成人天堂666_91蜜桃麻豆_亚洲国产天堂久久综合_亚洲人精品_久久一级片视频_国产精品露脸高清86网站888

　　1.概述
　　
　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對現(xiàn)代化辦公和生活場所提出了更高層次的安全管理需求，普通的門鎖系統(tǒng)和手工出入管理已經(jīng)不符合現(xiàn)代人的實際需求。由于安防業(yè)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化，為順應(yīng)智能樓宇、智能小區(qū)的發(fā)展，門禁系統(tǒng)也必須實現(xiàn)更可靠、更安全和更方便的智能系統(tǒng)。現(xiàn)代門禁系統(tǒng)綜合利用了傳感技術(shù)、數(shù)字信息處理、計算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以實現(xiàn)門禁系統(tǒng)信息的采集、傳輸和處理。
　　
　　目前智能門禁管理系統(tǒng)已廣泛用于工廠、學(xué)校、寫字樓宇、物業(yè)小區(qū)、商店、金融系統(tǒng)、電信系統(tǒng)、軍事系統(tǒng)、賓館等多種場合，大大提高了整體的工作效率、保障了系統(tǒng)安全，智能、安全和的現(xiàn)代化門禁系統(tǒng)已經(jīng)成為社會發(fā)展的必然趨勢，同時它也是現(xiàn)代化建筑的一個重要組成部分。
　　
　　傳統(tǒng)的機(jī)械鑰匙、用戶ID+密碼以及智能卡等的保護(hù)措施存在著丟失、遺忘、復(fù)制以及被盜用的隱患，在這種情況下，發(fā)展的生物識別技術(shù)為上述方法的不足提供了一個很好的解決方案。由于指紋識別具有*性、不變性和貼身性的特點，成為了眾多生物識別技術(shù)中備受青睞的一個。且隨著生物識別技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，指紋識別算法已達(dá)到迅速、準(zhǔn)確和可靠的水平，已越來越多的應(yīng)用在現(xiàn)代智能門禁系統(tǒng)的前端信息采集部分。
　　
　　目前使用較多的是指紋單機(jī)門禁系統(tǒng)，其采集、處理和識別都在一個控制系統(tǒng)中完成，只適用于小系統(tǒng)和安裝位臵集中的單位，且通信線路，安裝好后不易于更換管理中心的位臵。在大系統(tǒng)和安裝位臵分散的單位，單機(jī)門禁系統(tǒng)必然耗費較大且效率不高。因此有必要采用TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)型門禁控制系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制和遠(yuǎn)程控制。
　　
　　系統(tǒng)采用指紋采集作為門禁系統(tǒng)的前端部分，由于指紋識別具有*性、不變性和貼身性的特點，使它成為一種安全有效的身份驗證方法。另外，系統(tǒng)采用基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)型門禁控制器是通過局域網(wǎng)傳遞數(shù)據(jù)的，管理中心隨時可以變更，不需要重新布線，很容易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制和遠(yuǎn)程控制，并且指紋的處理和識別可以在運算速度更快的管理中心實現(xiàn)，這樣控制器功能簡單，而且多個控制器可以連接到一個服務(wù)器，提高了門禁系統(tǒng)控制和管理的效率。
　　
　　1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展
　　
