基于DSP的指纹防盗门控制系统设计
基于DSP的指纹采集系统的研究与设计
基于DSP的指纹采集系统的研究与设计在各种生物识别技术中，指纹识别技术是最成熟、精确和最易用法的。
而指纹采集作为指纹识别系统中的一个重要环节也越来越受到人们的重视，高质量的指纹采集技术已成为一个重要的讨论课题。
指纹图像的采集是自动指纹识别系统（AFIS-Automation Fingerprint Identification System）的重要组成部分，采集到的指纹图像的质量好坏，挺直影响到后续的指纹图像处理过程。
高质量的指纹图像可以大大简化指纹图像处理的算法，提高识别率，减小拒识率。
随着新型指纹采集件和，技术的进展，自动指纹识别技术正向着小型化和的方向进展。
本文介绍的就是基于DSP的指纹采集系统。
本系统的原理本系统中的指纹传感器采纳FPS200固态指纹芯片，其成像原理1所示。
由图1可以看出，一个像素点上有一个金属电极，手指皮肤是另一个电极，两者之间形成了CP。
手指皮肤上的脊（ridge）和谷（valley）将产生不同的CP。
因为CP很小，无法挺直测量，所以用法以下办法：先以一固定时光对CP充电（SW1关且SA2开），接着以一固定时光对CP放电（SW1开且SW2关），放出的电能将转储到Cc中。
每一次充电放电周期中，因为充电相同，充电时光相同，所以不同的CP值将导致CP存储不同的电能。
这些电能在CP放电时将转储到Cc中导致Cc电压的增高。
所以CP值的不同将导致一次充电放电周期结束后Cc电压增高值的不同（成正比），最后将导致Cc电压增高到参考电压所需的充电放电周期次数的不同（成反比），这样就可以通过充电放电周期次数来测量CP了。
图1 FPS200指纹成像原理传感器阵列包括256列×300行的传感器电极，每一列都有两个采样—保持与之相联系。
采集一个指纹图像时猎取一行数据，而此过程共有两个阶段。
第一阶段，传感器电极中被挑选的行预充电到VDD电平，第1页共5页。
基于DSP的指纹识别系统设计
基于DSP的指纹识别系统设计
1 引言指纹识别技术通过分析指纹的局部特征，从中抽取详尽的特征点，从而可靠地确认个人身份。
指纹识别的优点是指纹作为人体独一无二的特征，它的复杂度可以提供用于鉴别的足够特征，具有极高的安全性。
相对于其他身份认证技术，指纹识别是一种更为理想的身份认证技术，指纹识别不仅具有许多独到的信息安全优点，更重要的是具有很高的实用性、可行性，已经广泛应用于金融、电子商务以及安全性能要求教高的行业中。
目前多数指纹识别系统是将指纹图象采集到计算机中，利用计算机进行识别。
国外一些公司生产的独立指纹识别系统，价格比较高昂。
这些都限制了指纹识别技术的普及。
因此，研究开发快速、识别率高、廉价的独立指纹识别系统具有很大的市场前景和重要的科学研究价值。
本文提出了一种新型基于DSP 的指纹识别系统，硬件上利用DSP 的高速处理能力，构建高速的数据处理平台，软件上参考DSP 和硬件逻辑的处理特点，对传统的指纹算法进行改进，满足实时性和可靠性要求。
2 硬件系统结构
系统的原理框图如图（1）所示：
图（1）系统结构框图
本系统整体上可以分为图像采集模块、图像处理及识别模块以及输出模块三部分组成。
2.1 图像采集模块
图像采集模块中，由于指纹识别系统中并不需要实时观察图像，所以对传感器要求不是很高，一般的黑白数字CMOS 传感器都能满足要求。
本系统中采用。
基于dsp的指纹识别系统
组长： 小组成员：
2014
2020/4/3
1
目录
CONTENTS
2020/4/3
一、概述
二、硬件电路设计
1、需求分析
2、硬件整体结构
3、硬件选择
4、电路原理图
三、软件设计
1、指纹识别算法流程
2、指纹识别程序框图
3、指纹识别算法实现
4、指纹识别调试
四、总结
2
一、概述
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MCU的选择
由于考虑到以下因素：
1、指纹识别算法复杂度大，系统必须具备复杂运算的 能力。
2、识别过程运算量大，系统需具备快速运算能力，以
满足实时性的要求。
3、系统必须低功耗、稳定性高、性价比高等因素。 4、 芯片量产情况以及相关技术的成熟度。
综合考虑，选择该芯片：TMS320VC5402芯片
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硬件整体结构 （）
数
据
接
USB
口
扩
展
电源、时钟、 JTAG仿真调试模块 复位模块
MCU
CPLD
指纹采集 传感器
FLASH SRAM 存储器
液晶屏显示
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主硬件选择及方案 （）
1、MCU
2、指纹采集传感器 3、电源 4、复位电路 5、存储器扩展 6、LCD显示模块
能力且具有较大的数据存储空间。
为满足该需求，硬件电路中必然要存在内存扩展电路， 例如数据存储器的扩展。同时还应该考虑内存的读写性 能。
(4)系统的功耗、稳定性、价格都有严格的要求。
为满足该需求，应加入复位电路、时钟电路、调试
基于DSP技术的指纹门禁系统的设计
【 摘 要 】文章介绍 了利用 Ｔ 公 司 Ｔ ３０ ｃ ４６ Ｇ 一 ６ Ｄ Ｐ芯 片设计的一款指纹 门禁 系统 ，包括指纹采集模 块、电 Ｉ Ｍｓ２Ｖ ５１Ｐ Ｅ １０ Ｓ
源管理模块 、时钟模 块、数据存储及传输模块 。在 开发 出 自动指 纹识 别 系统的硬件 平 台上再和外围单片机进行 通讯 ，通过单 片
ｓ ｏ ａ ｅ ｈ ｍ ｎ ｃ ｍ ｕ ｅ ｎ ｅ ａ ｔ ｏ ｃ ｉ ｖ ｄ ｂ ｏ ｔ ｏ ｉ ｇ ｔ ｅ ｋ ｙ ｏ ｒ ． Ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ Ｐ ｏ ｔ ａ ｅ ｔ ｏ ｐ ｅ ｅ ｔ ｅ ｔ ｒ ｇ ， ｕ ａ — ｏ ｐ ｔ ｒ ｉｔ ｒ ｃ ｎａ ｈ ｅ ｅ ｙｃ ｎｒ ｌ ｈ ｅｂ ａ ｄ ｉ １ｎ ｈ ｏ ｇ ｈ Ｃ ｓ ｆｗ ｒ ｏ ｃｍ ｌｔ ｈ
