《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 微波|射頻 > 設計應用 > 基于FPC1011C的指紋識別系統
基于FPC1011C的指紋識別系統
石懷彬,解 梅
摘要: 闡述一款基于DSP(Digital Signal Processor)的嵌入式指紋識別系統,對其硬件設計電路和軟件設計進行了詳細的論述。設計了雙電源切換系統,通過SPI協議與指紋采集頭FPC1011C和液晶屏進行通信,能夠方便地進行指紋采集、注冊、匹配,可實時顯示處理結果,并把數據及結果通過RS232傳送到電腦終端。另外,系統既可以脫機使用,也可與PC聯機使用。
Abstract:
Key words :

 

引言
    指紋識別系統是日常生活中常見的一種識別方式,其廣泛應用于門禁、考勤和其他安防領域。本指紋識別系統,采用雙供電方式,既可與電腦聯機使用,也可作為便攜式設備使用。作為便攜式時,大約可存儲300~500枚指紋,同時系統有著很高的識別率。
    指紋識別系統應用范圍大、精度高、可以實時快速對指紋進行采集,注冊匹配,廣泛應用于安防領域中。

1 硬件設計
1.1 硬件架構框圖
    本指紋識別系統是以TMS320VC5510A為硬件平臺,配以Flash、SDRAM、指紋傳感器FPC1011C、LCD和鍵盤等外圍設備而成的嵌入式指紋識別系統。可以實現對指紋的識別、匹配、存儲等功能。系統采用雙電源設計保持系統隨時供電。具體結構框圖如圖1所示。

13a.jpg


1.2 指紋傳感器模塊
    FPC1011C是瑞典FingerPrints公司成功推出的一種電容式面裝指紋傳感器,具有高圖像質量(363 dpi的分辨率)、高耐磨(高達100萬次)、高抗靜電(可達15 kV以上)、低功耗(3.3 V工作電壓下的功耗為50 mw)等特點,是一種全新的基于certus傳感器平臺的電容式指紋傳感器。其工作電壓為2.5 V或者3.3 V,傳感器還具有高速的SPI接口,8腳的軟排線可以方便地接入各種系統。
    系統采用3.3 V電壓對指紋傳感器進行供電,把DSP的MCBSP2接口配置為SPI主機模式與傳感器(SPI從機)進行通信。采集圖像大小為200 ×152像素,SPI時鐘頻率由MCBSP2的CLKX2提供,設置為1 MHz。硬件連接如圖2所示。

13b.jpg


1.3 電源模塊
    電源模塊由兩部分構成,分別是電源電池自動轉換模塊和DC/DC電平轉換模塊。轉換模塊使系統在掉電的情況下可以自動轉到電池供電,使系統正常運行。DC/DC電平轉換為DSP外設提供3.3V電壓,為內核提供1.6 V電壓。
    自動電源切換電路采用凌特公司的LTC4414,電路如圖3所示。LTC4414通過控制2個P溝道MOSFET,實現一種用于電源切換的近似理想二極管的功能,從而實現兩個電源的高效“或”操作。FDS6975是一款雙P溝道MOSFET芯片。

13c.jpg


    電平轉換使用LMl085-3.3 V和LMl085-ADJ可調輸出電壓,輸出電壓VOUT=1.25×(1+R2/R1)。為產生1.6 V電壓,使R2=38.3 Ω,R1=110 Ω,電路如圖4所示。

13d.jpg


1.4 人機交互模塊
    為方便操作和直觀顯示處理結果,系統安裝有鍵盤和LCD,可以實時進行操作和顯示。LCD采用的是FYDl2864-0402B,其以ST7920為驅動模塊,內嵌漢字庫,支持串口和并口數據傳輸。此處采用串口SPI協議傳輸,如圖5所示。

13e.jpg

    數據傳輸時,DSP被配置為SPI主模式,以MCBSPl與LCD通信。通信過程中,CS為LCD的片選端,系統中直接接高電平,時鐘SCLK由DSP的CLKXl提供,SID連接MCBSP1的數據輸出口DXl。傳輸過程中要對數據進行打包,使其符合SID顯示的數據格式。其中RW和RS為00時DSP向LCD寫指令,為01時寫數據。因此若向LCD發送數據“01h”,則實際數據為“FA0010”。時鐘頻率SCLK被設置為100kHz,可滿足實時顯示的需要。
人機交互中的鍵盤由3個按鍵組成,分別對應3個硬件中斷(intO、intl、int2),來實現指紋采集、注冊和匹配功能。指紋采集后存入SDRAM,注冊時指紋采集2次,匹配成功后存入Flash。匹配時先采集指紋進入SDRAM,再提取Flash中的指紋進行匹配,成功后作其他動作。

2 軟件設計
    在硬件架構上必須有相應的軟件設計才可以實現系統的功能。軟件設計是在DSP的開發環境CCS中進行的,運用了嵌入式操作系統DSP/  BIOS,使開發更加方便快捷。在DSP/BIOS中,可方便地實現內存分配、中斷選擇、任務調度等功能。
    本系統的任務調度主要以3個硬件中斷為觸發條件,來實現指紋采集、注冊和匹配功能,具體框圖如圖6所示。

13f.jpg


    采用SEM對系統任務進行調度,系統上電啟動后,任務處于掛起狀態,并一直輪詢,等待中斷觸發。啟動注冊中斷時必須在采集兩枚有效指紋數據成功的情況下觸發,否則會顯示注冊失敗。注冊中斷觸發后,對兩枚指紋進行匹配,如匹配成功則指紋特征數據寫入Flash,如果失敗則重新采集兩枚指紋進行注冊。這樣可以降低因為首次指紋采集不清晰,而產生的匹配不成功。指紋匹配中斷觸發前提是Flash中存有注冊的指紋,同時實時采集新的指紋成功。若匹配失敗,則必須重新采集指紋進行匹配。
    指紋傳感器圖像采集程序如下:

13g.jpg
3 總結
    本指紋采集系統可以完美地實現指紋的采集、注冊和匹配功能,其內部算法處理時間<1 s,完全可以滿足實時工作的需要。用各手指進行試驗后,其平均FRR(FalseRejection Rate)和FAR(False Acceptance Rate)可達2.83%和0.17%,完全可以滿足生活中的需要。
 

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
主站蜘蛛池模板: 最新精品在线视频 | 一本大道在线观看 | 亚洲欧美国产一区二区三区 | 日韩成人小视频 | 午夜看一级特黄a大片 | 青春草视频在线免费观看 | 日本久久综合视频 | 欧美一级片在线播放 | 狠狠干五月 | aaa一级黄色片 | 热99re久久精品香蕉 | 又爽又大又光又色的午夜视频 | 久久精品小视频 | 天天干天天摸 | 欧美日韩国产在线播放 | 一级女性全黄久久生活片 | 午夜资源在线 | 日韩在线一 | 日本国产成人精品视频 | 黄色免费在线观看网站 | 亚洲a视频在线观看 | 久久免费视频1 | 日韩精品视频一区二区三区 | 成人黄色激情视频 | 国产成人综合久久精品红 | 日本激情在线看免费观看视频 | 黄色欧美在线观看 | 久草免费在线播放 | 亚洲一级免费毛片 | 国内精品小视频在线 | 午夜性刺激在线观看视频 | 成人三级精品视频在线观看 | 亚洲视频免费看 | 老湿影院免费观看 | 瑟瑟漫画在线观看 | 成人在线观看免费视频 | 国产日韩欧美亚洲综合在线 | 好色站 | 97国产伦子在线观看 | 性色va| 波多野结衣一区二区三区88 |