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基于ARM的指纹签到系统设计

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基于ARM的指纹识别门禁系统设计方案

基于ARM的指纹识别门禁系统设计方案

基于ARM的指纹识别门禁系统设计方案
现代社会高速发展，很多场合需要身份确认，传统的身份识别技术已经不能满足社会要求。

人的身体特征具有不可复制性，因此人们开始研究生物识别技术，而指纹具有唯一性、终生不变性、难于伪造等特点，安全性高，因而得到了广泛应用。

在一些机要部门，如银行、宾馆、机房等一般都安装有门禁系统，门禁系统是为保障人们生活、工作及财产安全，对重要通道的出入口进行管理与控制的系统，基于指纹识别技术的门禁系统是一项高科技安全设施，提高了系统的安全性。

ARM 作为一种嵌入式系统处理器，具有高性能、低功耗、低成本等特点，因而在工业控制领域、成像和安全产品方面得到了广泛应用。

本文介绍了基于嵌入式ARM9 体系结构的指纹识别原理与处理方法，以及指纹识别门禁系统的软硬件设计方法。

1 指纹识别原理及处理方法
指纹识别技术通过分析指纹的局部特征，从中抽取详尽的特征点，从而可靠地确认个人身份。

指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图象、提取特征、保存数据和比对。

首先从获取的指纹图像上找到“特征点”，然后根据特征点的特性建立用户活体指纹的指纹特征数据（一种单向的转换，可以从指纹图像转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹图像）。

由于两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据，所以通过对所采集到的指纹图像的特征数据和存放在数据库中的指纹特征数据进行模式匹配，从而计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果，根据匹配结果来鉴别用户身份。

1.1 指纹图像的采集
光学取像有着悠久的历史，它可以追溯到上世纪70 年代，依据的是光的全反射原理。

现在一般采用光学指纹传感器来采集指纹，取得指纹具有图像。

基于ARM的指纹识别门禁系统的设计

基于ARM的指纹识别门禁系统的设计

摘要随着数字化和网络化的发展，传统的门禁系统由于鉴别方式、速度和性能等方面的限制，很难满足安全可靠和网络化的控制需求。

由于识别技术的不断成熟，基于人体生理特征的身份识别系统逐渐被人们开始采用，目前，从实用的角度看，指纹识别技术要比其它生物识别技术更安全和方便，这是因为人的指纹具有唯一性、不变性以及贴身性的特点。

传统的门禁控制器常采用单片机开发，利用串行通信接口向远程上位机传送数据，多个门禁控制器一般组成RS485网络，通信线路专用且不易于实现网络控制和远程控制，而基于TCP/IP网络通信的门禁系统通过局域网传递数据，很容易实现远程控制和分布式管理。

论文首先分析了门禁系统的研究背景、意义及国内外的发展现状，然后介绍了指纹识别网络门禁系统的总体结构，阐述了系统各个重要功能模块的硬件资源。

论文研究了指纹识别算法，包括指纹图像预处理和指纹图像的特征提取和匹配，重点分析了指纹图像分割法，利用灰度梯度和灰度方差的结合设置一个合适的局部阈值对指纹进行分割。

然后，阐述了门禁控制系统软件的总体设计，指纹图像采集、GoAhead Web Server的应用以及系统运用TCP/IP实现系统门禁控制器和上位机PC之间的网络通信。

