基于FPS110的以太網(wǎng)指紋門禁系統(tǒng)設(shè)計
文章出處：http://www.sgrivertours.com 作者： 人氣： 發(fā)表時間：2013年02月06日
摘要：設(shè)計了以 S3C2410處理器為核心，基于以太網(wǎng)和指紋傳感器 FPS110的智能網(wǎng)絡(luò)型門禁控制器，實現(xiàn)了控制器與服務(wù)器之間數(shù)據(jù)傳輸處理。并通過指紋識別算法實現(xiàn)了對圖像的預(yù)處理和對比。系統(tǒng)的指紋識別率較高，具有較好的使用價值。
當前，生物識別技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。從實用角度看，由于人的指紋具有唯一性、不變性以及易于采集的特點，指紋識別技術(shù)成為應(yīng)用最廣的解決方案。本文基于 ARM9(S3C2410)設(shè)計實現(xiàn)了一種指紋識別的網(wǎng)絡(luò)型門禁控制器，通過利用 TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)局域網(wǎng)間傳遞數(shù)據(jù)，很容易實現(xiàn)遠程控制和分布式管理。
1系統(tǒng)硬件電路
該系統(tǒng)硬件設(shè)計主要由 ARM處理器、指紋采集卡、SRAM及服務(wù)器組成。其中指紋采集卡 FPS110采集指紋的原始圖像，由于圖像數(shù)據(jù)占用空間較大，所以先存儲于高速 SRAM中，然后經(jīng)處理器通過以太網(wǎng)接口上傳到服務(wù)器，服務(wù)器對數(shù)據(jù)比較后將結(jié)果傳回處理器。
圖1 為系統(tǒng)硬件設(shè)計框圖。
1.1指紋識別模塊電路
指紋采集模塊采用 FPS100指紋傳感器，F(xiàn)PS100內(nèi)置 8位高速 A／ D轉(zhuǎn)換器，掃描指紋速度為 1780幀每秒，掃描精度 2240萬像素；提供 3種接口 (SPI、USB和 MCU)，該系統(tǒng)設(shè)計采用 SPI接口，可以很方便得連接 MCU，并可支持高速指紋圖像傳輸速度。在 SPI連接模式下，F(xiàn)PS110的 CSI/SCLK作為串行口時鐘輸入，當 FPS110被設(shè)置為 Slave模式時，MISO引腳作為串行口數(shù)據(jù)輸入，反之則用作數(shù)據(jù)輸出。MCU讀取指紋數(shù)據(jù)并處理的過程如圖 2所示。
圖 2讀取數(shù)據(jù)處理過程
1.2以太網(wǎng)接口模塊電路
以太網(wǎng)模塊主要任務(wù)是完成與外界系統(tǒng)的通信，系統(tǒng)采用以太網(wǎng)控制器 AX88796。其內(nèi)部集成有 10/100Mb/s自適應(yīng)的物理收發(fā)器和 16位的數(shù)據(jù)總線。在接口電路中，S3C2410通過寫字節(jié)使能信號 LnWBE引腳，寫信號 LnWE引腳，使能信號 LnOE引腳驅(qū)動 AX88796。
2軟件設(shè)計
指紋識別算法是整個系統(tǒng)的核心。實現(xiàn)指紋識別算法的流程有三步：一是對輸入指紋濾波以提高圖像特征，從而提取特征值；二是在從指紋上找到節(jié)點數(shù)據(jù)。通過計算機模糊比較的方法，把兩個指紋的數(shù)據(jù)進行比較。計算出它們的相似程度，最終得到兩個指紋的匹配結(jié)果。其中的核心問題是指紋圖像預(yù)處理，用于減弱噪聲．改善圖像質(zhì)量，提取圖像特征。本系統(tǒng)采用的是 Gabor濾波器。 Gabor濾波器是最好的方向濾波器，具有良好帶通性和方向選擇性，可以采用 Gabor濾波器來實現(xiàn)圖像增強。
3實驗結(jié)果
實驗采集得到的指紋圖像如圖 3所示，處理后的圖像如圖 4所示。拒識率（false rejction rate）為 3%，符合技術(shù)應(yīng)用的要求。
圖 3采集的指紋圖像圖 4處理后的指紋圖像
4結(jié)束語
該系統(tǒng)利用高集成度的 ARM處理器結(jié)合 FPS110指紋采集器實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)型的指紋采集與比較，多個不同地點的處理器可以通過互聯(lián)網(wǎng)對同一臺服務(wù)器進行訪問、查詢。實驗結(jié)果證明：該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，精度較高，具有較強的實用價值?！峨娔X知識與技術(shù)》（南京鐵道職業(yè)技術(shù)學院 曹國平）
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