專利名稱：一種指紋采集系統(tǒng)以及使用其的網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)系統(tǒng)，尤其涉及一種指紋采集系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會的進(jìn)步，指紋識別技術(shù)的應(yīng)用得到進(jìn)一步普及，在民用領(lǐng)域特別是門禁、 安防、金融等領(lǐng)域備受青睞，獲得越來越廣泛地應(yīng)用，同時也對指紋采集識別系統(tǒng)的開發(fā)成本越來越敏感，目前，雖然已有國外廠商采用電容指紋采集傳感器實(shí)現(xiàn)指紋認(rèn)證系統(tǒng)的先例，但是大多價格昂貴、更適用于高端市場，而采用光學(xué)指紋傳感器來實(shí)現(xiàn)指紋認(rèn)證系統(tǒng)， 其價格適中、技術(shù)可行性強(qiáng)且圖像處理效果好，在軍民兩用領(lǐng)域均具備非常好的市場應(yīng)用價值。
目前大多數(shù)指紋采集類裝置在應(yīng)用到具體使用場合前(如應(yīng)用到鎖具等門禁裝置)，一般都需要用戶二次開發(fā)，把鎖具及一些外圍器件與指紋驗證裝置整合為一個整體。 這一方面增加了用戶的工作量，另一方面用戶的開發(fā)和安裝都具有使用場合針對性強(qiáng)、功能固化后難以改變和增加的缺點(diǎn)。在用戶需求發(fā)生變化時，軟件和硬件系統(tǒng)設(shè)計需要進(jìn)行大規(guī)模的改造，甚至全部重新開發(fā)設(shè)計，因此新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計周期長、成本高。再者，現(xiàn)行的指紋驗證類系統(tǒng)的設(shè)計屬積木型模塊化設(shè)計，產(chǎn)品可靠性取決于每個功能模塊的可靠性。 由于系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)多，致使整體的可靠性大大降低，增加了系統(tǒng)運(yùn)行的功耗，同時也增加了生產(chǎn)成本。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提出一種指紋采集系統(tǒng)，其采用 ARM9處理器S3C2410作為系統(tǒng)的主控制芯片，負(fù)責(zé)對指紋圖像的采集，處理，存儲，以及與上位機(jī)的通信。除了核心微控制器外，系統(tǒng)還包括指紋數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊，電源模塊，RS232串口通信和JTAG加載調(diào)試模塊，以及最小系統(tǒng)所需的晶振與復(fù)位模塊。
本發(fā)明提出一種指紋采集系統(tǒng)，包括核心微控制器，用于對指紋圖像的采集，處理，存儲，以及與上位機(jī)的通信，其特征在于還包括指紋數(shù)據(jù)采集模塊，當(dāng)系統(tǒng)對指紋傳感器的寄存器配置結(jié)束后，指紋傳感器便以逐行方式通過并行口向外主動輸出像素數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲模塊，由NAND Flash和SDRAM組成，F(xiàn)lash中存儲有系統(tǒng)啟動代碼、Linux內(nèi)核代碼、文件系統(tǒng)代碼以及應(yīng)用程序，SDRAM用于系統(tǒng)運(yùn)行時程序數(shù)據(jù)的存取，以及指紋數(shù)據(jù)的接收及處理；電源模塊；RS232串口通信和JTAG加載調(diào)試模塊，所述RS232串口通信用于與上位機(jī)的通信，接受從上位機(jī)發(fā)來的命令，上報處理結(jié)果等，所述JTAG接口用于系統(tǒng)內(nèi)核映像、應(yīng)用程序的加載及調(diào)試；晶振與復(fù)位模塊，用于為CPU工作提供所需的外部時鐘。
進(jìn)一步的，所述的指紋采集系統(tǒng)，其特征在于所述電源模塊采用外部5V穩(wěn)壓直流電源的輸入。
本發(fā)明還公開了一種網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)基于指紋進(jìn)行操作，該系統(tǒng)包括指紋傳感器，用于通過測量并記錄各點(diǎn)的電壓值獲得具有不同灰度級的指紋圖像； 特征提取模塊，用于統(tǒng)計預(yù)處理后的指紋的末梢點(diǎn)數(shù)目和分叉點(diǎn)數(shù)目，記錄特征信息結(jié)構(gòu)供以后比對；指紋接口模塊；客戶端身份認(rèn)證模塊，用于對當(dāng)前用戶的有效身份進(jìn)行認(rèn)證，調(diào)用指紋接口模塊得到當(dāng)前用戶的指紋特征值，在密鑰協(xié)議支持下與服務(wù)器端進(jìn)行通信；指紋管理模塊用于新用戶的用戶名、指紋錄入、指紋模板的刪除、指紋模板更新和有關(guān)查詢處理；服務(wù)器端身份認(rèn)證模塊，用于調(diào)用指紋管理模塊將所有合法用戶的指紋信息存入數(shù)據(jù)庫中；當(dāng)接到客戶端身份認(rèn)證請求時，就用保存的用戶的公有密鑰解出加密的指紋特征值和用戶號，然后根據(jù)用戶號從數(shù)據(jù)庫里查出用戶的指紋模板，調(diào)用匹配函數(shù)來確認(rèn)用戶身份。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的部分實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。