２１ ０ １年 第 １ １期 （ 总第 １ ７期 ） ４
大 众 科 技
ＤＡ ＺＨＯＮＧ ｌ ＫＥ Ｊ
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｎｏ． １。 ０ １ １ ２ １
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基 于 Ｄ Ｐ技术 的指纹 门禁 系统 的设计 Ｓ
蔡成炜
（ 苏州工业职业技 术 学院，江苏 苏州 ２ ５ ０ ） １ １４
，
ｐ ｗ ｒ ｍ ｎ ｇ ｍ ｎ ｏ ｕ ｅ ｃ ｏ ｋ ｍ ｄ ｌ， ｄ ｔ ｔｒ ｇ ｎ ｒ ｎ ｍ ｓ ｉｎ ｍ ｄ ｌ． Ｉ ｈ ｅ ｅ ｏ ｍ ｎ ｆ ｔｅ ａ ｔｍ ｔ ｄ ｏ ｅ ａ ａ ｅ ｅ ｔｍ ｄ ｌ ， ｌ ｃ ｏ ｕ ｅ ａ ａ ｓ ｏ ａ ｅ ａ ｄ ｔ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｅ ｔｏ ｈ ｕ ｏ ａ ｅ ｆ ｎ ｅ ｐ ｉ ｔ ｄ ｎ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ ｓ ｓ ｅ ’ ａ ｄ ａ ｅ ｐ ａ ｆ ｒ ｓ ａ ｄ ｐ ｒ ｐ ｅ ａ ｓ Ｍ Ｕ ｔ ｏ ｍ ｎ ｃ ｔ ｇ ｉ ． Ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅＭ Ｕ ｉ ｇ ｒ ｒ ｎ ｉ ｅ ｔ ｆ ｃ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ｈ ｒ ｗ ｒ ｌ ｔ ｏ ｍ ｎ ｅ ｉ ｈ ｒ ｌ Ｃ ｏ ｃ ｍ ｕ ｉ ａ ｅ ａ ａ ｎ ｈ ｏ ｇ ｈ Ｃ
基于DSP的指纹识别系统设计
1 指纹识别系统工作原理 指纹识别过程包括指纹采集、指纹图像的增强、指纹特征提
取、保存数据和指纹匹配等过程。 首先，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，并对原始
指纹图像进行初步的预处理，使图像更清晰容易识别。 然后，用 指纹识别算法建立指纹的数字表示— ——特征数据， 这是一种单 方向的转换，可以从指纹转换成特征数据，但不能从特征数据转 换成指纹，而且两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。 特征 文件存储从指纹图像上找到的被称为“细节点”的数据点，也就 是那些指纹纹路的分叉点或末梢点。 最后通过计算机模糊比较 的方法，把两个指纹的模板进行比较计算出他们的相似程度，最 终得到两个指纹的匹配结果。 自动指纹识别系统的流程如图 1 所示。
线信息，这些信息同时也是不同指纹之间十分有效的区别特征，
所以我们引进了脊线信息， 引进脊线信息对存储空间的要求比
较 高 ，在 这 个 问 题 上 我 们 用 DSP 硬 件 系 统 来 解 决 ，这 样 就 减 小
了系统对存储空间的要求。
2．4 指纹图像的匹配
在指纹匹配时，非线性形变的处理是一个很难处理的问题，
我们采用了基于指纹图像局部拓扑结构的指纹匹配算法： 归一
化的模 糊 相 似 度 测 量 （NFSM）。 该 算 法 主 要 有 两 步 ：首 先 ，对 模
板和输入的指纹图像进行配准， 算法中引入局部拓扑结构匹配
来提高局部配准的鲁棒性。 然后使用 NFSM 算法来计算模板和
输入指纹图像之间的相似度。 实验证明，这种算法较好地解决了
VAR0 （I（i，j）－M（I）） ，其他 VAR
2．2．2 指纹方向场的计算
方向场图像是这样的一副图像：图像上每一个点的数值是指
纹图像上对应点的局部脊线方向的数值。 因为后面进行的 Gabor
基于DSP的指纹识别系统
• 103•ELECTRONICS WORLD・探索与观察基于DSP的指纹识别系统安徽理工大学电气与信息工程学院 侯泽振 杨 霖【摘要】本设计主要利用MBF200指纹传感器和TMS320C5402组成指纹识别模块，实现指纹识别的算法，并把成果经过串口送出来。
控制部分的核心是TMS320C5402，它完成与指纹识别模块,PC机的通信，并控制各种外围电路的工作。
本系统适用于公共场所和私人住宅，并能记录收盘纪录。
【关键词】TMS320C5402；MBF200；通信；PC1 引言由于当代经济和社会的不断发展,越来越多的场所需求确认身份。
然而，对于国内的指纹识别技术的研究主要集中在研究的角度来看，很长时间没有参加训练，在实际应用中，它是在这些技术与市场的实际需求，有很大的区别。
而实际上从事指纹技术的应用企业并不拥有绝大多数使用的是外国的指纹识别算法。
因此，知识产权的指纹识别算法和指纹识别模块的发展将会有一个很好的市场前景。
2 系统内容2.1 系统功能本系统是由MBF200指纹传感器和TMS320C5402构成，具有指纹录入，图像处理，指纹对比，搜索和模版储存等功能的智能模块。
通过与之相配套的指纹传感器，可构成一个独立的指纹识别系统，或作为一个完整的外部设备。
本系统实现模块：指纹注册模式、指纹保护模式、指纹保护旁路模式、指纹删除模式、指纹保护解除模式。
模块通过一个蜂鸣器和一个LED作为人机界面，当处在不同的模式下时，会有不同的方式来提示用户。
2.2 系统的整体框架及设计方案系统主要有三个部分组成：接口电路、指纹采集电路和外围、存储器扩展电路三部分。
系统采用的是由富士通公司生产的MBF200指纹传感器，利用图像识别算法编写的程序在处理中提取所录指纹的图像的特征点，将其转化成可处理的图像数据，并且与系统数据库中的指纹数据模板进行逐一匹配，判断其是否来自某一枚指纹。
2.3 电源、复位电路设计系统中5V的电压信号系统是由外部直接220V交流产生。
基于DSP的指纹识别系统设计
