一種指紋采集處理系統的設計

姜旭東 遲耀丹 田海龍

【摘要】隨著當今社會的不斷發展，人們愈發追求生活便利的同時，還對信息的保密有著越來越高的要求。指紋識別技術涉及圖像處理、模式識別、計算機視覺、數學形態學、小波分析等眾多學科。由于每個人的指紋不同，就是同一人的十指之間，指紋也有明顯區別，因此指紋可用于身份鑒定。可以用作人們的唯一標識。本文提出的便是一種對于指紋識別的后端支持技術。

【關鍵詞】指紋識別系統 STM8 2生物識別

一、簡介

指紋識別即指通過比較不同指紋的細節特征點來進行鑒別。其優勢在于：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；如果要增加可靠性，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，用戶只需將手指與指紋采集頭相互接觸。接觸是讀取人體生物特征最可靠的方法；指紋采集頭可以更加小型化，并且價格會更加的低廉

由于指紋采集的眾多優勢，便需要后端設備對指紋采集模塊采集到的信息進行加工處理。本設計中，我們采用的是stm32處理器進行指紋采集的相關運算。

STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM內核，除最為突出的與制程有關的節能特色外，STM32系列還提供更多其它的功能，開發人員能夠優化應用設計的功耗特性。

二、硬件電路設計

（一）MCU

后備區域供電腳VBAT腳的供電采用CR1220紐扣電池和VCC3.3混合供電的方式，在有外部電源（VCC3.3）的時候，CR1220不給VBAT供電，而在外部電源斷開的時候，則由CR1220給其供電。這樣，VBAT總是有電的，以保證RTC的走時以及后備寄存器的內容不丟失。圖中的R31和R32用隔離MCU部分和外部的電源，這樣的設計主要是考慮了后期維護，如果3.3V電源短路，可以斷開這兩個電阻，來確定是MCU部分短路，還是外部短路，有助于生產和維修。當然大家在自己的設計上，這兩個電阻是完全可以去掉的。

（二）復位電路

因為STM32是低電平復位的，所以我們設計的電路也是低電平復位的，這里的R24和C48構成了上電復位電路。

（三）電源

圖3電源

圖中，總共有3個穩壓芯片：U15/U16/U18，DC_IN用于外部直流電源輸入，經過U15 DC-DC芯片轉換為5V電源輸出，其中D4是防反接二極管，避免外部直流電源極性搞錯的時候，燒壞開發板。K1為開發板的總電源開關，F1為1000ma自恢復保險絲，用于保護USB。U16和U18均為3.3V穩壓芯片，給開發板提供3.3V電源，其中U16輸出的3.3V給數字部分用。

三、代碼設計

（一）代碼功能簡介

（1）刪指紋——與模塊握手通過之后，屏幕將虛擬一個鍵盤，按‘刪指紋進入刪除界面。在此界面可以按照提示輸出一個數值按‘Enter刪除單個指紋，也可按‘清空指紋清空指紋庫。如果是誤操作也可以按‘返回主界面。

（2）錄指紋——按‘錄指紋進入此項。錄指紋流程：按第一次手指→按第二次手指→自動生成模板→輸入存儲ID→存儲指紋成功。其中兩次按指紋操作，如果超過10次無手指按下則退回主界面。模塊感應到手指按下0.3S（最少停留0.3S）后，蜂鳴器會“滴”一聲！

（3）刷指紋 與模塊握手成功之后，主函數中判斷指紋模塊的感應引腳（touch→PA6）模塊感應到手指輸出高電平，程序判斷后進入刷指紋流程→讀指紋圖像→搜索匹配指紋庫→成功或沒有搜到指紋。

（二）部分源碼展示

這段代碼的功能是：刪除模板Ps_DeletChar以及刪除flash數據庫中指定ID號開始的N個指紋模板。其參數描述為：PagelD（指紋庫模板號），N刪除的模板個數。返回值是：模塊返回確認字

功能：以CharBuffer1或CharBuffer2中的特征文件高速搜索整個或部分指紋庫。若搜索到，則返回頁碼，該指令對于的確存在于指紋庫中，且登錄時質量很好的指紋，會很快給出搜索結果。參數：BufferID，StartPage（起始頁），PageNum（頁數）。返回值：模塊返回確認字+頁碼（相配指紋模板）。

其主函數代碼過長，在這里便不再展示。