基于嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)(完整資料)

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基于嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）畢業(yè)設(shè)計(jì)基于嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名：姓名：邢蓉學(xué)號(hào)：12020043班級(jí)：12電氣1專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化所在系：自動(dòng)化工程系指導(dǎo)老師：胡雙喜摘要隨著科技的蓬勃發(fā)展,人們?cè)絹?lái)越重視自己的個(gè)人隱私,由此個(gè)人身份識(shí)別的需求日益增加。由于指紋擁有獨(dú)特的不變性,使得指紋識(shí)別技術(shù)與傳統(tǒng)的身份識(shí)別方法相比起來(lái)，更加的安全和可操作,所以基于傳統(tǒng)的身份識(shí)別技術(shù)的不足可以被克服，指紋識(shí)別日益被認(rèn)可?；谥讣y認(rèn)證技術(shù)，指紋識(shí)別是一個(gè)重要手段，其歷來(lái)通常在PC平臺(tái)上運(yùn)行,但隨著現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展，指紋識(shí)別系統(tǒng)的需求不斷提升,同時(shí)市場(chǎng)對(duì)便攜性和易用性的要求更加走高，指紋產(chǎn)品正在朝著嵌入式技術(shù)的發(fā)展方向。本文首先介紹了指紋識(shí)別技術(shù)的研究目的與意義和市場(chǎng)需求,并且給出了嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的原理，在通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)身份認(rèn)證技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)分析后,進(jìn)而提出了利用生物特征識(shí)別的身份認(rèn)證方式，在它的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng).同時(shí)提出了嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的體系架構(gòu),主要包括基于指紋模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)和MＳＰ430F23７0主控芯片的硬件電路、固件端UＡRＴ驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)。在嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,硬件方面采用具有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)的MＳP430F237０芯片作為主控芯片和ＴA０７01的指紋芯片，并為系統(tǒng)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電源和UＡRT接口電路，實(shí)現(xiàn)了嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件模塊的設(shè)計(jì)。在軟件方面，根據(jù)基于嵌入式的指紋識(shí)別系統(tǒng)的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)的功能模塊包括初始化、注冊(cè)、指紋處理、登錄、刪除和出錯(cuò)報(bào)警。使用IAREmbeｄdeｄWorkbeｎch軟件進(jìn)行軟件部分的調(diào)試。并將程序燒寫(xiě)到芯片中，使用串口調(diào)試軟件sscom32_ｅ６6６對(duì)軟件運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)視，配合編譯軟件進(jìn)行命令的修改。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于嵌入式的高安全性、高性價(jià)比的指紋識(shí)別系統(tǒng).關(guān)鍵字：指紋識(shí)別;嵌入式系統(tǒng)；ＵART；MSＰ430；ＴA0７01BaseｄonthｅEmbeｄｄedFingerpriｎtＳyｓｔemDｅsｉｇnABSTRAＣＴWiｔhtｈeｒaｐidｄevelopｍｅnｔｏftecｈnology,moreandmｏrepeoplepayatteｎtionｔｏthｅirpersｏｎalprｉｖaｃy，pｅrsｏnaｌideｎtiｆｉcatiｏnthｅreｂｙｉｎｃreａsingdeｍand。Sincethefinｇerpriｎｔhasaｕnｉqueinvaｒianｔ,sothatfingerprinｔidenｔificａt(yī)iontechnoｌogycompａreｄtoｔraditioｎalidenｔiｆiｃatioｎmｅtｈoｄstogｅｔher，ｍorｅｓecureaｎdoperａt(yī)ｉonaｌ,sobasｅｄｏntheshortｃominｇsoftrａｄitionalideｎtｉｆicatｉｏntｅcｈｎolｏgｉescａnbeｏvｅrcome，fingeｒprｉntｉdentｉｆicationisiｎｃｒeasinｇlｙbeingrｅcoｇｎｉｚｅd。Baｓedonfingerｐｒintａuthenticatｉonｔechnｏｌogy，ｆiｎｇerｐrintｒecｏgｎiｔionisanimpｏrｔaｎｔtoｏl，ｉthaｓalwａyｓbeengeｎerallyrｕnoｎPCplaｔｆorms，ｂuｔwitｈtherapiddevelｏpｍeｎtofmoｄernsociｅty，ｔhｅdemanｄfｏrfinｇeｒｐrintidenｔifiｃａt(yī)ionsystｅmｏntherise，whilethemaｒｋeｔｆｏｒpｏｒtabilｉtｙandeaｓeofusereqｕiremenｔｓｍoｒｅhiｇhｅｒ，ｆｉngｅrpriｎｔprｏｄuctsａrｅｍovingiｎthedireｃtiｏｎoｆthｅdevelｏｐｍenｔofeｍbeｄdeｄtｅchnoｌoｇｙ.

Tｈispａpｅｒｉｎtｒoｄuceｓｔhｅpuｒposeaｎdｓｉgnificanceandｍarketneｅｄsfingeｒprintrecogｎiｔionｔecｈnoloｇy，aｎdgivesｔhepｒincipleofembedｄｅdfingerｐrintidentｉficationｓystem，aftertheａdｏｐtionoftheadvantａgｅｓａnｄdisadvaｎtagesｏｆtraditｉonaｌａutheｎtiｃaｔiontechｎperａnａｌｙsis,aｎdfuｒｔhｅrpropｏsedtheｕｓeofｂiｏmeｔriｃｓauｔhenｔicaｔｉonmｏde，inwhich，ｂasｅdoｎthｅdesignaｎdｉmplｅmentａｔioｎofembeｄｄeｄfｉｎgerｐｒｉntidentiｆiｃaｔｉonsystem.

Alsｏpｒｏpoｓedarchitectuｒeeｍｂeddｅｄfiｎgerｐrｉnｔidｅntｉｆicaｔionsyｓteｍ,ｉnｃlｕdｉnｇfingerｐriｎtmoｄulebaseｄｄesｉｇｎofharｄｗareｃircuit，firmｗarｅsideimplementatｉonandMＳP4３０F237０mａｓtｅrchｉpUＡRTdriverimplｅmentatｉonｓ。Iｎtｈedｅｓiｇｎofembeddeｄfiｎｇｅrprintidentｉfｉcatioｎsｙstem，tｈｅhａrdwareuｓedhａsacostａdｖａntagｅｏｆMSP4３0F2370chiｐasthemainchipａnｄfingeｒprｉntTA0７01ｃhipａndsystemdesignoｆｔhｅapproｐｒｉａｔepowｅｒａｎｄUＡRTｉntｅrfaｃecirｃｕit，embｅｄdeｄｆｉngerpｒiｎtiｄenｔificatｉoｎsysｔemhardwaｒemoduｌedesｉgn．Inteｒmsｏfsoftware,basｅｄｏnbａｓedoｎｔｈｅcｈaraｃteristicsofembeddｅｄfingerｐｒｉｎtｉdｅnｔｉｆicａｔｉｏnｓyｓteｍ,thispaｐerdeｓiｇｎedfｕnｃtionｍoｄuleｓ，iｎｃｌudｉｎｇiniｔialization,reｇisｔration，ｆinｇeｒpriｎtprocessｉnｇ,loｇin，deｌete，ａnｄerｒoralarm.UsｅIAREMBEＤDEDWOＲKＢENＣHsｏftwaｒeｄebugｇingsoｆtwａresectiｏn。AnｄproｇｒammedintotｈecｈipuｓingｓeｒialｄeｂuggingsoftｗarｅSSCＯM32＿E6６6ｔheｓｏftｗａｒｅrunnｉngthｅprobleｍｓofmｏｎitoｒ，ｍｏdiｆｙ，comｐｉleｗithｍands。Weｄesignedandimplｅmeｎtedbaseｄontheembeddedｈiｇhseｃuｒity，cost-ｅｆfeｃtiveｆingerprｉnｔrecｏgnitionsystem.KｅｙWｏｒds：FiｎｇerprintIdentificaｔion;ＥmｂeｄdｅdSyｓteｍ；UART；MSP４３0;TA０701。目錄TOＣ\ｏ”1－3”＼h\ｚ＼u第一章緒論P(yáng)AGEREF_Ｔoc450335１０３＼ｈ1HYPERLINK\l”_Ｔoc４５０335104＂1.1課題的研究目的與意義PAGＥREF_Ｔｏｃ４503351０４\h1HYPＥＲLＩNK\l"_Toc4５０３3510５”1．2機(jī)器人的市場(chǎng)需求PＡGEREF_Toｃ4５0335１０5\h1ＨＹPEＲLINK\l＂_Toc4５03３5１06”1．３國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀PAGERＥF_Ｔoc4５0３3５１0６\h2１。4論文研究?jī)?nèi)容及基本結(jié)構(gòu)３３5107\h3第二章課題設(shè)計(jì)方案的選型ＰAGEREＦ＿Toc４５0３３5１08\h５ＨYPERLＩNK\l"＿Toｃ45033５１0９＂2。1生物特征識(shí)別技術(shù)概述ＰＡGＥRＥF_Ｔｏc４5033510９\h5２.2指紋識(shí)別技術(shù)介紹PAGＥRＥF_Toc４50335１1０\h62．3指紋采集傳感器技術(shù)PAGＥREF_Ｔoc450335１11＼ｈ82。4關(guān)于ＭSＰ4３0單片機(jī)的概述PＡGＥREF_Ｔｏｃ450３3511２\h９HYPERLINK\l”＿Tｏc45０3351１３"2.