基于ARM的指纹识别应用系统设计毕业论文
基于ARM的指纹识别应用系统设计毕业论文
目录
第一章前言 (1)
1．1课题的研究背景及意义 (1)
1．1．1课题的研究背景 (1)
1．1．2课题的意义 (1)
1．2以太网指纹识别门禁系统的研究现状和发展 (2)
1．3本文的研究容 (2)
第二章指纹识别相关原理介绍 (4)
2.1嵌入式操作系统简介 (4)
2.2嵌入式L INUX介绍 (6)
2.3ARM介绍 (7)
2.3.1 ARM微处理器介绍 (7)
2.4指纹识别原理介绍 (8)
2.4.1 指纹采集技术 (10)
2.4.2 指纹传感器 (11)
2.4.3 指纹识别技术步骤 (14)
第三章系统设计实现 (19)
3.1系统软硬件设计 (19)
3．1．1系统概述及设计原则 (19)
3．1．2系统组成及功能 (20)
3．2嵌入式主控模块设计 (22)
3．2．1 ARM微处理器与地址空间映射 (22)
3．2．2 NAND FLASH单元 (23)
3．2．3 SDRAM单元 (24)
3．2．4 RS232串口单元 (25)
3．2．5 USB及USB摄像头单元 (26)
3．3界面显示接口模块设计 (27)
3．4网络通信接口模块设计 (29)
3．5指纹识别模块设计 (30)
3．5．1 系统软件设计 (31)
3．5．2 指纹图像采集 (34)
3．5．3 网络通信 (37)
3．5．4 系统网络通信软件设计 (38)
3．6系统基本结构 (40)
3．6．1 FPS200的部结构 (40)
3．6．2 系统硬件电路结构图 (45)
3．6．3 系统工作流程 (46)
第四章技术经济分析 (48)
4．1指纹识别的技术与经济的意义 (48)
4．2 指纹识别对社会管理的作用 (49)
4．3指纹识别技术的发展 (49)
第五章结论 (53)
参考文献 (55)
致谢 (56)
附录一
附录二
第一章前言
1．1课题的研究背景及意义
1．1．1课题的研究背景
日常生活中的许多场合都需要进行身份认证：比如登录操作系统，使用某些应用软件，登录网络站点，到银行取钱，鉴别疑犯，进入军事要地等。指纹识别技术的发展与半导体技术、光电技术和计算机技术的发展密切相关，从最初体积大、价格昂贵的光学技术传感器到目前体积小、价格低廉的半导体传感器，指纹采集设备在逐渐地向低功耗、小体积、低价位、高精度方向发展。传统的基于计算机的指纹识别系统虽然具有处理能力强、识别速度快、指纹样本储存量大和系统界面友好等特点，但是，由于该系统价格较贵、功耗高、移动性能差等缺陷限制了该系统平台在民用领域的广泛推广和应用。因此，开发低功耗、高性能、移动性强的嵌入式指纹识别系统具有实现的使用意义和广泛的应用前景。近年来，低功耗便携的嵌入式指纹识别系统已经成为新的研究热点。嵌入式指纹识别系统具有体积小、功耗低、安装方便等优点，势必将逐渐取代传统的以PC 为平台的指纹识别系统。
1．1．2课题的意义
系统采用指纹采集作为门禁系统的前端部分，由于指纹识别具有唯一性、不变性和贴身性的特点，使它成为一种安全有效的身份验证方法。另外，系统采用基于TCP／IP 协议的网络型门禁控制器是通过局域网传递数据的，管理中心随时可以变更，不需要重新布线，很容易实现网络控制和远程控制，并且指纹的处理和识别可以在运算速度更快的管理中心实现，这样控制器功能简单，而且多个控制器可以连接到一个服务器，提高了门禁系统控制和管理的效率。
1．2以太网指纹识别门禁系统的研究现状和发展
据考古学家证实，公元前7000年．6000年，指纹作为身份鉴别的工具已经在叙利亚和中国开始应用。但是由于缺乏专门性研究，未能将指纹识别技术上升为一门科学。20世纪早期，指纹识别正式成为身份识别的方法并被法律部门用作身份鉴定的依据，并开始在世界围建立指纹识别机构和罪犯指纹档案。指纹识别的有关技术，包括指纹采集技术、指纹分类技术和指纹匹配技术都得到了较快发展。例如美国联邦调查局(FBI)在1924年库存样本指纹就达到了8 1万枚。20世纪80年代，个人电脑、光学扫描等技术革新使得他们作为指纹取像的工具成为现实，从而使指纹识别可以在其他领域中得以应用。随着取像设备的引入及其飞速发展，生物指纹识别技术的逐渐成熟，可靠的比对算法的发现都为指纹识别技术提供了更广阔的舞台。目前，利用计算机进行指纹识别的技术在国外已很成熟，并且已经开始大规模推广。许多大公司有专门的机构从事该项技术的研究、开发与应用，包括美国Digitalperson、Identix、Vreridicom、韩国现代及Aeter公司等，识别算法上都达到世界先进水平。美国Veridicom公司的指纹识别算法同样是国际上最优秀的算法之一，它不进行细化，直接对二值化后的指纹图进行滤波，在其上提取特征点，利用拓朴图进行对比，其拒判率小于1％，误判率小于0.01％。智能安防的日益流行对于楼宇管理自动化和安全监控提出了更高的安全性和可靠性要求，基于指纹识别的智能门禁管理系统应用得越来越广泛，在一些发达国家已得到普遍的应用。面对规模已经越来越大的门禁控制系统，普通的单机门禁系统已经不适合，比如智能小区、景点门禁系统等。因此必须要开发进行远距离传输的TCP／IP的网络型门禁控制系统，由于网络型门禁控制系统很容易实现远程控制和分布式管理，还可以方便日后扩容和维护，日益变得重要。
1．3本文的研究容
本设计的研究容分为指纹识别的算法研究和ARM门禁控制器硬件实现两个部分。在以往算法的研究基础上，利用指纹图像灰度梯度和方差的结合对指纹分割方法进行改进，仿真实验证明本文中的改进算法鲁棒性好。论文在以ARMS3C2410为核心和嵌入式操作系统Linux的基础上，设计开发了基于指纹识别的以太网门禁控制系统。
本文具体容主要有以下几个方面：
(1)系统整体方案概述和设计：根据系统功能要求，设计指纹识别以太网门禁系统，重点阐述了其中关键模块的硬件设计。
(2)系统工作平台搭建：交叉编译环境的建立、移植启动引导程序VIVI、制作CRAMFS 根文件系统和JFFS2文件系统、移植嵌入式操作系统Linux以及系统所需相关设备驱动的移植(NAND FLASH、网卡、USB、USB摄像头、指纹采集FPS200)。