　　據(jù)考古學(xué)家證實，公元前7000年-6000年，指紋作為身份鑒別的工具已經(jīng)在敘利亞和中國開始應(yīng)用。但是由于缺乏專門性研究，未能將指紋識別技術(shù)上升為一門科學(xué)。20世紀(jì)早期，指紋識別正式成為身份識別的方法并被法律部門用作身份鑒定的依據(jù)，并開始在世界范圍內(nèi)建立指紋識別機(jī)構(gòu)和罪犯指紋檔案。指紋識別的有關(guān)技術(shù)，包括指紋采集技術(shù)、指紋分類技術(shù)和指紋匹配技術(shù)都得到了較快發(fā)展。例如美國聯(lián)邦調(diào)查局在1924年庫存樣本指紋就達(dá)到了81萬枚。20世紀(jì)80年代，個人電腦、光學(xué)掃描等技術(shù)革新使得他們作為指紋取像的工具成為現(xiàn)實，從而使指紋識別可以在其他領(lǐng)域中得以應(yīng)用。隨著取像設(shè)備的引入及其飛速發(fā)展，生物指紋識別技術(shù)的逐漸成熟，可靠的比對算法的發(fā)現(xiàn)都為指紋識別技術(shù)提供了更廣闊的舞臺。目前，利用計算機(jī)進(jìn)行指紋識別的技術(shù)在國外已很成熟，并且已經(jīng)開始大規(guī)模廣。
　　
　　智能安防的日益流行對于樓宇管理自動化和安全監(jiān)控提出了更高的安全性和可靠性要求，基于指紋識別的智能門禁管理系統(tǒng)應(yīng)用得越來越廣泛，在一些發(fā)達(dá)國家已得到普遍的應(yīng)用。面對規(guī)模已經(jīng)越來越大的門禁控制系統(tǒng)，普通的單機(jī)門禁系統(tǒng)已經(jīng)不適合，比如智能小區(qū)、景點門禁系統(tǒng)等。因此必須要開發(fā)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)腡CP/IP的網(wǎng)絡(luò)型門禁控制系統(tǒng)，由于網(wǎng)絡(luò)型門禁控制系統(tǒng)很容易實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和分布式管理，還可以方便日后擴(kuò)容和維護(hù)，日益變得重要。
　　
　　1.2本文的研究內(nèi)容
　　
　　論文的研究內(nèi)容分為指紋識別的算法研究和ARM門禁控制器硬件實現(xiàn)兩個部分。在以往算法的研究基礎(chǔ)上，利用指紋圖像灰度梯度和方差的結(jié)合對指紋分割方法進(jìn)行改進(jìn)，仿真實驗證明本文中的改進(jìn)算法魯棒性好。論文在以ARMS3C2410為核心和嵌入式操作系統(tǒng)Linux的基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)了基于指紋識別的以太網(wǎng)門禁控制系統(tǒng)。
　　
　　本文具體內(nèi)容主要有以下幾個方面：
　　
　　(1)系統(tǒng)整體方案概述和設(shè)計：根據(jù)系統(tǒng)功能要求，設(shè)計指紋識別以太網(wǎng)門禁系統(tǒng)，重點闡述了其中關(guān)鍵模塊的硬件設(shè)計。
　　
　　(2)指紋識別算法的理論分析和仿真：研究了指紋識別算法，主要包括指紋圖像預(yù)處理以及指紋圖像的特征提取和匹配兩部分。
　　
　　(3)系統(tǒng)軟件總體設(shè)計：闡述了門禁控制系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計，然后對各模塊進(jìn)行應(yīng)用編程，主要包括視頻采集、指紋采集以及TCP/IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程。
　　
　　(4)zui后，對全文進(jìn)行了總結(jié)，并對指紋識別以太網(wǎng)指紋門禁控制系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢做出展望。
　　
　　2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計
　　
　　2.1.1系統(tǒng)概述及設(shè)計原則
　　
　　門禁管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化的安全管理系統(tǒng)，主要用于管理重要部門出入口，是實現(xiàn)安全防范管理的有效措施，適用于各種重要部門，如企業(yè)、政府、銀行、賓館、金融貿(mào)易樓和綜合辦公樓等。
　　
　　門禁系統(tǒng)一般分為獨立型和聯(lián)網(wǎng)型，聯(lián)網(wǎng)型門禁系統(tǒng)通訊方式常見的有RS232、RS485、CAN和TCP/IP，采用TCP/IP通訊方式的聯(lián)網(wǎng)型門禁系統(tǒng)簡稱為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)門禁系統(tǒng)。相對其它通訊方式，基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信的門禁系統(tǒng)通過局域網(wǎng)傳遞數(shù)據(jù)，更容易實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和分布式管理。
