；車輛防盜系統(tǒng)

中圖分類號：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）05-0061-02

1 引言

伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長和國民生活水平標(biāo)準(zhǔn)的提高，汽車已成為大眾日常生活、工作中不可缺少的交通和運(yùn)輸工具，汽車在給民眾的生活帶來極大便利的同時，也給交通運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)控和管理帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。在現(xiàn)有的交管體制中，管理部門將管理的重心放在機(jī)動車的管理上，弱化了對駕駛?cè)说目刂坪凸芾恚雎粤笋{駛?cè)撕蜋C(jī)動車的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)了一些交通肇事逃逸，車輛被盜搶的問題，特別是對特殊用途的車輛（比如：運(yùn)鈔車、油罐車、國家元首車等）的安全管理問題日趨迫切。開發(fā)一種就有辨識駕駛員是否符合駕駛條件的系統(tǒng)：設(shè)計(jì)一套通過驗(yàn)證駕駛?cè)酥讣y信息并對指紋信息進(jìn)行識別和確認(rèn)，只有通過身份確認(rèn)的駕駛?cè)瞬庞匈Y格駕駛車輛的系統(tǒng)將成為解決這些問題的一個突破口，通過指紋認(rèn)證，對駕駛?cè)松矸葸M(jìn)行審核，將駕駛?cè)伺c機(jī)動車全程對應(yīng)，便于車輛的安全管理。

2 駕駛?cè)松矸葑R別系統(tǒng)的構(gòu)建

為了解決汽車防盜、防搶、特種車輛的安全和私密等問題。項(xiàng)目組計(jì)劃采用指紋識別技術(shù)、GPRS技術(shù)等設(shè)計(jì)電路，使指紋識別儀與數(shù)據(jù)庫終端、汽車發(fā)動機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)上述目的，駕駛?cè)酥讣y識別系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路如圖1。

2.1 駕駛?cè)松矸葑R別系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)指紋識別儀后，錄入駕駛員指紋信息，并對指紋存儲、讀取與篩選進(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖2所示。

在選定指紋識別儀后，對駕駛員人進(jìn)行指紋錄入，指紋錄入后電子芯片會獲得該駕駛?cè)说闹讣y信息及圖像，系統(tǒng)會自動對駕駛?cè)说闹讣y信息和圖像進(jìn)行辨識處理，生成一個個針對制定駕駛?cè)说闹讣y辨識特征模板，通過既定的指紋識別算法處理后，指紋識別系統(tǒng)對駕駛?cè)说闹讣y信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析、存儲、讀取。在實(shí)際操作過程中將成功讀取后的駕駛?cè)酥讣y信息數(shù)據(jù)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳遞到駕駛?cè)丝刂凭W(wǎng)絡(luò)終端，運(yùn)用指紋比對算法檢驗(yàn)此指紋數(shù)據(jù)是否為持有駕駛資格的車輛規(guī)定的駕駛?cè)藬?shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，并返回相對應(yīng)的檢測結(jié)果。然后通過指紋系統(tǒng)及識別比對算法，將通過初步身份確認(rèn)的指紋數(shù)據(jù)與提前錄入到指紋數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對。在返回的指紋數(shù)據(jù)符合條件的情況下，啟動汽車；若返回的指紋數(shù)據(jù)不符合以上兩種情況，汽車將發(fā)出警報(bào)提示。如圖3所示。

當(dāng)司機(jī)身份驗(yàn)證過程中出現(xiàn)爭議，信息庫會發(fā)出警示，并向駕駛?cè)祟A(yù)留的手機(jī)號中發(fā)送一次性驗(yàn)證信息，以確保身份驗(yàn)證的準(zhǔn)確性和安全性。如圖4所示。

2.2 發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)

在得到所返還的指紋對比結(jié)果后，邏輯控制電路若得到1（指紋對比結(jié)果符合既定要求），電磁繼電器中的銜鐵，在電磁力的作用下被吸向鐵芯，常開觸點(diǎn)吸合，噴油嘴控制電路接通，發(fā)動機(jī)可以啟動；邏輯控制電路若得到0（指紋對比結(jié)果不符合既定要求），電磁繼電器中的銜鐵不能被吸向鐵芯，常開觸點(diǎn)不能吸合，噴油嘴控制電路無法接通，發(fā)動機(jī)無法啟動，同時報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。

運(yùn)用GPRS技術(shù)可以使指紋識別儀收集到的駕駛?cè)说闹讣y通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)庫終端，以實(shí)現(xiàn)駕駛?cè)藷o線指紋身份驗(yàn)證，杜絕無駕駛，保證車輛的安全性和防盜搶。以及單片機(jī)、繼電器、電子芯片雙處理器的工作原理，根據(jù) DSP 指紋識別返回的結(jié)果控制汽車。設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)在身份驗(yàn)證通過的情況下，啟動發(fā)動機(jī)，即只有當(dāng)用戶輸入正確指紋的情況下，才能啟動汽車。對于不正確的指紋或末輸入指紋，單片機(jī)將不響應(yīng)并且發(fā)出警報(bào)。如圖5所示。