2014届本科生毕业论基于DSP的指纹识别系统设计院系：电子与信息学院专业：通信工程姓名：xxxxx指导教师：xxxx答辩日期：二〇一四年五月毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文《基于DSP的指纹识别系统设计》是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。
论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。
本声明的法律结果由本人独自承担。
作者签名：指导教师签名：年月日摘要指纹识别技术是数字图像处理技术的基础上,逐步发展。
相对于古代的身份认证技巧,如暗码、种种文凭和其余生物认证技术,如语音、虹膜、指纹识别是一种更合理的身份认证技巧。
利用指纹识别有许多好处如:每个人的指纹都是有差异的,极难复制或被盗,指纹是确定的,不随岁数的变化或康健程度改变;最重要的是最重要的是指纹图像是很容易的，容易的识别系统，实用和较高的可行性。
当代电子集成建设技巧许可咱们做出一个十分小的指纹图象读取装配，同时飞速发展的个人计算机运算速率供应了在微机乃至DSP上能够运行两个指纹的比对运算。
指纹识别算法是非常成熟的，可用于安全检测设备和控制各种各样的东西。
现在,指纹识别应用领域的考勤,门禁,安全内阁,相信随着指纹识别技术的提高,也广泛应用于身份证、车辆、家庭等领域。
本设计主要利用MBF200指纹传感器和TMS320C5402组成指纹识别模块，实现指纹识别的算法，并把成果经过串口送出来。
控制部分的核心是TMS320C5402，它完成与指纹识别模块、PC机的通信，并控制各种外围电路的工作。
已经完成的设计是访问控制的功能，访问控制功能，适用于公共场所和私人住宅，并能记录收盘纪录。
【关键字】MBF200 TMS320C5402 步进电机串口通信AbstractFingerprint identification technology is digital image processing technology, on the basis of gradual development. Relative to the ancient identity authentication techniques, such as combination, the diploma and the rest of the biometric technologies, such as speech, iris, fingerprint recognition is a more reasonable identity authentication techniques. By using fingerprint identification has many advantages, such as: there are differences in each person's fingerprints are, very difficult to copy or stolen, the fingerprint is certain, do not change with the change of the age or fitness level; Is the most important is the most important fingerprint like easy, easy identification system, practical and high feasibility. Modern electronic integration construction skills permission let's make a very small fingerprint image read assembly, at the same time, the rapid development of personal computing rate to supply on the microcomputer and DSP can run two fingerprint matching computation. Fingerprint identification algorithm is very mature and can be used for safety inspection equipment and control all kinds of things. Now, fingerprint identification application in the field of attendance, access control, security cabinet, believe that with the improvement of the fingerprint identification technology, also widely used in the identification card, vehicle, household and other fields.This design mainly use MBF200 fingerprint sensor and TMS320C5402 fingerprint identification module, realizes the fingerprint identification algorithm, and through a serial port to send out the results. Control part is the core of TMS320C5402, it complete with fingerprint identification module and PC communications, and controls the work of various kinds of peripheral circuit. Has completed the design of the is a function of access control, access control function, apply to the public and private house, and can record record closes.