关键词：嵌入式，门禁，指纹识别，Linux，TCP/IPBased on the ARM of fingerprint identification entrance guardsystem designAbstractWith the development of digitalization and network，the traditional access cont- rol system is difficult to meet the reliability and network control requirements because of the identification methods，speed and performance．The human physiology chara- cteristic’s status recognition is widely used based on the progress of the recognition t- echnology．At present，looking from the practical angle，the fingerprint recognition technology must be safer than other physiology character recognition，this is because person’s fingerprint is unique，invariable as well as the next to the skin．The traditi- onal entrance guard controller often used the Single-Chip Microcomputer and the ser- ial port for transmitting data to the position machine．Some entrance guard controllers compose by the RS485 network generally，it makes it’s no easy to realize the network and the remote control because of the co mmunication link’s special-purpose，but net- working entrance guard system based on the TCP/IP is easy to realize the remote con- trol and the distributional management．Firstly，the paper analyzed the development of the access control system and it’s background and significance，and then introduced the overall structure of the system，listied the important function modules of the hardware resources and drivers．Thirdly，the paperstudied the fingerprint recognition algorithm which mainly includes the fin- gerprintimage pretreatment and the feature extraction and matches．In this paper，it’s focuedon analysis of fingerprint image segmentation algorithm，using of the gray gra- dientand the gray variance combination，and then seting up a suitable local threshold forsegmentation．At last，the paper elaborated the access control system’s so ftware design which is focus on collecting fingerprint image acquisition，GoAhead Web Se- rv er’s applications and the communication between the accesscontrol system contro- ller，and the client PC based on TCP/IP protocol．Key Words：Embedded System，Access Controller，Fingerprint Recognition，Linux，TCP／IP目录1.绪论 (1)1.1 课题的研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状和发展 (1)1.3 本文的研究内容 (2)2.系统硬件设计 (2)2.1 系统总体设计 (2)2.1.1 系统概述及设计原则 (2)2.1.2 系统组成及功能 (3)2.2 嵌入式主控模块设计 (5)2.2.1 ARM微处理器与地址空间映射 (5)2.2.2 NAND FLASH单元 (5)2.2.3 SDRAM单元 (6)2.2.4 USB及USB摄像头单元 (7)2.3 界面显示接口模块设计 (8)2.4 指纹识别模块设计 (9)3.指纹识别算法研究及实现 (11)3.1 指纹识别的理论基础 (11)3.2 指纹图像的预处理 (12)3.2.1 背景分割 (12)3.2.2 指纹图像增强 (12)3.2.3 图像二值化 (13)3.2.4 细化及其后处理 (13)3.3 指纹图像的特征提取及匹配 (13)3.3.1 指纹图像的特征点提取 (13)3.3.2 指纹图像的特征匹配 (13)4.门禁控制系统软件设计 (14)4.1 门禁控制系统总体软件设计 (14)4.2 指纹图像采集 (15)4.3 网络通信 (16)4.3.1 TCP/IP协议 (16)4.3.2 系统网络通信软件设计 (16)4.3.3 GoAhead嵌入式Web服务器 (18)5.结论 (18)参考文献 (20)致谢 (21)1.绪论1.1 课题的研究背景及意义随着科学技术的不断进步，人们对现代化办公和生活场所提出了更高层次的安全管理需求，普通的门锁系统和手工出入管理已经不符合现代人的实际需求。

