基于ARM的指纹采集仪的设计与实现

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                    　　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1给出系统结构框图。






　　2．2 数据处理与显示
　　系统微处理器模块采用ARM2440开发系统，该系统采用Samsung公司的ARM处理器S3C2440，由6层板设计。该开发系统在尽可能小的面板上(120mmx90mm)集成64MBSDRAM,64MB NAND Flash，lMB B00T Flash，RJ一45 网卡，音频输入和输出，USB Host，USB Slave，标准串口，SD卡插座等设备接口，支持LCD／STN液品屏接口，可以接各种单色，伪彩，真彩液晶屏，并含有触摸屏接口。通过预留的USB口可实时地将数据导入U盘或者PC机硬盘中。
　　现在的SD卡成本低，容量大，所以存储模块采用SD卡进行图像存储。液晶显示模块采用Samsung公司的3．5寸TFT(带触摸)，通过液晶屏的触摸功能或USB鼠标，可以方便的对测试系统进行窗口化操作。
　　3 系统软件设计及实现
　　采用EVC工具开发上位机软件，可直接在Windows CE[5]环境下运行。上位机软件是控制系统运行的重要部分，主要完成人机接口，指纹图像的采集并处理系统和采集模块的通讯。系统软件可分为主程序模块、通许模块和指纹采集模块。主程序模块主要完成界面显示，人机接口，模块调用等功能；指纹采集模块完成指纹图像的采集；通讯模块负责接受数据和发送由人机接口控制的寄存器的修改指令。
　　为了能够采集指纹，首先必须初始化FPS200的相关寄存器，按照传感器的技术要求，初始化寄存器CTRLB，DTR，DCR和PGC的值，以设置传感器的工作方式，调整传感器灵敏度，为指纹采集做好准备。改变DTR的值可以改变电容的放电时间，DCR控制放电电流的大小，PGC控制放大器增益，当DTR和DCR值增大时，图像变白，对比度降低。
　　通过写寄存器CTRLA可选择采集指纹的方式，有3种指纹采集方式：采集某行(GETROW)；采集子图像(GETSUB)，采集整幅图(GETIMG)。选择不同的采集方式，需要初始化的行列寄存器则不同。图3给出系统软件流程图。






　　5 结语
　　本文设计了一个基于ARM的指纹采集系统，使用FPS200固体指纹传感器作为指纹采集元器件。减少了许多软件优化图像的过程。以Samsung的S3C2440为硬件平台，WindowsCE系统为软件平台．非常容易地对外实施扩展，为下一步的指纹识别打下了良好的基础。系统操作简单，携带方便，尤其适合不宜使用基于PC构架的指纹采集仪器的场合，且成本低廉，易于推广。