５UARＴ串口通信PAGEREＦ_Tｏc4５03３5１13\h9HYPERLＩNＫ\l"_Ｔoc４5０3３5114"２.６小節(jié)PAＧERＥF_Toc4５０335１14\h11HYPERLINK\l＂_Toｃ4５０335１15”第三章嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)PAＧERＥＦ_Toc450３35115\h12ＨＹＰERLINK\l”_Tｏc45０３35１16＂３.1嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)ＰAＧEREＦ＿Toｃ4503３５11６\h12HYPERLＩNK\l”_Ｔｏｃ４50335117”３.１.１嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖ＰAGERＥF_Toc450３3５11７\h1２HYPERLINK\l＂_Toｃ4５０335１18”3．1.2硬件框圖PＡGEREＦ_Tｏｃ4５03３51１8\h１2HYPERLINK\l＂_Tｏc４50335119"3.2主控芯片選型PAGERＥF_Ｔoc45０33５119\h1３ＨYPERＬＩNK\l”＿Ｔoｃ４5033５120＂3．２.1選擇具體的主控芯片類(lèi)型PAGEREＦ_Toｃ4５03３5120＼ｈ133．2。２指令系統(tǒng)ＰAGEREF_Toc450３35１21\h１５HＹPEＲＬＩNＫ\l”_Tｏc４５0335122＂3。2。3寄存器描述PＡGＥREF_Toc4５03３5122\h１53。4。3電壓調(diào)整電路PAGＥREF_Tｏc４50335１3０\h213。４。4U轉(zhuǎn)串電路PＡGERＥF_Tｏc4503３513１\ｈ21HYＰERＬＩNK\l"＿Toc4５０３3５１32＂3.4．5燒寫(xiě)電路ＰＡＧＥREF_Tｏc4５0335１32\h22３．4.6電源電路PＡＧＥREF_Tｏｃ４503３5133\h２33.4.７顯示電路PAＧEREＦ_Ｔoc４503３５1３4\h２3ＨＹPEＲLINK\l”_Tｏc４５033５１３5”3。4.8按鍵電路PAGEREF_Toｃ4503３51３5＼ｈ２4HYＰERLINK\l"_Tｏc4503３５136"３．5硬件實(shí)物PAGEREＦ_Toc45033513６\h243。６硬件調(diào)試PＡGEREF＿Toc4５０335137\ｈ24ＨYPERLINK\l＂_Toc45０335１3８”3．７小節(jié)PＡＧEＲEF_Ｔoc45033５1３8＼h25HＹPERLINＫ\l"＿Toc４５０335139＂第四章嵌入式指紋系統(tǒng)軟件部分與實(shí)現(xiàn)PAGEREF＿Ｔoc4５0335139＼h264。1整體結(jié)構(gòu)PAGＥＲＥＦ_Ｔoc4503３514０\h２6４.２軟件的總框圖ＰAＧEＲＥF_Ｔoc4５033５１41\h26ＨＹＰERLINK\l＂_Toｃ４5033５14２"４.３軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)ＰＡＧEREF_Toc４5033514２\h２74。３．1軟件主工作流程PAGEREF_Ｔoc4５0３３5143\h27HYPEＲＬＩＮK\l"_Toc45033514４"４．3.2初始化模塊實(shí)現(xiàn)PAGEＲEF_Ｔoc４５03351４4\ｈ284。3。3用戶注冊(cè)模塊實(shí)現(xiàn)PＡＧEREＦ_Tｏc450335145\ｈ294。３。４指紋處理模塊實(shí)現(xiàn)PＡGEREF_Ｔoc４503３5１46\h334。3．5登錄PAGEＲEF_Tｏc45033５147\h3５4。３．6刪除PAGＥREF＿Toc450３35148＼h3７HＹPERLＩNK\l”_Ｔoc450335149”4。4軟件調(diào)試ＰAGERＥF_Toc4503３５1４9\h384。４．1程序的編譯ＰAGEＲＥF＿Toc４50３３５150＼ｈ39ＨYPEＲLINK\l＂＿Toc45033５151”4.4.2程序的燒寫(xiě)ＰAGEREF_Tｏc4503３５1５1＼h４0ＨＹＰＥRLINK\l”_Tｏc4５0335152"4.５小結(jié)PＡGＥRＥF_Tｏｃ４50３35152\h42HYPＥRLINK\l”_Ｔoc450３３5153”第五章總結(jié)與展望PＡＧＥＲEF_Tｏｃ4503351５3＼h43HYPＥＲLＩNＫ\l"_Tｏc4５0３3５154”參考文獻(xiàn)PAGEREF_Ｔoc45０３３5154\ｈ44HYPERＬINK\l＂_Ｔoｃ4５03３5155"致謝PAGEＲＥF＿Ｔoc4５0３3５155\ｈ45第一章緒論1．1課題的研究目的與意義本課題的主要來(lái)源是人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中對(duì)指紋識(shí)別系統(tǒng)的需求，隨著社會(huì)日新月異的變化，個(gè)人身份識(shí)別在各種行業(yè)中的應(yīng)用無(wú)處不在，同時(shí)也因?yàn)橹悄芗夹g(shù)應(yīng)用的快速發(fā)展個(gè)人身份識(shí)別的應(yīng)用變得日益增長(zhǎng)。出于這個(gè)原因，傳統(tǒng)身份識(shí)別方法在與其相比較下的局限性和缺陷體現(xiàn)的也日益突出。當(dāng)前基于傳統(tǒng)識(shí)別方法的機(jī)械鑰匙,用戶賬號(hào)與密碼相結(jié)合以及智能IＣ卡等都存在著會(huì)丟失，被他人輕易復(fù)制和被盜用的極大隱患，由于這些弊端用戶的滿意程度變低以及體驗(yàn)感覺(jué)變差,使得傳統(tǒng)產(chǎn)品的推廣普及便受到了很大的局限，而這些正是由于傳統(tǒng)身份認(rèn)證操作對(duì)象并不是被識(shí)別人本身，存在很大的缺陷而導(dǎo)致的。因此想要解決目前出現(xiàn)的這些問(wèn)題，我們要必須加強(qiáng)對(duì)用戶的身份信息的認(rèn)證。當(dāng)今，基于生物特征的身份識(shí)別技術(shù)快速發(fā)展，在一定程度上可以從根本上解決基于傳統(tǒng)的個(gè)人身份識(shí)別方法的缺陷.我們知道的生物特征有個(gè)人的指紋信息和聲音特征等,類(lèi)似于其特殊的功能還有人們的特定生活習(xí)慣和特色口音.這些就是日常生活中我們所熟知的生物特征。個(gè)人身份識(shí)別領(lǐng)域應(yīng)用生物特征的最主要原因是在于這些特征對(duì)于每一位識(shí)別者來(lái)說(shuō)都是具有一定的特殊性的,而且這些特征都是唯一不可復(fù)制的,并且是很難在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生巨大變化的，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定是它的顯著特點(diǎn).我們每個(gè)人身體不同部位所產(chǎn)生的紋路也是大不相同的,而這一切都是由于我們凸凹不平的皮膚所引起的。由于我們皮膚表面存在著這些紋路從而使得手掌表面的摩擦力變大,人們則可以用手來(lái)拎起物體。因此,我們可以根據(jù)這種唯一的特點(diǎn)把每個(gè)人和他的指紋一一相匹配起來(lái),這樣一來(lái)則可以通過(guò)比對(duì)被識(shí)別者的指紋信息，從而可以辨別其身份信息的真實(shí)可靠性[1].這種依靠人體的身體也就是這里所說(shuō)的身份認(rèn)證實(shí)際上是指通過(guò)指紋傳感器傳送指紋信息確認(rèn)相關(guān)使用者身份的過(guò)程。眾所周知，我們都生活在現(xiàn)實(shí)的物理世界中，每個(gè)人都具有屬于自己的特征，這些特征是不同于他人的。與基于傳統(tǒng)的個(gè)人身份信息識(shí)別方法相比較起來(lái),生物特征的識(shí)別技術(shù)具有大量?jī)?yōu)勢(shì)如可以隨身攜帶和隨時(shí)使用，從而可以為用戶提供更加安全，更為方便的保密服務(wù)[2］。1。2指紋識(shí)別系統(tǒng)的市場(chǎng)需求當(dāng)前，利用生物特征識(shí)別身份的方法發(fā)展十分迅速,到2０1２年為止全世界生物特征識(shí)別市場(chǎng)的規(guī)模已經(jīng)增長(zhǎng)至１00億美元。生物特征識(shí)別是世界通用的國(guó)際安全識(shí)別中最為高效的可以用來(lái)預(yù)防恐怖，維持穩(wěn)定的技術(shù).目前美國(guó)，歐盟等國(guó)家已經(jīng)實(shí)施強(qiáng)制措施對(duì)進(jìn)入該國(guó)的旅客進(jìn)行個(gè)人生物信息的采集記錄。倫敦奧運(yùn)會(huì)更是提出苛刻的要求即記錄每一位觀眾的相應(yīng)的信息以此來(lái)保證奧運(yùn)會(huì)的安全和順利進(jìn)行。而我國(guó)也開(kāi)始重視個(gè)人信息的采集在舉行的各屆大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)上極為嚴(yán)格的采集了所有運(yùn)動(dòng)員和觀眾的個(gè)人信息。除此以外，學(xué)校也是一個(gè)很好的例子，由于學(xué)籍管理，圖書(shū)借閱，食堂售飯，學(xué)雜費(fèi)交納,課外活動(dòng)管理,學(xué)生上機(jī)費(fèi)用收取等等都是屬于綜合管理的范疇,因此學(xué)校內(nèi)部的綜合管理內(nèi)容較為復(fù)雜［3］。如果我們充分利用智能卡的優(yōu)勢(shì),將眾多復(fù)雜的功能集成在一張卡上,這樣一來(lái)就可以大大節(jié)約學(xué)校的各種資源?；谥讣y的身份識(shí)別技術(shù)與智能卡技術(shù)的結(jié)合使得眾多優(yōu)勢(shì)凸顯而出，首先就是在真實(shí)性方面,我們可以保證持卡者身份的真實(shí)性準(zhǔn)確無(wú)誤,再者就是在快捷方面來(lái)說(shuō)可以節(jié)省比對(duì)指紋的時(shí)間，而這一切均依賴于指紋識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用.1。3國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀目前,計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展十分迅猛，并且人們也越來(lái)越關(guān)注信息的安全。因此很多公司都順勢(shì)推出了一系列關(guān)于網(wǎng)絡(luò)安全以及信息識(shí)別的產(chǎn)品，這類(lèi)產(chǎn)品雖然種類(lèi)繁多但是它們的工作原理則可以簡(jiǎn)要概括為以下幾個(gè)方面:１。基于傳統(tǒng)的密碼訪問(wèn)權(quán)限控制的產(chǎn)品。在基于傳統(tǒng)的身份識(shí)別產(chǎn)品中，它們的主要的解決方法就是將多重操作密碼和安全設(shè)置相結(jié)合.2。物品識(shí)別產(chǎn)品。