專利名稱：一種指紋采集系統(tǒng)以及使用其的網絡身份認證系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機系統(tǒng)，尤其涉及一種指紋采集系統(tǒng)以及網絡身份認證系統(tǒng)。
背景技術：
隨著社會的進步，指紋識別技術的應用得到進一步普及，在民用領域特別是門禁、 安防、金融等領域備受青睞，獲得越來越廣泛地應用，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現(xiàn)指紋認證系統(tǒng)的先例，但是大多價格昂貴、更適用于高端市場，而采用光學指紋傳感器來實現(xiàn)指紋認證系統(tǒng)， 其價格適中、技術可行性強且圖像處理效果好，在軍民兩用領域均具備非常好的市場應用價值。
目前大多數(shù)指紋采集類裝置在應用到具體使用場合前(如應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、功能固化后難以改變和增加的缺點。在用戶需求發(fā)生變化時，軟件和硬件系統(tǒng)設計需要進行大規(guī)模的改造，甚至全部重新開發(fā)設計，因此新產品開發(fā)設計周期長、成本高。再者，現(xiàn)行的指紋驗證類系統(tǒng)的設計屬積木型模塊化設計，產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)運行的功耗，同時也增加了生產成本。發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決上述背景技術中的不足之處，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，負責對指紋圖像的采集，處理，存儲，以及與上位機的通信。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加載調試模塊，以及最小系統(tǒng)所需的晶振與復位模塊。
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，以及與上位機的通信，其特征在于還包括指紋數(shù)據(jù)采集模塊，當系統(tǒng)對指紋傳感器的寄存器配置結束后，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內核代碼、文件系統(tǒng)代碼以及應用程序，SDRAM用于系統(tǒng)運行時程序數(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加載調試模塊，所述RS232串口通信用于與上位機的通信，接受從上位機發(fā)來的命令，上報處理結果等，所述JTAG接口用于系統(tǒng)內核映像、應用程序的加載及調試；晶振與復位模塊，用于為CPU工作提供所需的外部時鐘。
進一步的，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)明還公開了一種網絡認證系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)基于指紋進行操作，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)計預處理后的指紋的末梢點數(shù)目和分叉點數(shù)目，記錄特征信息結構供以后比對；指紋接口模塊；客戶端身份認證模塊，用于對當前用戶的有效身份進行認證，調用指紋接口模塊得到當前用戶的指紋特征值，在密鑰協(xié)議支持下與服務器端進行通信；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查詢處理；服務器端身份認證模塊，用于調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；當接到客戶端身份認證請求時，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，調用匹配函數(shù)來確認用戶身份。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實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)明的部分實施例，對于本領域普通技術人員來講，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)明一個實施例的網絡身份認證系統(tǒng)結構圖。
具體實施方式
下面結合附圖來詳細地描述本發(fā)明的具體實施例。
下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的一個實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，負責對指紋圖像的采集，處理，存儲，以及與上位機的通信。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加載調試模塊，以及最小系統(tǒng)所需的晶振與復位模塊。
指紋采集模塊是整個系統(tǒng)的關鍵組成部分，當系統(tǒng)對指紋傳感器的寄存器配置結束后，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中進行存儲處理。利用DMA 方式進行圖像的存儲，大大減小了 CPU工作負擔，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內核代碼、文件系統(tǒng)代碼以及應用程序等，SDRAM用于系統(tǒng)運行時程序數(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)壓芯片將電壓轉換為處理器內核所需的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的內核工作電壓為 I. 8V，而S3C2410內部其他設備如I/O需要工作電壓為3. 3V，外部設備如圖像傳感器、NAND Flash、SDRAM、復位芯片等工作也為3. 3V，RS232串口電路和擴展液晶電路等需要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的通信功能，接受從上位機發(fā)來的命令，上報處理結果等。JTAG接口主要用于系統(tǒng)內核映像、應用程序的加載及調試。
RS232是PC機串行通信接口標準，它規(guī)定了連接電纜的機械特性，接口電氣特性， 信號功能及傳送過程。在PC機中用負電壓-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機進行串口通信需要電平轉化芯片來完成電平的匹配，本發(fā)明實施例選用了 MAX232來完成電平轉換，選用S3C2410的串口通道 UARTO。
晶振與復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)定運行提供了保證，復位電路更多的用在系統(tǒng)調試階段，人為的復位系統(tǒng)，使系統(tǒng)重新執(zhí)行程序。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，公開了一種網絡認證系統(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證模塊、指紋管理模塊以及服務器端身份認證模塊。
圖I示出了該系統(tǒng)的結構圖，具體操作時，當個人把手指放在傳感器上時，手指充當電容器的另一極。由于手指上指紋紋路及深淺的存在，導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處理的過程，圖像的預處理，一般包括四個過程灰度濾波過程、二值化過程、二值去噪過程和細化過程。這四個過程是非常重要的，因為預處理的目的是改善輸入指紋圖像的質量，以提高特征提取的準確性。指紋特征提取就是統(tǒng)計預處理后的指紋的末梢點數(shù)目和分叉點數(shù)目，記錄其特征信息結構供以后比對。特征值提取模塊可由若干進程或函數(shù)實現(xiàn)。當客戶端身份認證模塊調用指紋接口模塊時得到的是指紋特征值。
當客戶端和服務器端建立了連接以后，就要對當前用戶的有效身份進行認證，于是調用指紋接口模塊得到當前用戶的指紋特征值，在密鑰協(xié)議支持下與服務器端進行通信，即指紋特征值與用戶號被加密傳送到服務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查詢處理。
服務器端身份認證模塊調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；當接到客戶端身份認證請求時，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，調用匹配函數(shù)來確認用戶身份。服務器端對客戶端進行著絕對的控制，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，以上實施例僅是對本發(fā)明技術方案的示例性描述，而并不是對本發(fā)明的限制；盡管參照上面的實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當可以完全理解的是，在不脫離由本發(fā)明的權利要求書限定的保護范圍已經精神的前提下，可以對上述實施例所記載的技術方案進行修改或者對其中部分技術特征進行等同替換，這些都應該屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
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，以及與上位機的通信，其特征在于還包括 指紋數(shù)據(jù)采集模塊，當系統(tǒng)對指紋傳感器的寄存器配置結束后，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內核代碼、文件系統(tǒng)代碼以及應用程序，SDRAM用于系統(tǒng)運行時程序數(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加載調試模塊，所述RS232串口通信用于與上位機的通信，接受從上位機發(fā)來的命令，上報處理結果等，所述JTAG接口用于系統(tǒng)內核映像、應用程序的加載及調試； 晶振與復位模塊，用于為CPU工作提供所需的外部時鐘。
2.根據(jù)權利要求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利要求所述的指紋采集系統(tǒng)的網絡認證系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)基于指紋進行操作，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)計預處理后的指紋的末梢點數(shù)目和分叉點數(shù)目，記錄特征信息結構供以后比對； 指紋接口模塊； 客戶端身份認證模塊，用于對當前用戶的有效身份進行認證，調用指紋接口模塊得到當前用戶的指紋特征值，在密鑰協(xié)議支持下與服務器端進行通信； 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查詢處理； 服務器端身份認證模塊，用于調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；當接到客戶端身份認證請求時，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，調用匹配函數(shù)來確認用戶身份。
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，負責對指紋圖像的采集，處理，存儲，以及與上位機的通信。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加載調試模塊，以及最小系統(tǒng)所需的晶振與復位模塊。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)先權日2012年11月14日
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