嵌入式指紋識別系統設計

易鮮紅

摘要：本文介紹了指紋識別過程，分析了嵌入式指紋識別系統的特點，研究了嵌入式指紋識別系統硬件的設計，以及系統整體軟件設計方案。

關鍵詞：指紋識別;嵌入式系統;設計

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）04-0135-01

1 指紋識別過程簡介

指紋識別過程分為兩個次要過程，分為四個部分。兩個次要的過程是指紋記錄和交叉核對過程。指紋記錄過程由四個部分組成：指紋采集、指紋預處理、指紋檢查和指紋模板采集。指紋比對過程還包括四個部分：指紋采集、指紋預處理、指紋特征比對和匹配。在這兩個過程中，指紋圖像的前處理都存在，但指紋圖像的取值和指紋特征的值似乎有相同的名稱，但它們的內在算法和性質是完全不同的。在引入指紋的過程中，更頻繁地獲得指紋圖像，而單值提取部分的算法更多地關注一些特征值的辨析和獲取過程。

2 嵌入式指紋識別系統的特點

嵌入式操作系統主要針對客戶、產品，針對服務，針對實際操作，一旦與秀操作實踐形成對立面，就失去了市場競爭力，也就失去了市場。嵌入式操作系統本身是一個完全獨立的獨特空間，它可以在斷網的情況下，斷開計算機進行一系列的獨立操作，這種勿忘狀態下獨立操作的典型設備就是嵌入式指紋鎖和考勤機等終端設備。嵌入操作系統的核心是指紋處理模塊，它的主要功能是修改指紋識別算法和基本的通信能力。由于該算法是一種硬件電路中的自定義算法，其自身存在一個編碼附加部分，因此通常是不可能被破譯的，在一些特殊的組合中繼續使用獨立技術跟蹤芯片，可以保證系統的安全可靠性，因為這些領域中使用這些特性是最苛刻的。這項技術可以應用于越來越多的領域，包括帶有指紋的智能手機、指紋終端和傳感器，是一個擁有各種應用程序的指紋識別模塊。在嵌入式儀器中，微處理器的特性和操作從一種產品到另一種產品有很大的不同。大部分的視覺信息主要是通過指紋識別模塊來處理的，這需要一個高性能的處理器。與此同時，許多市場產品開發算法并沒有為集成系統創建一個獨特的環境，這需要更高程度的移植和優化相應的算法。即使選擇具有相同性能的芯片，不同的算法也會產生不同的函數[1]。

3 嵌入式指紋識別系統硬件的設計

3.1 指紋圖像的處理

指紋識別通常在三個過程中進行：指紋攔截、特征提取和指紋匹配，如圖1所示。

3.2 指紋識別系統的硬件組成

系統的物理電路主要由ARM S3C21410控制器、DSP TMS320VC5416處理器、FPS200模型識別傳感器和可視化控制電路組成。其中，S3C21410是任務管理、出入口接口和外部設備控制的控制頭;DSP TMS320VC 5416處理芯片是一種特殊的指紋處理模塊，主要處理地圖集數據的快速計算[2]。

3.3 指紋采集模塊

收集板使用國外VERIDICOM數字電容數字傳感器FPS200芯片。FPS 200的波傳感器在其表面集成了256，300個電容器，其中最外層是電離層。當用戶的手指觸到表面時，會形成皮膚電容器的另一邊。電容器的電容量因導體之間的空間不同而變化。指紋的近和遠另一個極點之間的距離較短。指紋圖像則是通過讀取充放電后的容量差異得到的。

3.4 指紋采集裝置

指紋采集裝置主要是使用MBF200型指紋采集設備，獲得最終的指紋采集，當手指與之碰撞時，指紋會與傳感器陣列的LRON電極電容進行變換，造成二維陣列上的改變電壓值，最終正確采集谷物圖像信息。

4 系統整體軟件設計方案

系統由兩個模塊組成，一個用于控制系統，另一個用于操作。控制系統軟件主要用于完成指紋識別系統所有操作的嵌入式控制系統，操作程序主要涉及指紋識別算法和指紋數據管理系統[3]。

4.1 嵌入式操作系統的植入

一開始是軟件ARM系統識別指紋（AFIS）產生了移植MUC/OS，可有效地存儲二輸入代碼生成的五年期譯者C在計算機設備的設計準則，包括有關的處理器和編制人員的同時，SISTEMA.H功能性屬性畝C/OS二、晉升、等功能的變化等等。

4.2 指紋傳感器驅動程序設計

在MU C/OS II操作系統中，MBF200指紋傳感器的管理在很大程度上取決于相應的程序。另一方面，公司出版物的作者（INTF，INTCMD），樹卡的結構被用來轉換大多數控制鍵。指導程序由S3C21410翻譯成目標，機器可以加載它。

4.3 系統主程序設計

系統主程序通過C語言編寫，主要通過S3C2410實現對指紋采集傳感器的控制，系統主程序流程圖如圖2所示。

5 結語

總之，我們還需要不斷改進我們的系統和操作技能和以及一些固定化的指標，增強通過線路的通信模塊速度，實現網絡上的超強通信，以此增強整體功能。本文對指紋識別算法進行了深入的研究，并改進了其工作方法，進而改進其在系統中的應用。通過研究發現在指紋收集過程中，用戶手指的壓力和方向發生了變化，也會導致信息的非線性變化，破壞了采集的指紋圖像。

參考文獻

[1] 明武.指紋識別技術發展現狀初步分析[J].軍民兩用技術與產品，2001（7）：40-41.

[2] 沈小豐，李小貝.便攜式指紋識別系統的設計[J].自動化技術與應用，2005（4）：55-58.

[3] 謝新輝.新型指紋識別系統的設計[D].長沙理工大學，2011.