联网型嵌入式系统的指纹识别算法研究

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1、联网型嵌入式系统的指纹识别算法研究　　摘要：通过研究指纹图像预处理算法，提出了基于指纹灰度分类的图像预处理算法，设计了指纹图像匹配算法，其减少了计算复杂度，提高了匹配速度，并设计了一套联网型指纹识别系统。通过对指纹识别系统软、硬件的设计和开发解决了现有系统网络方面的不足。　　关键词：嵌入式系统；指纹识别；方向场；图像预处理　　中图分类号：TN919?34；TM417文献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）13?0156?04　　Abstract：Thefingerprintimagepr

2、eprocessingalgorithmisstudiedtoproposetheimagepreprocessingalgorithmbasedonfingerprintgrayscaleclassificationandfingerprintimagematchingalgorithmbasedonblockorientationfield，whichcanreducethecomputationcomplexityandimprovethematchingspeed.Asetnetworking

3、fingerprintidentificationsystemwasdesigned.Theinsufficientoftheavailablesystemnetworkwassolvedbymeansofthedesignanddevelopmentofthefingerprintidentificationsystemhardwareandsoftware.　　Keywords：embeddedsystem；fingerprintidentification；directionfield；imag

4、epreprocessing　　0引言10　　传统的身份识别技术主要包括基于实物的身份识别技术和基于知识的身份识别技术，基于实物的识别技术主要是借助于某一种或某几种实物来实现身份的认证；基于知识的身份识别技术主要是借助于某些特征信息来实现身份的认证。但是这两种身份识别技术都存在一定的缺陷：对于基于实物的身份认证方式来说，这些实物容易丢失、损坏或伪造；对于基于知识的身份认证方式存在信息选择的问题，复杂信息不易记忆，简单信息可靠性差。　　生物识别技术中，指纹识别技术具有采集容易、安全性高、易存储、稳定性好

5、、性价比高等优点，因此近年来得到了快速发展。现阶段指纹识别技术分为基于PC的指纹识别技术和基于嵌入式的指纹识别技术。基于PC的指纹识别技术在理论上与应用上都比较成熟，但其存在价格较贵、功耗高、移动性能差等缺点，而嵌入式指纹识别技术则提供了良好的解决方案。　　1联网型指纹识别系统的总体设计　　1.1总体方案　　联网型指纹识别系统由上位机和客户端两部分组成，其中上位机部分包括PC和服务器，PC进行信息的管理，服务器进行信息的存储；客户端部分为一个小型的嵌入式指纹识别系统，主要进行指纹的增删、处理、对比等操

6、作，同时实现与上位机的交互功能。结合实验室现有条件，本文进行了联网型指纹门禁系统的设计。该门禁系统总体框架如图1所示。10　　PC为控制中心，与客户端通信实现对客户端的管理；同时对PC采集和客户端上传的用户信息进行管理，实现对数据库的读/写操作，读取、保存需要的信息。服务器为存储中心，主要进行海量信息的存储，其中内容包括用户信息、指纹信息、房间信息以及开门记录等。门锁端即客户端，为联网系统的终端，是一个小型的嵌入式系统，主要实现指纹信息的采集、处理等功能，同时实现与上位机的通信功能。为了拓展系统的使用

7、范围，选择TCP/IP方式进行信息的传输，则相应的中继器即为路由器。　　1.2上位机设计　　（1）应用软件开发。对PC功能进行分析后，将该部分的开发分为以下几个模块：人员信息管理模块、门锁通信模块和开门记录查询模块。人员管理模板主要用于实现人员信息的管理、显示功能，同时实现用户信息与指纹信息、密码信息的关联功能。门锁通信模块实现了PC与客户端的通信功能，同时实现对门锁的实时监控功能。开门记录查询模块实现了开关门记录的查询功能，实现记录信息的存储和打印功能。　　（2）数据库设计。数据库作为一个信息存储仓

8、库，主要用于实现对信息的有序管理功能，在系统中结合系统需求，主要使用数据库存储以下信息：用户的基本信息、指纹信息、密码信息，房间的基本信息以及对应的IP地址信息，开门记录等信息。　　1.3客户端设计　　结合系统联网型应用的需求，选择以ARM芯片作为核心芯片进行相应系统的开发。针对ARM系统计算能力相对较差的问题，可以通过选择高主频的芯片对算法进行优化改进加以克服。结合系统应用的需求，选择嵌入式Linux系统作为本文的软件平台。　　2指纹识别系统硬件设计1