一種指紋識別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于：包括微處理器和與其相連的電源電路、高速存儲器和復位時鐘電路，微處理器的輸入輸出口與CAN收發(fā)器相連接，CAN收發(fā)器與現(xiàn)場總線相連接，現(xiàn)場總線的輸入端與指紋識別模塊相連，微處理器的輸入輸出口還與以太網收發(fā)器相連接，以太網收發(fā)器通過以太網模塊與數(shù)據(jù)服務器相連接。本實用新型采用高集成度高性能的ARM7處理器LPC2368解決方案，充分利用LPC2368提供的全雙工的Ethernet控制器，CAN控制器，結構簡單，成本低廉，具有商業(yè)價值；設計了具體的系統(tǒng)以太網，CAN總線及電源實現(xiàn)硬件電路圖，具有成本低、高穩(wěn)定性、占用資源少、可擴展性強的特點。
【專利說明】一種指紋識別系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及人體識別【技術領域】，尤其是涉及一種指紋識別系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]信息化時代，生物識別作為信息安全和個人身份識別技術越來越受到廣泛的應用。生物識別的工作原理是利用識別設備對生物特征進行取樣，提取其唯一的特征并轉化成數(shù)字代碼，進一步將這些代碼組成特征模板人們同識別設備交互進行身份認證時，識別設備獲取其特征并與數(shù)據(jù)庫中的特征模板進行比對，以確定是否匹配，從而決定接受或拒絕該人。而在眾多的用于身份驗證的生物識別技術中，指紋識別是目前最方便、可靠、非侵害和價格便宜的解決方案。
[0003]指紋作為人體中最明顯的外表特征，具有獨一無二的特性、普遍性、唯一性、易于采集等優(yōu)點。指紋鑒定技術利用人類指紋穩(wěn)定性和獨特性的生理特征，將其作為人們的一種“活的身份證”，更因指紋具有的不可替代性，使通過指紋進行身份鑒定的安全性大大提高，且隨著圖像處理模式識別方法的發(fā)展和指紋傳感器技術的日臻成熟，指紋鑒定方法在金融、公安、門禁、戶籍管理等領域都有著良好的應用前景。
[0004]指紋的采集相對容易，指紋的識別算法已經較為成熟。由于指紋識別具有掃描速度很快、方便，小型化等多優(yōu)點，指紋識別技術已經逐漸走入民用市場，并應用到許多嵌入式設備中。但是如何提高指紋識別系統(tǒng)的識別率和穩(wěn)定性，降低成本以及擴展穩(wěn)定性和節(jié)點分布，存在著一系列技術難題。
【發(fā)明內容】
[0005]本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種指紋識別系統(tǒng)，具體是一個基于嵌入式ARM7的多節(jié)點指紋識別系統(tǒng)，結合指紋傳感器MBF200，以滿足嵌入式設備的智能化、多節(jié)點以及與上層以太網互聯(lián)的功能需求。本文的方法具有成本低、占用資源少、可擴展性強的特點。
[0006]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:包括微處理器和與其相連的電源電路、高速存儲器和復位時鐘電路，所述微處理器的輸入輸出口與CAN收發(fā)器相連接，所述CAN收發(fā)器與現(xiàn)場總線相連接，所述現(xiàn)場總線的輸入端與指紋識別模塊相連，所述微處理器的輸入輸出口還與以太網收發(fā)器相連接，所述以太網收發(fā)器通過以太網模塊與數(shù)據(jù)服務器相連接。
[0007]上述的一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器為ARM7芯片LPC2368。
[0008]上述的一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:所述指紋識別模塊為富士通公司推出的一款先進的固態(tài)指紋傳感器芯片MBF200。
[0009]上述的一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:所述CAN收發(fā)器采用飛利浦公司的CAN總線收發(fā)器PCA82C250。
[0010]上述的一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:所述太網收發(fā)器和以太網模塊為基于DP83848I芯片的以太網接口電路。
[0011]上述的一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:所述電源電路分別輸出+3.3V和+5V，電源的穩(wěn)壓芯片選用了 ON公司的LM2576系列穩(wěn)壓器。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型有一下優(yōu)點:
[0013]本實用新型采用高集成度高性能的ARM7處理器LPC2368解決方案，充分利用LPC2368提供的全雙工的Ethernet控制器，CAN控制器，結構簡單，成本低廉，具有商業(yè)價值；設計了具體的系統(tǒng)以太網，CAN總線及電源實現(xiàn)硬件電路圖，具有成本低、高穩(wěn)定性、占用資源少、可擴展性強的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1本實用新型的指紋識別系統(tǒng)整體結構框圖；
[0015]圖2本實用新型的指紋識別系統(tǒng)CAN總線接口電路原理圖；
[0016]圖3本實用新型的指紋識別系統(tǒng)以太網接口電路原理圖；
[0017]圖4本實用新型的指紋識別系統(tǒng)電源電路原理圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖進一步詳細描述本實用新型的【具體實施方式】:
[0019]如圖1所示，一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:包括微處理器I和與其相連的電源電路3、高速存儲器5和復位時鐘電路7，所述微處理器I的輸入輸出口與CAN收發(fā)器4相連接，所述CAN收發(fā)器4與現(xiàn)場總線6相連接，所述現(xiàn)場總線6的輸入端與指紋識別模塊2相連，所述微處理器I的輸入輸出口還與以太網收發(fā)器8相連接，所述以太網收發(fā)器8通過以太網模塊9與數(shù)據(jù)服務器10相連接。
[0020]本實施例中，所述微處理器I為ARM7芯片LPC2368。LPC2368是飛利浦公司推出的一款功能強大的超低功耗ARM7TDM1-S內核的32位微控制器，最高支持72MHz工作頻率，片內 Flash512KB, R0M56KB。集成 10/100 全雙工 EthernetMAC,兩個兼容 CAN2.0A/2.0B 的CAN控制器，帶RMII接口。其性能穩(wěn)定、功能強大，廣泛應用于協(xié)議轉換、通信、工業(yè)控制領域。應用其開發(fā)指紋識別系統(tǒng)可以有效控制成本。工業(yè)網絡需要極強的穩(wěn)定性，但實驗證明超過60%的總線帶寬使用率就會造成沖突。一根AHB總線是完全不夠的，而LPC2368加入雙總線機制和DMA協(xié)處理機制。任何一根總線都可以通過總線橋與其余總線通信，消除了通信瓶頸。
[0021]本實施例中，所述指紋識別模塊2為富士通公司推出的一款先進的固態(tài)指紋傳感器芯片MBF200。它除可自動檢測指紋外，還帶有多種接口模式，為電容性傳感器。其電容性傳感器陣列由二維金屬電極組成，所有金屬電極充當一個電容板，接觸的手指充當?shù)诙€電容板，器件表面的鈍化層作為兩板的絕緣層。當手指觸摸傳感器表面時，指紋的高低不平就會在傳感器陣列上產生變化的電容，從而引起二維陣列上電壓的變化，并形成指紋傳感圖像。采用標準COMS技術的電容性固態(tài)器件，具有500dpi的分辨率，傳感器面積為1.28cmXl.50cm。具有自動指紋檢測能力，內含8位模數(shù)轉換器，可提供三種總線接口形式。5V工作電壓下的功耗小于70mW。
[0022]CAN總線接口電路原理圖如圖2所示。本實施例中，所述CAN收發(fā)器4采用飛利浦公司的CAN總線收發(fā)器PCA82C250。LPC2368內部集成了兩個兼容CAN2.0A/2.0B的CAN控制器。只需增加一個CAN總線收發(fā)器就能滿足設計要求。PCA82C250是一款飛利浦公司的CAN總線收發(fā)器，提供了對總線的差動發(fā)送能力和對CAN控制器的差動接收能力。為增強CAN總線節(jié)點的抗干擾能力，LPC2368的CAN控制器輸出TX和RX不能直接與PCA82C250的TX和RX相連，而是通過高速光耦6N137后與PCA82C250相連，這樣就實現(xiàn)了總線上各CAN節(jié)點間的電氣隔離。光耦電源的隔離可通過小功率的電源隔離模塊，或通過帶多5V隔離輸出的開關電源實現(xiàn)。這些部分雖然增加了節(jié)點的復雜性，但卻提高了節(jié)點的穩(wěn)定性和安全性。
[0023]系統(tǒng)以太網接口電路如圖3所示。本實施例中，所述太網收發(fā)器8和以太網模塊9為基于DP83848I芯片的以太網接口電路。DP83848I是工業(yè)級10/100Mb/s低功耗以太網收發(fā)器件。25MHz時鐘輸出，智能降功耗模式。可為系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的優(yōu)質網絡解決方案，為工廠企業(yè)及其他惡劣的操作環(huán)境下，支持實時傳輸?shù)囊蕴W，符合IEEE 802.3u的技術標準。