【keyword】MBF200 TMS320C5402 step electromotor the serial communication目录摘要 (3)ABSTRACT (4)一引言 (1)1.1DSP指纹识别系统研究的背景与问题概述 (1)1.1.1DSP指纹识别系统的研究背景 (1)1.1.2DSP指纹识别系统的研究概述 (2)1.2DSP指纹识别系统研究的意义和重要性 (2)1.2.1研究的意义 (2)1.2.2研究的重要性 (3)1.3研究的内容和主要工作 (3)1.3.1研究的内容 (3)1.3.2本人研究的主要工作和结构安排 (4)二相关技术简介 (4)2.1嵌入式系统简介 (4)2.1.1嵌入式系统简介 (4)2.1,2数字信号处理器 (5)三设计目标及设计方案论证 (5)3.1系统的功能要求及目标 (5)3.2系统的整体框架及设计方案 (8)四系统原理与设计 (8)4.1TMS320C5402结构及其主要特点 (9)4.2基于DSP指纹识别系统原理 (10)4.3硬件设计 (11)4.3.1电源、复位电路设计 (11)4.3.2JTAG仿真接口电路 (13)4.3.3指纹传感器的性能特点 (14)4.3.4MBF200和C5402的SPI接口 (14)4.4系统软件设计 (15)4.4.1指纹图像读取 (15)4.4.2系统初始化 (16)4.4.3MCBSP和DMA系统设定初始值 (18)4.4.416位字的指纹数据通过M C BSP1接收 (22)4.4.5设计中断扩展 (23)五总结与展望 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附图 (29)一引言1.1 DSP指纹识别系统研究的背景与问题概述由于当代经济和社会的不断发展,越来越多的场所需求确认身份。
基于DSP的指纹锁的设计与实现的开题报告
基于DSP的指纹锁的设计与实现的开题报告一、选题背景随着生活水平的提高和科技的发展，智能家居已经成为了人们生活中必不可少的一部分。
作为智能家居的一部分，智能锁的需求也日益增加。
传统的锁具已经无法满足人们对安全性和便利性的要求，越来越多的人开始使用指纹锁、密码锁等高科技智能锁。
其中，指纹锁因为能够保证开锁的安全性和便捷性，已经成为了智能家居中不可或缺的一部分。
在指纹识别技术的应用下，指纹锁能够实现便捷的开锁操作，有效地提高家居的安全性。
二、课题重要性和研究目的目前市场上的指纹锁大多采用单片机作为主控芯片，这样的指纹锁开发成本低，但是稳定性和可扩展性较差。
而采用DSP作为主控芯片的指纹锁，能够保证锁具的稳定性和可扩展性，提高锁具的安全性和便捷性。
因此，本次研究的目的是研究基于DSP的指纹锁的设计与实现，提高指纹锁的性能和安全性。
三、研究内容本次研究主要包括以下几方面的内容：1. DSP硬件选型：选用合适的DSP芯片并进行开发板设计，保证芯片的性能和可扩展性。
2. 指纹识别算法：采用先进的指纹识别算法，保证指纹的准确性和安全性。
3. 通信模块设计：采用WIFI、蓝牙等无线通信技术，实现与家居系统的数据交互，提高指纹锁的便捷性和实用性。
4. 系统软件设计：设计指纹锁的控制程序，实现指纹识别、开锁等操作，保证系统的稳定性和安全性。
四、预期成果本次研究的预期成果包括：1. 实现基于DSP的指纹锁的设计与开发，提高指纹锁的性能和安全性。
2. 实现指纹识别、开锁等操作，保证系统的稳定性和安全性。
3. 选择合适的通信模块，实现指纹锁与家居系统的数据交互，提高指纹锁的便捷性和实用性。
五、研究方法和技术本次研究采用如下方法和技术：1. DSP硬件选型：选择性能优异、常用的DSP芯片，并进行开发板设计。
2. 指纹识别算法：采用常用指纹识别算法，如细节特征、纹理信息等。
3. 通信模块设计：采用WIFI、蓝牙等无线通信技术，实现与家居系统的数据交互。
基于DSP的指纹采集处理系统的设计
基于DSP的指纹采集处理系统的设计【摘要】本文介绍了TI公司生产的TMS320VC5416作为指纹采集处理系统的主要核心部分，充分利用它的优势进行复杂的指纹算法处理，同时利用FPGA 逻辑控制电路进行地址译码和其他外围电路的控制。
【关键词】指纹采集；DSP；网络传输0 前言指纹识别也是模式识别领域中使用最早的，也是最为成熟的生物鉴定技术，而随着科技的进步和人们文化素质的提高，指纹认证系统己广泛应用于人们的日常生活中。
随着电子商务的发展和消费类电子的普及，开发高性能且实用的指纹识别系统也就具有了很强的现实意义。
指纹采集以及数据传输作为一个识别管理系统的的重要环节，也得到了人们的重视。
尤其是随着网络技术的发展，以太网技术以其易于理解、实现、管理和维护等优点，成为了搭建数据交互的重要平台。
笔者就是以校园的综合管理为基础设计了一款高效、低功耗且能应用于网络数据传输的指纹采集处理系统。
1 指纹图像的处理过程在实际应用当中，指纹采集器所采集的指纹图像是一幅含有较多噪声的灰度图像，较强的噪声势必降低处理结果的准确性与可靠性。
从而影响系统的应用，而预处理的目的，就是改善输入指纹图像的质量，增强脊和谷的对比度，将它变成一幅清晰的点线图，以便于进行特征提取。
在本系统中主要原理过程：指纹图像的分割：指纹图像分割通常位于预处理的前端，其目的是把指纹图像中质量很差、在后续处理中很难恢复的图像区域与有效区域分开来，使后续处理能够集中于有效区域。
分割处理不仅能提高特征提取的精确度，而且还能大大减小指纹预处理的时间，因此是指纹图像处理中的重要组成部分。
它不仅要求尽可能地去除无效区域，还要尽可能完整地保留有效区域，这就需要有较精确的分割算法。
指纹图像的增强：指纹图像的滤波增强是一个关键部分。
在整个指纹算法处理的过程中，指纹图像增强约占65%的时间，因此图像增强效果将直接影响指纹特征提取分类及后续的识别率。
