本文摘要：指纹作为人体的身体特征，具备唯一性、稳定性和容易伪造等特点。随着指纹识别理论渐渐成熟期、指纹收集工具这一难题获得解决问题，指纹识别早已沦为目前最广泛应用的生物识别之一，渐渐代替了传统的证书辨识方式，普遍应用于金融、公安、证券、门禁系统等领域。指纹识别技术的研究早已沦为当前建筑智能化研究的热点。

指纹作为人体的身体特征，具备唯一性、稳定性和容易伪造等特点。随着指纹识别理论渐渐成熟期、指纹收集工具这一难题获得解决问题，指纹识别早已沦为目前最广泛应用的生物识别之一，渐渐代替了传统的证书辨识方式，普遍应用于金融、公安、证券、门禁系统等领域。指纹识别技术的研究早已沦为当前建筑智能化研究的热点。

但是对于在Linux系统下的由FPI指纹识别模块、RaspberryPi主控模块、AVR模块构成的，使用无线通讯方式定点向用户发送到邮件来监控门锁状态的指纹识别系统的研究至今并未见诸报端。本文在不转变现有门锁结构的前提下，通过设计编程，研发了一套基于指纹识别的门禁系统，定点检测门锁状态并向用户发送到报警邮件，大大强化了门锁的安全性。　　1指纹识别的技术原理　　指纹识别的技术原理就是指指纹数据库中查询与收集指纹否给定的指纹数据，超过通过分辨身份构建电源门锁的目的。其基本原理如图1右图，指纹识别系统由指纹图像收集、指纹图像预处理、指纹特征提取、指纹特征给定、特征数据库等几部分构成。

指纹图像预处理使用了Gabor滤波的方法展开灰度图滤波去噪，通过将图像滤波后，对其展开二值化处置使各种噪声获得杂讯或者修正。指纹特征提取是创建在对该点8邻点统计分析基础之上，特征点通过计算出来CN（CroosingNumber）获得。指纹特征给定的过程是计算出来两幅指纹相近程度的过程，在做到指纹给定前必需把有所不同的指纹图像校准，寻找输出特征点集和模板特征点集之间的最佳转换。　　指纹识别系统大体上可分成两个内容：指纹登记和指纹核对。

指纹登记主要还包括指纹收集、指纹图像预处理、特征点萃取和特征值存储。指纹核对的前3步操作者与指纹登记完全相同，在特征点萃取后，分解的指纹特征值将与存储在指纹特征数据库的特征值不作特征给定，最后输入给定结果。　　图1指纹识别技术的基本原理　　2指纹识别系统硬件研发　　指纹识别系统主要由FPI指纹识别模块、RaspberryPi主控模块、AVR模块3部分构成，该硬件结构如图2右图。

三方通讯构建用户的指纹载入和给定，以及门锁的电源，并且以发送到邮件的方式来监控门锁的状态。FPI指纹识别模块强劲的图像处理功能对指纹识别十分灵敏，及时处理接管到的指纹信息，并与RaspberryPi通讯；RaspberryPi模块，一方面掌控AVR去检测门的电源状态以及电源门锁，另一方面掌控FPI指纹载入和给定，并在RaspberryPi上创建数据库记录用户信息；控制器AVR对系统给RaspberryPi门的电源状态，并且掌控电机来电源门锁，强化了在硬件方面的扩展，可通过硬件在更加多方面对门展开监测。此外，用于了无线通讯模块，防止了过多布线有可能对原本门锁结构的毁坏，使该系统的硬件构成便利较慢。

　　图2系统的硬件结构　　2.1指纹识别模块　　指纹模块基于TI公司的TMS320VC5509高级数字DSP处理器居多核，芯片结构框图如图3右图。低精光学收集头（TFS-D0307），高速、平稳；标准UART模块通讯，标准8字节通讯协议，FPI已完成处置接管到的指纹信息，并与RaspberryPi主控模块通讯的工作。　　图3指纹识别芯片FPI　　2.1.1图像收集芯片　　FPI芯片上构建了图像收集芯片FPC1011F,FPC1011F指纹传感器是电容式半导体传感器件，该电容式指纹传感器利用了反射式观测技术，归属于平面式收集指纹传感。

比起传统的电容式传感器，它收集的是指头的真皮层，且对寒带手指有较好的适用性。FPC1011F的指纹收集原理：FPC1011F指纹传感器是由152200个传感器阵列构成的，每一个阵列是一个金属电极，当作电容器的一极，福在传感面上的手指头的对应点则作为另外一近于，其工作原理是基于逆极板间距的电容式传感器，其电容量由式（1）确认：　　（式中：C为电容量；d为极板间距；0为真空介电常数；r为极板间介质的比较介电常数；s为极板的有效地面积）　　当手指认识传感器导电板以后，由式（1）由此可知，谷和脊因为离传感器阵列的距离有所不同，产生了有所不同的电容值C，经过运算缩放电路，构成有所不同的电压值，通过内部的A/D切换，取得高质量的数字指纹图像。　　2.1.2处理器　　该系统使用的主处理器是TMS320VC5509的32位定点高速数字DSP处理器，开发板的硬件还包括：USB2.0FullSpeed模块借以传输图像、视频等高速数据；片外外阔1MBytesFLASH；RTL8019AS网络接口芯片，构建以太网通讯太网电路；研发模块：UART（RS232）与上位机构建通讯；2路10位A/D输出模块。

　　2.2主控模块　　该系统使用的主控模块RaspberryPi,替换了体积可观的电脑构建掌控功能。RaspberryPi是一款基于ARM,操作系统使用开源的Linux系统的个人电脑，配有一枚700MHz的处理器，反对SD卡和Ethernet,享有两个USB模块，以及HDMI和RCA输入反对。

RaspberryPi一方面掌控AVR去检测门的电源状态以及电源门锁，另一方面掌控FPI的指纹载入以及给定并在RaspberryPi上创建数据库记录用户信息。　　利用这些硬件之后可以展开嵌入式研发，较慢的创建起指纹识别系统的硬件系统。

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