基于ARM的指纹识别系统

基于ARM的指纹识别系统
１ 指纹 识 别 技 术
表 １不 同的生物技术比较
—
Ｌ
． — ． — ． — — — — — — — — — 一 — — ． —
一
—
一
１ ． １ 几种不 同的生物识别技术 比较 。生物特征识别 即利用计算 图 １指纹识别算法 机技术 ， 通过采集人 的生物特征样本进行人 的身份识别 。用来进行 身份认 证 的生 物特征应 具有 以下 特点 ： ａ ． 普遍性 ： 即所有 人都具有 的特点 。ｂ ． 唯一性 ： 即不同的人 ， 这种特征各不相 同。ｃ ． 稳定性 ： 即这 种特征不会轻易改变。ｄ ． 易于采集 ： 即这种特征便于采集或测量 。ｅ ． 接受度 ： 即采集特征时不会使被采集者产生抵抗情绪 。ｆ ． 防伪性 ： 即 具有防止被欺骗的能力。 当前用于身份认证的生物特征有指纹 ， 掌纹 ， 虹膜 ， Ｄ Ｎ Ａ等 。常 见 的几种不 同的生物特征技术 比较 如表 １ 。 从表 １中可 以看 出， 指纹识别优于其他生物特征技术 。 １ ． ２指纹识别技术概述 。指纹是指手指末端正 面皮肤上 凹凸不 平 的皮肤所产生的纹路。这些纹路 蕴含着大量的信息 ， 指纹 的主要 图 ２ 系统硬件结构 特征分为 ２类 ， 总体特征和局部特征 。总体特征指人 眼可以直接 看 到 的特 征 ， 局 部特征指指纹 上的特征点 ， 如终结点 ， 分叉点 ， 和转 折 三种接 口方式且内置 ８ 位 Ａ ／ Ｄ转换器 ， 共有 ８ ０个 引脚 ， 内部集成 了 Ｏ Ｍ存储器且能够满足本 系统 的要求 。系统硬件结 构如 图 ２ 。 点等 。指纹识别技术通过分析指纹总体 特征和局部特征 ， 从 中获取 Ｒ ３ Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ系统 软 件 特征点 ， 从 而确定某人 身份 。 １ ． ３指纹识别算法概述 。 指纹识别技术首先要采集指纹 图像 ， 经 当前主流 的嵌 入式操作 系统有很多 ，如 ： ｕ Ｃ ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ ， Ｗｉ ｎ Ｃ Ｅ ，Ｖ ｘ — ｒ ｋ ｓ 和Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 。本 系统 主要使用 的是 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 操作系统 。因为 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 过一系列 的处理后进行对 比识别。 指纹识别算法主要经过 以下几个 Ｗｏ 步骤 ， 如图 １ 。 是免费 的操作系统 ， 源码开放 ， 内核 稳定 高效 ， 提供多用户 、 多任务 、 多处理器支持 。 系统安全可靠 ， 网络系统丰富 ， 可 以针对不同的应 用 ２ 系统 硬 件 平 台 的设 计 裁剪 内核，有效 减少系统 的大小 ，在嵌 入式领域 中应用越 来越 广 ２ ． １ Ａ Ｒ Ｍ微处理器 。基于 Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ体 系结 构的 Ａ Ｒ Ｍ微处理器 因 泛 。在嵌入式 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 系统下 ， 有专 门的串 口访问接 口， 所 以本设计的 其体 积小 ， 功耗低 ， 执行速度快 ， 极高 的性价 比、 代码 密度等优点 在

基于ARM9处理器的嵌入式指纹识别系统设计

基于ARM9处理器的嵌入式指纹识别系统设计

基于ARM9处理器的嵌入式指纹识别系统设计摘要：为了适应指纹采集传感器件和指纹识别系统向着小型化和嵌入式方向发展的需要，文中提出了一种基于ARM9处理器架构的CPU芯片S3C2440A的嵌入式指纹识别系统（指纹识别系统是一个典型的模式识别系统，包括指纹图像获取、处理、特征提取和比对等模块。

）设计方案，同时对该指纹识别系统的硬件架构进行了说明。

该方案具有结构简单、可扩展性和移植性强等诸多优点。

0 引言指纹鉴定是人身识别最重要的手段之一，指纹自动识别系统给指纹鉴定工作提供了一个新的平台，并使指纹自动识别系统在身份认证方面具有更广阔的前景。

目前，自动指纹识别系统一般都是联机的，大多数系统都选用指纹传感器来采集，并以计算机(PC)作为主机来处理，从而对指纹进行匹配。

而本文提出的基于ARM9的嵌入式指纹识别系统则是把采集和处理集于一身的独立系统，因而可以做得很小，比较适合用于高档汽车门、防盗门以及公*勤系统等场合。

嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，其应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等要求都比较严格的专用计算机系统。

