【文章內(nèi)容簡介】 式。 兼容性：可以與現(xiàn)有的各類系統(tǒng)兼容，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的識(shí)別。 實(shí)時(shí)性：可實(shí)現(xiàn)完整的跟蹤、實(shí)時(shí)報(bào)警功能。 安建筑工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)論文 10 選題意義 在網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的今天，我們每個(gè)人都擁有大量的認(rèn)證密碼，比如開機(jī)密碼、 郵箱密碼、銀行密碼、論壇登陸密碼等等；并配備了各種鑰匙，如門鎖鑰匙，汽 車鑰 匙， 保險(xiǎn)柜鑰匙等。 這些都是傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)所采用的方式， 隨著社會(huì)的發(fā) 展， 其安全性越來越脆弱。 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， 尤其是在信息社會(huì)， 人們對(duì)于安全性的要求越來越高， 同時(shí)希望認(rèn)證的 方式簡單快速。 為了解決這一問題， 人們把目光轉(zhuǎn)向了生物識(shí)別技術(shù)， 希望能借 助人體的生理特征或行為動(dòng)作來進(jìn)行身份識(shí)別。這樣您可以不必?cái)y帶大串鑰匙， 也不用費(fèi)心去記各種密碼。 另外， 生物特征具有唯一性， 不可復(fù)制性， 例如指紋， 有學(xué)者推論：以全球 60 億人口計(jì)算， 300 年內(nèi)都不會(huì)有兩個(gè)相同的指紋出現(xiàn)。 以電子商務(wù)、 電子銀行的安全認(rèn)證為例， 目前在電子商務(wù)中他人會(huì)假冒當(dāng)事人的 身份， 如果通過生物特征進(jìn)行論證， 就可有效防止此類事件的發(fā)生。 另外， 網(wǎng)絡(luò)、 數(shù)據(jù)庫和關(guān)鍵文件等的安全控制，機(jī)密計(jì)算機(jī)的登陸認(rèn)證，銀行 ATM 、 POS 終 端等的安全認(rèn)證，蜂窩電話， PDA 的使用認(rèn)證等等，都離不開可靠安全的生物 特征識(shí)別。 可見， 生物特征識(shí)別不但有可觀的經(jīng)濟(jì)效益， 還有不可估量的國家信 息安全效益。 長期以來， 驗(yàn)證身份的方法是驗(yàn)證該 人是否持有有效的信物， 如照片、 密碼、 鑰匙、 磁卡和 IC 卡等。 從本質(zhì)上來說， 這種方法驗(yàn)證的是該人持有的某種 “物” ， 而不是驗(yàn)證該人本身。只要“物”的有效性得到確認(rèn)，則持有該“物”的人的身 份也就隨之得到確認(rèn)。這種以“物”認(rèn)人的辦法存在的漏洞是顯而易見的： “物” 的丟失會(huì)導(dǎo)致合法的人無法被認(rèn)證， 以及各種信物容易被偽造、 破譯。 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 下， 密碼作為身份識(shí)別的標(biāo)志已被廣泛采用。 但是密碼容易被遺忘， 也有被人竊 取的可能，已不能滿足人們的需要。人們逐漸把目光轉(zhuǎn)向了生物特征識(shí)別技術(shù)。 生物特征識(shí)別技術(shù)是為了進(jìn)行身份驗(yàn)證而采用自動(dòng)化技術(shù)測(cè)量其身體特征 或個(gè)人行為特點(diǎn)， 并將這些特征或特點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫的模板數(shù)據(jù)進(jìn)行比較， 完成認(rèn)證 的一種解決方案，被評(píng)為 21 世紀(jì)十大高科技之一。生物特征識(shí)別是目前最為方 便和安全的識(shí)別技術(shù)， 并且生物特征識(shí)別產(chǎn)品均借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)， 容易與 安全、監(jiān)控、管理系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。 1997 年比爾蓋茨曾這樣預(yù)言： “生物識(shí)別技術(shù)即利用人的生理特征， 如指紋、 虹膜等來識(shí)別個(gè)人的身份， 將成 為未來幾年 IT 產(chǎn)業(yè)的重要革新” 。 安建筑工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 國 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi) 在我國，指紋識(shí)別技術(shù)從 20xx 年以后，開始步入快速成長期。眾多胸懷宏圖的企業(yè)和個(gè)人，開始為這項(xiàng)看似神秘的前沿技術(shù)而勤耕不輟。