同时指纹图像的增强算法也将直接影响系统的实时性。
基于DSP指纹锁低功耗设计
图 ３ 总 体 结 构 图
收 稿 日期 ：０ ９１ －３ ２ ０ —２２
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ７ —０ １ ２ １ ． ３ ０ ２ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ． ６ １１ ４ ．０ ０ ０ ． １ ｓ
基 于 ＤＳ Ｐ指 纹锁 低 功 耗 设 计
杨伟钧 。 富华 。陈红玲 梁
势 ［ ］ 精细与专用化学品 ，０ ２ （３ Ｊ． ２ ０ ，２ ） ［ ］邓广渝 ， ３ 衣春霞 ， 张义刚 ， 国外防砂技 术及发展趋 势 ［ ］ 等． Ｊ． 石油科技论坛 ，０ ７，０ ） ２ ０ （ ６ ［ ］管丙金． ４ 防砂工艺现状及探索［ ］ 化上之友 ，０ ７， １ ） Ｊ． ２０ （ ３ ［ ］国家石油和化学工业 局． ５ 油井 防砂效 果评价 方法， 中华 人 民 共和 国石油天然气行业标准 ，Ｙ Ｔ １ ３２ ０ ． Ｓ ／ ５ ８ －０ ０ ［ ］王 宝 权 ， 厚 利 ， 向 明 ， ． 功 能 防 砂 实 验 装 置 ． 利 号 ： ６ 孙 刘 等 多 专
实 时监 测 模 块 ： １ ）将采集 到的实 时数据 自动进 行修 正分析 。 数据 以图形 方式在桌面上进行 动态显示 ， 并提供温度 、 压力异常报警 。 ２ ）对 已采集 的历史 数据进 行 回放 ， 方便 对这 些数据 进行 分析和判断 。 在 系统桌 面用鼠标点击“ 防砂剂评价装置软件 系统 ”的快 捷 方 式 图标 ， 即可 启 动 系 统 ， 入 系 统 主 操 作 界 面 。 进
萱 盎
口科研 设计成 果 口
用户管 理模 块 ： 入用 户名 和密码 经检查 后予 以允 许进 输 入或者拒绝进入 。 数据管理模块 ： １ ）本模块能进行登 陆及权 限管理 ， 保证使用 的安全性 。 可 以将数据备份到存储设备 上并 加密。 ２ ）提 供 数 据 导 入 、 出功 能 ， 导 可将 数 据 导 出生 成 文 本 文 件 或 导 出 到 ｅｃ ｌ ｘ ｅ。
最新-基于DSP的自动指纹识别系统 精品
基于DSP的自动指纹识别系统摘要文章介绍了一种基于公司的3205402来构造指纹识别系统的方法。
详细论述了系统的各个组成部分以及指纹识别算法的实现流程，结合5402的指令集和自身结构特点，讨论了如何高效的设计应用程序的方法。
文章对如何将的主机接口改造成通用输入输出口、将多通道缓冲串行口设置成接口进行了详细的说明，对数据图像处理需要较大空间而可寻址的数据空间又过小的矛盾，提出了切实可行的解决办法。
关键词指纹识别；；混合语言编程指纹识别技术是以数字图像处理技术为基础，而逐步发展起来的。
相对于密码、各种证件等传统身份认证技术和诸如语音、虹膜等其它生物认证技术而言，指纹识别是一种更为理想的身份认证技术。
使用指纹识别具有许多优点，例如每个人的指纹都不相同，极难进行复制或被盗用；指纹比较固定，不会随着年龄的增长或健康程度的变化而变化；最重要的在于指纹图像便于获取，易于开发识别系统，具有很高的实用性和可行性。
1指纹识别系统的架构本课题设计了一个嵌入式系统，通过来完成指纹图像的采集和指纹识别的算法。
另外为使系统有更广阔的应用领域，在设计上还采用异步串行通讯方式实现了和之间的数据交互。
据此，系统由指纹传感芯片、复杂可编程逻辑器件、闪烁存储器和等硬件组成。
系统的结构框图和主要程序流程图如图1和图2所示2系统各部分设计要点21的选择和存储空间的设计3205402具有很高的性价比，可以访问1的程序空间和64的数据空间。
内部自带的16双寻址，可以在一个指令周期内完成两次读操作或一次读和一次写操作。
锁相环电路则可提供高达100的工作频率，从而使5402完全有能力在较短的时间内完成指纹的识别操作。
由于指纹图像具有数据量大特点，因此程序的设计不可避免的需要较大的存储空间。
基于DSP CCS2.2实现指纹识别预处理系统设计方案
基于DSP CCS2.2 实现指纹识别预处理系统设计方案利用生物认证技术取代传统的使用钥匙、身份证、密码等方法进行个人身份鉴定,可广泛应用于银行、机场、公安等领域的出入管理。
将信息技术与生物技术相结合的生物认证技术是本世纪最有发展潜力的技术之一,而指纹识别技术则是其中非常有前景的一种。
数字信号处理器(DSP)是指以数值计算的方法对数字信号进行处理的芯片。
它具有处理速度快、灵活、精确、抗干扰能力强、体积小、使用方便等优点。
DSP 应用于指纹识别已经成为一个新的科技领域和独立的学科体系,当前已形成了有潜力的产业和市场。
本文选定100MHz DSP TMS320VC5402 作为指纹信号的处理器,利用其流水线编码的操作特点,并结合指纹识别技术,实现基于DSP CCS2.2 的指纹识别预处理系统。
CCS 2.2(Code Composer Studio)是一种针对标准TMS320 调试接口的集成开发环境(IDE),由TI 公司于1999 年推出。
指纹识别的处理流程如指纹处理过程可分为三个阶段: (1) 获取原始指纹1 指纹识别预处理算法指纹识别预处理的目的是使指纹取邻域相关像素的均值为Ai,i∈{1,2,...8},并以四个像素为一组处理单元,则改进的极值滤波[1]算法可表述如下: 如果A0max(Ai),i∈{1,2,...8},则s1=s2=s4=s0=min(A1,A2,A4) s2=s3=s5=s0=min(A2,A3,A5) s4=s6=s7=s0=min(A4,A6,A7)(3) s5=s7=s8=s0=min(A5,A7,A8) 如果min(Ai)≤Ai≤max(Ai),i∈{1,2,...8}, 则将像素原值输出,不作处理。
实验结果表明,该方法能得到与中值滤波类似的效果,达到了初步去除噪声的目的。