本文选用SAMSUNG的S3C2440A作为嵌入式指纹系统的主处理芯片，提出了系统的软硬件设计方案。

1 嵌入式指纹识别系统的硬件设计图1所示是本嵌入式指纹识别系统的硬件框图。

从图1中可以看到，本系统主要由指纹数据采集模块、微处理器模块、数据存储模块和通讯模块等四个模块组成。

本系统以ARM9处理器为核心来驱动指纹传感器采集指纹，并将指纹数据放入存储器中，此数据可以被PC通过串口获取，也可以保存在数据存储器中。

指纹数据采集模块可利用软件方式来判断是否进行指纹的采集。

当进行指纹采集时，指纹传感芯片将按照设定的参数来采集指纹，并将模拟图像转换成数字图像，然后在ARM的控制下，将数据存储在外部数据空间，以等待下一步的处理。

图1 指纹识别系统的硬件框图微处理器模块以ARM和数据存储器为核心，可对采集到的指纹图像进行相应的预处理，并通过对发光二极管的控制来显示指纹预处理结果。

基于ARM的指纹识别门禁系统的设计与实现的开题报告

基于ARM的指纹识别门禁系统的设计与实现的开题报告

基于ARM的指纹识别门禁系统的设计与实现的开题报告一、选题背景和意义随着人们对安全的要求越来越高，门禁系统在各种场合越来越普及。

传统的门禁系统主要采用IC卡、密码等方式进行身份认证，但是这些方式都有着各种弊端，例如IC卡可能丢失或者被人冒用，密码易被猜测等。

而指纹识别技术具有独特的优点，如不可复制、高精度、高速度等，因此越来越受到人们的关注。

本项目将基于ARM开发板和指纹识别模块，设计并实现一款基于ARM的指纹识别门禁系统。

该门禁系统实现了对用户指纹的采集和匹配，同时还可以通过网络连接上位机进行远程控制，实现了对门禁系统的管理和控制，具有良好的安全性和便利性。

二、主要内容和技术路线本项目的主要内容包括：- 指纹采集模块：通过指纹识别模块采集用户的指纹信息，并将指纹信息存储到ARM开发板中。

- 指纹匹配模块：通过指纹识别模块对用户进行身份认证，判断是否有门禁权限。

- 门禁控制模块：通过驱动开发板上的继电器模块进行门禁的开关控制。

- 网络连接模块：通过硬件连接以太网模块，通过网络连接上位机进行远程控制。

技术路线如下：- 系统硬件设计：选用ARM开发板和指纹识别模块、继电器模块、以太网模块等相关硬件。

- 系统软件设计：采用ARM的裸机开发方式进行开发，对指纹采集、指纹匹配、门禁控制、网络连接等模块进行开发。

- 系统调试测试：进行系统测试和功能验证，调试系统软硬件问题。

三、预期成果本项目的预期成果包括：- 完成指纹识别门禁系统的设计和实现，实现了指纹采集、指纹匹配、门禁控制、网络连接等功能。

- 展示门禁系统的实际应用效果，验证系统的可靠性和实用性。

- 发表论文或报告，介绍整个设计过程和技术路线，分享经验和感悟。

四、项目计划本项目的计划如下：- 第一周：确定选题，阅读相关文献，了解市面上的各种指纹识别门禁系统和技术方案，熟悉相关的硬件和软件开发工具。

- 第二周：进行系统硬件选型和设计，绘制电路图和PCB布局图。

基于ARM9的指纹识别系统

基于ARM9的指纹识别系统

基于ARM9的指纹识别系统*第一部分设计概述/Design Introduction信息化时代，生物识别技术作为信息安全和个人身份识别技术越来越受到人们的重视。

指纹作为人体中最明显的外表特征，具有独一无二的特性、普遍性、唯一性、易于采集等优点。

指纹鉴定技术利用人类指纹稳定性和独特性的生理特征，将其作为人们的一种“活的身份证”，更因指纹具有的不可替代性，使通过指纹进行身份鉴定的安全性大大提高，且随着图像处理_模式识别方法的发展和指纹传感器技术的日臻成熟，指纹鉴定方法在金融、公安、门禁、户籍管理等领域都有着良好的应用前景。

同时随着指纹传感器性能的提高和价格的降低，指纹的采集相对容易；指纹的识别算法已经较为成熟。

由于指纹识别具有扫描指纹的速度很快，方便，小型化等多优点，指纹识别技术已经逐渐走入民用市场，并应用到许多嵌入式设备中。

指纹防盗系统也由此产生，指纹防盗系统是一种能够自动鉴别个人身份的技术，对于其他的指纹报警，技术特性使得生物识别身份验证方法不依赖各种人造的和附加的物品来证明人的自身，而用来证明自身的恰恰是人本身，所以，它不会丢失、不会遗忘，很难伪造和假冒，是种“只认人、不认物”，方便安全的保安手段。