智能卡就是一個(gè)很好的例子，把深層安全機(jī)制與多重加密算法結(jié)合在一起，正是這種工作原理使得智能卡成為十分安全的工作方式之一,又由于智能卡有相應(yīng)的工作介質(zhì)可以進(jìn)行信息的存儲(chǔ),并且可以處理一些文件,而這些特征并不會(huì)影響個(gè)人信息的識(shí)別與實(shí)現(xiàn)，因此現(xiàn)在在銀行,財(cái)務(wù)等工作領(lǐng)域中這一工作方式受到廣泛的應(yīng)用。3?；谥讣y識(shí)別的相關(guān)產(chǎn)品。目前,指紋識(shí)別隨著智能科技的發(fā)展有著飛速地發(fā)展，而這受到廣泛的應(yīng)用都是源于以下幾點(diǎn)：（1）每個(gè)指紋都是特殊的,不可復(fù)制的,但是ＩC卡卻是可以很多用戶持有一張；(2)指紋識(shí)別具有高安全性，而ＩＣ卡的安全度不足；(３）指紋識(shí)別的投入是一次性的，就經(jīng)濟(jì)性來(lái)說(shuō)是特別經(jīng)濟(jì)可靠的.目前，基于指紋識(shí)別的認(rèn)證系統(tǒng)發(fā)展十分迅猛,但是,其產(chǎn)品還處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，某些方面還不太完善,需要改進(jìn)的地方體現(xiàn)在:１．目前,市場(chǎng)上絕大多數(shù)的指紋產(chǎn)品沒(méi)有配備相應(yīng)的指紋采集設(shè)備.２．指紋識(shí)別產(chǎn)品發(fā)展領(lǐng)域雖然廣泛,但是，其很少用在安全認(rèn)證的項(xiàng)目中。３。目前，我國(guó)要想建立完整的指紋信息庫(kù)還需要很長(zhǎng)的時(shí)間。但是，形成指紋信息庫(kù)對(duì)當(dāng)下來(lái)說(shuō)是實(shí)現(xiàn)大型指紋識(shí)別項(xiàng)目的有力保障。但是這項(xiàng)工作目前都沒(méi)有得到相應(yīng)的重視，更加難以啟動(dòng)；4．標(biāo)準(zhǔn)化制訂滯后，指紋產(chǎn)品行業(yè)目前還沒(méi)有成形的、可行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。考慮到基于嵌入式的指紋識(shí)別技術(shù)目前具有廣闊的商業(yè)前景，通常情況下，各個(gè)公司或研究機(jī)構(gòu)都把指紋識(shí)別技術(shù)當(dāng)做核心要素，因此，我們只能從外部條件去得知指紋相關(guān)產(chǎn)品的各種性能指標(biāo)和參數(shù)并理順?biāo)陌l(fā)展情況。國(guó)際市場(chǎng)上有很多公司研究指紋識(shí)別技術(shù)的產(chǎn)品，在這方面歐美是引導(dǎo)者。目前，在美國(guó)有多家公司都已經(jīng)推出了自己的指紋識(shí)別產(chǎn)品,就拿IＢM公司來(lái)說(shuō)，它使用自己的軟件作為企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)安全控制，從而使得企業(yè)內(nèi)部信息的安全受到保護(hù).國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,指紋識(shí)別技術(shù)相對(duì)落后幾十年。而且相比歐美國(guó)家,我們之間有著不可跨越的差距,在國(guó)內(nèi)指紋技術(shù)發(fā)展期間,我國(guó)出現(xiàn)了技術(shù)提供者和產(chǎn)品的營(yíng)銷(xiāo)者等［4].目前，我國(guó)的指紋識(shí)別技術(shù)發(fā)展迅猛，逐漸拉低和高技術(shù)國(guó)家的差距。1。４論文研究?jī)?nèi)容及基本結(jié)構(gòu)本選題主要來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐中指紋識(shí)別系統(tǒng)的需求，隨著科技技術(shù)的發(fā)展,個(gè)人身份識(shí)別的應(yīng)用范圍日益增大?；趥鹘y(tǒng)的身份識(shí)別方法的缺點(diǎn)表現(xiàn)的日益明顯。目前,鑰匙和密碼等保護(hù)措施存在著丟失，復(fù)制及被盜用的隱患,導(dǎo)致用戶滿意度低和體驗(yàn)差,對(duì)于產(chǎn)品的推廣受到了很大的局限。本課題設(shè)計(jì)的基于嵌入式的指紋識(shí)別系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)方式所遺留下來(lái)的難題,通過(guò)指紋傳感器傳送指紋信息，為用戶提供更安全,更方便的保密服務(wù)。本文研究的主要內(nèi)容包含如下幾個(gè)方面:1。對(duì)指紋傳感器的研究與應(yīng)用２.指紋圖像識(shí)別模塊的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)3．身份認(rèn)證和訪問(wèn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)４．指紋識(shí)別算法的研究與應(yīng)用5．嵌入式指紋系統(tǒng)的軟件調(diào)試本文的研究方法和手段有如下幾個(gè)方面:首先,通過(guò)對(duì)課題的需求進(jìn)行了研究與分析，初步認(rèn)知課題的現(xiàn)實(shí)性與實(shí)用性。其次，在圖書(shū)館根據(jù)要求查閱有關(guān)文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí),了解所需的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)并對(duì)產(chǎn)品有初步的設(shè)計(jì)思路。然后，在實(shí)驗(yàn)室用Pｒotｅｌ99ｓe設(shè)計(jì)主電路圖，在專(zhuān)業(yè)的環(huán)境下進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì).本文的研究步驟如下:閱讀任務(wù)書(shū)，了解課題內(nèi)容，明確具體要求。對(duì)產(chǎn)品的需求進(jìn)行分析。方案設(shè)計(jì)和系統(tǒng)構(gòu)架。查閱參考文獻(xiàn)與相關(guān)資料，了解UＡRＴ。采用專(zhuān)業(yè)工具進(jìn)行產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì).集成調(diào)試。本文的結(jié)構(gòu)大致如下：第一章：緒論，簡(jiǎn)介嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的研究目的和意義以及市場(chǎng)需求和國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r。第二章:課題設(shè)計(jì)方案的選型,介紹了生物特征識(shí)別技術(shù)、指紋識(shí)別技術(shù)和指紋識(shí)別系統(tǒng)的工作模式。第三章：嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件部分的整體結(jié)構(gòu),主控芯片等進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。第四章：本章是用于設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟件部分，闡述了指紋識(shí)別系統(tǒng)軟件的整體結(jié)構(gòu),并詳細(xì)描述了系統(tǒng)各個(gè)軟件模塊,給出相應(yīng)模塊的流程圖和程序要求。第二章課題設(shè)計(jì)方案的選型2．１生物特征識(shí)別技術(shù)概述身份認(rèn)證就是通過(guò)特定方式確定用戶身份的過(guò)程,隨著科技的發(fā)展認(rèn)證技術(shù)不再像以前那樣單一，現(xiàn)在常用的身份認(rèn)證技術(shù)可以分為以下三類(lèi),第一類(lèi)是根據(jù)被認(rèn)證對(duì)象所掌握的信息來(lái)確定身份,如口令、身份識(shí)別碼；第二類(lèi)則利用被認(rèn)證對(duì)象所擁有的物品對(duì)其進(jìn)行身份識(shí)別，如身份證、護(hù)照、信用卡；第三類(lèi)根據(jù)被識(shí)別對(duì)象所擁有的生物特征進(jìn)行身份識(shí)別。生物特征身份識(shí)別由身份驗(yàn)證和辨識(shí)兩部分組成。典型的生物特征識(shí)別系統(tǒng)如圖2．1［5]所示。圖2.1生物特征識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Ｆig.２．１Bioｍetriciｄentifｉcaｔioｎｓyｓteｍsｔructure可以用于身份識(shí)別的生物特征須滿足如下的條件［6］:1．普遍性,即每個(gè)人都要擁有此生物特征;2。唯一性，即任意兩人的此特征不可能完全相同;３．永久性，即此特征相對(duì)于時(shí)間來(lái)說(shuō)是具有長(zhǎng)久不變性的;４．可采集性，即特征可以被采集和檢測(cè)；５.性能,體現(xiàn)了識(shí)別的精度；6.可接受性，表明了當(dāng)前人們對(duì)生物特征識(shí)別技術(shù)的接受的程度。生物特征中指紋、虹膜等本身就具有以上所述的優(yōu)點(diǎn)，我們根據(jù)這些唯一的生物特征來(lái)進(jìn)行身份信息的識(shí)別，顯然我們可以克服許多間接認(rèn)證的限制，并滿足人們?cè)谧R(shí)別方式上的更高要求。因而，生物識(shí)別技術(shù)行業(yè)將擁有越來(lái)越大的市場(chǎng),前景十分廣闊.指紋識(shí)別擁有一些特殊的特點(diǎn)，相關(guān)特征如下所述[7］：１.普遍性:每個(gè)人都具有自己的指紋;2。唯一性：兩個(gè)指紋幾乎不可能相同；3.永久性:即不會(huì)隨著人體的發(fā)育而改變；4.可采集性：即可以通過(guò)一定的設(shè)備和手段采集到;5.可行性:通常情況下可以達(dá)到相當(dāng)合理的正確率;6?？山邮苄?方式能被人們所接受；7。防偽性好。指紋識(shí)別技術(shù)目前已成為最可靠的生物特征識(shí)別技術(shù)之一,并在人們的生活的應(yīng)用日益增多。以下對(duì)這幾種生物特征識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了比較，如表2。1所示［８］表2。1幾種生物特征識(shí)別技術(shù)的比較Taｂｌe2。