1.2 平滑滤波经过上面的极值滤波处理之后,系数取1/15 而非原来的1/17 的原因在于提高通过该卷积核对①设定初始灰度阀值T(如令T＝127),把指纹2 指纹3 实际指纹本文针对TMS320VC5402 DSP 的快速、高效的特点,采取了DSP 集成开发环境CCS2.2。
基于DSP的指纹识别系统硬件平台设计
基金项目:863计划个人信息处理终端S oC (2003AA1Z 1350)及上海市科委AM 基金项目收稿日期:2004-05-19 第22卷 第1期计 算 机 仿 真2005年1月 文章编号:1006-9348(2005)01-0241-03基于DSP 的指纹识别系统硬件平台设计周宁婕,付宇卓,周煜(上海交通大学微电子学院,上海200030)摘要:目前传统指纹识别平台通用CPU 实现识别算法,此类平台在功耗和可移动性方面已不能满足市场需要。
随着标准C M OS 工艺制造,并且集成SPI ,US B ,并行数据接口的指纹传感芯片的出现,以及DSP 芯片在图像处理领域的广泛应用,采用基于DSP 指纹识别系统结构是今后指纹识别技术的发展方向。
文章详细介绍了如何搭建基于DSP 的指纹识别系统的硬件平台。
针对嵌入式系统的特点,重点讨论了传感器的控制方法和指纹图像的读取,分析了DSP 的性能优点。
最后讨论了最佳指纹图像的获取方法。
该系统灵活性强,除了为进一步实现指纹识别软件提供了功能强大的硬件基础外,对研究和开发速度快、性价比高、识别率高的嵌入式指纹识别平台有着很大的参考价值。
关键词:指纹;嵌入式系统;传感器中图分类号:TP391.4 文献标识码:H ardw are Design of a Fingerprint R ecognition Platform B ased on DSPZHOU Ning -jie ,FU Y u -zhuo ,ZHOU Y u(Institute of M icro E lectronics ,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200030,China )ABSTRACT :S o far traditional fingerprint recognition platform uses CPU to realize alg orithm.This kind of platform cannot meet the demands of market concerning power consum ption and portability.With the occurrence of standard C M OS technolo 2gy fingerprint sens or chip which is integrated with SPI ,US B and parallel data inter faces ,as well as the wide application of DSP in the field of image processing ,an embedded fingerprint recognition architecture based on DSP becomes abs olutely the research direction of future fingerprint recognition system.The paper presents the s olution to build a hardware platform for an embedded fingerprint recognition system based on DSP.I t explains the control method and the image sam pling of the sens or.I t analyzes the per formance features of DSP.Finally it analyzes the control method to get image with the highest quality.This system has g ood flexibility.I t not only provides a s olid hardware structure for future fingerprint recognition s oftware ,but als o has huge reference value for future research and development of embedded fingerprint recognition system that requires high speed ,low cost and high recognition rate.KE YWOR DS :Fingerprint ;Embedded system ;Sens or1 引言随着科技水平的提升,身份验证对保障系统安全来说越来越重要。
基于DSP的人脸指纹门禁识别器的设计与实现的开题报告
基于DSP的人脸指纹门禁识别器的设计与实现的开题报告一、研究背景门禁系统通常是在各种组织中使用的，如公司、学校、医院等。
它是通过识别授权人员来控制进入和离开。
在门禁系统中，人脸和指纹的识别被广泛使用，因为它们是独特而可靠的身份验证方式，难以冒名顶替。
随着数字技术的发展，现代门禁系统越来越多地使用数字信号处理（DSP）技术进行控制和处理。
DSP是一种基于数字信号的处理技术，可以对信号进行精确的控制和处理。
利用DSP技术，门禁系统可以更加有效地处理人脸和指纹识别数据，并提高系统的安全性和可靠性。
二、研究目的本研究旨在设计并实现一种基于DSP的人脸指纹门禁识别器，通过数字信号处理技术提高门禁系统的安全性和可靠性。
具体研究目的包括：1. 研究DSP技术在门禁系统中的应用和优势。
2. 设计并实现基于DSP的人脸指纹门禁识别器。
3. 实现人脸、指纹数据采集和识别算法。
4. 对系统进行性能测试，并进行优化和改进。