从而对财产起到保护作用。

指纹防盗系统可以广泛用于政府、学校、税务机关、银行、部队、智能小区及交通等各个领域，倍受各界用户的青睐。

目前市场上有各种各样的嵌入式处理器。

意法半导体公司提供的STR912芯片是一种硬核处理器，具有很高的性价比。

本文提出一种基于ARM9处理器为核心的嵌入式自动指纹识别系统设计，以STR912芯片设计为硬件平台，配以指纹传感器芯片和VGA接口控制电路实现的。

该系统具有低成本、开发周期短、上市快等优点。

第二部分功能描述/Function Description本设计系统主要实现指纹的采集、处理、特征模板提取、结果显示，以及完成个人身份识别/注册功能。

主要有以下几个模块，指纹采集模块，ARM9处理模块，VGA控制模块，结果显示模块。

基于arm的指纹识别毕业设计

错误!未定义书签。

基于ARM的指纹识别系统设计摘要世界正朝着互联化的方向发展,而物联网正是这个数字革命的核心之一。

在目前流行的物联网技术中,要求嵌入式终端能够提供成熟且价格便宜的生物特征识别技术,目前来说指纹识别的技术应用最为广泛,我们不仅在门禁、考勤系统中可以看到指纹识别技术的身影，市场上有了更多指纹识别的应用:如手机、指纹锁、银行支付验证都可应用指纹识别的技术。

在指纹识别控制领域,也会用到各种微控制器,本文采用了三星半导体S3C6410作为控制核心，S3C6410应用了专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式消费类电子设计的ARM9内核。

按性能分成两个不同的系列：该系列内核时钟频率已经达到72MHz.指纹识别基于两种特征点来识别：（i）组成指纹的指纹整体特征结构(ii)局部的特征点。

本文提出了一种可以在自动指纹识别系统中使用的基于特征点的指纹识别算法.本文提到的方法基于从细化提取的特征点，二值化一个指纹图像分割图。

该系统采用在指纹分类的指纹索引匹配，大大提高了匹配算法的性能.关键字：ARM9，指纹识别，特征识别，图像处理AbstractThe world is moving in the direction of the development of the Internet，the Internet of is one of the core of the digital revolution. In the current network technology， the embedded terminal capable of providing biometric technology is mature and the price is cheap，at present technology of fingerprint recognition is the most widely, we can not only see the fingerprint recognition technology in access control, attendance system, fingerprint recognition application is more on the market：such as mobile phone，fingerprint lock, bank payment verification can beapplied to fingerprint recognition technology.In the fingerprint recognition and control field， we will also use a variety of micro controller， this paper uses Samsung S3C6410 as the control core,1S3C6410 application designed for high performance，low cost, low power embedded consumer electronic design based on ARM9 kernel。

基于ARM7的指纹识别模块设计

ｏｎ
ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ
ｏｆ咖ｂｏｄｄｅｄ ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ
ａｎｄ
ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ
ｏｆ
ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）ｂａｓｅｄ
Ｓａｍｓｕｎｇ
ＡＲＭ７ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ）．Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ
ＡＦＩＳ主要应用于刑事侦查领域。随着计算机图像处理和模式识别理论以及大规模
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集成电路技术的不断发展与成熟，自动指纹识别系统的体积不断缩小，价格也不
断减低，因而已广泛应用到民用领域。这其中嵌入式系统的飞速发展功不可没。
嵌入式系统具有低功耗、可靠性高、功能强大、性价比高、实时性强、支持多任
务、占用空间小、效率高、面向特定应用、可根据需要灵活定制等优点。嵌入式 指纹识别系统是将指纹的采集和处理集于一身的单机系统，可以做的很小，因此
可以作为客户端应用于任何场合，是适应当代身份认证要求的一种识别系统。可 以说嵌入式技术的发展使得指纹识别技术进一步走向实用化和大众化…。鉴于二者
的广阔的应用前景，本课题将针对基于ＡＲＭ７的嵌入式指纹识别系统进行研究。 本文所介绍的嵌入式指纹识别系统是北京伊丽美科技有限公司的指纹巡更系 统项目的重要组成部分之一。这款产品是基于Ｓａｍｓｕｎｇ公司的Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ处理器 设计的，诣在设计出一款价格低廉、性能良好、功能齐备的手持式指纹考勤设备， 以方便用户的使用。
中文摘要
摘要：指纹识别技术由于其唯一性和稳定性得到了广泛关注，成为目前最为成熟 的生物识别技术之一。随着嵌入式系统的进一步成熟与发展，嵌入式指纹识别系 统的应用也越来越广泛。 本文重点讨论了嵌入式指纹识别系统的硬件设计，完成了基于ＡＲＭ７处理器 （Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ）的指纹识别设备的硬件设计和底层软件设计，实现了指纹识别和