1Thecomparisoｎofseｖｅraｌkindsofbｉｏmetricｉｄenｔiｆicationtｅchnｏlogｙ生物識(shí)別技術(shù)識(shí)別效果１比１比對(duì)１比Ｎ比對(duì)儀器體積指紋很好可以可以很小虹膜或視網(wǎng)膜很好可以可以大手形好可以不能居中人臉變化可以不能小聲音變化可以不能很小通過(guò)以上比較可知，從識(shí)別效果來(lái)看，指紋識(shí)別和眼識(shí)別的較好，人臉識(shí)別受光的影響較大，而語(yǔ)音識(shí)別受麥克風(fēng)的影響很大.指紋識(shí)別和眼睛識(shí)別有著低錯(cuò)誤率,但由傳感器價(jià)格和儀器體積比較可知,指紋識(shí)別更易于普及.2．2指紋識(shí)別技術(shù)介紹指紋識(shí)別系統(tǒng)是一個(gè)在模式識(shí)別系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，驗(yàn)證識(shí)別人的生物特征的系統(tǒng)。指紋識(shí)別系統(tǒng)的工作模式可以分為兩類(lèi)：驗(yàn)證（ｖerificatｉｏｎ)模式和辨識(shí)（idｅntifiｃaｔion)模式，如圖２．2［9]所示：圖2。2指紋識(shí)別系統(tǒng)工作模式的結(jié)構(gòu)框圖Fig2。2Ｔhｅfｉｎgeｒprｉnｔｒecoｇｎitionｓｙsｔemstｒｕｃtｕrediaｇramofｗorkpatterns驗(yàn)證模式：對(duì)用戶進(jìn)行指紋比對(duì)，然后判斷身份。辨識(shí)模式:與數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋進(jìn)行一對(duì)一對(duì)比,找出與現(xiàn)場(chǎng)輸入指紋相匹配的指紋特征信息。辨識(shí)被拒絕（如果人被拒絕）是應(yīng)用程序的重要組成部分[10］。拒絕識(shí)別的目的是防止一個(gè)人具有多重身份。指紋識(shí)別系統(tǒng)其工作流程如圖２.3[1１]所示特征點(diǎn)提取特征點(diǎn)匹配輸出顯示注冊(cè)匹配指紋圖像采集指紋圖像評(píng)估指紋圖像預(yù)處理存入特征模板數(shù)據(jù)庫(kù)圖2。３指紋識(shí)別系統(tǒng)工作流程Fig。2．3Fingeｒprinｔidenｔifｉcａt(yī)ｉonsysｔｅmwｏrkfｌow指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)ＡFＩS（AｕtomatedFingeｒｐrｉntIdentｉｆiｃatioｎSystem)是集模式識(shí)別，光電技術(shù)，圖像處理，智能卡，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)于一身的綜合性技術(shù)。它可以分為以下兩種模式［1２]:1.聯(lián)機(jī)式首先采集所需指紋圖像,然后由指紋識(shí)別相應(yīng)的算法進(jìn)行識(shí)別和處理.由于圖像數(shù)據(jù)較大，通常我們使用數(shù)據(jù)傳輸接口。但是系統(tǒng)體積大，適應(yīng)性相對(duì)來(lái)說(shuō)較差，因此它是不適合集成的開(kāi)發(fā).2．嵌入式嵌入式系統(tǒng),一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，其中,嵌入式指紋處理模塊是核心,它的功能單一,用于執(zhí)行特定的功能［13］。與此同時(shí)，嵌入式指紋算法的要求也很高。因此，采用不同的算法，系統(tǒng)的效率有著較大的不同。本文選用嵌入式系統(tǒng)，其可以獨(dú)立于PＣ機(jī)運(yùn)行,使得指紋采集和存儲(chǔ)識(shí)別等都可獨(dú)立完成.2.3指紋采集傳感器技術(shù)傳感器是將物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)化成便于利用的電信號(hào)的器件，指紋傳感器就是其中一種；傳感器將生物特征轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可以辨別的相關(guān)圖像信息.然而不同的傳感器都具有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),表２.2[14］對(duì)幾種常見(jiàn)的傳感器進(jìn)行了相應(yīng)指標(biāo)的比較.表2。2幾種不同類(lèi)型的傳感器比較Ｔaｂle2．２Ｃomｐareｄｓｅｖerａldifferｅnｔｔypeｓofsenｓｏｒs類(lèi)別性能體積成像質(zhì)量成像大小使用壽命功耗價(jià)格光學(xué)傳感器較大干手指差，但潮濕和臟的手指成像模糊采集面積區(qū)域可以很大光學(xué)鏡頭容易老化,時(shí)間較長(zhǎng)較大中等半導(dǎo)體傳感器很小對(duì)潮濕和臟的手指成像差采集面積小一般，受靜電影響大較少低熱敏傳感器小質(zhì)量較差，受手指速度影響，圖像變形大采集面積較小很長(zhǎng)一般較低超聲波傳感器中非常好采集面積大一般較大很高本文中,指紋采集傳感器用的是貝爾賽克公司的ＴＳ1０11半導(dǎo)體指紋傳感器。它是有著低功耗、高性能的指紋芯片。這使得在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸更加方便.２。4關(guān)于ＭSＰ430單片機(jī)的概述目前，單片機(jī)的應(yīng)用有著迅猛的發(fā)展,在日常生活中的應(yīng)用越來(lái)越多，因此對(duì)處理器的各項(xiàng)性能要求更是日益提高。一貫以來(lái)，產(chǎn)品都是以市場(chǎng)需求為依托的，以單片為主突出解決問(wèn)題。作為嵌入式系統(tǒng)的一部分，單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用主要集中在中、低端領(lǐng)域。目前在這些應(yīng)用中也出現(xiàn)了一些新的需求,表現(xiàn)在以下４個(gè)方面:1.隨著市場(chǎng)需求不斷的深入復(fù)雜，對(duì)處理器的性能和功能越來(lái)越嚴(yán)格。既要滿足功能豐富、外設(shè)多樣,又要具備一定的運(yùn)算能力,能進(jìn)行實(shí)時(shí)算法,而不僅僅是進(jìn)行簡(jiǎn)單的控制.2。目前因?yàn)橹讣y產(chǎn)品體積的相關(guān)限制，在市場(chǎng)上極大多數(shù)是利用電池供電的同時(shí)也要求系統(tǒng)低功耗。

3.對(duì)產(chǎn)品的要求更加高，產(chǎn)品更新速度快,開(kāi)發(fā)所具有的時(shí)間短,同時(shí)用戶希望開(kāi)發(fā)工具簡(jiǎn)單、功能完善并且廉價(jià)。尤其是需要仿真工具要可以適應(yīng)多種ＭＣU,具有延續(xù)性，避免重復(fù)，增加開(kāi)發(fā)費(fèi)用。

4。高可靠性，產(chǎn)品的性能相對(duì)來(lái)說(shuō)很穩(wěn)定，而且可以加密保護(hù)的同時(shí)又能方便升級(jí)。

現(xiàn)如今,單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越寬泛,而其在儀器儀表中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更加凸顯。單片機(jī)目前正處于全面發(fā)展的階段，在極力做到兼容的同時(shí)，也向著運(yùn)算能力強(qiáng)、體積小、擴(kuò)大尋址范圍、提高運(yùn)行速度方面發(fā)展。面對(duì)不斷提升的集成度，片內(nèi)高度集成眾多的外圍功能器件的條件已充分具備,這也是單片機(jī)今后發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。2。5UARＴ串口通信UＡRT是一種用于異步通信的通用串行數(shù)據(jù)總線。它是一款專(zhuān)門(mén)用于連接計(jì)算機(jī)與設(shè)備的芯片并且提供了RS—２3２Ｃ數(shù)據(jù)終端設(shè)備接口，這樣計(jì)算機(jī)就可以和使用RＳ—232Ｃ接口的串行設(shè)備通信了.UＡRT作為異步串口通信協(xié)議的一種,工作原理是將傳輸數(shù)據(jù)的每個(gè)字符一位接一位地傳輸。其數(shù)據(jù)傳輸格式如圖２.4所示：圖2.4UAＲT數(shù)據(jù)傳輸格式Ｆig.２。4UARＴdataｔrａnsmissioｎformatｓ結(jié)構(gòu)圖如圖2。5所示：圖２．5UART結(jié)構(gòu)圖Ｆiｇurｅ2.5UARTsｔrucｔuｒｅ其工作要求如下:UART是計(jì)算機(jī)中串行通信端口的關(guān)鍵部分。在計(jì)算機(jī)中，ＵART相連于產(chǎn)生兼容ＲS232規(guī)范信號(hào)的電路。當(dāng)一個(gè)微控制器中的UＡＲT相連于PC時(shí)，它需要一個(gè)ＲS２32驅(qū)動(dòng)器來(lái)轉(zhuǎn)換電平。串口分配器示意圖如圖2．6所示：圖２.6ＣR—UＡRT8８路串口分配器Fｉg．2．6CＲ－UART８8-ｗaｙdistributｏｒseriaｌport２．6小結(jié)本章介紹了不同生物特征識(shí)別技術(shù)的相關(guān)知識(shí)及其優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比，然后介紹了指紋識(shí)別技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)，與此同時(shí)，介紹了傳感器的相關(guān)知識(shí)為下章指紋傳感器的選用做鋪墊。為后面軟件調(diào)試過(guò)程的介紹打好了基礎(chǔ)。本章還對(duì)MSP430單片機(jī)相關(guān)知識(shí)做了一個(gè)簡(jiǎn)介，為之后硬件電路的設(shè)計(jì)做了知識(shí)的儲(chǔ)備,緊接著對(duì)UＡRT協(xié)議做了相關(guān)介紹，這些都是讀寫(xiě)器在軟件部分的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中涉及到的內(nèi)容,為之后的理解設(shè)備的通信過(guò)程打下了理論基礎(chǔ)。第三章嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)硬件電路的搭建如同房子的地基一樣重要,它將直接影響到讀寫(xiě)器的性能。硬件電路的核心是主控芯片有著無(wú)可替代的作用，因此選擇一款合適的主控芯片至關(guān)重要。為了設(shè)計(jì)一款功耗低、體積小、有巨大的信息容量、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、測(cè)量精度高，本文選用ＭSP4３0芯片作為主控芯片,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)指紋識(shí)別系統(tǒng)。3．1嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)３。１。1嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖嵌入式指紋識(shí)別的總體設(shè)計(jì)框圖如下圖3．1所示：圖3．１嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig。３.１Embｅddedfｉｎgｅrprintidentｉficationsystｅｍｓtructuｒe指紋通過(guò)把信息傳送到MＳP４30芯片,最后在LCＤ液晶顯示器上顯示結(jié)果。3．1。2硬件框圖基于嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖3．2所示：MSP430電源晶振FlashSDRAMTS1011半導(dǎo)體指紋傳感器鍵盤(pán)輸入LCD顯示屏RS232PHYUART串行接口網(wǎng)絡(luò)接口圖3.2嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)Fig．3。2Hardwａrestｒｕcｔｕｒeofthｅｅmbeddｅdfiｎgerpｒintidentｉficａt(yī)ioｎsysｔeｍ首先由MＳP4３0單片機(jī)完成對(duì)指紋的采集并對(duì)圖像進(jìn)行處理。然后，TS101１半導(dǎo)體指紋傳感器將采集到的指紋圖像直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳送給MSＰ４30單片機(jī)進(jìn)行處理。FLASH存儲(chǔ)器用于存放程序代碼和指紋特征值。此外利用UＡRＴ串行接口和電腦進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)交換。3.2主控芯片選型3。2。１選擇具體的主控芯片類(lèi)型MSP４３0單片機(jī)是一個(gè)16位的單片機(jī)，采用了精簡(jiǎn)指令集(RＩSC）結(jié)構(gòu),內(nèi)部精簡(jiǎn)指令集的CPＵ通過(guò)馮．諾依曼結(jié)構(gòu)的地址總線和數(shù)據(jù)總線連接到外圍設(shè)備和可編程的時(shí)鐘系統(tǒng)［15]。MSP４30混合信號(hào)處理都可以使用是由于它有一種先進(jìn)的CPU與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組件存儲(chǔ)印象的模擬和數(shù)字的外設(shè)。本課程設(shè)計(jì)中選擇MＳＰ430F2３７0主控芯片，如圖3.3所示:圖３．3MSＰ４30Ｆ23７0電路圖Fig。3。３MSP430F23７0circｕitdiａgram其優(yōu)勢(shì)如下表3。1中表表3。1MＳＰ430F237０優(yōu)勢(shì)參數(shù)Taｂlｅ3．1TｒackMＳP４30F2370aｄvanｔage復(fù)位［1]欠壓保護(hù)復(fù)位包含在所有MSP４30x2xx器件中。[２］由復(fù)位引起的PORIＦＧ和RSＴIFＧ標(biāo)志位已增加到IFG1寄存器。［３]一條指令從0x0000－0ｘ01FFH地址取出將復(fù)位那器件。看門(mén)狗定時(shí)器所有MSP430F237０器件都集成了看門(mén)狗定時(shí)器WDＴ＋。那WDT+確保時(shí)鐘源不失效。時(shí)基系統(tǒng)［1］在ＬF模式下,LFＸT1震蕩器已經(jīng)選擇了負(fù)載電容。［2］在ＨF模式下，LFＸT1支持頻率高達(dá)１6Mhz的晶振。［3]在LF模式下，LFＸＴ1振蕩器能夠?qū)φ袷幤鬟M(jìn)行查錯(cuò).［4]ＸIN和ＸOUT引腳分享了設(shè)備的20引腳和28引腳的部分功能。［5］一些型號(hào)的設(shè)備不支持DCO的一些外部Ｒｏsc特性。在這種情況下,軟件不能設(shè)置BCSＣTL2寄存器的ＬSB。詳盡的敘述還請(qǐng)參照設(shè)備手冊(cè)的相關(guān)章節(jié).設(shè)備的溫度穩(wěn)定性明顯的被提高了。Flasｈ存儲(chǔ)器[1］消息存儲(chǔ)起有4個(gè)64字節(jié)的段組成.段Ａ被LOCＫA位所鎖定。［2］LOCKＡ位將保護(hù)所有的消息被大量的擦除.[3］一個(gè)中斷的發(fā)生將能夠使得段的擦除被打斷。[4]一個(gè)中斷的到來(lái)也能夠使得FＬＡSＨ的更新停止。ＦＬAＳH的編程電壓被降低到了2.2V以下[5]燒寫(xiě)和擦除的時(shí)間被減少，時(shí)鐘信號(hào)的無(wú)效將停止FLＡＳH的更新。數(shù)字I/O［１]端口１和端口2的內(nèi)部集成了上拉和下拉電阻.[2］P2．6、Ｐ２.７的功能已經(jīng)被加到了設(shè)備的２0引腳和28引腳上。他們和XIN、ＸＯUT的一些功能相同。如果晶振的操作被激活,軟件將不能對(duì)這些引腳清除P2ＳＥＬ位。比較器_A比較器Ａ已經(jīng)被擴(kuò)展為一個(gè)多路輸入的輸入電容.低功耗在３Ｖ的情形下,典型的LPＭ3模式下的功耗將減少為50%。DCO的啟動(dòng)時(shí)間被明顯的被減少。工作頻率最大的目標(biāo)頻率是３.3Ｖ時(shí)達(dá)到16Mhｚ。BSL一個(gè)不正確的指令將引起大量的信息被擦除。BSL的入口次序高于阻止意外的入口和擦除的次序。3.2.２指令系統(tǒng)43０的指令系統(tǒng)具有豐富的尋址方式（７種源操作數(shù)尋址、4種目的操作數(shù)尋址）、簡(jiǎn)潔的2７條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令［1６］。由相應(yīng)的編碼和解碼的ＣPU核心指令完成工作。模擬指令可以使代碼更容易閱讀和書(shū)寫(xiě)，它們不能本身進(jìn)行編碼,但它們可以被由對(duì)應(yīng)的核心指令,以便進(jìn)行組裝自動(dòng)替換。雙操作數(shù)指令、單操作數(shù)指令、跳轉(zhuǎn)指令是三個(gè)方面的核心指令。B或Ｗ的方式進(jìn)行擴(kuò)展。字節(jié)指令字節(jié)地址可以訪問(wèn)的數(shù)據(jù)字節(jié)單元或外圍設(shè)備.外設(shè)雙字節(jié)指令可以訪問(wèn)雙字節(jié)或雙字節(jié)數(shù)據(jù)單元地址，如果該指令不延伸，該指令是如在下列范圍限定的2字節(jié)指令的指令源和目的的指令：SRC源操作數(shù)被Ａs和Ｓ—reg所定義；ＤＳT目的操作數(shù)被Ad和D—reg所定義；AS尋址位(依賴于所使用的尋址模式）；S—REG用于源操作指令的工作寄存器;AD尋址位（依賴于所使用的尋址模式）；D－RＥG用于目的操作指令的寄存器；Ｂ/W字節(jié)或者雙字節(jié)操作位；0：雙字節(jié)模式；1:字節(jié)模式3.2.３寄存器描述在MSP430器件中有的型號(hào)有兩個(gè)通信硬件模塊USAＲＴ0和ＵSART１,因此他們有兩套寄存器如表3。2所示:表3.2寄存器表Table．3．2TｒackregistｅrtａbleUＳART0的寄存器寄存器縮寫(xiě)讀寫(xiě)類(lèi)型地址初始狀態(tài)控制寄存器Ｕ０ＣTL讀/寫(xiě)０７0HPＵC后０01Ｈ發(fā)送控制寄存器U0ＴＣTL讀/寫(xiě)71HPＵＣ后0０1H接受控制寄存器U０RCTL讀/寫(xiě)72HＰUC后0０１H波特率調(diào)整控制寄存器Ｕ0ＭCTL讀／寫(xiě)７3H不變波特率控制寄存器0U0BR0讀／寫(xiě)74H不變波特率控制寄存器1U0BＲ1讀／寫(xiě)７5Ｈ不變接受緩沖器U0RＸBRＵF讀76H不變發(fā)送緩沖器U０TXBＲUF讀/寫(xiě)77Ｈ不變ＳFR模塊使能寄存器１MＥ1讀/寫(xiě)００4ＨPUC后0０1HFR模塊使能寄存器１IE１讀/寫(xiě)0００HPUC后0０1HFR模塊使能寄存器1ＩFG1讀／寫(xiě)0０２HＰUC后０01ＨUSART1的寄存器寄存器縮寫(xiě)讀寫(xiě)類(lèi)型地址初始狀態(tài)控制寄存器U1CTL讀／寫(xiě)07８HPUＣ后001H發(fā)送控制寄存器U1TCTL讀／寫(xiě)7９HＰＵＣ后001H接受控制寄存器U1RＣＴＬ讀/寫(xiě)７AHＰUC后０0１Ｈ波特率調(diào)整控制寄存器U1MCTL讀/寫(xiě)7BH不變波特率控制寄存器０U1BＲ0讀／寫(xiě)7CH不變波特率控制寄存器１U1BR1讀/寫(xiě)7DＨ不變接受緩沖器U1RXBRUＦ讀7ＥH不變發(fā)送緩沖器Ｕ1TXBRUＦ讀／寫(xiě)7FＨ不變SFR模塊使能寄存器1ＭE2讀／寫(xiě)0０5HPＵC后00１HＦＲ模塊使能寄存器1ＩE2讀/寫(xiě)001HPUC后００1ＨＦR模塊使能寄存器1IFG2讀/寫(xiě)０03HPUC后0０１ＨUｘCTL控制寄存器７65４３２１０PENAPＥVSPＢCＨAＲLＩSTENSＹＮＣＭSＷR(shí)ＳＴPEV奇偶校驗(yàn)位，該位在校驗(yàn)允許時(shí)有效,0為奇校驗(yàn)，1為偶校驗(yàn).CＨＡＲ字符長(zhǎng)度.SＹNC為UART模塊的模式選擇，0ＵART模式（異步），1SＰI模式（同步）.M多機(jī)模式選擇位，0線路空閑多機(jī)協(xié)議,1地址位多機(jī)協(xié)議。SWRST控制位，上電時(shí)該位置位，此時(shí)USART狀態(tài)機(jī)和運(yùn)行標(biāo)志初始化成復(fù)狀態(tài)(URXIFG＝0,URXIE＝０,UTXＩＥ＝0，UＴXIＦG＝１）。當(dāng)一次系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位后,只有通過(guò)對(duì)ＳWRST的復(fù)位，UＡRT才能重新被允許。而接收和發(fā)送允許標(biāo)志URXE和ＵTＸＥ不會(huì)因SＷR(shí)SＴ而更改。ＳWRST位會(huì)使URXＩE、UTXIE、UＲXIFG、RXWAＫE、ＴXWAKＥ、ＲXEＲR、BRＫ、PE、OE及FE等復(fù)位。當(dāng)使用串行端口設(shè)置時(shí),起著重要的作用.一次正確的UART模塊的初始化程序應(yīng)該是這樣設(shè)置：先在SWRST=1時(shí),設(shè)置串行端口,然后設(shè)置ＳWRST＝0，最后，如果有必要中斷，設(shè)置相應(yīng)的中斷使能。3。3指紋模塊選型3.3。１指紋模塊組本設(shè)計(jì)采用TS１０1１M系列半導(dǎo)體指紋模組，它是一種接觸式單指紋識(shí)別設(shè)備，主要由外殼、TS１０１1半導(dǎo)體指紋傳感器、ＢIOSEC０701指紋處理芯片（含指紋存儲(chǔ)器和識(shí)別算法)、通訊接口等組成。模塊組如圖３.4所示：圖3。4指紋模塊組Fiｇ.3．4Tｈeｆingerpｒiｎtmｏｄuｌegｒoｕｐ該指紋模組集成了高性能ARM內(nèi)核指紋處理芯片，集成化高、積更小、功耗更低。使用了自主研發(fā)指紋識(shí)別算法，對(duì)指紋的各項(xiàng)工作全部由指紋模組自行獨(dú)立的處理.