基于ARM9的指紋識別系統的設計和實現

　　AT91SAM7X256內部集成有MAC控制器，可支持MII接口和RMII接口。RTL820lBL則是工業級帶有MII接口的10／100 Mb／s低功耗以太網收發器，25 MHz時鐘輸出，智能降功耗模式，可為系統提供穩定可靠的優質網絡解決方案，為工廠企業及其他惡劣的操作環境架設可支持實時傳輸的以太網，符合IEEE

　　802．3u的技術標準。以太網接口電路原理圖如圖2所示。

2 分布式指紋識別系統軟件設計

　　2．1 μC／OS-Ⅱ系統移植

　　由于系統硬件平臺所選用的嵌入式微處理器AT91SAM7X256的RAM、Flash等資源都非常有限，考慮各種因素，選用了μC／OS-Ⅱ作為嵌入式操作系統，TCP／IP協議通過擴展實現。μC／0S-Ⅱ操作系統是一個源碼公開、可移植、可固化、可裁剪和占先式的實時多任務操作系統。其最主要的特點就是源碼公開，絕大部分源碼是用ANSI C寫的。雖然μC／0S-Ⅱ只是提供了時間管理、任務問通信同步、任務管理和內存管理等主要服務，但它的可擴展性強?？蓴U展的上層服務有：設備驅動，文件系統，圖形系統和TCP／IP協議系統等，并且由于其性能可以與許多高端商業軟件產品相媲美，甚至某些性能比它們還要好，因此，正以其巨大的優勢吸引了眾多開發者。μC／0S-Ⅱ是專為微控制器系統和軟件開發而設計的搶占式實時多任務操作系統內核，是微控制器啟動后首先執行的背景程序，作為整個系統的框架貫穿系統運行的始終，對實時性和穩定性要求很高的數據采集系統而言，引入μC／OS-Ⅱ無疑將大大改善其性能。

　　2．2 CAN總線接口通信模塊

　　CAN協議是建立在ISO的開放系統互聯模型的基礎上的，取其中的3層：物理層、數據鏈路層和應用層。物理層和數據鏈路層的功能可由CAN接口器件實現，而應用層的功能則要靠應用程序來完成。CAN總線接口通信模塊的功能是接收和發送CAN總線數據。主要操作包括CAN控制器初始化和CAN總線上接收和發送數據的操作。信息由CAN控制器發送接收到CAN總線，都由CAN控制器自動完成。

　　2．3 以太網通信模塊實現

　　以太網是通信網采用的最通用的通信協議標準，該標準定義了在通信網中采用的電纜類型和信號處理方法。以太網采用帶沖突檢測的載波幀聽多路訪問（CSMA／CD）機制，是一種廣播網絡。數據的發送和接收就必須按以太網IEEE802．3協議來進行。軟件的實現主要有模塊的初始化、數據的發送和接收3部分。片上移植的μClinux系統包含了TCP-IP協議棧，以太網控制器集成在AT91SAM7X256內部。因此，實際上只要網關系統置開啟狀態，模塊的初始化也隨之完成。

　　2．4 指紋識別模塊軟件實現

　　指紋識別算法是指紋識別系統的核心。本系統中采用的指紋識別算法實現流程為：提取脊線方向，脊線頻率，經過GABOR濾波，特征提取，與指紋數據庫進行特征匹配。本系統單個節點有兩大功能：指紋識別和指紋模板存儲。指紋識別軟件模塊工作流程如圖3所示。

　　采集到指紋信息后，需要進行圖像增強，其中要解決的核心問題是指紋圖像預處理，其目