基于FPS110的以太网指纹门禁系统设计

文章出处：http://www.nexussmartsolutions.com 作者： 人气： 发表时间：2013年02月06日

    摘要：设计了以 S3C2410处理器为核心，基于以太网和指纹传感器 FPS110的智能网络型门禁控制器，实现了控制器与服务器之间数据传输处理。并通过指纹识别算法实现了对图像的预处理和对比。系统的指纹识别率较高，具有较好的使用价值。

    当前，生物识别技术得到了越来越广泛的应用。从实用角度看，由于人的指纹具有唯一性、不变性以及易于采集的特点，指纹识别技术成为应用最广的解决方案。本文基于 ARM9(S3C2410)设计实现了一种指纹识别的网络型门禁控制器，通过利用 TCP/IP协议实现局域网间传递数据，很容易实现远程控制和分布式管理。 

    1系统硬件电路

    该系统硬件设计主要由 ARM处理器、指纹采集卡、SRAM及服务器组成。其中指纹采集卡 FPS110采集指纹的原始图像，由于图像数据占用空间较大，所以先存储于高速 SRAM中，然后经处理器通过以太网接口上传到服务器，服务器对数据比较后将结果传回处理器。

图1 为系统硬件设计框图。 

    1.1指纹识别模块电路

    指纹采集模块采用 FPS100指纹传感器，FPS100内置 8位高速 A／ D转换器，扫描指纹速度为 1780帧每秒，扫描精度 2240万像素；提供 3种接口 (SPI、USB和 MCU)，该系统设计采用 SPI接口，可以很方便得连接 MCU，并可支持高速指纹图像传输速度。在 SPI连接模式下，FPS110的 CSI/SCLK作为串行口时钟输入，当 FPS110被设置为 Slave模式时，MISO引脚作为串行口数据输入，反之则用作数据输出。MCU读取指纹数据并处理的过程如图 2所示。

图 2读取数据处理过程

    1.2以太网接口模块电路

    以太网模块主要任务是完成与外界系统的通信，系统采用以太网控制器 AX88796。其内部集成有 10/100Mb/s自适应的物理收发器和 16位的数据总线。在接口电路中，S3C2410通过写字节使能信号 LnWBE引脚，写信号 LnWE引脚，使能信号 LnOE引脚驱动 AX88796。 

    2软件设计

    指纹识别算法是整个系统的核心。实现指纹识别算法的流程有三步：一是对输入指纹滤波以提高图像特征，从而提取特征值；二是在从指纹上找到节点数据。通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的数据进行比较。计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。其中的核心问题是指纹图像预处理，用于减弱噪声．改善图像质量，提取图像特征。本系统采用的是 Gabor滤波器。 Gabor滤波器是最好的方向滤波器，具有良好带通性和方向选择性，可以采用 Gabor滤波器来实现图像增强。 

    3实验结果

    实验采集得到的指纹图像如图 3所示，处理后的图像如图 4所示。拒识率（false rejction rate）为 3%，符合技术应用的要求。 

   图 3采集的指纹图像图                     4处理后的指纹图像 

    4结束语

    该系统利用高集成度的 ARM处理器结合 FPS110指纹采集器实现了网络型的指纹采集与比较，多个不同地点的处理器可以通过互联网对同一台服务器进行访问、查询。实验结果证明：该系统运行稳定，精度较高，具有较强的实用价值。《电脑知识与技术》（南京铁道职业技术学院 曹国平）

    参考文献：
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