(3)指纹识别算法的理论分析和仿真：研究了指纹识别算法，主要包括指纹图像预处理以及指纹图像的特征提取和匹配两部分。
(4)系统软件总体设计：阐述了门禁控制系统软件的总体设计，然后对各模块进行应用编程，主要包括视频采集、指纹采集以及TCP／IP网络应用编程。
(5)系统测试：结合实验测试环境和测试数据，分析了系统的工作情况。
(6)最后，对全文进行了总结，并对指纹识别以太网指纹门禁控制系统的未来发展趋势做出展望。
第二章指纹识别相关原理介绍
2.1 嵌入式操作系统简介
随着嵌入式操作系统及嵌入式处理器技术的发展，嵌入式操作系统已经被广泛应用到大量以嵌入式处理器为硬件基础的系统中，常见的嵌入式操作系统有：Linux、WindowsCE、Symbian、Palm和μC/OS-Ⅱ等。这些操作系统都各有自己强劲的优势，Linux 以其开源的经济优势被广泛应用到很多嵌入式系统中，得到了中小型企业的青睐；Windows CE有着全球最大的操作系统厂商Microsoft强大的技术后盾，得到了越来越多的市场份额；Symbian操作系统是全球最大的手机研发制造商NOKIA的手机操作系统，被广泛应用于高端智能手机上。在将来相当长的一段时间，将存在几个操作系统并存发展、齐头并进的情况，但是，经过一段时间的角逐，常用的嵌入式设备所采用的操作系统将会集中到其中的2~3种。
嵌入式系统（Embedded System ），IEEE对于嵌入式系统的定义是：An Embedded system is the devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants.嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”[1]。
在中国嵌入式系统领域，比较认同的嵌入式系统概念是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
由于嵌入式的应用太广泛，因此，我们在这里仅给出未来发展空间最为看好的嵌入式系统特点，即嵌入式系统是一类在硬件上采用专用（相对于通用的X86来说）的高性
基于ARM核的AT75C220及其在指纹识别系统中的应用
基于ARM核的AT75C220及其在指纹识别系统中的应用基于ARM核的AT75C220及其在指纹识别系统中的应用 基于ARM核的AT75C220及其在指纹识别系统中的应用 2019-10-03 计算机信息技术 基于ARM核的AT75C220及其在指纹识别系统中的应用 指纹识别技术近年来逐渐成熟，在门禁、安防和金融等方面得到了越来越广泛的应用。典型的指纹识别系统是以指纹传感器和DSP处理器为核心构成。指纹传感器采集指纹图像，DSP处理器实时实现指纹识别算法。同时，通常的指纹识别系统还具有较强的通信能力，除了具有RS485通信外，高档的指纹识别系统还要求具有以太网接口和Internet连接能力。Atmel公司新推出的智能互联网芯片AT75C220集成了ARM内核、DSP协处理器以及以太网MAC接口，用AT75C220和指纹传感器结合可构成高性能的指纹识别系统。 1AT75C220主要特点 AT75C220是定位于智能互联网应用的高性能ARM处理器，采用ARM7TDMI微处理器核，具有OadDSP核，强大的外设(如中断控制器和外设数据控制器)，其DMA通道增强了微控制器的实时性能。主要特点有：集成ARM7TDMIARMThumb处理器核一个16b定点DSP核双以太网10／100Mb／sMAC接口 88kB的.完整快速RAM(支持DMA 方式) 多媒体数字信号编解码器(CODEC接口) 集成SDRAM控制器这样，AT75C220就很适合于需要图像处理功能并具有互联网通信能力的设备，比如高性能的指纹识别设备和VoIP应用等。单芯片集成多种功能可以降低成本，提高系统可靠性。同时，该芯片完备的开发软件支持(包括LINUX操作系统和DSP算法程序支持等)也有利于减少产品上市时间。 2芯片结构 AT75C220主要由运行速度达40MI／s的基于ARM7TDMI的RISC处理器、运行速度为60MI／s的DSP 处理器和双以太网10／100Mb／s的MAC接口组成。其内部机构如图1所示。
指纹识别系统
指纹识别系统 1.1 指纹识别系统原理 指纹识别系统的组成原理。如图1-1所示。图中的学习模块负责采集用户指纹数据，对指纹图像进行预处理，提取这些指纹的特征，作为将来的比对模板存人数据库。而识别模块则负责采集和处理指纹图像，在提取特征后与数据库中的指纹模板进行比对，然后判断是否匹配．得出结论。整个系统的核心就是图像处理、特征提取以及指纹比对。 图1-1 1.2 指纹采集与指纹图像处理方法 目前，主要的指纹采集方法有两种：一种是光学采集器；另一种是用半导体传感器。光学采集器采集指纹是通过把手指沾上油墨后按在白纸上，然后用摄像机把图像转换为电信号。光学采集受外界干扰小、采集精度较高，但是数据量较大，因此处理时问较长。而对于半导体传感器来说，手指的温度、湿度对其测量结果有影响，但是数据量不大，处理比较方便。随着半导体技术的发展，半导体传感器的成本低、体积小、方便集成等优点逐步体现，它已逐步代替光学采集器。指纹鉴定过程的第一个阶段是指纹图像的采集阶段，也就是指纹模板的录A阶段。为了初步确定图像预处理方法，我们必须首先了解指纹传感器获得的图像的尺寸和质量。根据不同的指纹传感器，我们设计不同的方案进行图像采集，并将从各个图中提出特征点储存到数据库中，来产生“活模板”，为后面的指纹鉴定做准备。 指纹图像处理是整个指纹识别过程的核心。常见的指纹图像处理包括滤波增强、二值化、细化、提取特征点四个步骤。在采集指纹图像的过程中，由于采集环境，皮肤表面的性质，采集设备的差异等各种因素的影响，采集的图像会不同程度的受到各种噪声的干扰，从而影响了采集图像的质量。所以实际的指纹图像首先通过一个滤波增强来改善图像的质量，恢复
基于指纹识别的电子密码锁设计