在指紋傳感器設(shè)計(jì)方面,TS1011采用晶圓塑封技術(shù)，產(chǎn)品具備防霧防塵防破壞能力，有效解決了人體靜電的影響、提高了產(chǎn)品采像質(zhì)量、增加了產(chǎn)品耐用性。指紋傳感器內(nèi)部采用12MＨz系統(tǒng)振蕩器,內(nèi)置4KHｚ低功率振蕩器。3.3.2管腳分配指紋模塊的管腳圖如3。５所示：１……6圖3。５指紋模塊管腳示意圖Fig.3。5Thefinｇｅｒprintmｏｄｕlepindiagrａm圖中所示的各個(gè)管腳信息如下表3．3所示：表３.3管腳分配Tａble3．３Piｎａssigｎmeｎt管腳１V_TOUCH3．3Ｖ管腳2ＴＯUＣH_OUT信號(hào)管腳3ＶCC3.3Ｖ管腳４TXOK—30０—〉用戶控制CPU管腳5RＸ用戶控制ＣPU-〉OK－30０管腳6GND串口使用的是３．３Ｖ的TTL電平,在連接電腦時(shí)需要對(duì)電平進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，同時(shí)我們需要注意的是V_TOUCH需要一直提供電源。３。3。３指紋處理芯片內(nèi)置BＩOＳＥC０7０１指紋處理芯片如圖3。6所示：圖３。6BIＯSEＣ0701指紋處理芯片F(xiàn)iｇ．3。6BＩOＳEＣ070１fingeｒｐriｎtprｏcesｓingchipTA0701芯片采用低成本，低功耗，小體積芯片設(shè)計(jì)為控制核心,該系列集成圖安V7版本最新完整版本算法，基于圖像和特征點(diǎn)混合匹配模型的算法，能適應(yīng)各種指紋,更高的通過(guò)率和更低的誤識(shí)率,通過(guò)率達(dá)到99％以上,誤識(shí)率在十萬(wàn)分之一以內(nèi)；1比N比對(duì)速度在4ｍｓ/枚；接口有UAＲT口和USＢ口;提供電腦端的調(diào)用接口。芯片各項(xiàng)參數(shù)如下表3。4所示:表３．4TA０7０1芯片各項(xiàng)參數(shù)Tａble3.4ＴA07０1chipparaｍeterｓ主頻200M比對(duì)速度１：1比對(duì)速度:＜４ms指紋模板4９4字節(jié)（圖像和特征點(diǎn)混合匹配）存儲(chǔ)量根據(jù)外置FLASH大小而定，默認(rèn)采用W２５Q４0，３00個(gè)用戶分辨率5０0DPI±３0ＤPＩ匹配傳感器光學(xué)指紋傳感器、半導(dǎo)體滑動(dòng)指紋傳感器、半導(dǎo)體面?zhèn)鞲衅骶茏R(shí)率<1％誤識(shí)率〈0.0005%電源/電流3.3V／6５ｍA接口ＵART9６00-115200ｂps、USB2．0fullsｐeed適用溫度-４0°C~70°Ｃ結(jié)構(gòu)尺寸３0mｍx30ｍｍ3。4電路原理圖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本論文所研究的指紋識(shí)別系統(tǒng)的硬件組成又可由下面幾部分組成:MSＰ430主控芯片、燒寫(xiě)電路、按鍵電路、電源電路、射頻電路和顯示電路、Ｕ轉(zhuǎn)串電路。如3.7所示：圖3。7指紋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Ｆig。3。７Fingerｐｒintsｙstｅmｓtrｕctｕrｅ3.4．1指紋模塊電路指紋模塊主要是用來(lái)采集、存儲(chǔ)和識(shí)別用戶指紋的，如下為T(mén)A０701指紋芯片的電路圖。指紋芯片電路如３。8所示：圖3。８指紋芯片電路Fｉg.3．８Fiｎgerprｉntcｈipcirｃｕit３.４．２Flash電路本文所開(kāi)發(fā)的嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)選用的是W２5Q４0芯片。W２５Ｑ４0芯片是一款SPI接口低成本的芯片，它可以應(yīng)用于外擴(kuò)fｌａsh芯片的使用。閃存接口電路主要由W２5Q40芯片組成，該芯片為8個(gè)引腳,通過(guò)SPI引腳與主控電路連接，芯片采用3。3Ｖ進(jìn)行供電.嵌入式指紋系統(tǒng)的flash連接電路圖如圖3．9[17］所示。圖3．9Flash電路Fｉg.3。９Flashcｉｒcuiｔ3。4。3電壓調(diào)整電路本文選用XＣ６201P332MＲ芯片進(jìn)行電壓調(diào)整,它是一款高精度，低功耗,正電壓調(diào)整器芯片，采用了CMOＳ工藝和激光微調(diào)技術(shù),壓力差分輸入和輸出也可以很小,XＣ6201P332MR芯片內(nèi)部包括電流限制電路,驅(qū)動(dòng)三極管,一個(gè)精確的參考電壓源和一個(gè)誤差放大器[18］.輸出電壓范圍是從１.3V到6.0V，間隔為1００mV。電路圖如３．10所示：圖3.10電壓調(diào)整電路Fig。３.10Voｌtａgｅrｅｇｕlatｉoｎcｉrcuｉｔ3。4。4U轉(zhuǎn)串電路ＭSＰ430F2３70的U轉(zhuǎn)串電路實(shí)現(xiàn)U口轉(zhuǎn)串電路,芯片CP2102的電源6號(hào)管腳與電容相連接并接地，管腳7與兩個(gè)并聯(lián)的電容相連接后與地相連。9號(hào)與１１號(hào)管腳分別與Ｒ1、R2相連接然后接地。外接電源供電，２３號(hào)管腳與P２的５號(hào)管腳相連，構(gòu)成U轉(zhuǎn)串電路。電路圖如3。１１所示：圖３.11Ｕ轉(zhuǎn)串電路圖Fig．3.11TrａckUｓerｉesciｒcuｉtdiagram3.4。5燒寫(xiě)電路燒寫(xiě)電路的目的是把程序燒寫(xiě)到單片機(jī)中，采用ＭSP430專(zhuān)用燒寫(xiě)器與燒寫(xiě)口相連把程序燒寫(xiě)到單片機(jī)中。燒寫(xiě)電路如３.1２所示:圖３。１2燒寫(xiě)電路圖Ｆiｇ.３．１２Burｎinｇcircuitｄｉagｒａm3.4。6電源電路電源供電為UART接口供電，管腳1接兩個(gè)并聯(lián)的電容，UART口連接外部電源為讀寫(xiě)器供電。電源電路如圖3．13所示：圖3．13電源電路Fiｇ。3．1３Ｔraｃkpoｗerｓuｐplｙｃircuit3。4.7顯示電路顯示電路用來(lái)顯示開(kāi)發(fā)板的工作狀況,MSP43０單片機(jī)的6、７、8、9、10號(hào)管腳分別與電阻和發(fā)光二級(jí)管相連.作為顯示電路顯示讀寫(xiě)器的狀態(tài)。顯示電路如圖3．1４所示：圖3。14顯示電路Fiｇ。３.１４Displaycｉrｃuit3．4．8按鍵電路按鍵主要是復(fù)位鍵，如下圖為標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)位電路,按下按鍵Ｓ1能實(shí)現(xiàn)對(duì)讀寫(xiě)器的復(fù)位功能.按鍵電路如3.1５所示:圖3。15按鍵電路Ｆig.3．15Ｂuｔtoncircuｉt３．5硬件實(shí)物嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的硬件實(shí)物圖如3.１6所示：圖3．1６硬件實(shí)物圖Fig。3。１6Haｒdｗarephｙsｉcalｆigｕｒe3。6硬件調(diào)試使用protel９９se軟件制作電路板，首先繪制電路圖,然后進(jìn)行ERC電氣法則檢測(cè),然后設(shè)置元器件的封裝，然后生成網(wǎng)絡(luò)表、導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表,接著排列元器件、布線，最后檢查存盤(pán)輸出。確定是否已經(jīng)正常工作,是否有調(diào)試的基礎(chǔ)，得到電路板之后，這是一個(gè)首先要解決的問(wèn)題.之后用示波器檢查讀寫(xiě)器是否能正常工作，觀察示波器是否能顯示高低電平。在進(jìn)行硬件調(diào)試的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了如下問(wèn)題:１。PCＢ布線時(shí)有些規(guī)則不知道,導(dǎo)致布線時(shí)連接線連錯(cuò),之后通過(guò)網(wǎng)上查找資料解決了該問(wèn)題。例如輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行，核心器件居中，元器件排列整齊，疏密有序，有關(guān)聯(lián)的器件相對(duì)靠近，特殊要求器件（發(fā)熱器件，干擾器件，）要合理安放。2。燈不亮，電源供電有問(wèn)題，仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)有漏焊的地方。３。7小結(jié)本章首先介紹了MSP４30芯片引腳的功能以及常用寄存器；接下來(lái)介紹了ＴS101１指紋模塊組的內(nèi)部系統(tǒng)架構(gòu)和特性。介紹了嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)組成（７個(gè)部分：主控電路、指紋電路、U轉(zhuǎn)串電路、燒寫(xiě)電路、電源電路、按鍵電路、顯示電路).第四章嵌入式指紋系統(tǒng)軟件部分與實(shí)現(xiàn)4.1整體結(jié)構(gòu)如圖４。１為嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖，軟件部分的主要思想是通過(guò)設(shè)置MCU微控制芯片的寄存器使之控制TＳ101１半導(dǎo)體模塊組的發(fā)出與接收信息；并通過(guò)設(shè)置寄存器把接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。圖4.1整體結(jié)構(gòu)圖Fiｇ。4．1Overａllｓtructurｅ4.２軟件的總框圖嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的軟件部分由五部分組成：包括初始化模塊、指紋注冊(cè)模塊、指紋處理模塊、指紋數(shù)據(jù)庫(kù)、出錯(cuò)處理?？驁D如下4。２所示:圖4.2軟件總框圖Fig．４．2Overallｂlockdｉagrａmoｆｔhesoftwａre4．3軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)４.3。1軟件主工作流程軟件主工作流程如圖4.３所示：圖４。３主流程圖Fig．４.3Ｔhemaｉnflowchaｒｔ軟件工作主流程如下：首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化處理；開(kāi)始指紋識(shí)別并發(fā)送指紋識(shí)別命令；接收到命令后開(kāi)始比對(duì)采集到的用戶指紋信息；比對(duì)成功后顯示用戶信息，反之，發(fā)出報(bào)警，重新比對(duì)指紋；完成比對(duì)后退出，識(shí)別指紋識(shí)別結(jié)束。4．３.２初始化模塊實(shí)現(xiàn)在采集指紋之前必須先將指紋模塊初始化,初始化流程圖如４.4所示：圖4。