《電子技術應用》
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基于ARM9的指紋識別門禁系統(tǒng)設計
現(xiàn)代電子技術
摘要: 指紋門禁系統(tǒng)是基于生物特征識別技術的一項高科技安全設施,近年來在國內(nèi)外得到了廣泛的應用,并已成為現(xiàn)代化建筑智能化的標志之一,。對于一些核心機密部門,,如重要機關、科研實驗室、檔案館、民航機場等場所,指紋門禁系統(tǒng)可以提供高效,、智能、便捷的授權控制,。由于指紋具有攜帶方便,、人人各異、終生不變的特點,,因此利用指紋識別作為身份認證的手段,,與傳統(tǒng)的鑰匙、密碼相比,,大大提高了安全性與可信性,。
Abstract:
Key words :
  指紋門禁系統(tǒng)是基于生物特征識別技術的一項高科技安全設施,近年來在國內(nèi)外得到了廣泛的應用,,并已成為現(xiàn)代化建筑智能化的標志之一,。對于一些核心機密部門,如重要機關,、科研實驗室,、檔案館、民航機場等場所,,指紋門禁系統(tǒng)可以提供高效,、智能、便捷的授權控制,。由于指紋具有攜帶方便,、人人各異,、終生不變的特點,,因此利用指紋識別作為身份認證的手段,,與傳統(tǒng)的鑰匙、密碼相比,,大大提高了安全性與可信性,。

  該系統(tǒng)基于ARM9芯片Samsung S3C2440AL,以Veridicom公司指紋采集芯片F(xiàn)PS200作為硬件平臺,,以嵌入式Linux為軟件平臺,。在該研究領域中,基于PC平臺的識別系統(tǒng)一直是研究的重點,,本文實現(xiàn)的基于ARM平臺的系統(tǒng)具有輕便,,易安裝,成本低的優(yōu)點,,具有良好的發(fā)展前景,。

  1 系統(tǒng)硬件設計

  S3C2440AL主頻為400 MHz,最高為533 MHz,;FPS200指紋傳感器由256×300個電容傳感陣列組成,,其分辨率高達500 dpi,工作電壓范圍為3.3~5 V,,傳感器內(nèi)部有8位ADC,,并具有2組采樣保持電路。整個系統(tǒng)的框圖如圖1所示,。

  2 操作系統(tǒng)

  由于嵌入式Linux具有內(nèi)核小,、效率高、開放源碼,、平臺工具多等優(yōu)點,,該系統(tǒng)采用嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)平臺。構建該平臺的主要步驟如:

  (1)通過JTAG下載U-boot,;

  (2)配置Linux Kernel并通過串口下載,;

  (3)開發(fā)FPS200驅(qū)動并進行動態(tài)加載。

  3 指紋識別的算法流程

  指紋識別系統(tǒng)按識別過程中的主要功能,,可劃分為指紋圖像采集算法,、圖像預處理算法、特征提取算法,、特征匹配算法,。

  (1)指紋圖像采集算法流程如圖2所示。

 

  (2)指紋圖像預處理算法流程如圖3所示,。

 

  (3)指紋特征提取算法流程

  提取之前首先需要進行偽指紋特征點的去除,,然后提取指紋的拓撲數(shù)據(jù)結構,。

  (4)指紋特征匹配算法流程如圖4所示。

  4 指紋分割算法原理

  設一幅指紋圖像的像素點數(shù)為N,,其有L個灰度級(0,,1,2,,…,,L-1),灰度級為i的像素點數(shù)為ni,,那么,,對圖像直方圖歸一化,且有概率密度分布:

  假設閾值t將圖像分成C0和C1兩類(即物體和背景),,C0和C1分別對應具有灰度級{0,,1,2,,…,,t)和{t+1,t+2,,…,,L-1}的像素。C0類和C1類的發(fā)生概率分別為:

  

  由圖5可以看到利用該方法得到的效果圖,,其分割結果良好,。

  5 結語

  本文以ARM9處理器為平臺,系統(tǒng)地實現(xiàn)了一個識別結果良好的嵌入式門禁系統(tǒng),。給出了系統(tǒng)設計的整個算法流程,,并重點介紹了圖像分割算法,較前人的研究成果,,該系統(tǒng)具有平臺簡單,,識別率高,識別快速的優(yōu)點,。但該系統(tǒng)對畸變圖像的處理效果并不十分理想,,需要在以后的研究中進一步加強。

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