基于指纹识别的电子锁系统设计 作者姓名:XX 专业班级:测控技术和仪器2009060101 指导教师:XX 摘要 随着社会的发展和科技的进步，传统的安全防盗系统面临极大的挑战。生物识别技术的蓬勃发展，让人们对于安防系统的设计有了另一种灵感，指纹锁应运而生。可供二次开发的指纹模块已经解决了指纹图像的处理问题，如何实现这种技术的实际应用已经成为急需解决的问题，本设计利用单片机对指纹模块的控制实现了这种技术的应用。设计以指纹传感器对指纹图像的采集为基础，通过单片机控制指纹模块实现对指纹图像的组合处理，系统的各项具体功能皆建立在相应的指纹图像的组合处理基础之上，系统主要实现了指纹模板的录入以及指纹匹配功能。 关键词：指纹识别技术；指纹锁；系统设计
The Design of the system of Electronic lock based on Fingerprint Identification Abstract:With the development of the society and the progress of science and technology, The traditional security system faced with great challenges. With the vigorous development of Biometric Identification Technology, people have another kind of inspiration to design the lock，Fingerprint lock arises at the very historical moment. The fingerprint module for secondary development has solved the problem of image processing, The remaining problem is how to take advantage of the technology in practice. This design has realized the application, which mainly based on the control from MCU to the module of fingerprint. The foundation of this design is fingerprint collection, Through the control from MCU to the module can realize the combination of image processing, based on the combination of image processing can realize the various functions of the system . The mainly functions of the system include the landing and matching of fingerprint template . Keywords: Fingerprint identification technology；Fingerprint lock；System design
基于ARM9的人脸识别系统 嵌入式报告 课程设计
嵌入式课程设计报告 学院信息电子技术 专业通信工程 班级 学号 姓名 指导教师 2017年07月01日
基于ARM9的人脸识别系统 一、引言 人脸识别背景和意义 人脸识别系统的研究始于20世纪60年代，80年代后随着计算机技术和光学成像技术的发展得到提高，而真正进入初级的应用阶段则在90年后期，并且以美国、德国和日本的技术实现为主；人脸识别系统成功的关键在于是否拥有尖端的核心算法，并使识别结果具有实用化的识别率和识别速度；“人脸识别系统”集成了人工智能、机器识别、机器学习、模型理论、专家系统、视频图像处理等多种专业技术，同时需结合中间值处理的理论与实现，是生物特征识别的最新应用，其核心技术的实现，展现了弱人工智能向强人工智能的转化语音识别、体形识别等，而指纹识别、虹膜识别等都不具有自然性，因为人类或者其他生物并不通过此类生物特征区别个体。 人脸识别具有这方面的特点，它完全利用可见光获取人脸图像信息，而不同于指纹识别或者虹膜识别，需要利用电子压力传感器采集指纹，或者利用红外线采集虹膜图像，这些特殊的采集方式很容易被人察觉，从而更有可能被伪装欺骗。 二、系统设计 1、硬件电路设计 （1）ARM9处理器 本系统所采用的硬件平台是天嵌公司的TQ2440开发板，该开发板的微处理器采用基于ARM920T内核的S3C2440芯片。 ARM9对比ARM7的优势：虽然ARM7和ARM9内核架构相同，但ARM7处理器采用3级流水线的冯·诺伊曼结构，而ARM9采用5级流水线的哈佛结构。增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内，在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在常用的芯片生产工艺下，ARM7一般运行在100MHz左右，而ARM9则至少在200MHz 以上。指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠，这实际上是程序本身的问题。对于采用最高级的语言，一般来说，性能的提高在30%左右。ARM7一般没有MMU(内存管理单元），（ARM720T有MMU）。 （2）液晶显示屏 为显示摄像头当前采集图像的预览，系统采用三星的320x240像素的液晶屏，大小为206.68cm。该液晶显示屏的每个像素深度为2bit，采用RGB565色彩空间。 （3）摄像头 摄像头采用市场上常见的网眼2000摄像头,内部是含CMOS传感器的OV511+芯片。CMOS传感器采用感光元件作为影像捕获的基本手段,核心是1个感光二极
基于arm的指纹识别毕业设计
v .. . .. 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 . . . 资料. .