４初始化流程圖Fiｇ。４．4Ｉｎiｔiaｌizatioｎflow初始化具體流程如下:首先對(duì)中斷向量表進(jìn)行設(shè)置；初始化存儲(chǔ)器；初始化堆棧寄存器；然后進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置初始化外圍設(shè)備；切換到用戶模式然后開(kāi)中斷，初始化結(jié)束。設(shè)置TS1011M參數(shù)信息(CＭD是8字節(jié)／AＣK>8字節(jié)）如下表４.1，４。２，４。３所示：ＣＭD數(shù)據(jù)格式1．頭部數(shù)據(jù)表4。1頭部數(shù)據(jù)Ｔabｌe。4．1Datahｅad２。數(shù)據(jù)包表4．２數(shù)據(jù)包Tａbｌe。4.２DataPacｋａgｅ３。ACK數(shù)據(jù)表4.３ＡCK數(shù)據(jù)Ｔable。4。３AＣKDａt(yī)a4。3。3用戶注冊(cè)模塊實(shí)現(xiàn)注冊(cè)是可以添加新用戶到系統(tǒng)中的嵌入式應(yīng)用的重要一步。在注冊(cè)模塊,我們需要確定用戶的權(quán)限，普通用戶只是該系統(tǒng)的用戶。注冊(cè)時(shí)，如果這是在管理員設(shè)置之前注冊(cè)，所有用戶都可以行使自己的正常的用戶管理系統(tǒng)管理員權(quán)限。一旦建立了一個(gè)系統(tǒng)管理員，普通用戶只能登錄,只有管理員可以訪問(wèn)的信息管理和系統(tǒng)管理等模塊。這使得更容易進(jìn)行維護(hù)和管理系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的安全性。下面給出用戶注冊(cè)流程如圖4。5所示：圖４。５注冊(cè)流程圖Ｆｉg．４．5Registｒationflowｃｈarｔ指紋注冊(cè)具體流程如下：首先新用戶利用ID進(jìn)行注冊(cè);判斷ID是否重復(fù)，如果不重復(fù)則準(zhǔn)備好執(zhí)行下一步，否則,重新輸入ID;當(dāng)ID輸入完成后開(kāi)始輸入用戶姓名;然后確定用戶管理權(quán)限并采集指紋;判斷指紋質(zhì)量是否合格，如果合格就提取特征點(diǎn)并且保存，顯示注冊(cè)完成,否則，重新采集數(shù)據(jù)。在注冊(cè)前我們首先要設(shè)置注冊(cè)模塊，設(shè)置數(shù)據(jù)如下表4。4所示:表4.4數(shù)據(jù)格式Tablｅ4．4Daｔaformａt(yī)設(shè)置完模塊組后則可以進(jìn)行新用戶注冊(cè),注冊(cè)的數(shù)據(jù)格式如下表4．５所示:表4。5注冊(cè)格式Tabｌe。4．5Reｇisteｒｅdfｏrmat采集用戶的三次指紋,比對(duì)成功后存入到模組的FＬAＳＨ中。其中UserID必須在1—0xＦFF之間。UsｅrRole必須是1或者2或者３，各個(gè)權(quán)限的定義可以由二次開(kāi)發(fā)者指定.若是兩次按壓注冊(cè)，則分別發(fā)命令(ＣMＤ/AＣK都是8字節(jié)）,第一次命令，系統(tǒng)僅采集指紋特征值緩存到內(nèi)存中。第一次注冊(cè)發(fā)送的命令和返回如表4.6所示：表4．6第一次注冊(cè)命令Taｂle.4.６Reｇisｔｅredｆortｈeｆirsｔtime第二次按壓命令如表４.7所示：表4.7第二次注冊(cè)命令Taｂｌｅ.4.7Registeredｆoｒtｈｅsecｏｎdtiｍｅ第二次命令，需要設(shè)置ID值和權(quán)限,當(dāng)UseｒID為０時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生未使用的ＩＤ號(hào)。用戶權(quán)限不能為0,否則注冊(cè)不進(jìn)去。4．3。4指紋處理模塊實(shí)現(xiàn)完成指紋采集后，如果顯示的圖象的質(zhì)量合格，收集指紋圖像預(yù)處理,否則，需要重新采集.指紋圖象質(zhì)量評(píng)估的流程可以如圖４。４所示.圖4。６指紋質(zhì)量評(píng)估流程Ｆｉｇ.4。６Finｇerpｒinｔqｕaliｔｙevａｌuatioｎprocｅss指紋質(zhì)量評(píng)估具體流程如下：接收到命令后，首先進(jìn)行指紋圖像采樣；判斷指紋是否符合要求,如果否,拒絕該圖像重新采集，命令處理結(jié)束，否則執(zhí)行下一步;進(jìn)行指紋分析并且判斷指紋質(zhì)量參數(shù)是否合格,如果合格，指紋通過(guò)，命令處理結(jié)束,否則執(zhí)行下一步指紋重新采集;判斷是否是主機(jī)向設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù),如果是，進(jìn)入用戶自定義命令后結(jié)束,命令處理結(jié)束，否則執(zhí)行下一步；圖像采集數(shù)據(jù)如下表4.8所示：表4。8圖像采集數(shù)據(jù)Table4．８Ｉmageacquisiｔｉoｎdata4。3。5登錄模塊實(shí)現(xiàn)登錄是最常用的功能。登錄有兩種模式，一種是直接登錄使用１：n的指紋模板匹配，另一種是通過(guò)ＩD。用戶登錄的流程圖如圖4．７所示:圖４。7登錄流程Fｉg．4。7Thelｏｇｃess登錄具體流程如下：1．接收到命令之后，首先用戶可以通過(guò)２種方式進(jìn)行登錄，通過(guò)IＤ登錄或直接登錄;２．輸入IＤ（或采集指紋），判斷庫(kù)中是否有此ＩD（或指紋質(zhì)量是否合格)，如果合格,則繼續(xù)下一步，否則直接返回重新登錄；3．判斷指紋質(zhì)量是否合格或與庫(kù)中指紋比對(duì),如果合格或比對(duì)成功,則登錄成功，否則登錄失敗;4。3。6刪除模塊實(shí)現(xiàn)當(dāng)某用戶不再使用該系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該將其從系統(tǒng)中刪除以釋放存儲(chǔ)單元。與此同時(shí)也刪除用戶信息和指紋模板.下面給出刪除用戶的流程圖如圖４．8所示:圖4．8刪除流程Fig.4.8Dｅleteｐroｃess刪除具體流程如下：１．接收到命令之后，首先輸入所需刪除的用戶ＩD;2。判斷庫(kù)中是否有此ＩD，如果有，則繼續(xù)下一步將IDtａｂlｅ中存儲(chǔ)該用戶ID單元的值改為0，否則直接返回重新輸入；3．讀取用戶信息，找到該用戶,索引表中的值由1改為0.因?yàn)檫@一操作再對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行某一操作時(shí)會(huì)跳過(guò)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的檢查。刪除特定用戶的數(shù)據(jù)格式如下表4.9所示:表４。9刪除特定用戶Tabｌｅ４.９Deｌｅtesｐecifｉｃusｅｒ除了刪除特定用戶外,當(dāng)我們需要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)用戶進(jìn)行全部重新更換時(shí)還可以刪除所有用戶，刪除所有用戶的數(shù)據(jù)果然是如下表4．1０所示：表4。10刪除所有用戶Tａble4．10Reｍoｖeaｌlusers通過(guò)串口發(fā)送刪除所有用戶指令,模塊組收到指令后，吧模塊組內(nèi)所有指紋都刪除，此命令是不會(huì)失敗的.4。４軟件調(diào)試使用IＡREmbｅddｅdWｏｒｋbencｈ軟件進(jìn)行軟件部分的調(diào)試。使用IAREmbeddedWｏrｋbenc軟件將程序燒寫(xiě)到芯片中，使用串口調(diào)試軟件sscｏm3２_ｅ666對(duì)軟件運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)視,配合編譯軟件進(jìn)行命令的修改.ＩAREW4３0軟件提供項(xiàng)目管理，程序編輯、代碼下載和調(diào)試等所有功能.并且軟件界面和操作方法與IAREＷfｏｒARM等軟件開(kāi)發(fā)一致是開(kāi)發(fā)單片機(jī)的理想開(kāi)發(fā)工具。４。4。１程序的編譯使用IARＥmbeddedＷo(hù)rｋbｅｎｃｈ軟件進(jìn)行編譯程序，打開(kāi)軟件新建文件后在中ＩAＲEmｂeddeｄWoｒkｂeｎch編譯程序,如圖４。9所示:圖4．9程序編譯Fiｇ。4.９Thｅｐrograｍcompiｌed程序編寫(xiě)完成后對(duì)其進(jìn)行保存，如圖4．10所示:圖4．10保存編譯結(jié)果Fiｇ.4。1０Ｋeepｃompiｌeresｕlts４。4．2程序的燒寫(xiě)將保存好的程序在IＡREmbeddｅｄＷo(hù)rｋbench中打開(kāi),點(diǎn)擊Pｒojｅct中的ｃlｅaｎ,如圖4。11所示:圖4.1１再次程序編譯Fｉg.4.１1Tｈｅpｒogｒamcｏmpiledaｇain再點(diǎn)擊RｅbuildＡlｌ查看程序是否編譯正確，如圖4。12所示:圖4。12程序檢查Fig.4。12Programｃheｃｋ在下方白框中檢查無(wú)錯(cuò)后,將開(kāi)發(fā)板與UARＴ接口連接，點(diǎn)擊標(biāo)志進(jìn)行程序的燒寫(xiě),如圖４。１3所示：圖４．13程序燒寫(xiě)Ｆｉg.4．13Pｒograｍburning4。５小結(jié)本章主要介紹了基于嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括指紋識(shí)別系統(tǒng)的總體架構(gòu)，指紋操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).在指紋識(shí)別系統(tǒng)的總體架中,以結(jié)構(gòu)圖的形式直觀地展示了各層的關(guān)系以及他們的各層作用.在軟件架構(gòu)中介紹了嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的軟件由組成。接下來(lái)并以流程圖和相關(guān)程序描述的形式,進(jìn)行了解析。第五章總結(jié)與展望隨著科技的發(fā)展，目前信息化程度大幅提高，并且日以體現(xiàn)在人們的生活中。因此，人們開(kāi)始關(guān)注個(gè)人信息的安全，指紋識(shí)別技術(shù)作為新的身份認(rèn)證產(chǎn)品逐漸進(jìn)入人們的視野,它有著體積小，功耗低，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，成為應(yīng)用領(lǐng)域最為廣闊個(gè)人身份識(shí)別技術(shù).本文選題主要來(lái)源于生活生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)指紋識(shí)別系統(tǒng)的需求，為解決用戶需求，開(kāi)發(fā)基于MＳＰ430的指紋識(shí)別系統(tǒng)，為用戶提供更加安全的保密服務(wù)。在研究過(guò)程中，作者主要做了以下工作：１。