　　
　　從門禁鎖的控制方式來看，主要有鑰匙、密碼、磁卡、IC卡等。隨著現(xiàn)代生活對安防水平要求的提高，從目前已有的門禁鎖具的控制方式來看，存在著一定的安全隱患，鑰匙、密碼和磁卡容易復(fù)制、竊取;IC卡的安全性較高，但也容易丟失。因此，現(xiàn)在人們心目中的門禁鎖具必須具有方便、安全，美觀等特點。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于人體生理特征的身份識別系統(tǒng)逐漸被人們開始采用，目前，從實用角度看，指紋識別技術(shù)要比其它生物識別技術(shù)更安全和方便。
　　
　　基于指紋識別的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)門禁系統(tǒng)方案設(shè)計的前提是滿足用戶的各種需求，利用系統(tǒng)強(qiáng)大的功能以及良好的性價比，讓用戶得到的服務(wù)和zui大的利益。方案的設(shè)計原則：實用性、穩(wěn)定性、安全性、可擴(kuò)展性和易維護(hù)性。
　　
　　2.1.2系統(tǒng)組成及功能
　　
　　一般RS485門禁控制器只支持128臺或者256臺設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，而TCP/IP門禁控制器理論上可以支持無限多臺門禁設(shè)備。所以TCP/IP網(wǎng)絡(luò)型門禁控制器是大型大面積的門禁系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的。例如供電部門的變電站門禁的聯(lián)網(wǎng)管理、銀行儲蓄所的門禁管理等都適合這種模式。互聯(lián)網(wǎng)的門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。
　　
　　基于指紋識別的TCP/IP門禁系統(tǒng)方案基本組成：
　　
　　(1)管理中心：一臺連接到門禁控制器或網(wǎng)絡(luò)的PC機(jī)，通過局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)與其它門禁控制器或PC機(jī)連接，實現(xiàn)門禁控制器采集信息的處理和分析，并發(fā)送控制指令，以及對相應(yīng)的軟件管理。
　　
　　(2)門禁管理軟件：管理工作站通過管理軟件遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器和各門禁控制器的工作狀態(tài)，實現(xiàn)各種管理功能。
　　
　　(3)門禁控制器：用于前端信息的采集、傳輸和處理，并控制門禁的電控鎖和門鈴，執(zhí)行處理器下達(dá)的開門、報警、啟動門鈴等指令以及提供通信多機(jī)連接端口等。
　　
　　(4)電子門鎖：門禁系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和關(guān)鍵設(shè)備，用于對物理通道的控制。
　　
　　(5)電力設(shè)備：采用直流電源作為整個門禁系統(tǒng)的運行電源和門鎖電源(一般采用內(nèi)部電源)。
　　
　　(6)聯(lián)動設(shè)備：可與門禁控制器所有輸入、輸出節(jié)點進(jìn)行聯(lián)動，實現(xiàn)防盜報警、消防報警等大型系統(tǒng)的聯(lián)動，一般在門禁管理軟件中對聯(lián)動設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的編程設(shè)臵。
　　
　　(7)通訊設(shè)備：包括交換機(jī)設(shè)備、路由器和MODEM等，實現(xiàn)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接。
　　
　　指紋識別門禁系統(tǒng)的主要功能特點：
　　
　　(1)采用的指紋識別模塊，可使指紋直接打開，使用方便快捷，具有很高的安全性。
　　