v .. . .. Abstract The 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 be applied 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, S3C6410 application designed for high performance, low cost, low power embedded consumer electronic design based on ARM9 kernel. According to performance is divided into two different series: this series of core clock frequency has reached 72MHz. Fingerprint identification two feature points based on: (I) to identify the fingerprint feature structure fingerprint (II) feature local. This paper proposes a can be used in automatic fingerprint recognition system of fingerprint . . . 资料. .
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。主要结构框图如图1所示。
指纹识别系统设计
指纹识别系统设计题目:指纹识别系统设计 专业：电气工程及其自动化 学生姓名：陈 指导教师：黄
摘要 指纹作为人体的重要特征具有长期不变性和唯一性已经成为生物识别领域的重要手段通过指纹特征来鉴别人的身份的技术正在得到越来越广泛的应用随着指纹检测技术和指纹识别算法的不断改进指纹识别技术还将在越来越多的部门得到更广泛的应用。针对指纹的唯一性和终身不变性的特点．提出了一种基于FPS200固态指纹传感器和TMS320VC5402 DSP 芯片的快速指纹识别系统，促使指纹识别设备向小型化、嵌入式、自动化方向发展；对系统的组成原理、指纹采集和指纹图像处理力法进行了分析；结合FPS200和TMS320VC5402芯片的特性，对系统硬件核心和图像采集电路做了详细介绍，并给出系统硬件设计方案、软件设计流程;实验结果表明．系统指纹采集效率高，识别速度快，识别结果准确可靠；该系统性能稳定．实用性强，应用范围广泛。 关键词：指纹识别；TMS320VC5402;DSP；指纹采集；图像处理
Abstract As the uniqueness and constancy of fingerprint ,a quick fingerprint recognition system based on fingerprint sensor FPS200 and DSP chip TMS320VC5402 is presented. The composing principles of the system , fingerprint collection and fingerprint image processing methods are introduced particular .with the characteristics of FPS200 TMS320VC5402 ,the core of the hardware collecting circuit and the designs of the hardware and software are introduced in details. The results of experiments indicated that this system works with great fingerprint collection efficiency, high recognition speed and credible recognition results because of the stead performance and practicability the system will have wide application area .
毕业设计(论文)-基于51单片机的指纹识别
随着现代化各种科学新技术的快速发展，在日常生活中，我们需要各种身份认证和各种密码认证，还有对各种设备配备钥匙，对保险柜安装防盗系统等等，社会的进步，科技的发展，促使传统的安全系统的抵御能力越来越薄弱。因此，生物特征识别应用而生，开始走进我们身边的各种安全系统，指纹识别作为生物特征识别的一个典型应用已经得到很广泛的应用和认可，指纹特征具有唯一性，是每个人终生不变的特征之一，并且各个人的各个指纹都不一样。本系统采用89C52RC单片机作为主芯片，通过与指纹识别模块FM-180之间通过串口通信方式的通信，采用液晶12864作为显示器，加上简单的外围电路，如按键输入、LED灯报警电路、蜂鸣器电路，最后通过编写软件和制作硬件，实现一个可以通过单片机对指纹的录入，识别，删除等功能操作的指纹识别系统。 关键词指纹识别系统；单片机89C52；液晶12864
With the rapid development of modern science a variety of new technologies, in everyday life, we need a variety of authentication and a variety of password authentication, as well as a variety of devices with keys for the safe installation of security systems, etc., social progress the development of technology, to promote the traditional security system resilience increasingly weak. Thus, biometric applications, born around us began to enter various security systems, biometric fingerprint identification as a typical application has been very widely used and recognized, unique fingerprint characteristics, life is not for everyone one variable