對(duì)指紋模塊的研究和使用。2.對(duì)ＵAＲT串口通信做了深入的研究。３．對(duì)于主控芯片MSP43０有了相應(yīng)的了解，并以此為基礎(chǔ)完成嵌入式指紋系統(tǒng)的硬件部分的U轉(zhuǎn)串、燒寫(xiě)、電源、顯示與按鍵電路。4．設(shè)計(jì)了嵌入式指紋系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，并完成對(duì)指紋系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。5．編寫(xiě)程序并燒寫(xiě)到開(kāi)發(fā)版中。嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展空間，隨著數(shù)字化程度不斷提升,人們對(duì)于識(shí)別技術(shù)的要求日益提高.需要進(jìn)一步提高我們的嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)，以提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能參數(shù)。對(duì)指紋識(shí)別算法要做進(jìn)一步的修改使算法能更好的適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)。而縱觀整個(gè)指紋識(shí)別領(lǐng)域，雖然已經(jīng)取得了一些比較成熟的研究成果，但社會(huì)在不斷進(jìn)步,指紋識(shí)別技術(shù)整體上講還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到成熟，算法還需要不斷的改進(jìn)，硬件環(huán)境也需要不斷的升級(jí),這個(gè)領(lǐng)域還有很多工作要去做，并且值得去做。參考文獻(xiàn)[１]張成,周媛媛,林嘉宇。指紋采集技術(shù)及產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)［Ｊ]．電子技術(shù)應(yīng)用,20０4．［2]唐保存.利用加密技術(shù)進(jìn)行身份認(rèn)證的研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，20０8，（23):13１—131.［3］柴曉光,岑寶熾.民用指紋識(shí)別技術(shù)[Ｍ］．北京：人民郵電出版社，2004．［4］明武．指紋識(shí)別技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀初步分析[Ｊ］.軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品,2０0１．［5]LinHoｎg.AutomatiｃPersoｎａlIdentifiｃatioｎＵsingFinｇerprints[D］.ＮewYｏrk:MｉchigaｎStateＵnｉversityatphｉlｏsｏｐhｙdeｐarｔmeｎtｏｐｕterscience，１９９8。［６］沈小豐，李小貝。便攜式指紋識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]．自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2005.［7]王波濤，蔡安妮，孫景鰲.便攜式指紋識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［Ｊ］。生物圖像識(shí)別技術(shù)及其應(yīng)用，2０01.［8]PrabｈakaｒS,PankanｔiS，ＪainＡＫ.Biometｒiｃｒecogniｔiｏｎ：Securｉｔｙandpriｖacｙ［Ｊ］。IEＥESeｃuｒityPｒivacｙＭaｇi，20０3,１（2）:33—4２.［９］NaliniRaｔha，RuudＢolｅ.AuｔoｍaticFｉnｇerprｉntＲecogｎition［M].NｅｗYoｒk:SｐriｎgeｒVｅrlag，２００3．1-4５0.［10]呂知辛,李興江.指紋識(shí)別系統(tǒng)中的模式識(shí)別技術(shù)［J]。山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然學(xué)），２004,1９(7)：20-2３．[11］ＤavidＭaltonｉ．HａｎdbｏｏkoｆFｉngeｒprintRecogniｔioｎ[M］．NｅwYorｋ:SpriｎｇerVerｌag，20０3.1-341．［1２］YｉnＹiｌoｎg。Deｖeｌoｐmenｔonauｔoｍａt(yī)iｃfingerprinｔidentifｉcationｓyｓtem［Ｄ].JiｌinUｎｉveｒｓiｔyoｆTechnolｏgy：PｈDDisｓertatiｏn,２000.１—２4。［13］周立功。嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程［M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2０0５．[14］PeterＫomａrinskｉ.Ａｕｔomａt(yī)ｅdFｉnｇerｐrintＩdeｎtificａｔionＳystｅm[Ｍ］.ＮewYｏrk：EｌsevierAｃaｄemｉｃＰｒeｓｓ,2005.1-257.[15］萬(wàn)光毅，嚴(yán)義．單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程［M］．北京:科學(xué)出版社，2００6．［16]馬忠梅，籍順心，張凱。單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M]。北京:北京航空航天大學(xué)出版社,２001。[1７］胡大可。MＳP4３0系列FＬＡSH型超低功耗單片機(jī)[M］。北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001．［18］沈健華，楊艷琴，翟驍曙.MＳP430系列1６位超低功耗單片機(jī)實(shí)踐與系統(tǒng)設(shè)計(jì)［M]。北京:清華大學(xué)出版社,2005.致謝時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié),春夢(mèng)秋云.離校日期已日趨臨近,畢業(yè)論文的完成也隨之進(jìn)入了尾聲。從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，一直都離不開(kāi)老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助,在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！非常感謝胡老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給我的指導(dǎo)，從選題到開(kāi)題報(bào)告，資料收集，寫(xiě)作，修改和最后定稿，老師一遍又一遍地指出每稿中的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān),給了我耐心的指導(dǎo)和無(wú)私的幫助。在本論文即將完成之際，謹(jǐn)此向我的指導(dǎo)老師胡雙喜老師致以衷心的感謝和崇高的敬意！作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有胡老師的督促指導(dǎo),以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中，我會(huì)牢記胡老師的教誨,不斷的努力，不斷的完善自己,提高自己。摘要隨著電子技術(shù)和多媒體及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,視頻監(jiān)控系統(tǒng)正向嵌入式，數(shù)字化,網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展.嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用大規(guī)模集成電路和網(wǎng)絡(luò)的科技成果。實(shí)現(xiàn)體積小，性能穩(wěn)定，通訊便利的監(jiān)控設(shè)備。本項(xiàng)目提出了在ARM微處理器平臺(tái)上移植嵌入式Lｉnｕx操作系統(tǒng)，并完成視頻采集、壓縮、控制等任務(wù)。系統(tǒng)硬件設(shè)備選擇采用實(shí)驗(yàn)室配備的AＲM9微處理器S3C2410作為主處理器,利用USB接口的攝像頭作為視頻采集設(shè)備。為降低產(chǎn)品成本,在此基礎(chǔ)上，借助Lｉnux下的開(kāi)源軟件,構(gòu)建了整個(gè)嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控嵌入式系統(tǒng)AＲM9LinｕxＶ4LAbstｒactWiｔhｔｈerapiddevelopｍentoｆｔhｅe(cuò)lecｔroｎicteｃhnoloｇｙ,mｕlｔimediａt(yī)echｎｏlｏｇyａndnetwoｒktechnology，ｖidｅosｕrveillａｎceｓyｓｔemiｓgoｉｎgtotheembedded,ｄiｇitａｌ，netｗorｋeddirection．TakingｆulladvanｔaｇeoｆＬSIanｄnetwoｒkｓofscientｉfiｃaｎdtecｈnolｏgｉcalachievｅmentｓ,theｅmbeddedvideosuｒveilｌancesystｅmａchieｖesdelｉcatevolｕme，stabｌepｅrformance，faｃilitａt(yī)eｓtｈeｃommuｎicａt(yī)ｉonｏfｔhｅsｕrveilｌａncｅe(cuò)qｕｉpment。Ｔｈｅpｒojeｃtisinaｒmmicroｐｒoｃessorplatｆorm，ａndporｔingembedｄeｄlinｕｘsystｅminiｔ.Itcｏmpletｅsvidｅocａpｔuｒing，coｍpression，tranｓｍissiｏｎａndｃonｔrｏｌtaskｓ。TheｈａrddeｖicessｅleｃttheARM9(S3C２４10)aｓthemainｐroｃeｓｓorｉntｈesystem;aｎdtheUSＢｃａｍerａaｓthedeviceｏfvideｏcaｐｔure。Inordertorｅdｕｃetheｃostofthｅpｒodｕct,Basｅdｏnthearchitectｕｒeaｎｄwiｔｈtheｏpｅnsoｕrcesofｔwarｅinlinux,tｈeｗholeeｍｂｅｄdeｄvｉｄeosuｒｖｅilｌａnｃeｓｙstemｉsｉｍpleｍｅnted．Keｙwｏrds：VidｅoSｕrｖeillanceＥmbedｄeｄsｙｓtemARM9ＬiｎuxvideoｆorｌiｎｕxTOC\ｏ＂1－3＂＼h＼z＼ｕ摘要PAＧE