圖I示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例提出的一種指紋采集系統(tǒng)，其采用ARM9處理器S3C2410 作為系統(tǒng)的主控制芯片，負(fù)責(zé)對指紋圖像的采集，處理，存儲，以及與上位機(jī)的通信。除了核心微控制器外，系統(tǒng)還包括指紋數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊，電源模塊，RS232串口通信和 JTAG加載調(diào)試模塊，以及最小系統(tǒng)所需的晶振與復(fù)位模塊。
指紋采集模塊是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，當(dāng)系統(tǒng)對指紋傳感器的寄存器配置結(jié)束后，指紋傳感器便以逐行方式通過并行口向外主動輸出像素數(shù)據(jù)，處理器通過對GC0307 時序邏輯的判斷，然后以DMA的方式將指紋數(shù)據(jù)傳送到SDRAM中進(jìn)行存儲處理。利用DMA 方式進(jìn)行圖像的存儲，大大減小了 CPU工作負(fù)擔(dān)，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。
其中的數(shù)據(jù)存儲模塊由NAND Flash和SDRAM組成，F(xiàn)lash中存儲有U_boot系統(tǒng)4啟動代碼、Linux內(nèi)核代碼、文件系統(tǒng)代碼以及應(yīng)用程序等，SDRAM用于系統(tǒng)運(yùn)行時程序數(shù)據(jù)的存取，以及指紋數(shù)據(jù)的接收及處理。
電源模塊需要外部5V穩(wěn)壓直流電源的輸入，然后通過穩(wěn)壓芯片將電壓轉(zhuǎn)換為處理器內(nèi)核所需的I. 8V電壓，以及外部I/O與存儲器所需的3. 3V電壓。指紋采集識別系統(tǒng)不同的硬件功能模塊所需的工作電壓存在著差異，處理器S3C2410的內(nèi)核工作電壓為 I. 8V，而S3C2410內(nèi)部其他設(shè)備如I/O需要工作電壓為3. 3V，外部設(shè)備如圖像傳感器、NAND Flash、SDRAM、復(fù)位芯片等工作也為3. 3V，RS232串口電路和擴(kuò)展液晶電路等需要5V的工作電壓。因此，在系統(tǒng)板上需要提供5V，3. 3V，1.8V這三種工作電壓。系統(tǒng)采用5V直流電壓供電，經(jīng)電容濾波后5V電源可以被電路直接使用，利用穩(wěn)壓芯片LM1117通過電源電路設(shè)計得到穩(wěn)定的I. 8V和3. 3V電壓源。
RS232串口主要用于與上位機(jī)的通信功能，接受從上位機(jī)發(fā)來的命令，上報處理結(jié)果等。JTAG接口主要用于系統(tǒng)內(nèi)核映像、應(yīng)用程序的加載及調(diào)試。
RS232是PC機(jī)串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了連接電纜的機(jī)械特性，接口電氣特性， 信號功能及傳送過程。在PC機(jī)中用負(fù)電壓-3V -15V表示邏輯電平‘I’，正電壓+3V +15V表示邏輯電平‘0’，而在微控制器S3C2410中電壓2V 3. 3V為邏輯高電平‘1’，電壓OV O. 4V為邏輯低電平‘0’，因此微處理器和PC機(jī)進(jìn)行串口通信需要電平轉(zhuǎn)化芯片來完成電平的匹配，本發(fā)明實(shí)施例選用了 MAX232來完成電平轉(zhuǎn)換，選用S3C2410的串口通道 UARTO。
晶振與復(fù)位模塊是處理器最小系統(tǒng)的必備電路，晶振為CPU工作提供了所需的外部時鐘，可靠的外部晶振為ARM處理器的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證，復(fù)位電路更多的用在系統(tǒng)調(diào)試階段，人為的復(fù)位系統(tǒng)，使系統(tǒng)重新執(zhí)行程序。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，公開了一種網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于指紋特征，包括指紋傳感器、特征提取模塊、指紋接口模塊以及客戶端身份認(rèn)證模塊、指紋管理模塊以及服務(wù)器端身份認(rèn)證模塊。
圖I示出了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，具體操作時，當(dāng)個人把手指放在傳感器上時，手指充當(dāng)電容器的另一極。由于手指上指紋紋路及深淺的存在，導(dǎo)致硅表面電容陣列的各個電容電壓的不同，通過測量并記錄各點(diǎn)的電壓值就可以獲得具有不同灰度級的指紋圖像。
特征提取模塊包括了圖像預(yù)處理的過程，圖像的預(yù)處理，一般包括四個過程灰度濾波過程、二值化過程、二值去噪過程和細(xì)化過程。這四個過程是非常重要的，因為預(yù)處理的目的是改善輸入指紋圖像的質(zhì)量，以提高特征提取的準(zhǔn)確性。指紋特征提取就是統(tǒng)計預(yù)處理后的指紋的末梢點(diǎn)數(shù)目和分叉點(diǎn)數(shù)目，記錄其特征信息結(jié)構(gòu)供以后比對。特征值提取模塊可由若干進(jìn)程或函數(shù)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)客戶端身份認(rèn)證模塊調(diào)用指紋接口模塊時得到的是指紋特征值。
