【正文】 }。 //綠色燈 表示 識(shí)別 模式 sbit k1=P3^2。 if(y==1) LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|(x0x40))。 四川文理學(xué)院學(xué)位論文 30 } void LCD_SetInput(unsigned char InputMode) { LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x04|InputMode)。y)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題的能力。 [15]王業(yè)琳 ,寧新寶 ,尹義龍 .指紋圖像細(xì)化算法的研究 [J].南京大學(xué)學(xué)報(bào) :自然科學(xué)版 ,2022,39(4):469475 [16] 詹偉林 . 馬芳 . 鄒進(jìn)和紅外線技術(shù)在公安工作中的應(yīng)用 [J].森林公安。 [7]郭文鵑 ,楊公平 ,董晉利 .指紋圖像分割方法綜述 [J]. 山東大學(xué)學(xué) 報(bào) .(7):94100。 本文由于時(shí)間上的限制，在指紋識(shí)別系統(tǒng)的用戶管理功能上沒有進(jìn)行更深入的開發(fā)，是一個(gè)缺憾。本文針對(duì)以 TI 公司TMS320VC5501 高速 DSP 處理器為核心的 TFSM51 指紋開發(fā)模塊，設(shè)計(jì)了基于AT89S52單片機(jī)的指紋 識(shí)別系統(tǒng)。 系統(tǒng)的調(diào)試 單片機(jī)的程序下載 程序存儲(chǔ)器的更新以頁的方式進(jìn)行。先裝玻璃釉電容器、有機(jī)介質(zhì)電容器、瓷介質(zhì)電容器，最后裝電解電容器。 21 單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)流程圖 圖 程序流程圖 四川文理學(xué)院學(xué)位論文 22 第五章 實(shí)物的制作與系統(tǒng)調(diào)試 硬件材料 本次指紋識(shí)別系統(tǒng)實(shí)物制作所涉及的硬件： 電阻器、電容器、二極管、三極管、集成電路、大功率管。 15 如圖 所示： 圖 復(fù)位模塊電路 指紋模塊 指紋識(shí)別模塊 ZMF206 指紋開發(fā)模塊是深圳市十指科技有限公司最新推出的，以 TI 公四川文理學(xué)院學(xué)位論文 16 司的 TMS320VC5501 高速 DSP 處理器為核心，結(jié)合具有公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的商用指紋算法，光學(xué)指紋傳感器，具有指紋錄入、圖像處理、特征值提取、模板生成、模板儲(chǔ)存、指紋比 對(duì)和搜索等功能的智能型模塊，并提供 UART 接口和通訊協(xié)議，方便進(jìn)行二次開發(fā)應(yīng)用。 1602 電路如圖 所示： 圖 顯示及驅(qū)動(dòng)電路 電源模塊 整個(gè)模塊采用 USB 供電，以按鍵式開關(guān)啟動(dòng)或關(guān)閉電源。系統(tǒng)總體框圖如圖 所示： 圖 系統(tǒng)總體框圖 系統(tǒng)主要由 MCU（ Microcontroller Unit，微程序控制器）、 LED 屏（ Large Electronic Display，大型電子展示 ）、指紋模塊組成。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。能進(jìn)行指紋數(shù)據(jù)的管理，添加和刪除指紋數(shù)據(jù)。簡單的描述本次設(shè)計(jì)的功能即使用指紋模塊檢測、錄入指紋，將比對(duì)結(jié)果顯示。目前最為常用的方法是 FBI提出的細(xì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)模型來做細(xì)節(jié)匹配。 （ 2）對(duì)于滿足 6種情況的模板，賦值為 2 ，其實(shí)為像素 1情況。 Suen 細(xì)化算以及 ZR細(xì)化算法等等。 (4)保持性：保護(hù)指紋的細(xì)節(jié)特征。所謂“骨架”，是指圖像中央的骨骼部分，是描述圖像幾何及拓?fù)湫再|(zhì)的重要方法之一。 論文中采用了一種動(dòng)態(tài)局部閾值，滿足這種條件下的灰度值為 128，不滿足則灰度值為 255。灰度圖像二值化是將灰度圖變 換為只有黑和白兩種灰度的圖像。 設(shè)指紋圖像 I 的大小為 H L， I(i,j)為像素點(diǎn) (i,j)的灰度， AVE 和 VAR 分別為原指紋圖像的均值和方差， AVE 和 VAR 可以通過公式 ()和 ()計(jì)算得到。 基于全局的圖像分割則是根據(jù)情況特別是某些特殊場合的利用，如殘缺指紋。 代表塊特征的指紋圖像分割目前研究趨勢(shì)為多種塊基本特征如灰度均值、塊灰度方差 [8]、塊方向圖等綜合運(yùn)用和重新定義塊特征。 小波變換的特點(diǎn)是 壓縮比高，壓縮速度快，壓縮后能保持信號(hào)與圖象的特征不變，且在傳遞中可以抗干擾。特征集合則是幾種的結(jié)合。這些斷點(diǎn)、分叉點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)就稱為 特征點(diǎn) 。 (5)帳形紋： 由 平行的和突起的弧形線組成。按中心花紋的結(jié)構(gòu)形態(tài)又可分為普通箕、閉口箕、葉形箕、橫箕和類似斗的箕。 第二章 指紋識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理 人類指紋特征 我們定義了指紋的兩類特征來進(jìn)行指紋的驗(yàn)證：總體特征和局部特征。 計(jì)算復(fù)雜性是自動(dòng)指紋識(shí)別技術(shù)中一個(gè)重要的研究課題。 指紋的使用比起其它證卡來說更快捷、安全、準(zhǔn)確、無干擾，可實(shí)現(xiàn)快速登 3 錄注冊(cè)，系統(tǒng)兼容性好，也就是說可以獨(dú)立或者通過聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成系統(tǒng)并且很容易并入各類證卡和定義識(shí)別系統(tǒng)中。主要表現(xiàn)在： (1)指紋錄入設(shè)備的質(zhì)量還不太過關(guān)： (2)自動(dòng)指紋識(shí)別算法研究水平還有待提高，在應(yīng)用上的表現(xiàn)為產(chǎn)品適應(yīng)性和易用性較差，對(duì)干、濕一些的指紋往往不能正確區(qū)別，對(duì)指紋錄入時(shí)的旋轉(zhuǎn)、平移比較敏感。對(duì)應(yīng)的匹配方法可以分為：基于點(diǎn)模式的匹配，基于脊線的匹配，基于紋理的匹配以及多種 細(xì)節(jié)特征混合的匹配方法。 指紋識(shí)別技術(shù) 指紋識(shí)別技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 指紋識(shí)別算法的研究方向主要分為：基于圖像的識(shí)別算法和基于特征的識(shí)別算法 [2]。而我們的生活隨時(shí)都需要進(jìn)行個(gè)人身份的確認(rèn)和權(quán)限的認(rèn)定。 本文應(yīng)用 ZMF206 指紋識(shí)別模塊，設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的指紋識(shí)別硬件電路系統(tǒng)，形成一個(gè)獨(dú)立的指紋識(shí)別控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)和指紋模塊之間的串口通信，通過操作獨(dú)立式鍵盤按鍵，向指紋模塊的 DSP芯片發(fā)送相應(yīng)指令，從而執(zhí)行錄入用戶、添加用戶、認(rèn)證用戶、刪除指定用戶、刪除全部用戶、用戶匹配等功能，適用于需要進(jìn)行身份識(shí)別的領(lǐng)域。 指紋特征是人終生不變的特征之一，而且不同人的指紋特征相同的可能性幾乎為零。 基于圖像的識(shí)別算法認(rèn)為，指紋圖像的頻 域和空域信息可以用來唯一表示并識(shí)別不同的指紋 [2]。 