隨著電子信息技術應用面日益拓展，不少場合需要對特定用戶群體進行身份識別或身份記錄，如門禁系統、考勤系統、安全認證系統等，在各種系統中運用的技術形式多樣，如視網膜識別、面相識別、指紋識別、RFID射頻識別應用等。其中，生物特征識別方式以其方便性強、安全性高等特點得到了越來越多人的認可和接受，特別是指紋識別技術方式，現已發展成為應用最廣泛的生物識別技術之一。因此，研究基于嵌入式架構的指紋識別系統具有現實意義和廣闊的應用前景。

　　ARM光學指紋識別系統

　　系統采用光學指紋傳感器（內建格科微電子有限公司的光學GC0307 CMOS 圖像采集芯片）與ARM Cortex M3 內核意法半導體公司的32 位高性能單片機STM32F205RE 組成功能主體，采用Sobel 邊緣檢測算子、Gabor 濾波、圖像二值化等圖像采集與處理算法對指紋圖像進行識別，構建了小體積的嵌入式指紋識別模塊，具有積木式嵌入、微功耗、程序接口簡單易用、便于二次開發、識別準確度高、高性價比等特點。整個系統設計構成了一體化光學指紋識別模塊。模塊設計采用光學暗背景成像原理，加入特有活體檢測芯片，在解決干手指效應的同時解決殘留指紋誤識別、橡膠假指紋等問題。

　　圖1 所示為格科微電子有限公司的光學GC0307 CMOS 圖像采集芯片應用電路原理圖。該款CMOS 圖像采集芯片是高精度、低功耗、微體積的高性能相機的內置式組件，它把實現優質VGA 影像的CMOS 影像傳感器與高度集成的影像處理器、嵌入式電源和高質量的透鏡組結合在一起，輸出JPEG 圖像或圖像視頻流，支持8/10 位數字傳輸JPEG 圖像和YCbCr 接口，提供了完整的影像解決方案。

　　CMOS 圖像采集芯功能輸出串行數據引腳、時鐘信號引腳、復位引腳、串行總線引腳等都接入到STM32F205RE的GPIO 口， 通過GPIO 口模擬時序讀取CMOS 芯片采集到的圖像信息。由于STM32F205RE 的GPIO 口工作頻率可達120 MHz，因而可以非常準確高效地模擬時序，實測640×480 的原始圖像能以10 幀/s 的速度采集到主處理器STM32F205RE 中進行圖像處理。

　　采用ARM處理器作為控制核心，構建指紋識別算法的嵌入式系統的設計方法及過程。該系統采用光學指紋傳感器（內建格科微電子有限公司的光學GC0307CMOS圖像采集芯片）與ARM Cortex M3內核的意法半導體公司32位高性能單片機STM32F205RE組成功能主體，采用Sobel邊緣檢測算子、Gabor濾波、圖像二值化等圖像采集與處理算法對指紋圖像進行識別。經過反復實踐證明，該方案適合嵌入式組件開發中需要進行生物指紋特征提取、識別，指紋身份認證、比對等場合。系統具有高性價比且交互簡易、識別率高、擴展性強，便于嵌入式應用。

　　MBF200固態指紋傳感器

　　MBF200是富士通公司推出的一款先進的固態指紋傳感器，它除可自動檢測指紋外，還帶有多種接口模式，為電容性傳感器，其電容性傳感器陣列由二維金屬電極組成，所有金屬電極充當一個電容板，接觸的手指充當第2個電容板，器件表面的鈍化層作為兩板的絕緣層。當手指觸摸傳感器表面時，指紋的高低不平就會在傳感器陣列上產生變化的電容，從而引起二維陣列上電壓的變化，并形成指紋傳感圖像。采用標準C13MS技術的電容性固態器件，具有500 dpi的分辨率，傳感器面積為1.28 cmxl.50 cm.具有自動指紋檢測能力，內含8位模數轉換器，可提供3種總線接口形式。5 V工作電壓下的功耗小于70 mW. 1.2以太網接口電路設計AT91SAM7X256內部集成有MAC控制器，可支持MII接口和RMII接口。RTL820lBL則是工業級帶有MII接口的10/100 Mb/s低功耗以太網收發器，25 MHz時鐘輸出，智能降功耗模式，可為系統提供穩定可靠的優質網絡解決方案，為工廠企業及其他惡劣的操作環境架設可支持實時傳輸的以太網，符合IEEE 802.3u的技術標準。以太網接口電路原理圖如圖2所示。

　　圖2以太網接口電路原理圖

　　運用單片機指紋識別系統電路模塊設計

　　利用指紋識別傳感器進行指紋采集與識別，在單片機中對指紋進行處理，用按鍵標志當前指紋識別的狀態，錄入狀態，識別狀態，清除狀態，用液晶1602能夠顯示當前指紋識別的狀態信息;用繼電器對當前信息進行判斷，例如提醒當前指紋識別錯誤;利用蜂鳴器和LED等提醒當前指紋識別是否正確。

　　該系統首先由數字攝像頭ov6620采集指紋，并將指紋圖像轉化為數字圖像;然后用16位的飛思卡爾X128單片機對指紋數字圖像進行預處理，再通過圖像增強、分割、平滑、細化等處理過程得到便于指紋特征提取的數字圖像：接著提取細化后的圖像細節特征點; 然后將指紋信息數據送入STC89C52單片機中，一塊液晶1602與STC89C52單片機相連，液晶用于顯示當前指紋采集系統的工作狀態和經對比后指紋采集的信息是否正確，用一個蜂鳴器和LED指示燈指示當前采集的指紋信息正確。當采集到的指紋信息正確，蜂鳴器發出響聲并且LED指示燈點亮。
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