1基于ARM平台的嵌入式自动指纹考勤机设计doc

基于ARM平台的嵌入式自动指纹考勤机设计Design of embedded automatic fi ngerprint attendance system based on arm王超峰WANG Chao-feng（苏州大学应用技术学院，苏州 215006）摘要：设计了一款基于嵌入式技术的自动指纹识别考勤机，硬件平台由TCS316指纹模块和基于S3C2440ARM处理器的嵌入式mini2440 ARM开发平台组成，人机交互采用触摸式LCD显示屏；软件设计基于嵌入式LINUX操作系统，采用模块化编程。

设计的嵌入式自动指纹考勤机体积小、可移动，能独立完成指纹采集、存储、比对和显示等考勤功能，通过网络接口可以接入与服务器或PC相连，通过USB接口可以实现数据自动存储至USB存储设备。

实验结果表明系统的硬件和软件都能较好的工作，达到了预期的目的。

关键词：指纹识别；嵌入式系统；ARM平台；考勤机中图分类号：TP391 文献标识码：ADoi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2010.12(下).500 引言纸质打卡机、射频 IC卡考勤机等传统考勤设备因自身的诸多弊端正逐渐的淡出市场，取而代之的是基于生物身份识别技术的考勤设备，如基于指纹识别技术和基于人脸图像识别技术的考勤系统开始应用于现代企业[1, 2]。

嵌入式微处理器在指纹识别系统中的应用设计是当今及今后相当长一段时间的研究重点和热点[3]，嵌入式自动指纹识别技术使得考勤机的便携式、可移动、低成本、易安装、易扩展提供了可能。

近年来众多国内外公司推出的一些基于 DSP或者 ARM处理器的指纹识别模块、嵌入式系统开发平台促进了自动指纹识别系统的设计与应用开发。

本文设计的嵌入式自动指纹考勤机硬件平台由 TCS316指纹模块和基于 S3C2440ARM处理器的嵌入式 mini2440 ARM开发平台组成，人机交互采用触摸式 LCD显示屏；软件设计基于嵌入式LINUX操作系统，采用模块化编程。