大多數(shù)基于特征的識(shí)別算法專注于脊線上的末梢點(diǎn)和分叉點(diǎn)，該方法根據(jù)各個(gè)特征點(diǎn)的位置和方向來表示和區(qū)分指紋，從而使指紋識(shí)別問題轉(zhuǎn)化為判斷兩個(gè)特征點(diǎn)集間的最大相似度 (最大重合度 )的問題。 指紋識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn) 指紋特征是人終生不變的特征之一，而且不同人的指紋特征相同的可能性幾乎為零。因此，指紋識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用范圍極廣。實(shí)際應(yīng)用要求最好自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)能對(duì)識(shí)別任務(wù)實(shí)時(shí)做出響應(yīng)，而讓指紋匹配算 法同時(shí)達(dá)到高速度和高準(zhǔn)確率也是一個(gè)難題。 指紋的總體特征 總體特征是指那些用人眼直接就可以觀察到的特征，包括基本紋路圖案 [5]：環(huán)型（ loop），弓型（ arch），螺旋型（ whorl)?；渭y中心和三角之間的距離和紋線數(shù)量多少不一，有的只有 1－ 2 條線，多數(shù)為十條線左右，個(gè)別的可達(dá) 30 余條?；y中部有直立的或傾斜的紋基本紋型 弓型 箕型 斗型 分布概率 5% 60% 35% 5 線，將弧形線撐起 呈 帳蓬狀。就是這些特征點(diǎn)提供了指紋唯一性的確認(rèn)信息。通過提取圖像特征 ,可將原始圖像映射到特征空間 ,使圖像特征在特征空間中呈現(xiàn)一定的分布。 在指紋識(shí)別識(shí)別中使用小波變換有助于噪聲的濾除以及有利于檢測奇異點(diǎn)。其中塊指的是將圖像分個(gè)成一個(gè)個(gè)小的圖像塊。全局的圖像分割可以是人工選定幾個(gè)特定點(diǎn)后再根據(jù)全局的特點(diǎn)來處理，此法也可運(yùn)用于匹配。 ? ?? ???? 1H 0 10 ),(LH 1A V E i Lj jiI （ ） 21H010 A V E),( LH1V A R ）（? ?????? iLj jiI （ ） (3)如果計(jì)算得到的方差幾乎接近于 0 就認(rèn)為是背景，對(duì)于方差不為零的區(qū)四川文理學(xué)院學(xué)位論文 8 域在進(jìn)行閾值分割算法，這種算法主要是根據(jù)計(jì)算得到的方差來決定其是否為背景區(qū)。這樣不僅可以壓縮原指紋圖像的數(shù)據(jù)量，而且也方便后面的細(xì)節(jié)特征的提取。再根據(jù)前面判斷的是否為背景即 Icc 值的來修正 Icc 值：灰度值為 128 且 Icc 為 1 時(shí)（非背景指紋紋線時(shí)）， Icc 值為 0，像素值置為 0。獲取一個(gè)圖像骨架的過程通常稱為對(duì)圖像“細(xì)化”的過程。 (5)細(xì)化性：骨架紋線的寬度為 1個(gè)像素，即單像素寬。性能上這些算法各有所長。對(duì)于滿足后六 種情況的模板賦值為 3，別的情況點(diǎn)值不做改變。它利用脊線上的端點(diǎn)和分叉點(diǎn)這兩種關(guān)鍵點(diǎn)來鑒定指紋。 該系統(tǒng)的主要功能有以下幾個(gè)方面： (1) 指紋錄入。對(duì)添加到庫中的用戶指紋進(jìn)行權(quán)限管理，設(shè)置最高權(quán)限用戶，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行添加和刪除管理。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功 能： 8K 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及 時(shí)鐘電路 。系統(tǒng)的工作過程主要是當(dāng)檢測到有按鍵按下時(shí)先由 MCU通過串口通信控制指紋模塊對(duì)指紋進(jìn)行采集、錄入、存儲(chǔ)、比對(duì)。當(dāng)按下電源鍵時(shí)，電源開啟，電源指示燈點(diǎn)亮。 