一种指纹采集处理系统的设计

姜旭东 迟耀丹 田海龙

【摘要】随着当今社会的不断发展，人们愈发追求生活便利的同时，还对信息的保密有着越来越高的要求。指纹识别技术涉及图像处理、模式识别、计算机视觉、数学形态学、小波分析等众多学科。由于每个人的指纹不同，就是同一人的十指之间，指纹也有明显区别，因此指纹可用于身份鑒定。可以用作人们的唯一标识。本文提出的便是一种对于指纹识别的后端支持技术。

【关键词】指纹识别系统 STM8 2生物识别

一、简介

指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。其优势在于：指纹是人体独一无二的特征，并且它们的复杂度足以提供用于鉴别的足够特征；如果要增加可靠性，只需登记更多的指纹、鉴别更多的手指，最多可以多达十个，而每一个指纹都是独一无二的；扫描指纹的速度很快，使用非常方便；读取指纹时，用户只需将手指与指纹采集头相互接触。接触是读取人体生物特征最可靠的方法；指纹采集头可以更加小型化，并且价格会更加的低廉

由于指纹采集的众多优势，便需要后端设备对指纹采集模块采集到的信息进行加工处理。本设计中，我们采用的是stm32处理器进行指纹采集的相关运算。

STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM内核，除最为突出的与制程有关的节能特色外，STM32系列还提供更多其它的功能，开发人员能够优化应用设计的功耗特性。

二、硬件电路设计

（一）MCU

后备区域供电脚VBAT脚的供电采用CR1220纽扣电池和VCC3.3混合供电的方式，在有外部电源（VCC3.3）的时候，CR1220不给VBAT供电，而在外部电源断开的时候，则由CR1220给其供电。这样，VBAT总是有电的，以保证RTC的走时以及后备寄存器的内容不丢失。图中的R31和R32用隔离MCU部分和外部的电源，这样的设计主要是考虑了后期维护，如果3.3V电源短路，可以断开这两个电阻，来确定是MCU部分短路，还是外部短路，有助于生产和维修。当然大家在自己的设计上，这两个电阻是完全可以去掉的。

（二）复位电路

因为STM32是低电平复位的，所以我们设计的电路也是低电平复位的，这里的R24和C48构成了上电复位电路。

（三）电源

图3电源

图中，总共有3个稳压芯片：U15/U16/U18，DC_IN用于外部直流电源输入，经过U15 DC-DC芯片转换为5V电源输出，其中D4是防反接二极管，避免外部直流电源极性搞错的时候，烧坏开发板。K1为开发板的总电源开关，F1为1000ma自恢复保险丝，用于保护USB。U16和U18均为3.3V稳压芯片，给开发板提供3.3V电源，其中U16输出的3.3V给数字部分用。

三、代码设计

（一）代码功能简介

（1）删指纹——与模块握手通过之后，屏幕将虚拟一个键盘，按‘删指纹进入删除界面。在此界面可以按照提示输出一个数值按‘Enter删除单个指纹，也可按‘清空指纹清空指纹库。如果是误操作也可以按‘返回主界面。

（2）录指纹——按‘录指纹进入此项。录指纹流程：按第一次手指→按第二次手指→自动生成模板→输入存储ID→存储指纹成功。其中两次按指纹操作，如果超过10次无手指按下则退回主界面。模块感应到手指按下0.3S（最少停留0.3S）后，蜂鸣器会“滴”一声！

（3）刷指纹 与模块握手成功之后，主函数中判断指纹模块的感应引脚（touch→PA6）模块感应到手指输出高电平，程序判断后进入刷指纹流程→读指纹图像→搜索匹配指纹库→成功或没有搜到指纹。

（二）部分源码展示

这段代码的功能是：删除模板Ps_DeletChar以及删除flash数据库中指定ID号开始的N个指纹模板。其参数描述为：PagelD（指纹库模板号），N删除的模板个数。返回值是：模块返回确认字

功能：以CharBuffer1或CharBuffer2中的特征文件高速搜索整个或部分指纹库。若搜索到，则返回页码，该指令对于的确存在于指纹库中，且登录时质量很好的指纹，会很快给出搜索结果。参数：BufferID，StartPage（起始页），PageNum（页数）。返回值：模块返回确认字+页码（相配指纹模板）。

其主函数代码过长，在这里便不再展示。