近些年隨著指紋傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展成熟，以電場式 (真皮感應(yīng) )指紋傳感器為主的指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用逐步得到了重視，在指紋識(shí)別軟硬件技術(shù)不斷改進(jìn)和發(fā)展日趨成熟的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大指紋技術(shù)的適用范圍和應(yīng)用市場領(lǐng)域成為了當(dāng)今指紋技術(shù)研究的重點(diǎn)。目前普遍采用的脫機(jī)式指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)是由指紋傳感器、指紋識(shí)別模塊、外圍控制電路組成的。指紋識(shí)別模塊中多采用 DSP 作 為處理芯片，外部還擴(kuò)展了許多存儲(chǔ)器和外圍設(shè)備，存在著體積難以進(jìn)一步減小、制作調(diào)試工藝復(fù)雜、造價(jià)高等問題，這些問題直接限制了指紋識(shí)別技術(shù)在指紋汽車鎖、指紋槍械、指紋掌上或筆記本電腦、手機(jī)等要求嵌入式應(yīng)用的廣闊領(lǐng)域，極大地影響了這項(xiàng)技術(shù)地普及和推廣。 國外 （ 1）指紋識(shí)別的起源：指紋身份識(shí)別是最古老的防偽技術(shù)，現(xiàn)在與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，已成為身份識(shí)別的重要手段。對(duì)指紋的研究，最開始屬于生物遺傳學(xué)的研究范疇，同時(shí)也是人類學(xué)研究的課題之一。指紋作為皮膚紋理學(xué)研究的三大對(duì)象之一，在中國的學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域也有近百年 的歷史。中國是世界上公認(rèn)最早應(yīng)用指紋識(shí)別技術(shù)的國家。公元前 7000 年到 6000 年以前，在古敘利亞和中國，指紋作為身份鑒別已經(jīng)開始使用。考古發(fā)現(xiàn)，一些粘土陶器上留有陶藝匠人清晰可見的指紋圖案。 （ 2）指紋識(shí)別的研究與發(fā)展歷程： 19 世紀(jì)初，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了至今仍然承認(rèn)的指紋的兩個(gè)重要特性：沒有人的指紋是完全相同的（惟一性）；指紋的樣式終生不變（穩(wěn)定性）。這個(gè)研究成果使得指紋在刑事偵查中得以正式應(yīng)用。 1823 年，珀金杰 ()首次將指紋紋形分成了 9 類； 1858 年，赫謝爾 ()規(guī) 定與官方定契約必須捺指紋； 1880 年，福爾茨(HenryFauld)發(fā)表了指紋認(rèn)證的論文，第一次科學(xué)地提出了指紋的個(gè)體性和惟一性。指紋惟一性的發(fā)現(xiàn)，使得指紋作為一種更為有效的鑒別方法而得到采用。 1889 年，亨利 ()在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，提出了基于指紋細(xì)節(jié)特征識(shí)別 (MinutiaBased)的理論，并提出了用指紋識(shí)別來進(jìn)行確定罪犯身份的設(shè)想，從而奠定了現(xiàn)代指紋學(xué)的基礎(chǔ)。直到一個(gè)多世紀(jì)后的今天，采用 MinutiaBased 的指紋識(shí)別算法仍是主流。 1892 年，英國的弗朗西斯蓋爾安建筑工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)論文 12 頓 (FrancisGalton)對(duì)指紋進(jìn)行了廣泛的研究，寫了《 Fingerprint》一書，向世人介紹了用于單個(gè)指紋分類的細(xì)節(jié)特征，首次系統(tǒng)地闡述了指紋學(xué)，完善地建立了一整套指紋識(shí)別的方法，并且用于刑事偵察中對(duì)犯罪嫌疑人的甄別和鑒定。 20 世紀(jì) 60 年代，由于計(jì)算機(jī)可以有效地處理圖形圖像，人們開始著手研究利用計(jì)算機(jī)來處理指紋。 FBI 開始了指紋的自動(dòng)識(shí)別。自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)的研究和應(yīng)用陸續(xù)在許多國家展開。 70 年代，美國政府派 ScandiaLabs 調(diào)查各種生物特征識(shí)別技術(shù)，結(jié)論是指紋識(shí)別是最具潛力和準(zhǔn)確率最高的識(shí)別技術(shù)，這一 調(diào)查使得大批研發(fā)工作集中到指紋識(shí)別算法和系統(tǒng)集成上來。 80 年代，個(gè)人電腦和光學(xué)掃描這兩項(xiàng)技術(shù)的革新與發(fā)展，使得它們作為指紋取像的工具成為現(xiàn)實(shí)，從而使指紋識(shí)別可以在其它領(lǐng)域中得以應(yīng)用。 90 年代后期，低價(jià)位取像設(shè)備的引入及其飛速發(fā)展，以及可靠的比對(duì)算法的研究發(fā)展，為個(gè)人身份識(shí)別應(yīng)用的發(fā)展提供了舞臺(tái)，也為指紋識(shí)別算法提出了新的挑戰(zhàn)和要求。