其具有如下特點(diǎn)： (1) 體積小巧、成像清晰、手指感應(yīng)靈敏、識(shí)別速度快、干 /濕手指適應(yīng)性強(qiáng)，二次開發(fā)簡單、應(yīng)用方便，適用面廣； (2) 穩(wěn)定：工作穩(wěn)定，可應(yīng)用于各種類型單片機(jī)； (3) 方便：串口 UART操作 (直接接任何帶串口單片機(jī) )，操作簡單； (4) 開放：可以自由輸入、輸出指紋圖片、指紋特征值文件及各種指紋操作； (5) 高性能：采用商業(yè)算法，識(shí)別速度快，手指感應(yīng)靈敏，手指只要輕輕地觸碰采集窗就能快速識(shí)別，不需要用 力 按壓。 硬件的焊接與組裝 首先要熟悉所焊印制電路板的裝配圖，并按圖紙配料，檢查元器件型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量是否符合圖紙要求，并做好裝配前元器件引線成型等準(zhǔn)備工作。 （ 3）二極管的 焊接 二極管焊接要注意以下幾點(diǎn)：第一，注意陽極陰極的極性，不能裝錯(cuò)；第二，型號(hào)標(biāo)記要易看可見；第三，焊接立式二極管時(shí)，對(duì)最短引線焊接時(shí)間不能超過 2S 。在用臨時(shí)頁緩沖器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)一頁存儲(chǔ)器進(jìn)行編程時(shí)，首先要將這一頁擦除。主要研究內(nèi)容如下： 指紋識(shí)別原理。如何有效提高指紋識(shí)別可靠度，更 安全地管理用戶控制權(quán)限，以及尋求更為簡潔可靠的指紋圖像識(shí)別算法，應(yīng)該是今后開展工作的方向。 [8]高月紅 .灰度圖像分割算法的研究 [J].科技信息 .2022 年 27 期 :1718。 。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 } void LCD_Write(bit style, unsigned char input) { LcdRs=style。 } // 初始化LCD************************************************************ void LCD_Initial() { LcdEn=0。 } //將字符輸出到液晶 顯示 31 void Print(unsigned char *str) { while(*str!=39。 //清除所有指紋（ 10 個(gè)指紋清除） sbit k2=P3^3。 unsigned char code Identify[16]=Lock: Idenfity。\039。 //紅色燈 表示 錄入 模式 sbit green= P1^1。 //AC 遞增 , 畫面不動(dòng) } //液晶字符輸入的位置 ************************ void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y) { if(y==0) LCD_Write(LCD_COMMAND,0x80|x)。 } void LCD_SetDisplay(unsigned char DisplayMode) { LCD_Write(LCD_COMMAND, 0x08|DisplayMode)。y0。正是因?yàn)橛辛四銈兊膸椭?，才讓我不僅學(xué)到了本次課題所涉及的 新知識(shí)，更讓我感覺到了知識(shí)以外的東西，那就是團(tuán)結(jié)的力量。 [14] 田野 . 用你的手指 “說話 ”——指紋識(shí)別器 [J]. 大眾硬件 . 。 [6]劉明生 ,吳小培 ,項(xiàng)明 .一種基于指紋圖像特征的圖像 分割算法 [J].電子測 技術(shù)第 32 卷 .:9294。掌握指紋識(shí)別模塊的與單片機(jī)的通信機(jī)制，運(yùn)用通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)各功能控制。 串口調(diào)試 使用串口調(diào)試助手進(jìn)行測試 測試結(jié)果如圖 : 串口通信測試結(jié)果圖 四川文理學(xué)院學(xué)位論文 24 液晶顯示器調(diào)試 液晶顯示器測試程序見附錄 A： 液晶顯示器試程序結(jié)果如圖 ：