3 駕駛?cè)酥讣y識別系統(tǒng)的工作流程

駕駛?cè)酥讣y識別程序啟動的主要任務(wù)是：首先采集車輛車主制定的車輛駕駛?cè)酥讣y信息，并將采集的指紋信息錄入到電子系統(tǒng)中并建立指紋信息庫。制作帶有指紋識別功能的電子鑰匙（electronic key），當(dāng)電子鑰匙持有者，在使用E-Key時，將操作者的指紋對準(zhǔn)E-Key指紋識別屏幕，錄入駕駛?cè)说闹讣y，E-Key內(nèi)部內(nèi)置的指紋識別芯片系統(tǒng)將對駕駛?cè)说匿浫胫讣y進(jìn)行初步的判斷和識別。通過電子芯片識別后系統(tǒng)收到的識別度信號，如果識別度信號不符合系統(tǒng)中錄入的指紋信號，電子系統(tǒng)判斷出目前操作車輛的駕駛員并不是在系統(tǒng)中注冊的駕駛?cè)藭r，E-Key不會向電腦系統(tǒng)發(fā)送車門解鎖信號。 假若電腦系統(tǒng)通過了駕駛?cè)酥讣y信息的識別后，辨識度結(jié)果確認(rèn)操作者的指紋在原始的指紋數(shù)據(jù)庫中，證明該駕駛?cè)耸潜辉撥囕v認(rèn)定的允許操作該車輛的使用者時，E-Key發(fā)送車門解鎖信號給汽車，從而車門可以正常解鎖。車門鎖正常開啟后，駕駛員將駕駛插入點(diǎn)火開關(guān)，進(jìn)行再次身份的確認(rèn)，此次的確認(rèn)是經(jīng)過獲取駕駛?cè)酥讣y、電子系統(tǒng)匹配指紋進(jìn)而確認(rèn)用戶是否符合該車輛的合法駕駛資格，人機(jī)匹配的結(jié)果將成為是否給出相應(yīng)的車輛點(diǎn)火或拒絕發(fā)動的主要依據(jù)。系統(tǒng)處理器會向電路中的指紋識別系統(tǒng)發(fā)出駕駛?cè)酥讣y獲取和匹配命令指令，指紋識別模塊采集到用戶指紋特征并與系統(tǒng)中授權(quán)用戶的指紋進(jìn)行匹配，若匹配不成功，車輛的電路控制系統(tǒng)將使車輛的發(fā)動機(jī)始終處于被切斷狀態(tài)，若匹配成功，則解除車輛電子電路系統(tǒng)防盜防搶狀態(tài)，接通汽車點(diǎn)火電路。初次匹配失敗后，還有再次（第二次）輸入指紋與指紋庫中預(yù)留的指紋相匹配的機(jī)會，如若此次匹配仍然存在不符合項(xiàng)，系統(tǒng)會給車輛的法定駕駛?cè)祟A(yù)留的手機(jī)號碼中發(fā)送車輛被啟動的預(yù)警信息并發(fā)送一次有效驗(yàn)證碼，駕駛?cè)说谌芜M(jìn)行指紋輸入后，還需要在電子系統(tǒng)中輸入手機(jī)發(fā)送的一次驗(yàn)證碼，只有當(dāng)指紋驗(yàn)證信息與一次驗(yàn)證碼輸入信息均匹配成功后，車輛的點(diǎn)火線圈工作，點(diǎn)火系統(tǒng)正式啟動，如果第三次匹配人不成功，則車輛的電子系統(tǒng)電路油路鎖止，車輛發(fā)出報(bào)警并向車輛持有者預(yù)留的手機(jī)號碼中發(fā)送警示信息。駕駛?cè)死弥讣y啟動車輛開鎖程序的工作流程如圖6所示。

4 結(jié)語

通過上述基于指紋識別系統(tǒng)對駕駛?cè)松矸葸M(jìn)行確認(rèn)，通過開發(fā)出駕駛員的指紋識別系統(tǒng)，對駕駛員的身份進(jìn)行有效認(rèn)證和控制，將指紋認(rèn)證系統(tǒng)與車輛，特別是特種車的發(fā)動系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，只有通過身份認(rèn)證的駕駛員才能夠?qū)囕v進(jìn)行啟動和駕駛，大大增加了車輛，特別是特種車的安全性，降低車輛被盜搶和破壞的概率，對保障財(cái)產(chǎn)與國家的安全起到重大的意義。本系統(tǒng)將以特種車輛作為實(shí)驗(yàn)樣本，研究和實(shí)驗(yàn)成功后可推廣到所有車輛中進(jìn)行使用。

參考文獻(xiàn)

[1]楊際峰，楊勇.基于指紋識別的汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技2011（15）：197-199.

[2]尹義龍，寧新寶，張曉梅.自動指紋識別技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].南京大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，38（1）23-25.

[3]趙哲，馬曉珺.基于指紋識別的網(wǎng)絡(luò)車輛防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測量與控制，2013.21（12）：3356-3358，3364.endprint