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基于ARM的指纹采集仪的设计与实现
来源:本站整理  作者:佚名  2009-03-05 10:02:07



1 引言
   
在个人身份识别领域,指纹识别作为目前最为成熟的生物识别技术之一,成为很多应用场合的首选。和PC环境相比,嵌入式系统有着体积小,功耗低的特点,由于功能相对专一,在稳定性,可靠性和安全性上有一定优势。所以现在嵌入式系统不仅应用在移动设备上,而且在固定场合的身份识别系统也被越来越多的采用。
    WinCE.Net嵌入式操作系统是微软公司推出的一种全新开发的操作系统,具备抢先式多任务功能以及强大的通讯能力,专门应用在信息设备,移动应用,消费类电子产品以及嵌入式应用等非PC领域,目前已经发展到5.0版本。本文涉及的指纹采集设备工作在以ARM920T为内核的嵌入式系统上。设计这套系统的目的是进行便携式指纹识别仪器应用研究,并提供一个指纹识别算法平台。

2 指纹采集系统的设计与实现
   
系统采用嵌入式32位ARM器件S3C2440作为主控CPU,由指纹图像的采集模块,核心处理模块,RAM,EEP一ROM,外部存储器,LCD显示模块,接口模块7个部分组成。图l给出系统结构框图。

2.1 指纹采集模块

    现有的光学传感器的体积都较大,成像结果要经过变换才可以使用。该采集系统采用Veridicom公司的FPS200固体指纹识别传感器设计而成。FPs200是一种性能优越,功耗低,价格便宜的指纹识别传感器。由于其特殊的EDS保护,特别窄小的物理尺寸,以及独特的省电特性,使传感器尤其适合嵌入式系统使用。主要原理是,在指纹图像感知区域集成了二维金属电极阵列,每根电极充当电容一极,在传感器表面,二极之间有一层钝化层作为电容的介电层。由于指纹的脊和谷与传感器接触时会产生不同的电容值,测量这些不同的数值即形成图像。

    与同类产品相比,FPS200的性能特点如下:
    (1)支持多接口模式。FPS200有3种接口模式,8位的系统总线接口,集成全速的USB接口和集成的串行外设接口,使芯片的应用设计更加灵活。芯片集成USB控制器,大大减少了USB电路设计的工作量,同时USB接口协议支持更高的传输速率;
    (2)自动指纹检测功能。FPS200可自动检测手指是否放在传感器上,如果有,则进入工作状态;否则,进入睡眠状态。此设计不需轮询检测指纹,提高了芯片的丁作效率;
    (3)FPS200内部包括一个新的二阶的A/D转换器,功耗低(75%);FPS200传感器单元间距变小,提高了传感器阵列的机械强度。
    系统采用USB接口模式,设计中请注意:①FPS200的工作电压是3.3~3.6 V,而USB的供电电压是5 V,所以要用电压转换芯片实施电压转换;②FPS200通过MODEl和MODEO 2个引脚来实现接口模式的选择。在USB接口模式下,将微处理器接口模式和SPI予以屏蔽。此时MODE[1:0]=l0b,采用FPS200内部ROM;其他部分引脚CS0,CSl,MOSI,MOSO被屏蔽,引脚悬空;XTAL1与XTAL2之间接12MHz晶体电路;FPS200内部的多频振荡器不工作。图2给出FPS200传感器和系统的连接电路。

2.2 数据处理与显示

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