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目 录 1 绪论... 1 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 1.1 本课题研究的目的和意义... 1 copyright paper51.com 1.2 指纹识别作为身份认证手段的优势... 1 paper51.com
2 系统需求分析... 2 内容来自www.paper51.com 2.1 系统实现的功能... 2 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 2.2 系统环境需求分析... 3 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 2.2.1 软件环境需求... 3 paper51.com 2.2.2 硬件环境需求... 3 paper51.com 3 系统总体设计... 4 copyright paper51.com 3.1 硬件总体设计... 4 copyright paper51.com
3.2 软件总体设计... 4 copyright paper51.com 3.3 主要业务的数据流图... 6 http://www.paper51.com 4 系统详细设计... 6 内容来自www.paper51.com
4.1 指纹采集模块启动流程... 7 copyright paper51.com 4.2 指纹注册流程... 7 http://www.paper51.com
4.3 指纹验证流程... 9 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 4.4 指纹删除流程... 10 http://www.paper51.com 4.5 指纹比对时的严格等级流程... 11 内容来自www.paper51.com 4.6 获得当前已注册指纹数流程... 12 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 5 总结... 12 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 参考文献... 13 http://www.paper51.com 致 谢... 14 copyright paper51.com
内容来自www.paper51.com 1 绪论 内容来自www.paper51.com 1.1 本课题研究的目的和意义 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
当今随着电子技术的飞速发展，人类社会信息化建设得到了迅猛发展，信息安全的需求日益增强，特别是在金融安全、数据加密、电子商务等各个领域都有着身份认证的强烈需要。面对越来越多的信息安全方面的隐患，以前的“以物识人”的个人身份识别方法大大不能满足要求了。现在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。因此，基于人体生物特征的身份识别技术的到了极大的发展，尤其是指纹识别技术的应用。 copyright paper51.com 指纹识别技术是一种重要的生物身份识别技术，也是目前生物识别技术发展的最为成熟的一个分支，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。作为一种飞速发展的技术，指纹识别已经在刑侦领域大显身手，在银行身份认证等民用领域，这项技术也具有广阔的应用空间。指纹除了具有生物识别的有唯一性和永久不变性外，还具有方便、高效、安全、可靠等优点。因此，在各个领域被人们用来当作鉴别个人身份的主要依据[1]。 copyright paper51.com 1.2 指纹识别作为身份认证手段的优势 paper51.com
身份识别就是通过特定的方式确定用户身份的过程。从目前来看，身份认证的基本方式可以分为三大类：第一类是根据被认证对象所掌握的信息来确定其身份，例如口令、身份识别码等；第二类是利用被认证对象所拥有的物品对其进行身份识别，例如各种身份证件、护照、信用卡等；第三类是依据被识别对象所具有的特征进行识别，例如本文所要讲述的指纹识别、以及语音、人脸等生物学特征。对于前两类认证方式在目前的应用相当广泛，但这并不能掩盖他们所固有的局限性。例如，密码有可能会被遗忘，也有可能被盗用；信用卡有可能丢失，甚至有可能会被伪造。这些风险产生的根本原因在于其认证操作对象并不是识别人本身，而是通过对物品进行识别来间接认证人的身份。现在随着科技的迅速发展，在公共安全、电子商务、社会保险、金融通讯等方面的应用领域，像这两类“此物即此人”的思路来进行认证的方式已经不太能够适应日益严苛的身份识别要求。由此当前日益受到关注的生物特征识别认证则是一种更为可靠、更为方便的认证方式。 paper51.com 生物特征识别认证是根据人体所固有的生理特征或行为特征来确定被识别人的身份。它是利用人特有的生物特征，如指纹、声音、行为等进行身份识别。但并不是所有人的特征都能作为身份验证，而是只有满足普遍性、唯一性、稳定性、可采集性等特征才能用于验证人的身份。然而在实际操作中，仅仅满足这些条件还是不够的，它还需要考虑系统的整体性能，也就是说采用这种特征来识别人的身份，其速度、精度是否能够达到指标要求，并且还需考虑采用这种生物特征人们能否接受，是否干涉了人的隐私或对人体有伤害以及对用户而言是否操作方便等。因此从各方面来看生物特征识别具有方便、高效、可靠等优点，它可以带来更高的安全性。 http://www.paper51.com 2 系统需求分析 paper51.com 近年来，生物识别技术得到广泛的关注，被认为是自动身份识别的最终技术。其中，指纹识别技术是目前最成熟的生物识别技术，其具有广阔的发展前景。 http://www.paper51.com 从目前的形式来看，指纹身份鉴别技术已经日趋成熟，并从原来的军警用及特殊行业应用走向民用市场。自从2000年起指纹识别技术应用在中国的应用发生深刻的变化，它逐渐变成IT产品领域和安防产品的新生技术力量。放眼全球指纹识别技术在北美、日本、欧洲、韩国、中国台湾等地的应用，已经渗透到了人们的日常办公和生活中。技术的应用常常由市场的需求来刺激带动，而对于中国人口众多和经济总量庞大并持续稳健增长，市场的潜在需求规模是可观的和毋庸置疑的，因此在如此广阔的市场前景下，国内许多企业纷纷研制和开发指纹安防产品，并且随着人们对安全性和私密性的要求越来越高生物特征识别技术的应用愈来愈显现出其智能化、人性化的强大优势，它是目前技术最为成熟、实现最为简单的身份认定方法。因此，毫无疑问的中国生物识别产业的发展前景是光明和有前途的。 copyright paper51.com 2.1 系统实现的功能 copyright paper51.com