　　(2)應(yīng)用ARM處理器和Linux操作系統(tǒng)，可以很好的保證門禁系統(tǒng)獨立連續(xù)工圖2-1互聯(lián)網(wǎng)的門禁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
　　
　　(3)系統(tǒng)采用指紋與密碼的結(jié)合，可以根據(jù)實際需要設(shè)臵多種認(rèn)證模式，支持多用戶，多組別組合開門，具有良好的靈活性。
　　
　　(4)系統(tǒng)配以科學(xué)化管理軟件，可以實現(xiàn)門禁系統(tǒng)的科學(xué)化管理。
　　
　　(5)應(yīng)用TCP/IP以太網(wǎng)模塊，可以方便實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制和遠(yuǎn)程控制。
　　
　　(6)系統(tǒng)采用分級管理，分為管理者和用戶，采用逐級權(quán)限管理，將用戶的指紋采集并存儲在中央管理主機(jī)上，根據(jù)用戶的開門權(quán)限，將用戶指紋下傳至相應(yīng)的子門禁系統(tǒng)中。
　　
　　(7)系統(tǒng)有視頻監(jiān)控和報警等一些相應(yīng)的輔助功能，提高系統(tǒng)的安全性。
　　
　　本文基于ARM9(S3C24lO)設(shè)計和實現(xiàn)了一種指紋識別的網(wǎng)絡(luò)型門禁控制器。采用指紋識別器為前端信息的采集，用以太網(wǎng)控制器實現(xiàn)門禁控制器與上位PC機(jī)間的通信，并利用LCD來實時顯示狀態(tài)，并可以提供一些其它的輔助功能，如語音提示、報警和攝像監(jiān)控等。
　　
　　2.2嵌入式主控模塊設(shè)計
　　
　　2.2.1ARM微處理器與地址空間映射
　　
　　本系統(tǒng)選擇了韓國三星公司的高性能ARM9微處理器芯片S3C241O作為主處理器，S3C2410芯片是基于ARM920T內(nèi)核，五級流水線和哈佛結(jié)構(gòu)，內(nèi)核工作電壓為1.8V，輸入輸出電壓為3.3V，具有180MHZ/200MIPS性能，是高性能和低功耗的硬宏單元。ARM920T內(nèi)核具有全性能的MMU、指令和數(shù)據(jù)Cache以及高速AMBA總線接口。
　　
　　S3C2410內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可提供很多可擴(kuò)展的功能模塊，主要有MMU虛擬內(nèi)存管理單元，LCD控制器(支持上到4k色的STN和256k色的TFT)，3通道UART，4通道DMA，4通道具備PWM功能的定時器，I/O口，具有日歷功能的RTC(實時時鐘)，8通道10bit精度ADC和觸摸屏控制器，IIC總線接口，IIS數(shù)字音頻總線接口，兩個USB2.0全速主設(shè)備及一個從設(shè)備，SD/MMC卡控制器，2通道SPI及內(nèi)臵lQ/100M的網(wǎng)絡(luò)接口等。
　　
　　2.2.2NANDFLASH單元
　　
　　Flash是一種可在系統(tǒng)(In-System)進(jìn)行電擦寫、掉電后信息不丟失的存儲器。它的高集成度和低成本使它成為市場主流。Flash芯片具有低功耗、大容量、擦寫速度快、可整片或分扇區(qū)在系統(tǒng)編程(燒寫)、擦除等特點，并且可由內(nèi)部嵌入的算法完成對芯片的操作，因而在各種嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。作為一種非易失性存儲器，F(xiàn)lash在系統(tǒng)中通常用于存放程序代碼、常量表以及一些在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。常用的Flash為8位或16位的數(shù)據(jù)寬度，編程電壓為單3.3V。
　　
　　Flash技術(shù)根據(jù)不同的應(yīng)用場合也分為不同的發(fā)展方向，有擅長存儲代碼的NORFlash和擅長存儲數(shù)據(jù)的NANDFlash。同時，S3C2410內(nèi)部集成了NANDFlash控制器，為了支持系統(tǒng)從NANDFlash中啟動，S3C24lO內(nèi)部有一塊被稱為墊腳石(Steppingstone)的SRAM緩存。如果選擇從NANDFlash中啟動，在啟動時S3C2410會自動的將NANDFlash存儲器中zui前面的4KB數(shù)據(jù)拷貝到S3C24lO內(nèi)部的SRAM中并自動執(zhí)行。如果這4KB存放的是啟動代碼，那么啟動代碼就可以從S3C241O內(nèi)部的SRAM中執(zhí)行，啟動代碼初始化系統(tǒng)和外部SDRAM后將存儲在NANDFlash中的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序拷貝到外部SDRAM中，這時整個系統(tǒng)就可以啟動了。
