小型指紋簽到儀設計分析

郭訓深　陳萌湖

[摘 要] 傳統(tǒng)的指紋簽到儀系統(tǒng)龐大、管理復雜，最重要的是在使用該系統(tǒng)時需要花費大量的成本。新研究出來的一款小型指紋簽到儀能夠很好地解決傳統(tǒng)簽到儀存在的問題。新設計出來的簽到儀主要運用單片控制技術和光學指紋識別技術。將對新型指紋簽到儀的設計進行分析，希望能夠為讀者提供參考意見。

[關鍵詞] 指紋;簽到儀;使用原理

隨著社會的不斷發(fā)展，對于準確識別個人身份的需求越來越大。傳統(tǒng)的鑰匙、密碼、證件等識別技術已經(jīng)難以跟上時代發(fā)展的需求。為了更好地適應時代的發(fā)展需求，出現(xiàn)了越來越多的新型身份鑒別技術，如指紋識別、聲紋識別等。特別是指紋識別技術，到目前為止是準確性最高的身份識別技術。一般來說，人體充分發(fā)育之后，指紋特征并不會出現(xiàn)明顯的變化，即使手指受到損傷也不會影響到指紋的識別，不僅這樣，手指受傷還會為指紋鑒定提供新的特征，并不會影響到指紋的身份識別。此外，世界上并不存在指紋完全相同的兩人，因此指紋識別是鑒定身份最好的一個選擇。在新型的指紋識別技術中，指紋識別由于準確性特別高、操作方便、具有獨特特點，廣泛地應用到身份鑒定中。目前，指紋識別技術主要運用在手機解鎖、移動支付上。本文將對一種小型的指紋簽到儀進行分析，這樣一種低成本、高穩(wěn)定性的指紋簽到儀估計在日后的生產(chǎn)過程中會得到廣泛的應用。

一、指紋識別技術分析

指紋識別的原理并不復雜，因為人的手指表皮上皮膚凹凸不一致，在進行指紋識別時就會形成指紋圖案，不同的人有著不同的手指紋路，在進行識別時就會出現(xiàn)不同的圖案、斷點和交叉點，這些都是識別身份的特征。指紋識別系統(tǒng)對人體內的指紋進行識別，根據(jù)原先采集到的指紋進行采集、分析和比對，自動、迅速、準確地分析出個人身份。指紋識別一般都會運用到光學式指紋模塊、電容式指紋模塊和射頻式指紋模塊這三個模塊。設計該小型指紋簽到儀主要目的是為滿足小型企業(yè)以及學校等小規(guī)模人群統(tǒng)計的需求，因此在設計時并不需要復雜的數(shù)據(jù)庫和管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，同時該數(shù)據(jù)所用到的花費也不多。因此，研究小型指紋簽到儀，只需要對硬件系統(tǒng)設計和軟件系統(tǒng)設計進行研制即可。

二、硬件系統(tǒng)設計

小型簽到儀主要是采用模塊化的設計思想，即在設計時將硬件部分分塊。在設計時采取模塊化設計能夠促使設計思路清晰，及時發(fā)現(xiàn)在設計時出現(xiàn)的相關問題，以便及時對相關系統(tǒng)進行更新。小型的指紋簽到儀主要分為微控制器模塊、指紋模塊、液晶顯示模塊等。

硬件設計時，各個硬件模塊主要是運用光學原理進行識別，對所需要使用的光學指紋模塊也要進行選擇，控制好流經(jīng)小型簽到儀的電流，合理地選擇硬盤，確保原先錄入的數(shù)據(jù)存儲在指紋識別儀上。小型簽到儀也選擇使用液晶顯示屏，能夠有效地將識別數(shù)據(jù)及時顯示出來。

三、軟件系統(tǒng)設計

小型簽到儀主要需要運用到Keil中的軟件設計，該系統(tǒng)會運用C語言編程程序，也會使用模塊化編程，以便進行指紋識別。該系統(tǒng)還會運用指紋程序模塊以便對采集到的指紋進行識別，同時也需要采用液晶程序模塊以便將檢測結果及時顯示出來，還會運用存儲程序模塊、矩陣按鍵程序模塊和主函數(shù)模塊等。

但是在設計小型指紋簽到儀時需要選擇好指紋程序模塊，這是指紋簽到儀的核心程序，這樣才能將采集到的指紋進行錄入和識別。簽到儀中存在的指紋識別系統(tǒng)能夠對采集到的指紋圖像進行識別，將采集到的圖片進行分割和增值化處理，將所收集到的數(shù)據(jù)細化處理，與原先已錄入的指紋數(shù)據(jù)進行比對，通過對采集到的指紋特征進行對比，判斷出指紋的信息身份來源，有效地識別出指紋的具體來源。這些功能都可以通過指紋模塊來實現(xiàn)。

四、軟硬件調試與結論

在設計小型簽到儀時需要將硬件PCB圖制作成PCB板，在該板上焊接器件就設計出了硬件系統(tǒng)。當完成軟件系統(tǒng)設計后，就需要將原先設計好的硬件系統(tǒng)植入到原先的軟件系統(tǒng)中。之后對軟硬件進行調節(jié)，小型的指紋簽到儀實物就完成了。

經(jīng)過檢驗發(fā)現(xiàn)，小型簽到儀只要采用了單片控制技術和光學指紋識別技術就可以很好地對采集到的身份進行識別。該小型指紋簽到儀由于體型小、便于攜帶、所需要花費的資金少，被廣泛地應用到小型企業(yè)和學校中。

隨著新型技術的不斷發(fā)展，對于信息技術的要求也在不斷加強，識別人體身份的設備也在不斷更新，以便準確地識別出身份信息，滿足人們對身份鑒定的需求，準確地統(tǒng)計出到場的人員。

參考文獻：

[1]張熠，陳璟，王革超.一種結合眾包的WIFI指紋數(shù)據(jù)庫自構建及更新算法[J].小型微型計算機系統(tǒng)，2017，38（11）：2458-2464.

[2]田華，郭衛(wèi)東，林志賢.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的鑰匙智能管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].科技資訊，2017（16）：7-8.

[3]張華忠.基于Arduino的高校學生指紋簽到系統(tǒng)設計[J].工業(yè)控制計算機，2018，31（1）：155-156.

[作者單位]

贛州農業(yè)學校

（編輯：薄躍華）