characteristics, and each person's fingerprints are not the same individual. The system uses 89C52RC microcontroller as the main chip, it passes between the fingerprint recognition module FM-180 serial communication with the communication method by using a liquid crystal display as 12864, plus simple peripheral circuits, such as key input, LED light alarm circuit, buzzer circuit, and finally through the preparation and production of software, hardware, you can implement a microcontroller on the fingerprint input, recognition, and delete functions operate fingerprint identification system. Key words Fingerprint identification system；SCM 89C52；LCD 12864
基于嵌入式指纹识别系统设计
毕业设计 基于嵌入式指纹识别系统设计 姓名：邢蓉 学号：12020043 班级：12电气1 专业：电气工程及其自动化 所在系：自动化工程系 指导老师：胡双喜
基于嵌入式指纹识别系统设计 摘要 随着科技的蓬勃发展，人们越来越重视自己的个人隐私，由此个人身份识别的需求日益增加。由于指纹拥有独特的不变性，使得指纹识别技术与传统的身份识别方法相比起来，更加的安全和可操作，所以基于传统的身份识别技术的不足可以被克服，指纹识别日益被认可。基于指纹认证技术，指纹识别是一个重要手段，其历来通常在PC平台上运行，但随着现代社会的高速发展，指纹识别系统的需求不断提升，同时市场对便携性和易用性的要求更加走高，指纹产品正在朝着嵌入式技术的发展方向。 本文首先介绍了指纹识别技术的研究目的与意义和市场需求，并且给出了嵌入式指纹识别系统的原理，在通过对传统身份认证技术的优缺点进行适当分析后，进而提出了利用生物特征识别的身份认证方式，在它的基础上，设计并实现嵌入式指纹识别系统。 同时提出了嵌入式指纹识别系统的体系架构，主要包括基于指纹模块的设计与实现和MSP430F2370主控芯片的硬件电路、固件端UART 驱动的实现。在嵌入式指纹识别系统的设计中，硬件方面采用具有性价比优势的MSP430F2370芯片作为主控芯片和TA0701的指纹芯片，并为系统设计了相应的电源和UART接口电路，实现了嵌入式指纹识别系统硬件模块的设计。在软件方面，根据基于嵌入式的指纹识别系统的特点，本文设计的功能模块包括初始化、注册、指纹处理、登录、删除和出错报警。使用IAR EMBEDDED WORKBENCH软件进行软件部分的调试。并将程序烧写到芯片中，使用串口调试软件SSCOM32_E666对软件运行过程中存在的问题进行监视，配合编译软件进行命令的修改。设计并实现了基于嵌入式的高安全性、高性价比的指纹识别系统。 关键字：指纹识别；嵌入式系统；UART；MSP430；TA0701
指纹识别系统(文献综述)
指纹识别方法的综述 摘要 : 对在指纹的预处理和特征提取、指纹分类、指纹的匹配过程中的方向图、滤波器、神经网络等关 键性原理和技术做了详细的说明, 并对在各个过程中用到的方法做了进一步的比较, 讨论了各种方法的优越性。 0引言 自动指纹识别是上世纪六十年代兴起的,利用计算机取代人工来进行指纹识别的一种方法。 近年 来, 随着计算机技术的飞速发展,低价位指纹采集仪的出现以及高可靠算法的实现,更使得自动指纹识 别技术越来越多地进入到人们的生活和工作中, 自动指纹识别系统的研究和开发正在成为国 内外学术 界和商业界的热点。相对于其他生物特征鉴别技术例如语音识别及虹膜识别, 指纹识别具有许多独到 的优点 ,更重要的是它具有很高的实用性和可行性,已经被认为是一种理想的身份认证技术 有着十分 广泛的应用前景, 是将来生物特征识别技术的主流。 , 1指纹取像 图1 是一个自动指纹识别系统 AFIS(Automated Fingerprint Identification System)的简单流程。 指纹取像→ 图像预处理 → 特征提取 → 指纹识别 ↓↑ 数据库管理———— 将一个人的指纹采集下来输入计算机进行处理是指纹自动识别的首要步骤。指纹图像的获取主要利用设备取像,方便实用 , 比较适合 AFIS 。利用设备取像的主要方法又利用光学设备、晶 体传感器和超声波来进行。光学取像设备是根据光的全反射原理来设计的。晶体传感器取像是根据谷线和脊线皮肤与传感器之间距离不同而产生的电容不同来设计的。超声波设备取像也是采用光波来取像,但由于超声波波长较短,抗干扰能力较强,所以成像的质量非常好。 2图像的预处理与特征提取 无论采取哪种方法提取指纹 ,总会给指纹图像带来各种噪声。预处理的目的就是去除图像中的 噪 音,把它变成一幅清晰的点线图 ,以便于提取正确的指纹特征。预处理是指纹自动识别过程的第 一步 , 它的好坏直接影响着指纹识别的效果。常用的预处理与特征提取( Image Preprocessing and Feature Ex2 t raction) 方法的主要步骤包括方向图计算、图像滤波、二值化、细化、提取特征和后处理。 当然这些步骤 可以根据系统和应用的具体情况再进行适当变化。文献[ 1 ] 提出了基于脊线跟踪的方法能够
基于ARM的视频人脸识别系统设计与实现
