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多媒体指纹识别系统

专家
2013-01-14 14:29:29    评分

作者:滨州学院 封大伟 刘宝立 李玉振
指导教师:丁雷 李志远

  作品简介

  该多媒体指纹识别系统是以指纹识别和多媒体的使用为开发背景的。指纹识别是生物识别技术中最为成熟的, 其唯一性、稳定性, 一直都被视为身份鉴别的可靠手段之一。同时,随着教学水平的提高,多媒体技术已经普及。但多媒体的管理机制还都是靠手机拨号给数控中心,数控中心的工作人员进行远程控制。鉴于此,我们提出了多媒体指纹识别系统的设计方案,它不仅可以简化使用者打开多媒体的操作流程,同时也增加了多媒体的安全性。 

   多媒体指纹识别系统采用上位机控制,对指纹信息进行采集,并将教职工的相关信息存储到数据库。使用时,使用者进行指纹匹对,如果匹对成功,多媒体上的锁将自动开启,待电脑启动后,系统将使用者的使用信息上传至数据库并进行存储。否则多媒体将无法开启,只能通过机拨号给数控中心,数控中心的工作人员进行远程控制,该系统简化了教师的使用手续,方便了教学,提高了多媒体的安全性。

  平台选型说明

  选用大赛指定的单片机开发板(以STC15F2K61S2芯片为控制核心)。以IAP15F2K61S2单片机为微控制器作为微控制平台,并使用FPM10A光学指纹模块进行指纹信息的采集和识别,同时通过自行设计的上位机进行控制,并用自己开发的数据库对使用者的信息和实用信息进行记录。

  设计说明

  一、设计原理
  1、指纹识别系统原理
  指纹具有唯一性(人各不同、指指相异) 和稳定性(终身基本不变) ,使其成为个人身份识别的有效手段。随着计算机图像处理和模式识别技术的发展,使指纹识别快速发展成为实用、经济、可靠、安全的身份认证技术。

  2、上位机
  上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机,屏幕上显示各种信号变化。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机。上位机发出的命令首先给下位机,下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据,转换成数字信号反馈给上位机。

  3、数据库
  数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库,它产生于距今五十年前,随着信息技术和市场的发展,特别是二十世纪九十年代以后,数据管理不再仅仅是存储和管理数据,而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。数据库有很多种类型,从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。

  二、设计方案
  1、主控芯片
  方案一:采用现在比较通用的51系列单片机。51系列单片机的发展已经有比较长的时间,应用比较广泛,各种技术都比较成熟,但此系列单片机是8位机,处理速度较慢,IO资源较少,程序存储空间小,而且其最小系统的外围电路都要自己设计和制作,使用起来不是很方便,故不采用。
  方案二:采用IAP15F2K60S2系列单片机。
  IAP15F2K60S2系列单片机是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快。内部集成专用复位电路,有2个高速异步串行通信端口,2K字节SRAM,2路CCP/PCA/PWM,高速A/D转换,较大的用户应用程序空间,较多的内部资源。完全可以满足我们的需求。
  综合考虑,该系统对片上资源要求比较高,我们选择方案二。

  2、指纹模块
  方案一:采用语音识别模块。语音识别系统识别的内容需要通过汉语拼音描述,合成内容需要通过汉字描述。模块间采用串口通信,便于与各种用户系统、单片机和上位机连接。硬件需要232串口线或USB转232串口线,采用单一的3.3V直流电源供电,使用功耗不小于500mA。同时,它不能识别人。
  方案二:采用指纹识别模块。FPM10A使用1.0MM FPC 上接插座引出了5个引脚,电源的正极接 3.6V – 5.5V的电压均可,应用电压范围比较广。使用串口就可以实现数据和命令的通信。FPM10A使用标准的串口与外界通信,默认的波特率为57600,可以进行更改。可以与任何单片机,ARM,DSP等带串口的设备进行连接。3.3V-5V的单片机可以直接连接。因此它的应用范围很广,适应性强。认假率(FAR)小于001%,拒真率(FRR)小于1.0%。模块成功上电后会自动检测,指纹采集窗口会闪一下,表示自检正常,如果不闪,提示用户是否接反,接错等。这就很好的解决了用户操作不当而难以发现问题的情况,使其操作更加的灵活。同时指纹模块的适应温度范围也比较广。工作时的电流约110mA左右,功耗低。指纹图像录入时间小于0.5秒,匹配时搜索时间小于1.0妙。
  因此,FPM10A光学指纹模块能够很好地为此系统完成指纹的采集和高效率、高认假率的指纹识别匹配。故采用方案二。

  3、显示模块
  方案一:用LED显示,把测量所得的高度通过数码管显示。数码管亮度高、体积小、重量轻。但是动态显示要求单片机定时的对显示器件扫描,如不调用显示程序,就会立即停止显示。且显示信息简单、有限,在本题目中应用受到很大的限制。
  方案二:采用OCMJ4X8C(128*64)图形汉字两用液晶作为主要显示工具。液晶显示功耗低,轻便防震。接口电路简单,可以和单片机直接相连,采用液晶显示界面友好清晰,显示信息丰富。为了避免占用大量I/O口,我们决定采用串行,缺点是价格有些高,编程较难。
  考虑到对信息显示的要求,我们选择方案二。

  三、原理图  

   作品特色

  多媒体指纹识别系统使用了先进的IAP15F2K61S2新型单片机作为微控制器,IAP15F2K60S2系列单片机是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,其速度快、内部资源丰富。
  而且多媒体指纹识别系统采用了先进的指纹识别技术,指纹具有唯一性和稳定性,使其成为个人身份识别的有效手段。使用者在使用时只需手指轻轻一点便可以轻松地打开多媒体进行多媒体教学。免除了因忘带钥匙、钥匙难以管理等不便的情况。方便快捷,效率高,安全性好。
  同时,多媒体指纹识别系统采用上位机进行发送指令,控制指纹模块进行对指纹信息的采集,并且上位机设置了使用权限,更加了安全性。而且在采集信息时,教职工可以采集多个手指的方案,解决了因特殊情况单个手指不能进行识别而带来的不必要的麻烦。
  并且此系统采用了数据库进行使用者的信息和使用情况的记录。当教职工进行多媒体教学时,此系统中的数据库会记录使用者的使用情况。管理员可以查看使用者的使用信息,不仅可以方便调差教职工的教学情况,也加强解决了多媒体的使用管理和安全性等问题。

系统演示视频:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2384




关键词: 多媒体     指纹识别     系统     指纹     进行     方案     可以         

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