以太網(wǎng)指紋門(mén)禁系統設計　　

當前，生物識別技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的應用。從實(shí)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(diǎn)，指紋識別技術(shù)成為應用最廣的解決方案。本文基于 ARM9(S3C2410)設計實(shí)現了一種指紋識別的網(wǎng)絡(luò )型門(mén)禁控制器，通過(guò)利用 TCP/IP協(xié)議實(shí)現局域網(wǎng)間傳遞數據，很容易實(shí)現遠程控制和分布式管理。

　　1系統硬件電路

　　該系統硬件設計主要由 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，由于圖像數據占用空間較大，所以先存儲于高速 SRAM中，然后經(jīng)處理器通過(guò)以太網(wǎng)接口上傳到服務(wù)器，服務(wù)器對數據比較后將結果傳回處理器。 

　　圖1 為系統硬件設計框圖。

　　1.1指紋識別模塊電路

　　指紋采集模塊采用 FPS100指紋傳感器，FPS100內置 8位高速 A／ D轉換器，掃描指紋速度為 1780幀每秒，掃描精度 2240萬(wàn)像素；提供 3種接口 (SPI、USB和 MCU)，該系統設計采用 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，FPS110的 CSI/SCLK作為串行口時(shí)鐘輸入，當 FPS110被設置為 Slave模式時(shí)，MISO引腳作為串行口數據輸入，反之則用作數據輸出。MCU讀取指紋數據并處理的過(guò)程如圖 2所示。 

　　圖 2讀取數據處理過(guò)程

　　1.2以太網(wǎng)接口模塊電路

　　以太網(wǎng)模塊主要任務(wù)是完成與外界系統的通信，系統采用以太網(wǎng)控制器 AX88796。其內部集成有 10/100Mb/s自適應的物理收發(fā)器和 16位的數據總線(xiàn)。在接口電路中，S3C2410通過(guò)寫(xiě)字節使能信號 LnWBE引腳，寫(xiě)信號 LnWE引腳，使能信號 LnOE引腳驅動(dòng) AX88796。 

　　2軟件設計

　　指紋識別算法是整個(gè)系統的核心。實(shí)現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點(diǎn)數據。通過(guò)計算機模糊比較的方法，把兩個(gè)指紋的數據進(jìn)行比較。計算出它們的相似程度，最終得到兩個(gè)指紋的匹配結果。其中的核心問(wèn)題是指紋圖像預處理，用于減弱噪聲．改善圖像質(zhì)量，提取圖像特征。本系統采用的是 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(lái)實(shí)現圖像增強。

　　3實(shí)驗結果

　　實(shí)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結束語(yǔ)

　　該系統利用高集成度的 ARM處理器結合 FPS110指紋采集器實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )型的指紋采集與比較，多個(gè)不同地點(diǎn)的處理器可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對同一臺服務(wù)器進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)、查詢(xún)。實(shí)驗結果證明：該系統運行穩定，精度較高，具有較強的實(shí)用價(jià)值。