基于ARM的视频人脸识别系统设计与实现 发表时间：2018-10-22T09:48:05.817Z 来源：《防护工程》2018年第12期作者：招永铸 [导读] 现代社会对个人身份认证的方便性和有效性要求越来越高,传统的身份认证方法面临着严峻的挑战, 本文设计和实现了一种基于ARM 嵌入式视频的实时人脸识别系统,经测试验证了其实用性以及实时性，可以推广应用。 招永铸 广东鼎华科技股份有限公司广东佛山 528000 摘要：现代社会对个人身份认证的方便性和有效性要求越来越高,传统的身份认证方法面临着严峻的挑战, 本文设计和实现了一种基于ARM 嵌入式视频的实时人脸识别系统,经测试验证了其实用性以及实时性，可以推广应用。 关键词：ARM嵌入式；远程视频；实时；人脸识别 人脸作为一种人体生物特征,具有难以伪造、不会遗失、随身携带、方便易用等特点。人脸识别技术特指利用分析、比较人脸视觉特征信息进行身份鉴别的计算机技术，是模式识别在图像领域中的具体运用,其应用前景非常广阔,可以应用到身份证件的鉴别、自动门禁控制系统、银行取款机、家庭安全,图片检索等领域。可传统的人脸识别系统以电脑为平台,体积大,使用不灵活,而嵌入式ARM平台具有体积小、低功耗、高性能、低成本的特点,因此基于ARM平台开发人脸识别系统具有重要的应用价值。 1.基本结构及工作原理 远程视频实时人脸识别系统的设计，集视频前端和显示终端为一体。视频前端采用搭载了linux操作系统的三星公司ARM 芯片作为开发环境，外部接有UVC 摄像头和无线网卡等。为了减轻CPU 的工作压力，UVC 摄像头自带DSP 芯片自动压缩采集到的图像为MJPEG 格式，然后再将无线网卡设置为AP热点模式而无需路由器的介入，并通过它来建立起一个视频前端服务器，用以接收控制信号和发送视频。显示终端基于Qt+OpenCV 的开发环境，首先接收视频前端传来的视频流并进行图像的预处理，并结合相应算法实现最终的视频监控以及人脸识别等功能，总体硬件框架如图1所示 图1 总体硬件框架 2.视频前端部分设计 2.1 硬件部分选型 视频前端采用三星公司的ARM9系列S3C2440作为处理器，工作频率可达400 MHz，完全能够满足高效的视频采集和视频传输要求，同时该处理器也内置各类控制器，对于引脚的控制十分方便，易于开发。 摄像头模块采用百问网公司的UVC 摄像头，它既可以支持USB接口，也可以支持CMOS接口。USB模块上集成了DSP 芯片，可以自动将图像压缩成MJPEG 格式从而避免了软压缩的缺陷，减少CPU 的压力从而大幅提高性能。CMOS模组为OV7740，最大分辨率640*480。无线网卡选用美国ATHEROS AR9271 高阶芯片，材料全部采用知名供应商，且获得了FCC，ROHS，支持IEEE802.11B/G/N协议，传输速率相对较高。 2.2 软件部分设计 视频前端软件部分设计需先进行uboot移植，linux内核移植和根文件系统的制作，同时根据相应要求编写或调试相关驱动程序以满足外设要求，最后编写上层应用程序。操作系统采用Linux 3.4内核。对内核的配置工作，内核支持的菜单项更加容易操作Makefile 中的模块，删除不必要的驱动模块从而缩小体积和加快速度。 新版本的内核中支持了USB 总线的框架，将通用层包装起来，差异层提取出来以供修改，大大减少开发周期，设计使用的摄像头驱动程序是基于V412框架的视频设备标准的，其为应用层提供了函数调用的基础。当接入设备时，会触发硬件中断，内核会去识别它并且根据其设备描述符找到与之匹配的设备驱动程序，从而可以在应用层使用底层函数接口来操作摄像头硬件。视频的采集流程如图2所示。 图2视频采集流程图 在采集到视频数据后需要发送到上位机去显示，在网络传输部分采用TCP 协议，通过socket编程使得视频前端作为服务器端，上位机作
基于ARM的指纹识别门禁系统设计
课程设计任务书 学生姓名：廖年强专业班级： 06自动化 指导教师：谢川工作单位：重庆工商大学计信学院 题目: 基于ARM的指纹识别门禁系统设计 已知技术参数和设计要求： 1、硬件主要选择基于Xscale内核的PXA255处理器； 2、传感器为美国豪威公司的CMOS图像传感器FPS200； 3、设计系统的硬件和软件部分； 4、硬件包括指纹识别模块、数据处理模块等； 5、软件部分包括系统初始化, 指纹处理识别, 电控锁控制部分等； 6、以小组为单位完成本任务，每个小组最多5人； 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、完成元器件选型，设计硬件电路，并提供protel电路图； 2、设计中给出最小系统的电路图扩展相应的电路，并根据要求最终形成一个 完整的电路图,并完成所有源代码； 3、每个组员完成不少于3000字的课程设计报告且报告内容不同。
4、课题指标从学生实际出发，难易适中，经过努力都能够完成任务，并有所 收获。 时间安排：2009～2010学年第一学期17～18周 指导教师签名：年月日 教研室主任签名：年月日 重庆工商大学课程设计成绩评定表 学院：计信学院班级：06自动化2班学生姓名：廖年强学号：2006003921 项目分值 优秀 (100>x≥90 良好 (90>x≥80 中等 (80>x≥70 及格 (70>x≥60 不及格 (x<60 评分 参考标准参考标准参考标准参考标准参考标准 学习态度15 学习态度认 真，科学作风 严谨，严格保 证设计时间并 按任务书中规 定的进度开展 各项工作 学习态度比 较认真，科 学作风良 好，能按期 圆满完成任 务书规定的 任务 学习态度尚 好，遵守组 织纪律，基 本保证设计 时间，按期 完成各项工 作 学习态度尚 可，能遵守 组织纪律， 能按期完成 任务 学习马 虎，纪律 涣散，工 作作风不 严谨,不能 保证设计 时间和进 度 技术水平 与实际能力25 设计合理、理 论分析与计算 正确，实验数 据准确，有很 强的实际动手 能力、经济分 析能力和计算 机应用能力， 文献查阅能力 强、引用合 设计合理、 理论分析与 计算正确， 实验数据比 较准确，有 较强的实际 动手能力、 经济分析能 力和计算机 应用能力， 设计合理， 理论分析与 计算基本正 确，实验数 据比较准 确，有一定 的实际动手 能力，主要 文献引用、 调查调研比 设计基本合 理，理论分 析与计算无 大错，实验 数据无大错 设计不合 理，理论 分析与计 算有原则 错误，实 验数据不 可靠，实 际动手能 力差，文 献引用、
指纹识别系统(文献综述)
指纹识别方法的综述 摘 要: 对在指纹的预处理和特征提取、指纹分类、指纹的匹配过程中的方向图、滤波器、神经网络等关 键性原理和技术做了详细的说明,并对在各个过程中用到的方法做了进一步的比较,讨论了各种方法的优越性。 0 引 言 自动指纹识别是上世纪六十年代兴起的,利用计算机取代人工来进行指纹识别的一种方法。近年 来,随着计算机技术的飞速发展,低价位指纹采集仪的出现以及高可靠算法的实现,更使得自动指纹识 别技术越来越多地进入到人们的生活和工作中,自动指纹识别系统的研究和开发正在成为国内外学术 界和商业界的热点。相对于其他生物特征鉴别技术例如语音识别及虹膜识别,指纹识别具有许多独到 的优点,更重要的是它具有很高的实用性和可行性,已经被认为是一种理想的身份认证技术,有着十分 广泛的应用前景,是将来生物特征识别技术的主流。 1 指纹取像 图 1 是一个自动指纹识别系统AFIS(Automated Fingerprint Identification System) 的简单流程。 → → → ↓ ↑ ———— 将一个人的指纹采集下来输入计算机进行处理是指纹自动识别的首要步骤。指纹图像的获取主要利用设备取像,方便实用,比较适合AFIS 。利用设备取像的主要方法又利用光学设备、晶体传感器和超声波来进行。光学取像设备是根据光的全反射原理来设计的。晶体传感器取像是根据谷线和脊线皮肤与传感器之间距离不同而产生的电容不同来设计的。超声波设备取像也是采用光波来取像,但由于超声波波长较短,抗干扰能力较强,所以成像的质量非常好。 2 图像的预处理与特征提取 无论采取哪种方法提取指纹,总会给指纹图像带来各种噪声。预处理的目的就是去除图像中的噪 音,把它变成一幅清晰的点线图,以便于提取正确的指纹特征。预处理是指纹自动识别过程的第一步, 它的好坏直接影响着指纹识别的效果。常用的预处理与特征提取( Image Preprocessing and Feature Ex 2 t raction) 方法的主要步骤包括方向图计算、图像滤波、二值化、细化、提取特征和后处理。当然这些步骤 可以根据系统和应用的具体情况再进行适当变化。文献[ 1 ]提出了基于脊线跟踪的方法能够指纹取像 图像预处理 特征提取 指纹识别 数据库管理
