基于DSP的指纹识别及在考勤中的应用

摘要

随着信息化时代逐步来临，人们的生活也随之改变了许多，数字化网络的普及使得信息验证也变得越来越多。在过去，我们常常使用的身份验证的方式是用户名加上密码，但这种传统的验证方式存在许多问题，例如密码容易遗忘、密码被盗用等，这往往会导致一系列不可估量的损失，因此这种传统的验证方式已经不能满足我们现在快节奏的生活要求了。新的更加准确和更加便利的个人信息的验证方式就随之诞生，指纹验证技术就是其中最为普遍应用的一种方式。因为指纹验证技术能非常有效的解决安全性的问题，指纹作为人类本身的生物特征，它具有唯一性，每个人每根手指的指纹都不尽相同;而且指纹作为人类的生物特征，不需要刻意携带或去记忆。另外，指纹识别设备随着科技的发展有越来越高的识别精度，通过对指纹识别算法进行进一步的优化，使其灵敏度、准确性都得到了大幅提高，使其在实际应用中能更加便捷。现在指纹识别技术的发展和应用更是伴随着新设备的研发而进入了每一个普通人的日常生活。例如随着智能手机的发展，指纹解锁、指纹认证已经非常常见，指纹考勤机也是指纹技术普及的一个例子。高质量的指纹识别方法，便携的指纹识别设备，低成本的指纹传感器都已经成为了重要的研究课题。也正是由于目前市面上的指纹考勤机往往体积较大，耐久性差的原因，因此需要研究一套更加小巧便捷的指纹考勤设备。
　　本文分析研究了指纹识别目前的使用优势及应用状态，对各种识别方式进行了比对和筛选，选择合理的硬件设备，搭建一个指纹识别的应用平台。本系统提出了以DSP芯片TMS320VC5416PGE及Biovo-X1指纹采集传感器为核心的自动指纹采集模块，并用单片机AT89C51作为指纹模块的上位机，通过LCD模块实时显示结果，并且使用按键对指纹系统进行操作。以此实现了对指纹的识别，显示及系统操作的功能。指纹图像采集器是采集用户指纹图像，并将其转换为二进制数据输出，指纹图像的质量将直接影响系统的整体性能。指纹图像处理模块对指纹数据进行预处理、后处理，提取代表这些数据的特征，作为比对模板存储到数据库中。在进行指纹匹配时，采集待鉴定用户的指纹数据，提取特征后与数据库中的模板进行比对，决定两者是否匹配，最后根据匹配结果输出相应的信号。设计并实现了利用单片机和LCD对指纹进行可视化管理，并可以在现有硬件基础上进行指纹考勤系统及指纹门禁系统的开发。整个设计具有体积小、成本低、易于开发等优点。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 课题背景

1．2 指纹识别技术及其发展史

1．2．1 指纹识别原理

1．2．2 指纹识别系统的可靠性问题

1．2．3 指纹识别技术的发展史

1．3 嵌入式指纹识别技术的发展前景

1．4 本课题研究的内容及方法

1．5 本文组织结构

第2章 指纹系统硬件设计

2．1 硬件设计框架

2．2 典型指纹采集传感器

2．3 控制及显示

2．4 本章小结

第3章 指纹识别的算法分析

3．1 基于结构的指纹识别算法

3．2 指纹算法分析研究

3．2．1 计算方向图、中心点

3．2．2 图像扇形化、归一化

3．2．3 Gabor滤波

3．2．4 特征提取

3．2．5 指纹数据比对

3．3 本章小结

第4章 考勤系统的设计与实现

4．1 系统开发环境

4．2 考勤系统功能

4．3 软件开发

4．3．1 指纹模块命令

4．3．2 串口传输

4．3．3 液晶显示

4．3．4 键盘扫描

4．4 考勤系统实现

4．5 本章小结

第5章 考勤系统的测试与分析

5．1 程序加载

5．2 指纹录入

5．3 考勤记录

5．4 指纹识别率测试

5．5 本章小结

结论

致谢

参考文献