基于stc59c52指纹考勤系统设计

指纹考勤系统实验报告班级：电信092班

姓名：保昆200916022218

邵苗苗200916022217

何郭微200916022207

马政仑200916022222

指导老师：陶福寿

2012年5月6日

目录

1指纹识别技术概述 (3)

1.1指纹识别技术的发展系统简介 (3)

1.2系统简介 (4)

2指纹识别系统的设计 (5)

2.1指纹识别系统的硬件设计 (5)

2.1.1 FM—180指纹识别模块 (5)

2.1.2 89C52RC单片机 (7)

2.1.3 UART接口 (9)

2.2指纹识别系统的软件件设计 (9)

3设计内容 (10)

3.1指纹识别流程图 (10)

3.2程序代码 (10)

4测试结果 (14)

5心得体会 (15)

保昆：stc89c52

邵苗苗：FM-180指纹识别模块

何郭微：UART串口

马政仑：1062液晶显示

1指纹识别技术概述

1.1指纹识别技术的发展系统简介

人们使用指纹进行个人身份鉴定已经有很长的历史考古证实，公元前7000年到6000年以前，古叙利亚和中国，指纹作为身份鉴别己经开始应用。考古发现，在这个时代，一些粘土陶器上留有陶艺匠人的指纹，中国的一些文件上印有起草者的大拇指指纹，在Jercho 的古城市的房屋留有砖匠一对大拇指指纹的印记等。在我国，早在公元650年,唐代作家贾公秀在其作品中就着重提到了指纹是确认个人身份的方法。我国将指纹应用于民间契约及断案有悠久的历史，但是由于缺乏专门性研究,未能将指纹识别技术上升为一门科学。虽然指纹的一些特征己经被人们认识和接受但不能证明，但指纹己经广泛应用社会的各个方面。

用指纹采集仪采集指纹，提取出细节点，然后将细节点保存到数据库中，形成指纹模板库。在线部分——用指纹采集仪采集指纹，提取出细节点，然后将这些细节点与保存在数据库中模板细节点进行匹配，判断输入细节点与模板细节点是否来自同一个手指的指纹。 一般来说，离线处理允许人工因素介入，可根据需要手动调整系统参数，而在线处理应完全由系统自动完成所有操作。自动指纹识别系统框图如图1所示：

离线部分

在线部分指纹图像细节点

降噪后的图像

匹配

图1 自动指纹识别系统框图

预处理是将输入的（直接采集进来的）低质量、有噪音的指纹源图象处理成已细化了的清晰的二值图像。它的目的是减少低质量的图像对分类识别结果的影响，预处理中一般包括图像增强、滤波、二值化、细化等步骤。

在上图中提到细节提取,该细节所指的是指纹纹路。指纹纹路有3种基本类型——环型、弓型和螺旋型。现在，科学家已能够通过模型再现那些较为常见的指纹，也能重复不太复杂的罕见指纹的形成过程。

目前尚未发现有不同的人拥有相同的指纹，所以每个人的指纹也是独一无二。由于指纹是每个人独有的标记，近几百年来，罪犯在犯案现场留下的指纹，均成为警方追捕疑犯的重要线索。现今鉴别指纹方法已经电脑化，使鉴别程序更快更准。

每一个人的指纹纹路都有各自的特点，所以每一个指纹纹路的细节也是有所不同的。要识别一个指纹，其关键所在就是提取每一个指纹纹路的细节，只有提取到更多的细节点数才能更加准确的识别一个指纹。

离线部分进行的是指纹录入操作：当开始指纹采集的时候，指纹识别模块将对所读取指纹进行图像增强，着重对指纹纹路进行扫描，并提取其特有的纹路。在将其进行保存。

在线部分进行的是指纹录入操作：当识别源置于指纹识别区域时，指纹识别模块同样进行图像增强的操作，此时指纹识别模块将对指纹纹路进行扫描，读取指纹纹路的特点并将其与指纹库的存储资源进行比对。当所读取指纹纹路与所读取指纹相似度超过90%，则表示读取成功。

1.2系统简介

指纹识别系统的基本结构和整体流过程，并且从硬件系统和软件系统两个主要方面探讨了设计指纹识别系统的基本方法。

硬件系统的设计主要是基于89C52RC单片机、FM—180指纹识别模块、以及相关的程序设计；软件系统的设计主要是指纹识别系统算法的设计，其中包括图像处理和图像识别两个方面。通过实验显示，该系统采集的指纹图像较清晰、失真较小，处理后的图像轮廓分明、特征突出，利于指纹分类与识别。

通过对指纹识别系统的研究、设计与开发,综合运用了信号采集及接收技术，图像处理及识别技术, 基本实现了利用单片机进行指纹识别系统开发的目的。

2指纹识别系统的设计

2.1指纹识别系统的硬件设计

硬件系统是实现一切系统功能的物质基础，它是系统不可缺少的一个整体，一个工程系统的建立都是在硬件基础上展开的。本次设计任务的硬件设施已经配备，其核心是89C52RC单片机与FM—180指纹识别模块，我们的任务是完成两者的主电路连接，实现指纹图像采集的功能。

2.1.1 FM—180指纹识别模块

FM-180亮背景光学头指纹识别设备采用光学指纹传感器，由高性能DSP处理器和FLASH等芯片构成，具有指纹图像处理，模版提取，模版匹配，质问搜索和模版存储等功能。指纹特征：指纹算法是从指纹图像中提取的特征，代表了指纹的信息。指纹的保存，比对，搜索都是通过操作指纹特征来完成。

图二系统参数与接口（A型）

FM-180是完整的指纹识别模块，不需挂接任何外围部件，模块始终处于从属地位，主机需要通过不同的指令让模块完成各种功能。主机的指令，模块的应答以及数据交换都是按照规定格式的数据包来进行的。主机必须按照格式封装要发送的指令或数据，也必须按格式解析收到的数据包。

FM—180指纹识别模块使用USB供电，使用拓展的+5V电源接口。该模块的正常工作电流为100-170mA。峰值电流将可达到200mA。在该模块进行指纹录入操作时，其时长约为1.5s。而当其进行指纹识别操作时，由于要进行特征提取和指纹对比等步骤，所以其操作时长约为3-5s。该模块可以存储约900组指纹数据。经过小组成员100次的反复操作，该模块的识别率为100%，该数据将在更多的实验数据下长生变动。

图三1602液晶显示

此模块包括液晶初始化、命令的输入、显示数据的输入。其中命令是用于控制液晶状态是否显示光标，光标是否闪烁，是否清除原来数据以及显示的具体位置。数据显示主要是将要显示的信息按需要准时显示出来。

按键电路：其按键共有三个。K1：复位。K2：指纹录入。K3：指纹读出。

按下k1系统处于复位状态，将清空之前的所有操作！按下k2键后，FM-180指纹识别模块开始处于工作状态，工作灯闪亮。此时可以进行指纹录入工作，将所需录入的指纹置于识别区1-2秒，显示test finger1.2.3….表示录入成功！按下k3键后模块处于识别工作模式，将之前多录入的指纹体置于识别区3-5秒，显示finger1.2.3…表示读取成功

模式指示灯：共有两个灯，一红一绿。与模块握手通过，绿灯亮起。进入