软件工程毕业设计_基于指纹识别的考勤管理系统
河北农业大学 本科毕业论文(设计) 题目：基于指纹识别的考勤管理系统 摘要 随着计算机技术的飞速发展，计算机在企业应用中的普及，利用计算机实现企业的人事考勤管理势在必行。并且随着企业员工的增加，企业的考勤管理变得越来越复杂。规范的考勤管理是企业提高管理效益的重要保证，而传统的人工管理存在着效率低，不易统计，成本高和易出错等弊端，已经无法适应现代企业的需求。随着计算机技术和通信技术的迅速发展，将传动的人工考勤管理数据化，建立一个高效率，无差错的考勤管理系统，能够有效的帮助企业实现“公正考勤，高效薪资”，使企业的管理水平登上一个新的台阶。 本文介绍了该系统的开发背景、意义及国内外现状，然后重点阐述利用VC++、Sql Server 2000采用“自上而下地总体规划，自下而上地应用开发”的策略开发指纹考勤管理系统的过程。包括设计与实现环节，并且通过测试分析总结出该系统的功能特点。 本系统主要完成以下几个方面的功能，1.员工基本信息管理：包括对员工基本信息的添加、删除，修改以及查询。2.员工排班的管理：该模块用户对员工每天的上班请况进行安排。3.员工考勤管理模块：包括对员工上班下班进行签到。4.员工考勤统计查询模块：包括对员工考勤情况进行统计和详细的查询。总之该系统通过简单的操作界面，实现了方便的录入数据，形成了一个快捷的查询、签到管理系统。 关键字：考勤管理、排班管理、VC++、Sql Server 2000
Abstract With the rapid development of computer technology, computer application in enterprise, personnel attendance management be imperative using the computer. And with the increase of enterprise staff, attendance management of enterprises become more and more complex. Attendance management is an important guarantee for enterprises to improve management efficiency, and the traditional manual management has low efficiency, difficult to statistics, the high cost and error prone and other defects, has been unable to meet the needs of modern enterprises. With the rapid development of computer technology and communication technology, artificial attendance management data transmission, the establishment of an efficient, error-free attendance management system, can effectively help enterprises to realize "fair attendance, high salaries", make the management level of enterprises will get to a new level. This paper introduces the development background, significance and the status of the system, and then focuses on the use of VC++, Sql Server 2000 using a "top-down in the overall planning, bottom-up strategy development of fingerprint attendance management system of Shangdi application development" process. Including the design and implementation aspects, and summarized by test and analysis functions and characteristics of the system. This system mainly completes the following functions, 1 basic employee information management: including the staff basic information to add, delete, modify and query. 2 employee scheduling management module: the user to employees working every day to arrange it. 3 staff attendance management module: including the staff work attendance. 4 staff attendance statistics query module: includes statistical and detailed inquiry on staff attendance. The system through a simple interface, realizes convenient data entry, forming a fast query, attendance management system.