本系统实现的功能包括用户的注册、用户认证、用户删除、用户清除、设置指纹比对时的严格等级以及获取已注册的指纹等。 http://www.paper51.com 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 图2.1 系统实现的功能 copyright paper51.com 2.2 系统环境需求分析 http://www.paper51.com 2.2.1 软件环境需求 http://www.paper51.com 本系统所应用到的软件开发环境是嵌入式Linux。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 对于嵌入式计算机系统是根据具体应用对象，软硬件采用量体裁衣的方式定制的，它是不以一般计算机形态出现的、专用的计算机系统。它是一种实时的、支持嵌入式系统应用的操作系统软件，是嵌入式系统极其重要的组成部分。它用来有效地控制和管理嵌入式系统的硬件和软件资源，即合理地对资源进行调度，并为用户提供方便的应用接口，为应用支持软件提供运行环境。嵌入式操作系统主要包含处理器管理、存储器管理、设备管理和其他资源管理等功能。它具有专用性强、实时性好、可裁剪性好、可靠性高、功耗低等特点。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
而对于Linux是一种类似UNIX的操作系统，由Linus Torvalds为首的一批Internet志愿者创建开发。它的源代码是完全公开，爱好者可以按照自己的需要自由修改、复制和发布程序的源码，并公布在Internet上。它主要具有以下几个方面的特点： copyright paper51.com 1.真正的多任务多用户 copyright paper51.com 2.良好的兼容性 copyright paper51.com 3.强大的可移植性 内容来自www.paper51.com
4.高度的稳定性 paper51.com 5.漂亮的用户界面 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 2.2.2 硬件环境需求 http://www.paper51.com 硬件开发环境主要有ARM9、指纹模块等。 paper51.com
ARM(Advanced RISC Machines)设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。它适用于多种领域，例如：嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等等。目前，他主要有以下几个系列产品：ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10系列、ARM11系列、SecureCore系列和Intel Xscale系列。其中，ARM9系列处理器是ARM公司设计的主流嵌入式处理器 ，它是一种高性能、低功耗的32位微处理器，它被广泛应用于嵌入式系统中。它代表了ARM公司主流的处理器，已经在手持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的应用。 copyright paper51.com 指纹模块是一个面向广阔的锁具市场、保险箱（柜）、安防及工控市场，可编程指纹模块。它是由32 位高性能可编程处理器、活体指纹采集芯片和指纹识别核心固件等构成的一个独立的嵌入式指纹识别系统。该指纹模块具有250 枚指纹存储能力，具备1 秒以内的指纹比对性能，支持1：1 和1：N 两种比对模式，能够任意兼容各类指纹传感芯片。它具有两种工作模式，一是独立工作模式，二是从属工作模式，允许客户内置应用程序，减化应用方案，节省开发成本。硬件接口定义如下所示： http://www.paper51.com J1 （J2 全部悬空） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
PIN paper51.com Name 内容来自www.paper51.com Function paper51.com
Description 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 1 内容来自论文无忧网 www.paper51.com VDD 3.3V 内容来自论文无忧网 www.paper51.com POWER 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 指纹模块IO 口供电用 paper51.com 2 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
VDD 2.5V copyright paper51.com
POWER 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 指纹模块内核供电用 paper51.com
3 http://www.paper51.com VDD_S 内容来自论文无忧网 www.paper51.com Sensor POWER 内容来自www.paper51.com 指纹传感器供电用，可直接与PIN1 相连 paper51.com 4 paper51.com RESET http://www.paper51.com IN 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 指纹模块外部复位信号 copyright paper51.com
5-26 paper51.com Reserved http://www.paper51.com N/A http://www.paper51.com
系统保留。使用时悬空 http://www.paper51.com 27 paper51.com
TXD paper51.com OUT（模块角度） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
串口信号，指纹模块发送数据信号，TTL 电平。 paper51.com 28 内容来自www.paper51.com
RXD http://www.paper51.com
IN（模块角度） 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 串口信号，指纹模块接收数据信号，TTL 电平。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 29,30 copyright paper51.com
GND paper51.com
POWER 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 两个接地引脚，只接一个即可。 copyright paper51.com
表2.1 硬件接口定义 copyright paper51.com 3 系统总体设计 内容来自www.paper51.com 3.1 硬件总体设计 copyright paper51.com 本系统的硬件电路采用模块化设计。根据功能的不同，主要有系统控制、管理模块，10／ 内容来自www.paper51.com 100M自适应以太网物理层电路模块，程序和数据存储模块、指纹采集模块及人机接口模块等五部分组成。其硬件总体设计结构框图如下图所示。 http://www.paper51.com
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图3.1 硬件总体设计结构框图 内容来自www.paper51.com |