基于STM32的指紋識別系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人們對生活的安全性要求逐漸提高，其中具有身份安全認證功能的指紋識別技術在人們的關注和需求下，得到了長足的發(fā)展，出現(xiàn)了各種不同的指紋識別系統(tǒng)，然而大多數(shù)指紋識別系統(tǒng)是基于PC機的，在可移動性和便捷性的要求上還存在很多不足，目前基于嵌入式的指紋識別漸漸成為人們研究的方向，并且取得了一些成果，但這些系統(tǒng)在實時性、功耗以及性價比上還存在很多不足，需要進一步的研究和改進，以期提高系統(tǒng)的應用前景。
　　 本文對目前指紋識別系

2、統(tǒng)研究的現(xiàn)狀和發(fā)展的狀況做了簡要分析，結合自身對嵌入式系統(tǒng)和指紋算法的研究，提出了一種基于STM32的指紋識別系統(tǒng)設計方案，并對該方案進行了實施。根據(jù)系統(tǒng)實用性的要求，對指紋采集和指紋處理算法進行了改進，最終實現(xiàn)了嵌入式指紋識別系統(tǒng)。主要包括硬件和軟件兩個方面，具體如下：
　　 硬件方面：
　　 1.系統(tǒng)采用MBF200指紋傳感器采集指紋，ARM cortex-M3內核的STM32F-103ZET6作為主控制器，通過SP

3、I接口實現(xiàn)主控制器與傳感器的通信采集指紋圖像，并保存數(shù)據(jù)在內存空間，主控制器與上位機通過異步串口通信將指紋數(shù)據(jù)發(fā)送至PC機顯示指紋圖像。
　　 2.由于指紋識別算法需要處理的數(shù)據(jù)量較大，系統(tǒng)采集一幅完整指紋圖像需要大約76.8KB的空間，而STM32主控制器的內部RAM只有64KB，系統(tǒng)通過擴展外部SRAM補其不足，在SRAM中保存指紋采集和算法處理的中間數(shù)據(jù)，程序和指紋算法提取的特征點存放在芯片內部的FLASH當中。
　

4、　 3.系統(tǒng)采用USB供電，通過內部電路轉換為系統(tǒng)提供3.3V的穩(wěn)壓電源，采用JTAG接口進行仿真調試程序，使用LCD1602液晶顯示指紋識別結果。
　　 軟件方面：
　　 1.指紋采集實現(xiàn)：根據(jù)對MBF200指紋傳感器資料中SPI通信時序的研究和分析，通過軟件編程，實現(xiàn)SPI通信，使用讀和寫命令，對傳感器的不同控制寄存器進行讀和寫操作，采集到指紋圖像。
　　 2.指紋算法改進：通過對指紋現(xiàn)有算法的研究，在VC

5、++上對已有的算法進行編程實現(xiàn)，并對已有指紋處理算法進行改進。在指紋的增強算法上，采用基于方向場信息的圖像增強，提高了圖像的質量；在指紋二值化算法上，采用圖像分塊的方式，通過求閾值實現(xiàn)基于分塊的二值化；在匹配的算法上，提出了“初匹配”和“全局匹配”的方式，提高識別效率。實驗證明，通過改進算法，使得指紋識別系統(tǒng)在識別的準確率和效率上都得到了一定的提高。
　　 3.上位機通信設計：系統(tǒng)通過實現(xiàn)主控制器STM32和PC機的異步串口通信