基于A(yíng)RM9的指紋識別系統的設計和實(shí)現

　　AT91SAM7X256內部集成有MAC控制器，可支持MII接口和RMII接口。RTL820lBL則是工業(yè)級帶有MII接口的10／100 Mb／s低功耗以太網(wǎng)收發(fā)器，25 MHz時(shí)鐘輸出，智能降功耗模式，可為系統提供穩定可靠的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò )解決方案，為工廠(chǎng)企業(yè)及其他惡劣的操作環(huán)境架設可支持實(shí)時(shí)傳輸的以太網(wǎng)，符合IEEE

　　802．3u的技術(shù)標準。以太網(wǎng)接口電路原理圖如圖2所示。

2 分布式指紋識別系統軟件設計

　　2．1 μC／OS-Ⅱ系統移植

　　由于系統硬件平臺所選用的嵌入式微處理器AT91SAM7X256的RAM、Flash等資源都非常有限，考慮各種因素，選用了μC／OS-Ⅱ作為嵌入式操作系統，TCP／IP協(xié)議通過(guò)擴展實(shí)現。μC／0S-Ⅱ操作系統是一個(gè)源碼公開(kāi)、可移植、可固化、可裁剪和占先式的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統。其最主要的特點(diǎn)就是源碼公開(kāi)，絕大部分源碼是用ANSI C寫(xiě)的。雖然μC／0S-Ⅱ只是提供了時(shí)間管理、任務(wù)問(wèn)通信同步、任務(wù)管理和內存管理等主要服務(wù)，但它的可擴展性強?？蓴U展的上層服務(wù)有：設備驅動(dòng)，文件系統，圖形系統和TCP／IP協(xié)議系統等，并且由于其性能可以與許多高端商業(yè)軟件產(chǎn)品相媲美，甚至某些性能比它們還要好，因此，正以其巨大的優(yōu)勢吸引了眾多開(kāi)發(fā)者。μC／0S-Ⅱ是專(zhuān)為微控制器系統和軟件開(kāi)發(fā)而設計的搶占式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統內核，是微控制器啟動(dòng)后首先執行的背景程序，作為整個(gè)系統的框架貫穿系統運行的始終，對實(shí)時(shí)性和穩定性要求很高的數據采集系統而言，引入μC／OS-Ⅱ無(wú)疑將大大改善其性能。

　　2．2 CAN總線(xiàn)接口通信模塊

　　CAN協(xié)議是建立在ISO的開(kāi)放系統互聯(lián)模型的基礎上的，取其中的3層：物理層、數據鏈路層和應用層。物理層和數據鏈路層的功能可由CAN接口器件實(shí)現，而應用層的功能則要靠應用程序來(lái)完成。CAN總線(xiàn)接口通信模塊的功能是接收和發(fā)送CAN總線(xiàn)數據。主要操作包括CAN控制器初始化和CAN總線(xiàn)上接收和發(fā)送數據的操作。信息由CAN控制器發(fā)送接收到CAN總線(xiàn)，都由CAN控制器自動(dòng)完成。

　　2．3 以太網(wǎng)通信模塊實(shí)現

　　以太網(wǎng)是通信網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標準，該標準定義了在通信網(wǎng)中采用的電纜類(lèi)型和信號處理方法。以太網(wǎng)采用帶沖突檢測的載波幀聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)（CSMA／CD）機制，是一種廣播網(wǎng)絡(luò )。數據的發(fā)送和接收就必須按以太網(wǎng)IEEE802．3協(xié)議來(lái)進(jìn)行。軟件的實(shí)現主要有模塊的初始化、數據的發(fā)送和接收3部分。片上移植的μClinux系統包含了TCP-IP協(xié)議棧，以太網(wǎng)控制器集成在A(yíng)T91SAM7X256內部。因此，實(shí)際上只要網(wǎng)關(guān)系統置開(kāi)啟狀態(tài)，模塊的初始化也隨之完成。

　　2．4 指紋識別模塊軟件實(shí)現

　　指紋識別算法是指紋識別系統的核心。本系統中采用的指紋識別算法實(shí)現流程為：提取脊線(xiàn)方向，脊線(xiàn)頻率，經(jīng)過(guò)GABOR濾波，特征提取，與指紋數據庫進(jìn)行特征匹配。本系統單個(gè)節點(diǎn)有兩大功能：指紋識別和指紋模板存儲。指紋識別軟件模塊工作流程如圖3所示。

　　采集到指紋信息后，需要進(jìn)行圖像增強，其中要解決的核心問(wèn)題是指紋圖像預處理，其目