三、研究方法在本研究中，将采用以下方法实现研究目的：1. 搜集相关文献，了解DSP技术在门禁系统中的应用和优势。
2. 设计硬件系统，包括DSP芯片、图像传感器和指纹传感器等。
3. 实现人脸、指纹数据采集和识别算法。
4. 使用Matlab等工具进行仿真和测试，优化系统性能。
5. 在实验室中对系统进行性能测试，并记录数据和结果。
四、预期成果本研究的预期成果包括：1. 建立基于DSP的人脸指纹门禁识别系统，实现人脸和指纹数据的快速采集和识别。
2. 优化系统性能，提高门禁系统的安全性和可靠性。
3. 对DSP技术在门禁系统中的应用和优势进行深入分析，并总结经验和教训。
五、进度安排本研究的进度安排如下：1. 第一阶段（3个月）——搜集相关文献，熟悉DSP技术并设计数字硬件系统。
2. 第二阶段（6个月）——实现人脸、指纹数据采集和识别算法。
3. 第三阶段（3个月）——进行系统优化和改进，并进行性能测试和记录数据和结果。
基于TMS320VC5409DSP实现指纹识别系统
!薛霏王万清高明明／辽宁工程技术大学电气工程系随着现代社会的数字化、网络化、信息化进程不断加快，人们之间的交流愈加方便快捷，对身份识别的准确性、安全性与实用性也提出更高要求。
传统的身份识别方法（例如护照、身份证、密码等）虽然具有简单，易于操作，成本低等很多优点，但在当今这样一个科技发达的时代，往往会遇到很多不利因素：如身份证、护照被盗或伪造，密码遗忘或被破解，因此不容易被作假的生物特征身份识别技术应运而生，即利用人体生物特征进行身份认证。
指纹身份识别系统相对其他识别系统（比如虹膜、脸形）有很多优越性，因为它容易采集，而且识别算法已经很成熟。
发展比较成熟的指纹识别系统大都基于ＰＣ，造价高、系统复杂、体积庞大，只能用于固定场所，并不适合在一些如保安、网络、手机、门禁等系统中应用。
高性能ＤＳＰ芯片运算速度快，正好满足指纹识别系统计算量大的实时信号处理要求。
指纹识别原理指纹识别技术是指使用取像设备读取指纹图像，通过识别软件提取出指纹图像中的特征数据，然后根据匹配算法得到的结果鉴别指纹所有人身份的生物特征识别技术。
指纹识别系统主要涉及指纹图像采集、图像预处理、特征提取、特征匹配等过程。
首先，通过指纹取像设备读取得到指纹的数字图像，并对原始图像进行初步处理，然后指纹识别算法将建立指纹图像的简约数字表示———特征数据，这些数据的集合通常称为模板。
进行指纹识别时，由计算机对预存的模板与当前获得的特征数据进行比较，计算出它们的相似程度，从而得到两幅指纹图像的匹配结果。
指纹识别的流程图如图１所示。
指纹识别的算法设计图像预处理由于受各种因素的影响，得基于TMS320VC5409DSP实现指纹识别系统依赖于ＰＣ的指纹识别系统，技术上虽然已经很成熟，但造价高、体积大、系统复杂。
高性能ＤＳＰ芯片运算速度快，非常适合计算量大的实时信号处理。
用ＤＳＰ实现指纹识别系统，有独特的优势。
图１指纹识别流程图应用设计６２２００５／１０《电子技术》２００５／１０《电子技术》到的指纹图像是一幅含噪声较多的灰度图像，需要先对此图像进行预处理，其主要目的是去除指纹图中的叉点、断点及模糊不清的部分使得指纹图像得到有力的增强。
基于DSP的门禁管理系统设计【模板范本】
基于DSP的门禁管理系统设计一、实验目的1．掌握常规门禁管理系统的基本功能及其结构组成。
2．掌握实验箱上多个外围模块的使用原理及编程方法。
3．掌握典型DSP应用系统的软硬件开发过程和开发方法。
二、实验设备计算机、VC5416 DSP开发系统、ICETEK-VC5416-USB/PP-EDU教学实验箱、CCS C5000集成开发环境三、实验原理1．系统简介设计一个基于DSP教学实验Array箱的门禁管理实验系统，该系统主要具备以下功能:通行认证、自动门的开启与关闭、自动报警、通行证的修改和时间设置等,系统流程如图所示。
（1）信息输入：主要通过键盘来实现，将键盘上的键划分设置为数字输入键和功能键。
（2）信息显示:通过实验箱上128×64点阵图形显示屏来实现，显示的信息包括时钟信息、用户输入信息、提示信息、警告信息等.（3）电子锁具的开启与关闭：现实中的电子锁具有电机驱动机械式的和磁电式的，我们用步进电机来模拟电子锁具，可以设置电机按照一定的规则来转动，模拟门禁系统中门的自动开启与关闭。
(4)报警输出及蜂鸣提示功能：通过蜂鸣器来实现自动报警、用户按键输入声音提示和开门关门声音提示等功能.（5)用户信息管理和信息验证功能：通过相关软硬件编程来实现。
2．主要模块工作原理（1）液晶显示器控制原理（2）矩阵式键盘控制原理(3)步进电机控制原理（4）字模工具的使用方法以上模块的工作原理详见实验六中实验原理部分的相关介绍.3．系统的DSP实现整个系统主要包括液晶显示、通行认证、自动门、自动报警及蜂鸣提示、日期/时间自动更新及时钟设置等功能模块：（1）自动门的开启/关闭是通过实验箱上步进电机来实现的。
该同步电机是四相八拍的,可由DSP I/O 端口控制旋转、方向和速度,主要用到了片内外设多通道缓冲串口(McBSP）的三个控制寄存器SPCR1、SPCR2和PCR，此时McBSP的相关引脚作为通用I/O引脚来用[7］。
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基于DSP的指纹防盗门控制系统设计
专业：控制科学与工程
姓名：
学号：
指导老师：***
1 概述
1.1 设计目的
纹识别技术是以现代计算机技术和数字图像处理技术为基础而逐步发展起来的。
和传统的身份认证技术比如密码、证件等相比，指纹识别是一种更为出色的身份认证技术。
指纹识别技术相比于其他识别技术的优点在于每个人每根手指的指纹都是各不相同的，指纹也不会随着年龄的增长或健康程度的变化而变化，而且指纹复制和盗用的难度很大，更重要的是指纹图像的获取比较容易，这样就能更容易的开发指纹识别系统，所以它具有很高的实用性和可行性。
指纹识别系统已经广泛的应用在各种应用当中，比如门禁系统、考勤系统、电脑、手机等等。
随着指纹识别技术越来越完善，它将会出现在更多的领域。
