基于FPS110的以太網指紋門禁系統設計
文章出處：http://www.katarog.com 作者： 人氣： 發表時間：2013年02月06日
摘要：設計了以 S3C2410處理器為核心，基于以太網和指紋傳感器 FPS110的智能網絡型門禁控制器，實現了控制器與服務器之間數據傳輸處理。并通過指紋識別算法實現了對圖像的預處理和對比。系統的指紋識別率較高，具有較好的使用價值。
當前，生物識別技術得到了越來越廣泛的應用。從實用角度看，由于人的指紋具有唯一性、不變性以及易于采集的特點，指紋識別技術成為應用最廣的解決方案。本文基于 ARM9(S3C2410)設計實現了一種指紋識別的網絡型門禁控制器，通過利用 TCP/IP協議實現局域網間傳遞數據，很容易實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，然后經處理器通過以太網接口上傳到服務器，服務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作為串行口時鐘輸入，當 FPS110被設置為 Slave模式時，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程如圖 2所示。
圖 2讀取數據處理過程
1.2以太網接口模塊電路
以太網模塊主要任務是完成與外界系統的通信，系統采用以太網控制器 AX88796。其內部集成有 10/100Mb/s自適應的物理收發器和 16位的數據總線。在接口電路中，S3C2410通過寫字節使能信號 LnWBE引腳，寫信號 LnWE引腳，使能信號 LnOE引腳驅動 AX88796。
2軟件設計
指紋識別算法是整個系統的核心。實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數據。通過計算機模糊比較的方法，把兩個指紋的數據進行比較。計算出它們的相似程度，最終得到兩個指紋的匹配結果。其中的核心問題是指紋圖像預處理，用于減弱噪聲．改善圖像質量，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濾波器來實現圖像增強。
3實驗結果
實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
該系統利用高集成度的 ARM處理器結合 FPS110指紋采集器實現了網絡型的指紋采集與比較，多個不同地點的處理器可以通過互聯網對同一臺服務器進行訪問、查詢。實驗結果證明：該系統運行穩定，精度較高，具有較強的實用價值。《電腦知識與技術》（南京鐵道職業技術學院 曹國平）
參考文獻：
[1]鄭冰 ,賈紅云 ,趙立本 .基于 ARM的指紋識別門禁系統設計[J].微計算機信息 ,2007,2:2140-141．
[2]張威 ,周媛媛 ,林嘉宇 .指紋采集技術及其產品發展趨勢[J].電子技術應用 ,2004,30(8):l-3.
[3]王崇文 ,李見為 ,鄭治偉 ,等.指紋細節特征提取與剪枝[J].光電工程 ,2002,29(4):68—69.
[4]用振字 ,谷海穎 .基于 USB總線的實時數據采集系眈設計[J].電子技術應用 ,2002,28(2)17-19.
【稿件聲明】：如需轉載，必須注明來源和作者，保留文中圖片和內容的完整性，違者將依法追究。
