基于ARM的指纹签到系统设计

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 。