1.2设计思路和组成部分
本次设计主要由DSP控制模块、DSP 指纹识别模块、液晶显示器、矩阵键盘、时钟电路、电源、蜂鸣器、电控锁等构成。
本次设计的原理是利用DSP 指纹识别模块完成指纹的录入、比对，然后将结果通过串口送到控制模块，控制电控锁来实现指纹防盗门的开关动作，并根据系统的要求控制其他外围设备工作。
本文设计的指纹防盗门控制系统具有安全可靠、操作简便、成本低等特点，可广泛的应用于公用场所和私人住所。
在硬件电路部分。
本文会介绍指纹防盗门控制系统的硬件总体结构，各主要器件的内部结构和相关的接口电路。
在系统软件设计部分，会介绍指纹防盗门控制系统软件的总体结构，DSP 指纹识别模块通信协议，主程序流程图等。
2 系统硬件结构
本设计的硬件系统主要有以下几个部分构成：指纹采集头、DSPTMS320LF2812处理器、DSPTMS320VC5501处理器、矩阵键盘、液晶显示屏和电控锁等组成。
系统硬件总体框图
DSPTMS320LF2812作为整个系统的控制核心，控制整个系统。
指纹识别模块包括指纹采集头和DSPTMS320VC5501处理器，主要功能有完成指纹特征的采集，比对，存储，删除等功能。
液晶显示模块主要用于显示操作菜单和操作返回提示等信息，并和键盘一起构成人机交互界面。
键盘为4*4 矩阵键盘，有10 个数字键和其他功能健，可以实现密码输入和菜单功能。
2.1 DSP 指纹识别模块
指纹识别模块电路图
DSP 指纹模块的硬件结构包括TI 公司的TMS320VC5501 高速DSP 处理器，CMOS 光学指纹传感器HV7131R，同步动态随机存储器M12L16161A-7T，flash 存储器25Q16BSIG 等构成，DSP 指纹模块具有指纹录入、图像处理、特征值提取、模板生成、模板储存、指纹比对和搜索等功能；并提供UART 接口和通讯协议。
当指纹识别模块接收到指纹注册或识别的指令时，指纹传感器接到命令后并在有指纹按下的条件下开始采集指纹，然后通过主机接口以DMA 方式将指纹图像暂存到DSP 中，最后DSP 将经过预处理的指纹图像数据存到数据存储器SDRAM中。
Flash 为系统程序、用户程序以及后续的指纹识别算法提供存储空间。
2.2 指纹识别模块的指纹图像采集电路
指纹图像采集电路图
图中，CMOS 图像传感器HV7131R 外接25MHz 时钟，A/D 转换输出的高8
位DATA[9:2]接HPI.HD[7:0]作为数据输入，由于A/D 输出是10 位,因此将低 2 位DATA[1:0]悬空。
帧同步信号(VSYNC)和行同步信号(HSYNC)作为信号源分别接到TIM0 和TIM1 管脚。
通过TMS320VC5501 片上集成的I2C 总线可以访问或修改传感器内部寄存器值，设置采集参数。
2.3控制电路部分
DSP芯片产生开、断控制信号和选择信号，选择信号作用于4051芯片，从而选择该芯片所控制的7路信号中的一路进行开、断电处理。
开、断电信号MCHO经过74LS04组成的滞回比较器来防止干扰,再通过线性驱动器UNL2803来提升信号强度，然后作用于继电器J1—J21。
2.4 主控芯片电路及功能扩展
DSP2812芯片采用直流1.8V、直流3.3V和交流3.3V供电，继电器部分采用+24V 供电，另外需要+12V、-12V、+5V三种电压。
所以此处采用直流24V供电，并通过LM2576、RT9183、MC34063三种芯片产生所需要的电压。
数据存数模块采用SPI FLASH芯片 SST25VF016B，可将重要数据存储至此芯片，便于上位机读取。
RS-485接口芯片采用TI公司生产的ISO35芯片。
该芯片的功能是将DSP输出的TTL电平转换成RS-485电平，而在PC机侧与该芯片之间采用的是RS-232C 与RS-485的电平转换接口。
此外为了实现PC机与DSP的多点通信必须了解各器件的驱动能力，根据各器件驱动能力的大小使得一台PC机与多个DSP通信相匹配。
3 指纹识别模块程序流程
3.1 指纹开锁
按下键盘上的 OK 键，在 LCD 液晶显示屏上显示的菜单里选择指纹开锁，这时指纹识别模块进入指纹比对状态，用户将相对应的手指放到指纹采集窗口上，系统开始自动采集图像并进行比对，如果比对成功，指纹模块返回比对成功的信息到单片机，控制器接收到此信号后控制电控锁开锁。
指纹开锁程序流程图
3.2 登记指纹
在 LCD 液晶显示屏上显示的菜单里选择登记指纹，这时指纹识别模块进入指纹录入状态，需要新登记指纹的用户将相应的手指放到指纹采集窗口上，指纹采集模块将自动采集指纹图像，指纹将采集三次，如果三次采集的特征值一样，再将指纹特征值保存到指纹数据库中。
添加指纹程序流程图
3.3 清空指纹
清空指纹程序流程图3.4 LCD12864 液晶显示屏显示程序
液晶显示屏显示程序流程图
4综述和总结
指纹识别技术是集模式识别，电子技术，图像处理，数据库技术于一身的综合性技术，涉及的领域比较广，不仅具有很高的理论研究价值而且还有很好的应用价值，因其普遍性、唯一性和终身不变性等特点，已被广泛应用于公安、网络、银行、商业、证券、医疗和保险等行业。
近年来，随着社会对指纹识别系统性能要求的逐步提高和电子信息技术的快速发展，研发出一种快速、小型、准确和可携性的自动指纹识别系统不仅具有迫切的市场需求，而且还有广阔的应用前景。
本文分别从软件和硬件两方面对系统进行研究。
在自动指纹识别系统的研究中进行了大量的工作，取得了一定的成绩，但由于嵌入式自动指纹识别系统涉及面比较广，需要多方面的协作加以完成，再加上个人科研能力、时间和精力的限制，本文的设计还存在不少问题。
另外到目前为止，国内仍旧没出现一个自动指纹识别系统性能机构能够对所有的自动指纹识别系统的性能给出一套统一、准确和权威的评价标准。
开发者无不例外的都是通过自己建立数据库，自己选择设计测试方案来进行自己设计的系统性能测试，因此建立一个全国性的性能检测机构，制定一套科学，严谨的测试方案是当前的迫切需要。
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