[0024]系統(tǒng)電源電路如圖4所示。本實施例中，所述電源電路3分別輸出+3.3V和+5V，電源的穩(wěn)壓芯片選用了 ON公司的LM2576系列穩(wěn)壓器?；?2位微處理器的嵌入式系統(tǒng)性能在很大程度上取決于電源電路的穩(wěn)定性和可靠性，因此需要設計穩(wěn)定可靠的電源。LC2368芯片有2種類型的電源引腳:分別為+3.3V和+5V。系統(tǒng)電源的穩(wěn)壓芯片選用了 ON公司的LM2576系列穩(wěn)壓器，把外部直流電源穩(wěn)壓成系統(tǒng)需要的電源。給出了嵌入式系統(tǒng)電源去耦等PCB設計方法。C1、C2是穩(wěn)壓芯片的電解旁路電容，在電路中接入它們能使電路穩(wěn)定地工作；C3、C4(C5、C6)為輸出穩(wěn)定電容，對于減小輸出紋波、輸出噪聲以及負載電流變化的影響有較好的效果，根據(jù)穩(wěn)壓器自身的工作要求，電容分別選用1yFUOOyF的電解電容。同時，用TI公司的電池充電器BQ24200作為系統(tǒng)電源的后備電池，在正常工作時外部電源對它進行充電，外部電源被切斷后由它提供系統(tǒng)電源，以便系統(tǒng)保存重要參數(shù)。
[0025]本實用新型的指紋識別系統(tǒng)采用多節(jié)點指紋識別，可應用在基于ARM7核心多節(jié)點的的現(xiàn)代企業(yè)，公共場所監(jiān)控、門禁管理的場合。本系統(tǒng)可以實現(xiàn)指紋數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場總線和以太網互聯(lián)通信問題，使各分節(jié)點能夠連接到主干以太網絡，方便指紋數(shù)據(jù)庫的管理和更新，可以進行遠程數(shù)據(jù)庫的特征匹配查詢。
[0026]本實用新型其采用高集成度高性能的ARM7處理器LPC2368解決方案，充分利用LPC2368提供的全雙工的Ethernet控制器，CAN控制器，結構簡單，成本低廉，具有商業(yè)價值；設計了具體的系統(tǒng)以太網，CAN總線及電源實現(xiàn)硬件電路圖，具有成本低、高穩(wěn)定性、占用資源少、可擴展性強的特點。
[0027]本實用新型不局限于上述具體的實施方式，本領域的普通技術人員從上述構思出發(fā)，不經過創(chuàng)造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:包括微處理器(I)和與其相連的電源電路(3)、高速存儲器(5 )和復位時鐘電路(7 )，所述微處理器(I)的輸入輸出口與CAN收發(fā)器(4 )相連接，所述CAN收發(fā)器(4)與現(xiàn)場總線(6)相連接，所述現(xiàn)場總線(6)的輸入端與指紋識別模塊(2)相連，所述微處理器(I)的輸入輸出口還與以太網收發(fā)器(8)相連接，所述以太網收發(fā)器(8)通過以太網模塊(9)與數(shù)據(jù)服務器(10)相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器(I)為ARM7芯片 LPC2368。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:所述指紋識別模塊(2)為富士通公司推出的一款先進的固態(tài)指紋傳感器芯片MBF200。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:所述CAN收發(fā)器(4)采用飛利浦公司的CAN總線收發(fā)器PCA82C250。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:所述太網收發(fā)器(8)和以太網模塊(9)為基于DP83848I芯片的以太網接口電路。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種指紋識別系統(tǒng)，其特征在于:所述電源電路(3)分別輸出+3.3V和+5V,電源的穩(wěn)壓芯片選用了 ON公司的LM2576系列穩(wěn)壓器。
【文檔編號】G06K9/00GK204028939SQ201420400552
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權日:2014年7月21日
【發(fā)明者】喬雪, 王嗆 申請人:寧夏誠洋數(shù)字科技有限公司, 喬雪, 王嗆