最近幾年，指紋識(shí)別技術(shù)從警用走向民用，從專用走向公用，逐漸成為人們關(guān)注的前沿高科技之一，已成為當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和商業(yè)界研究和開發(fā)的熱點(diǎn)之一。微軟公司推出了可單獨(dú)操作的指紋辨認(rèn)器； IBM 也開始出售附有指紋辨認(rèn)器的手提電腦；韓國 LG 電子公司推出的一種手機(jī)，底座附有硅晶片，用戶只有把手指在底座抹一下才能啟動(dòng)手機(jī)。 研究內(nèi)容 本課題主要是以指紋識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)，利用指紋識(shí)別算法，圖像處理技術(shù)和 DSP 技術(shù)相結(jié)合，將驗(yàn)證的可靠指紋識(shí)別算法移植到系統(tǒng)上，采用特定的驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行通訊來控制電子鎖的開關(guān)（閉合），從而設(shè)計(jì)了穩(wěn)定可靠，快速識(shí)別的指紋鎖。本文圍繞這一相關(guān)的理論知識(shí)展開了研究，首先我們對(duì)指紋識(shí)別的硬件進(jìn)行了原理圖的設(shè)計(jì)制作，畫 PCB 電路板，制作實(shí)物 PCB，并對(duì)其進(jìn)行焊接和調(diào)試，最終完 成硬件電路的設(shè)計(jì)。其次我們進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，我們要設(shè)計(jì)出可靠的指紋識(shí)別算法和設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)指紋鎖的程序，以此來驅(qū)動(dòng)硬件電路。 本設(shè)計(jì)主要分為兩大塊一塊就是指紋處理另一塊則是門鎖的驅(qū)動(dòng)電路，只有把兩者現(xiàn)結(jié)合起來才能完整的實(shí)現(xiàn)其功能。 本課題需要解決的問題： （ 1）指紋鎖硬件的整體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。其中包括指紋算法模塊和控制電路的硬件驅(qū)動(dòng)。 （ 2）采集指紋圖像的實(shí)現(xiàn)。 （ 3）輸入的指紋與錄入指紋庫進(jìn)行對(duì)比的程序?qū)崿F(xiàn)。 （ 4）指紋鎖硬件驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。 （ 5）程序的移植 。 本文是基于 DSP 指紋鎖的研究，通過指紋采集 器采集到的指紋數(shù)據(jù)與指紋庫里的數(shù)據(jù)進(jìn)安建筑工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)論文 13 行對(duì)比 若不同既不通過，若相同者則傳遞一個(gè)高信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路得到高信號(hào)時(shí)，說明指紋驗(yàn)證成功可以去開門。我們?cè)O(shè)計(jì)了一段延時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)人沒有手動(dòng)的去推開門，門鎖又會(huì)成閉合狀態(tài)，此時(shí)需要人從新去驗(yàn)證指紋，我們通過在門上安裝一個(gè)干簧管來判斷人是否去推開了門。 安建筑工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)論文 14 第 二 章 系統(tǒng)整體方案 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能描述 研究方法： 本課題設(shè)計(jì)的是基于半導(dǎo)體采集的指紋門鎖的設(shè)計(jì)，通過指紋信號(hào) 來控制門鎖的開關(guān)，可靠性強(qiáng)，安全性能高，速度快，非常的方便，在實(shí)際運(yùn)用中有著很好的應(yīng)用前景。 技術(shù)路線： 本文是基于 DSP 指紋鎖的研究，通過指紋采集器采集到的指紋數(shù)據(jù)與指紋庫里的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比來實(shí)現(xiàn)門鎖的開關(guān)。 實(shí)驗(yàn)方案： 本課題主要是以指紋識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)，利用指紋識(shí)別算法，圖像處理技術(shù)和 DSP技術(shù)相結(jié)合，將驗(yàn)證的可靠指紋識(shí)別算法移植到系統(tǒng)上，采用特定的驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行通訊來控制電子鎖的開關(guān)（閉合），從而設(shè)計(jì)了 穩(wěn)定