论门禁系统中自动指纹识别技术的应用

王琦

摘 要：人类的指纹具有唯一性特征，相对于虹膜识别等传统的方法而言，其技术更加可靠，结果也更加准确，因此是生物特征识别技术在未来主要的研究方向和发展趋势。目前自动指纹识别技术已经在金融、门禁系统、电子交易等领域得到广泛使用。本文在对自动指纹识别技术概述的基础上，深入探讨其在门禁系统中的应用以及在未来的发展趋势。

关键词：门禁系统；自动指纹识别；应用；发展趋势

1.自动指纹识别技术概述

1.1自动指纹识别技术的原理

生物特征识别是基于人类可识别的一些基本特征进行身份确认以及对比的技术，自动指纹识别是生物特征识别技术中的一种。对于指纹识别技术而言，主要分为指纹验证和指纹辨识两种，指纹验证主要是将在现场采集的指纹样本以及指纹特征和多个已经确认身份的指纹数据进行对比，从而验证指纹对应的身份；而指纹辨识是指将在现场采集的指纹特征和数据库中的多个指纹样本进行一一比对，直到发现特征一致的指纹的过程。对于自动指纹识别系统而言，其中的技术要点主要有指纹采集、指纹分类、特征提取以及指纹匹配等。指纹采集主要是将现场遗留的指纹痕迹复制或者将活体指纹进行采集的过程。指纹分类主要是依据指纹的特征、结构、模式等划分为不同的类型，为指纹比对和指纹搜索提供方便。特征提取主要是利用各种数学算法对指纹进行数字化描述，并将主要的特征分离出来的过程，其中指纹细节特征主要分為纹线端点以及分差点。指纹匹配是指纹识别系统设计的关键环节，其技术核心是特征匹配算法，通过将提取的局部纹线特征以及其他辅助信息进行匹配确定两个指纹样本之间的关系。

1.2门禁系统中自动指纹识别技术的基本功能

指纹门禁系统是基于活体指纹采集技术以及指纹特征匹配技术来完成客户身份确认的一种安全保护系统，包含了完善的软件系统以及多个硬件设备，以此来完成整个系统所有具体的工作，其主要技术实现流程有客户原始指纹数据的录入、系统授权管理、客户指纹验证识别等。当客户需要穿过门禁系统时，要在传感设备上输入自己的指纹，指纹数据进过初步处理后传输到现场的控制器，控制器经过一系列的技术处理后提取出指纹特征，并与原始数据库中指纹样本进行比对，判断该指纹对应客户是否具有合法性，然后生成事件日志保存在系统中。此外，该系统还可以实现客户登记、数据管理、数据查询、权限设置、参数定制等其它功能。

2.门禁系统中自动指纹识别技术的应用

2.1自动指纹识别技术实现的要点

利用自动指纹识别技术设计门禁系统的主要目标如下：第一，门禁控制要实现安全性目标，没有进入权限的客户无法通过门禁开关。第二，门禁控制参数可以自主设置。例如：管理员可以随时修改系统权限以及权限有效的时间长度等。第三，门禁控制系统的各个设备可以实现网络连接，主机乃至控制平台可以利用网络对设备进行控制。第四，门禁系统必须可以实现数据管理、数据查询以及数据打印等功能。在这几个目标之中，可靠性和安全性是第一位的。为此，其系统的硬件设备可以具体包括：控制电源、指纹采集设备、指纹判别设备、控制中心、信号转接器等。从系统结构的设计出发，在总体上系统主要由上位机、网络连接和下位机等组成。上位机主要是系统的门禁服务器、综合管理平台以及管理员用机等。上位机通过网络与下位机进行数据交流以及实现对下位机的控制；下位机主要包括门禁控制器、指纹采集设备、状态显示器、按钮、信号转化器以及指纹判别器等。

2.2自动指纹识别技术在门禁系统中的实现要点

对于门禁系统的上位机而言，其设计要实现的主要功能有用户信息管理、用户权限管理、数据实时通讯、系统状态监控、控制器管理等。对于下位机而言，其具体功能实现是整个门禁系统设计的核心与关键，主要作用是指纹采集以及指纹自动比对，并要完成后续的门禁设备控制，同时对于门禁控制器而言，通过系统平台可以设置若干的工作状态，比如：系统的门禁状态、系统考勤状态、巡更功能等。上位机的管理软件要通过网络数据传输与下位机的各个设备进行数据通信，读取门禁控制器中存储的时间信息和事件信息，并辅助查询相应的数据，完成打印等。由于软件设计的安全功能是系统设计的主要依据，因此在设计门禁系统时需注意以下两点：首先，系统控制处于门禁状态时，系统只能通过指纹比对使用户通过，所以指纹采集器应该在系统的最外边，然后再通过电源线、数据线等与门内的各个硬件设备相互连接，即便在指纹采集设备遭到恶意破坏或者出现系统故障的情况下，仍能保证系统进出权限有效。其次，系统要设置一定的免验证安全通道，以便在系统维护期间、紧急情况发生时可以自动启动以保证用户安全，同时方便通过，但此时系统会提示报警。

3.自动指纹识别技术的发展趋势

自动指纹识别技术在今后的发展趋势有：第一，在指纹采集方面技术更加先进。由于指纹采集容易受到手指脏、干、湿乃至磨损的影响，常常造成指纹样本不清晰、不完整、不准确，对指纹识别技术造成了一定的干扰，因此指纹识别技术的发展首先要在这个环节有所突破，解决在指纹采集时变形以及特征变化等问题。第二，在指纹特征识别以及提取方面有新的进展。在未来，要深入研究指纹特征的表示和提取算法，以便能够更加准确、全面地描述指纹特征，提高指纹匹配的效率。第三，研究指纹样本数据库中的快速分类方法以及建立快速检索模型。

4.结语

自动指纹识别技术是一种非常有效的身份识别方法，在诸多领域都有广泛的应用，由于其具有方便、高效、安全、可靠等诸多的技术优点，在门禁系统的设计与实现中都是技术首选。门禁系统的核心是自动指纹识别，深入研究自动指纹识别技术的发展现状，对有效提高门禁系统的安全性能具有重要的意义。

参考文献：

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