基于MATLAB的指纹识别系统(开题报告)
重庆工商大学 毕业论文(设计)开题报告计算机科学与信息工程学院 (系)测控技术与仪器专业(本科) 2006级1班课题名称：基于MATLAB的指纹图像预处理系统设计 毕业论文(设计)起止时间： XX年XX 月XX 日～ XX 月XX日(共XX周) 学生姓名：XX 学号：XX 指导教师： XX 报告日期： XX学毕业论文(设计)开题报告3－1
1．本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述 1、指纹识别及其优点。人手的指纹即为手指皮肤上的花纹, 它是人的一种生物特征。该特征具有独特的性质, 其花纹的细节由细微纹点和纹脊的起点、终点、分叉、结合等组成。正是这些无穷无尽的细节特征组合构成了指纹 10, 几乎为零, 这就构成了指纹的第一大特的唯一性。事实上, 甚至包括双胞胎, 世界上两个指纹相同的几率<1/9 点。指纹特征的另外几大特点是: 不变性——即指纹的图案永远不会改变; 与主体永不分离性——即指纹不存在丢失、遗忘、被窃取的可能; 指纹的使用比起其它证卡来说更快捷、安全、准确、无干扰, 可实现快速登录注册, 系统兼容性好, 也就是说可以独立或者通过联网构成系统且很容易并入各类证卡和定义识别系统中。因此, 指纹识别技术的应用范围极广(除化学家和矿工外均能鉴定)。 2、指纹自动识别系统的发展现状。指纹自动识别系统是集计算机、网络、光电技术、图像处理、智能卡、数据库技术等于一体的综合高技术。目前的指纹自动识别系统是采用先进的光电识别办法采集一个指纹信息, 并把它变成可以和已由计算机处理过的暗码相比对的代码。这些代码都经过加密处理, 然后经独特的相关算法进行识别判断, 在算法上有的采用是一个指纹的全部图案, 而有的是指纹的特殊细节。 目前的自动指纹识别系统已具有如下特点:(1) 可靠性: 采用独特的容错技术, 既使指纹有破坏, 即指纹不全或指纹随时间有自然的变化时也不影响正确识别。(2) 快捷性: 大多数系统鉴别时间仅需1～3s, 登录注册一个新客户只需1m in 的时间。(3) 灵活性: 一个指纹信息的代码可以压缩到几十个字节到几百个字节, 因此可以存放在一个磁条上或者一张两维条码卡上或者IC 卡上, 甚至几个指纹代码可以存在一张智能卡上。当然, 成千上万的代码可以存放在局域或网络化数据库中, 这样, 代码可以沿网络迅速传输, 因而可以灵活的构成各类系统, 即可以独立使用或集成到一个大范围的出入口控制或者安全处理系统如证卡存档识别系统中。( 4) 可接受性: 一个因素是目前的系统具有高性能; 另一个因素是目前的系统设计已考虑到人类工程学设计, 因而易被用户接受。(5) 安全性: 所有个人代码都经过了特殊加密, 通过所存储的代码不可能复原原指纹, 彻底避免了指纹的冒用, 因此既使证卡丢失, 也不存在安全问题。(6) 方便性: 目前出现的各类指纹识别系统一般外观设计精巧、结实, 采用了精密独特的光电系统, 具有LD 或全程液晶提示, 备有多种安装模式。(7) 兼容性: 可以与现有的各类系统兼容, 可实现全自动化的识别。(8) 实时性: 可实现完整的跟踪、实时报警功能。正是由于目前已经开发出了具有如上特点的指纹识别技术, 因此以此为基础的个人识别技术, 即证卡、代码、指纹的综合动态模式组合, 将可以对不同的应用场所提供不同的安全等级。 3、市场前景。自动指纹识别系统有着极其广阔的应用前景。众所周知, 指纹识别最早是在罪犯鉴别中应用, 它对于提高侦破手段、震慑罪犯、打击刑事犯罪成为强有力的武器并起到了重要作用。根据目前的了解,A F IS 的其它适用场所为: 政府各类机要部门(例如档案馆(室)、机要室)、国家重点实验室及生产重地、机场、军事要地(例如基地、仓库)、重要军事装备或关键设备的启动控制、银行金库、金融系统、代保管库、博物馆、珍宝馆、高级住宅、高级宾馆等重要门禁或入口控制、汽车门锁等。除此之外, 另一大潜在应用前景是: 自动取款机(A TM )、信用卡、驾驶执照、身份证、医疗健康卡、移民登记、计算机系统安全、机械登记等方面。1、指纹锁，指纹锁可以装在门里、车内、保险箱柜的内部, 外面无锁眼, 从而避免了撬锁, 可广泛用于金库、保安、银行、出纳、自动门、百叶门、保险柜、电控装置等门禁系统中。2，指纹卡，国际上偷盗使用卡和利用信用卡进行诈骗犯罪活动越来越猖獗, 仅1995 年英国因此损失8 千万英镑, 法国损失3100 万英镑, 目前我国信用卡用户已达2～ 3 千万, 利用信用卡犯罪我国也在呈不断上升趋势。我国政府打算用10 年左右的时间, 在全国400 多个城市的3亿人中推广信用卡, 预计发行量将达到2 亿张。目前我国IC 卡年产量已达6 千万张, 生产能力已达1 亿张, 全世界到2000 年IC 卡的总需求超过38 亿张, 我国需求量为年均2 千万张。目前, 国内各种磁卡、IC 卡系统已十分普遍。例如: 大庆市1996 年已拥有医疗保险IC 卡80 万张, 全国联网的200 电话磁卡已有上百万用户。由于指纹识别技术的诸多优点, 可以预料, 一方面指纹卡将会在一切需要验证身份的场所发挥越来越重要的作用, 其应用领域将会进一步拓宽; 另一方面, 由于市场的推动, 指纹识别技术也会不断提高, 在其识别可靠性、速度、成本等方面进一步朝实用化迈进。我们期待着指纹识别这一高技术在人们的生活中起到应有的越来越重要的作用。