基于A(yíng)RM的指紋采集儀的設計與實(shí)現
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在個(gè)人身份識別領(lǐng)域，指紋識別作為目前最為成熟的生物識別技術(shù)之一，成為很多應用場(chǎng)合的首選。和PC環(huán)境相比，嵌入式系統有著(zhù)體積小，功耗低的特點(diǎn)，由于功能相對專(zhuān)一，在穩定性，可靠性和安全性上有一定優(yōu)勢。所以現在嵌入式系統不僅應用在移動(dòng)設備上，而且在固定場(chǎng)合的身份識別系統也被越來(lái)越多的采用。
WinCE．Net嵌入式操作系統是微軟公司推出的一種全新開(kāi)發(fā)的操作系統，具備搶先式多任務(wù)功能以及強大的通訊能力，專(zhuān)門(mén)應用在信息設備，移動(dòng)應用，消費類(lèi)電子產(chǎn)品以及嵌入式應用等非PC領(lǐng)域，目前已經(jīng)發(fā)展到5．0版本。本文涉及的指紋采集設備工作在以ARM920T為內核的嵌入式系統上。設計這套系統的目的是進(jìn)行便攜式指紋識別儀器應用研究，并提供一個(gè)指紋識別算法平臺。
2 指紋采集系統的設計與實(shí)現
系統采用嵌入式32位ARM器件S3C2440作為主控CPU，由指紋圖像的采集模塊，核心處理模塊，RAM，EEP一ROM，外部存儲器，LCD顯示模塊，接口模塊7個(gè)部分組成。圖l給出系統結構框圖。
2．1 指紋采集模塊
現有的光學(xué)傳感器的體積都較大，成像結果要經(jīng)過(guò)變換才可以使用。該采集系統采用Veridicom公司的FPS200固體指紋識別傳感器設計而成。FPs200是一種性能優(yōu)越，功耗低，價(jià)格便宜的指紋識別傳感器。由于其特殊的EDS保護，特別窄小的物理尺寸，以及獨特的省電特性，使傳感器尤其適合嵌入式系統使用。主要原理是，在指紋圖像感知區域集成了二維金屬電極陣列，每根電極充當電容一極，在傳感器表面，二極之間有一層鈍化層作為電容的介電層。由于指紋的脊和谷與傳感器接觸時(shí)會(huì )產(chǎn)生不同的電容值，測量這些不同的數值即形成圖像。
與同類(lèi)產(chǎn)品相比，FPS200的性能特點(diǎn)如下：
(1)支持多接口模式。FPS200有3種接口模式，8位的系統總線(xiàn)接口，集成全速的USB接口和集成的串行外設接口，使芯片的應用設計更加靈活。芯片集成USB控制器，大大減少了USB電路設計的工作量，同時(shí)USB接口協(xié)議支持更高的傳輸速率；
(2)自動(dòng)指紋檢測功能。FPS200可自動(dòng)檢測手指是否放在傳感器上，如果有，則進(jìn)入工作狀態(tài)；否則，進(jìn)入睡眠狀態(tài)。此設計不需輪詢(xún)檢測指紋，提高了芯片的丁作效率；
(3)FPS200內部包括一個(gè)新的二階的A／D轉換器，功耗低(75％)；FPS200傳感器單元間距變小，提高了傳感器陣列的機械強度。
系統采用USB接口模式，設計中請注意：①FPS200的工作電壓是3.3~3．6 V，而USB的供電電壓是5 V，所以要用電壓轉換芯片實(shí)施電壓轉換；②FPS200通過(guò)MODEl和MODEO 2個(gè)引腳來(lái)實(shí)現接口模式的選擇。在USB接口模式下，將微處理器接口模式和SPI予以屏蔽。此時(shí)MODE[1：0]=l0b，采用FPS200內部ROM；其他部分引腳CS0,CSl，MOSI，MOSO被屏蔽，引腳懸空；XTAL1與XTAL2之間接12MHz晶體電路；FPS200內部的多頻振蕩器不工作。圖2給出FPS200傳感器和系統的連接電路。
2．2 數據處理與顯示
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