基于ARM7的指纹考勤机系统电路模块设计

基于ARM7的指纹考勤机系统电路模块设计
考勤系统现在已经成了很多公司必备的设备，但是传统的考勤系统容
易出现代替打卡，刷卡的情况。

新的指纹考勤机就彻底避免了这种情况的发生，在本文就介绍了以ARM7芯片为核心，设计了一款指纹考勤机的方案。

此产品兼具指纹考勤和刷卡考勤两项基本功能。

生物识别技术依靠其鉴别的唯一性和
可靠性，经过近十年的发展，应用已经越来越广泛和成熟，目前指纹识别技术
已趋向民用市场普及，指纹考勤机就是其主要的应用之一。

采用功能强大的
S33C44B0X处理器设计了一款指纹考勤机，在功能、接口、价格等方面都有着极大的优势。

系统硬件设计
本系统主CPU采用的是三星公司的S3C44B0X处理器，该处理器具有
功能多、功耗低、运算速度快、价格低廉等优点。

硬件设计主要包括指纹采集、刷卡采集、和电源管理三个部分。

存储器采用外接的方式，分别接了64M的
HY57V641620HG的SDRAM和16M的39VF1601的flash。

语音提示模块采用的是总长为21S录音时间的AP8921A芯片。

上位机通讯通过CH341芯片进行异步串口转USB1.1接口，用户对外可以按照正常的USB接口使用，省去了麻烦的串口。

系统采用了MAX1508芯片通过USB接口给锂电充电，平时采用电池供电，插上USB接口后即可通过USB接口给系统供电，并给锂电充电。

按
键总共有三个，一个是系统的开关机按键，另外两个分别是实时时钟设的置按
键和方向键。

指纹采集电路模块
指纹采集传感器采用OV7620，并以I2C总线及DMA的数据传输方式
实现与CPU的信息交互。

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一
Ｄ
图 １ 电 源 供 电 电路
２ ． ３ 液 晶显示 电路 液 晶 电路 由 １ ２ ８ ６ ４ 构成 ， 它 主 要完 成 人 机 交 互 的作 用 ， 例如 ： 当 用 户 调取 当前 已经 签 到 的人 数 时 ， 具 体 数据 可 以 通 过液 晶窗 口进行 显示。蜂鸣器的作用是 ， 当用户录入指纹成功时 ， 蜂鸣器响一声 ， 同 时 在液 晶上 显示 “ 签 到成 功 ， 谢谢 ！ ” 当录 人 指纹 失败 时 ， 蜂 鸣 器连 晌 两声 ， 并在液晶上显示“ 签到失败 ， 请重试 ！” 具体电路如图 ２所示 ：
科 技 创 新
２ ０ １ ５ 年 第４ 期Ｉ 科技创新与应用
基于 Ａ Ｒ 新 乡市科 技 服 务 中 心 ， 河南 新 乡 ４ ５ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 针对 目前“ 嵌入式指纹识别 系统在性价 比及指纹算法的效率和准确性上存在 不足” 的问题 ， 介绍 了一种基 于 Ｓ Ｔ Ｍ３ ２芯片 及Ｓ Ｘ － Ｔ １ ３ 模 块 实现 嵌入 式指 纹 识别 系统 的设 计 方 法 。指 纹采 集部 分采 用 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ光 学传 感 器 。软件 设 计 采 用模 块化 编 程， 设 计 的 嵌入 式 自动指纹考勤机体积小、 可移动 ， 能独立完成指纹采集、 存储、 比对和显示等考勤功能 ， 通过 串口可以与 Ｐ Ｃ相连。 保证考勤 ’ 数 据 的真 实性 ， 真 正 体现 公 开 、 公 平 和公 正 ， 能进 一 步提 高 企业 管理 的效 率 和水 平 。 关键词： 指纹识别 ； Ｓ ＭＴ ３ ２ ； 指纹传感器 ； 识别算法 文章根据企业 和学校人员 管理 的需求 ， 设计了 款基于 Ａ Ｒ Ｍ 平 台 的嵌 入 式 自动签 到 系统 。通 过 录入指纹来对 已存储的指纹进行对 比、 查询 ， 并 具 有对采集 的指纹进行注册 、 记录、 显示 和报警 等功 能 ，该系统能够通过和原始数据进行分析和计算 ， 实 现快 速 的统 计 ， 并得 出需 要 的结 果 。 １嵌 入式 处 理 器 简介 嵌 入 式 系统 是 以应 用 为 目的 ， 并 且 软 硬 件均 可 以裁剪 的计算 机系统 ，主要用于应用系统对成本 、 体积 、 功耗 、 功能以及可靠性等方面要求较高的场合。 它由嵌入式微 处理器 、 外围器件及用户的程序三方面组 成 ， 用于对其他设备 的监 视、 管理 和控 制 作用 。 ２硬 件 组 成 系统 硬 件 主 要 包 括 ： 指 纹 采 集模 块 （ 光学 指 纹 传 感 器 、 高速 Ｄ Ｓ Ｐ 处理器 、 高 性 能 指 纹 比对算 法 、 大容 量 Ｆ Ｌ Ａ Ｓ Ｈ芯 片 、 串 口接 口模块 、 电源模 块 ） 、指纹 数 据存 储 模块 （ Ｓ Ｒ Ａ Ｍ） 、指 纹 程 序 存 储 模 块 （ Ｆ Ｌ Ａ ｓ Ｈ） 、 Ｕ Ａ Ｒ Ｔ模 块 、 处 理 结 果 显示 模 块 等 。 ２ ． １ Ｓ Ｘ — Ｔ １ ３ 指 纹 识 别模 块 Ｓ Ｘ — Ｔ １ ３ 模块 内部集成运用 了第 ７代指纹识别算法 ，结合传统 算法通过 提取特征点数据和抽象图像数据 ， 实现 了高识别率和低误 识率 ； 该 模块 的通过率可高达 ９ ７ ％以上 ， 做到 了十万分之一以下的 误识率。 其支持外部存储功能， 将有效指纹存储到外部 Ｆ Ｌ Ａ Ｓ Ｈ芯片 中， 通常版配置 ５ １ ２ Ｋ ｌ ｆ ａ ｓ ｈ ， 除去应用程序 占用的内存 ， 剩余空间可 存储 ３ ０ ４个有效用户 ， 能够满足大多数场合 的需求。 ２ ． １ ． １光 学 指纹 传 感 器 Ｓ Ｘ — Ｔ １ ３ 指 纹 识别 模 块 采 用 光 学 指 纹传 感 器 ，它 利用 光 的折 摄 和 反射 将 指 纹 的 纹形 投 射 到 电荷 耦 合 器 件 上 ， 将 指 纹 的纹 形 进 行 数 字化 ， 形成多灰度指纹图像送人指纹设备进行算法处理 。 光 学 指纹 传感 器经 历 了 长期 的实 践 检 验 ， 因此 ， 系 统 具有 较 高 的稳定性 、 成本低 、 体积小 、 能提供 ５ ０ ０ ｄ ｐ ｉ 的图像 、 能够采集大片区 域 的指 纹 图 像 等优 点 。 ２ ． １ ． ２高速 Ｄ Ｓ Ｐ处 理技 术 Ｓ Ｘ — Ｔ １ ３ 指纹识别模块内部 的数字信号处理器采用高速 Ｄ Ｓ Ｐ芯 片， 该 芯 片具 有 以下 特 点 ： （ １ ） 采 用 多 总线 结 构 。 （ ２ ） 采 用 流水 线 操 作。（ ３ ） 拥有专用的硬件乘法器 。 （ ４ ） 具有多机并行运行特性 。 （ ５ ） 具 有低功耗的特性 。（ ６ ） 拥有高度 的运算精度 。 ２ ． １ ． ３ 接 口介绍 Ｓ Ｘ — Ｔ １ ３ 是 一个 从 模 块 ， 主 控 端 通 过 发送 相 应 指 令 去 操作 它 ， 模 块 使 用 的通 讯 方式 为 ３ ． ３ Ｖ Ｔ Ｔ Ｌ串 日 ，连 接 电脑 时需 要 进 行 电 平转 换。 ２ ． ２ 电源 供 电 电源 部 分 使 用 了 工频 电源 ， 通过变压器 Ｔ ＿ ２ ２ ０ — ６降压 到 ６ Ｖ， 然 后经 Ｄ ＿ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ 桥式 整流 ， 滤 波 后 变 为直 流 ８ Ｖ， 然后 经 过 ７ ８ ０ ５ 稳 压 后为 １ ２ ８ ６ ４液 晶 提供 电 源 ， 再通过 Ａ Ｍ Ｓ １ １ １ ７ — ３ ． ３ Ｖ稳 压 后 为 整 个 电 路提供所需要的 ３ ． ３ Ｖ供 电电压 。 整 个 电源供 电 电路如 图 ３所示 ， 其 中Ｓ ２为 总 电源 开 关 ， ｓ １ 是 电源 切 换开 关 ，作 用 是 实现 Ｕ Ｓ Ｂ和 电池 供 电的转换 ，当没有连接 Ｕ Ｓ Ｂ时采用 电池供 电，而连接时 ，则用 Ｕ Ｓ Ｂ接 口供电。电路如图 １ 所示 。