基于嵌入式處理器指紋識別系統的設計和實現
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生物識別技術比傳統的身份鑒定方法更具安全、保密和方便性。生物特征識別技術具有不易遺忘、防偽性能好、不易偽造或被盜、隨身“攜帶”和隨時隨地可用等優點。
生物識別的工作原理是利用生物識別設備對生物特征進行取樣，提取其唯一的特征并將其轉化成數字代碼，并進一步將這些代碼組成特征模板，人們同識別設備交互進行身份認證時，識別設備獲取其特征并與數據庫中的特征模板進行比對，以確定是否匹配，從而決定接受或拒絕該人。而在眾多的用于身份驗證的生物識別技術中，指紋識別技術是目前最方便、可靠、非侵害和價格便宜的解決方案。
指紋作為人體中最明顯的外表特征，具有獨一無二、普遍性、唯一性、易于采集等優點。指紋鑒定技術利用人類指紋穩定性和獨特性的生理特征，將其作為人們的一種“活的身份證”，并且指紋具有不可替代性，使通過指紋進行身份鑒定的安全性大大提高，且隨著圖像處理模式識別方法的發展和指紋傳感器技術的日臻成熟，指紋鑒定方法在金融、公安、門禁、戶籍管理等領域都有著良好的應用前景。指紋的采集相對容易；指紋的識別算法已經較為成熟。由于指紋識別具有掃描指紋的速度快、方便、小型化等優點，指紋識別技術已經逐漸進入民用市場，并應用到許多嵌入式設備中，但是如何提高指紋識別系統的識別率和穩定性，降低成本以及擴展穩定性和節點分布，存在著一系列技術難題。
因此，本文研究了以內含ARM核的微處理器AT91SAM7X256為核心，外部擴展指紋傳感器MBF200構成指紋識別服務器硬件；系統軟件移植實時多任務操作系統μC／OS-Ⅱ、文件系統、LwIP，應用軟件實現指紋識別。該方法具有成本低、占用資源少、可擴展性強的特點。
1 分布式指紋識別系統原理及硬件設計
指紋識別技術主要涉及4個功能模塊：讀取指紋圖像、提取特征、保存數據和比對。通過指紋讀取設備讀取到人體指紋的圖像，然后對原始圖像進行初步處理，使之更清晰，再通過指紋辨識軟件建立指紋的特征數據。軟件從指紋上找到被稱為“節點”(minutiae)的數據點，即指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標位置，這些點同時具有7種以上的唯一性特征。通常手指上平均具有70個節點，所以這種方法會產生大約500個數據。這些數據，通常稱為模板。通過計算機模糊比較的方法。把兩個指紋的模板進行比較，計算出它們的相似程度，最終得到兩個指紋的匹配結果。
硬件電路的實現以微處理器AT91SAM7X256為核心，外圍電路主要包括指紋識別模塊MBF200、以太網物理層(PHY)收發器RTL8201BL，大容量的數據FlashAT45DBl61D、硬件日歷時鐘器件DSl302，電源電路、復位和時鐘電路，如圖1所示。
1．1 AT91SAM7X256器件及MBF200模塊應用
AT91SAM7X256是ATMEL公司推出的基于32位ARM7TDMI的微處理器。它在一塊芯片上還集成了256 kh的片內Flash和64 kb的SRAM，無需外部擴展存儲器。其內部還集成有USB2．0設備端口，以及豐富的片內外設資源，功能強大。AT9lSAM7X256的復位控制器可以管理芯片的上電順序及整個系統。微控制器具備嵌入式10／100 Mb／s以太網(Ethernet)MAC、CAN、全速(12 Mb／s)USB2．0，針對廣泛的網絡化實時嵌入式系統而設計的，其性能穩定、功能強大，能夠廣泛應用于協議轉換、通信、工業控制領域。應用AT91SAM7X256開發指紋識別系統可以有效控制成本。工業網絡需要極強的穩定性，但實驗證明超過60％的總線帶寬使用率就會造成沖突。
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