當(dāng)客戶端和服務(wù)器端建立了連接以后，就要對當(dāng)前用戶的有效身份進(jìn)行認(rèn)證，于是調(diào)用指紋接口模塊得到當(dāng)前用戶的指紋特征值，在密鑰協(xié)議支持下與服務(wù)器端進(jìn)行通信，即指紋特征值與用戶號被加密傳送到服務(wù)器端的指紋管理模塊。
指紋管理模塊用于新用戶的用戶名、指紋錄入、指紋模板的刪除、指紋模板更新和有關(guān)查詢處理。
服務(wù)器端身份認(rèn)證模塊調(diào)用指紋管理模塊將所有合法用戶的指紋信息存入數(shù)據(jù)庫中；當(dāng)接到客戶端身份認(rèn)證請求時，就用保存的用戶的公有密鑰解出加密的指紋特征值和用戶號，然后根據(jù)用戶號從數(shù)據(jù)庫里查出用戶的指紋模板，調(diào)用匹配函數(shù)來確認(rèn)用戶身份。服務(wù)器端對客戶端進(jìn)行著絕對的控制，一旦發(fā)現(xiàn)客戶端出現(xiàn)問題，系統(tǒng)能夠及時禁止該客戶的訪問。
需要說明的是，以上實(shí)施例僅是對本發(fā)明技術(shù)方案的示例性描述，而并不是對本發(fā)明的限制；盡管參照上面的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以完全理解的是，在不脫離由本發(fā)明的權(quán)利要求書限定的保護(hù)范圍已經(jīng)精神的前提下，可以對上述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，這些都應(yīng)該屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種指紋采集系統(tǒng)，包括核心微控制器，用于對指紋圖像的采集，處理，存儲，以及與上位機(jī)的通信，其特征在于還包括 指紋數(shù)據(jù)采集模塊，當(dāng)系統(tǒng)對指紋傳感器的寄存器配置結(jié)束后，指紋傳感器便以逐行方式通過并行口向外主動輸出像素數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)存儲模塊，由NAND Flash和SDRAM組成，F(xiàn)lash中存儲有系統(tǒng)啟動代碼、Linux內(nèi)核代碼、文件系統(tǒng)代碼以及應(yīng)用程序，SDRAM用于系統(tǒng)運(yùn)行時程序數(shù)據(jù)的存取，以及指紋數(shù)據(jù)的接收及處理； 電源模塊； RS232串口通信和JTAG加載調(diào)試模塊，所述RS232串口通信用于與上位機(jī)的通信，接受從上位機(jī)發(fā)來的命令，上報處理結(jié)果等，所述JTAG接口用于系統(tǒng)內(nèi)核映像、應(yīng)用程序的加載及調(diào)試； 晶振與復(fù)位模塊，用于為CPU工作提供所需的外部時鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的指紋采集系統(tǒng)，其特征在于所述電源模塊采用外部5V穩(wěn)壓直流電源的輸入。
3.一種使用了如上述任一權(quán)利要求所述的指紋采集系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)基于指紋進(jìn)行操作，該系統(tǒng)包括 指紋傳感器，用于通過測量并記錄各點(diǎn)的電壓值獲得具有不同灰度級的指紋圖像； 特征提取模塊，用于統(tǒng)計預(yù)處理后的指紋的末梢點(diǎn)數(shù)目和分叉點(diǎn)數(shù)目，記錄特征信息結(jié)構(gòu)供以后比對； 指紋接口模塊； 客戶端身份認(rèn)證模塊，用于對當(dāng)前用戶的有效身份進(jìn)行認(rèn)證，調(diào)用指紋接口模塊得到當(dāng)前用戶的指紋特征值，在密鑰協(xié)議支持下與服務(wù)器端進(jìn)行通信； 指紋管理模塊用于新用戶的用戶名、指紋錄入、指紋模板的刪除、指紋模板更新和有關(guān)查詢處理； 服務(wù)器端身份認(rèn)證模塊，用于調(diào)用指紋管理模塊將所有合法用戶的指紋信息存入數(shù)據(jù)庫中；當(dāng)接到客戶端身份認(rèn)證請求時，就用保存的用戶的公有密鑰解出加密的指紋特征值和用戶號，然后根據(jù)用戶號從數(shù)據(jù)庫里查出用戶的指紋模板，調(diào)用匹配函數(shù)來確認(rèn)用戶身份。
全文摘要
本發(fā)明提出一種指紋采集系統(tǒng)，采用ARM9處理器S3C2410作為系統(tǒng)的核心微控制器，負(fù)責(zé)對指紋圖像的采集，處理，存儲，以及與上位機(jī)的通信。除了核心微控制器外，系統(tǒng)還包括指紋數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊，電源模塊，RS232串口通信和JTAG加載調(diào)試模塊，以及最小系統(tǒng)所需的晶振與復(fù)位模塊。該系統(tǒng)有效提高了可靠性、降低了成本。
文檔編號H04L29/06GK102982318SQ20121045596
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
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