　　
　　2.2.3SDRAM單元
　　
　　SDRAM具有容量大、存取速度快、成本低的特點，得到了廣泛的應(yīng)用。與Flash存儲器相比，SDRAM不具有掉電保持?jǐn)?shù)據(jù)的特性，但存取速度高于Flash存儲器，且具有讀/寫屬性，因此SDRAM在系統(tǒng)中主要用作程序的運行空間、數(shù)據(jù)以及堆棧區(qū)，是系統(tǒng)啟動之后進(jìn)行存取操作的存儲器。
　　
　　S3C2410在片內(nèi)具有獨立的SDRAM刷新控制邏輯，可方便地與SDRAM連接。同時，由于S3C24lO片內(nèi)的存儲空間不大，大量的數(shù)據(jù)都要通過SDRAM暫時存放和交換，即動態(tài)存儲區(qū)。系統(tǒng)啟動時，CPU首先從起始地址讀取啟動代碼進(jìn)行系統(tǒng)初始化，在完成系統(tǒng)初始化后，程序代碼一般調(diào)入SDRAM中運行以提高系統(tǒng)的運行速度。SDRAM存儲單元猶如一個電容，總是傾向于放電，為避免數(shù)據(jù)丟失，必須定時充電刷新。
　　
　　2.2.4USB及USB攝像頭單元
　　
　　USB(UniversalSerialBus)即通用串行總線，是現(xiàn)在非常流行的一種快速、雙向、廉價、可以進(jìn)行熱插拔的接口。隨著嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，USB的應(yīng)用已經(jīng)逐漸從PC機(jī)擴(kuò)展到了嵌入式技術(shù)中，并且發(fā)揮著重要的作用。USB設(shè)備之所以會被大量應(yīng)用，主要具有以下優(yōu)點：
　　
　　(1)可以熱插拔，使用方便。
　　
　　(2)系統(tǒng)總線供電，并可提供5V/500mA電源，具有獨立供電特點。
　　
　　(3)支持設(shè)備眾多，支持多種設(shè)備類，例如鼠標(biāo)，鍵盤，攝像頭等。
　　
　　(4)連接靈活，可以連接多個設(shè)備，zui多可擴(kuò)127個，連接的方式也非常靈活，既可以使用串行連接，也可以使用集線器Hub把多個設(shè)備連接在一起再與PC的USB口相連。
　　
　　(5)速度快，支持高速數(shù)據(jù)傳輸，USBl.1是12Mb/s，USB2.0高達(dá)480Mb/sS3C2410帶有兩個USB主設(shè)備控制器和一個USB從設(shè)備控制器，這樣可以方便USB設(shè)備的使用。在設(shè)計開發(fā)一個USB外設(shè)的時候，主要需要編寫三部分的程序：固件程序、USB驅(qū)動程序和客戶應(yīng)用程序
　　
　　USB接口的設(shè)備可以方便應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)中，具有USB接口的優(yōu)盤因為存儲容量大，價格低，在嵌入式系統(tǒng)中一般可以用來存儲數(shù)據(jù)。在門禁控制器中，可以用來存儲初始化的資料數(shù)據(jù)也可以存儲采集到的重要數(shù)據(jù)，方便用戶的保存和修改。另外，本系統(tǒng)中應(yīng)用到的視頻監(jiān)控就用到了USB接口的攝像頭。
　　
　　2.3界面顯示接口模塊設(shè)計
　　
　　LCD(LiquidCrystalDisplay)稱為液晶。LCD顯示器的基本工作原理是通過給不同的液晶單元供電，控制其光線的通過與否，從而達(dá)到顯示的目的。因此，LCD的驅(qū)動控制器是對每個液晶單元的通電的控制。液晶工作時使用的是外部的光線，其光線照明方式有兩種：傳送式和反射式。由于液晶自己本身并不發(fā)光，所以與CRT相比，液晶顯示器的耗電量較低。
　　
　　本系統(tǒng)選用傳送式背光(CCFL)彩色STN液晶屏，LCD的控制器使用S3C2410的內(nèi)部集成的控制器。系統(tǒng)選用5.7寸、320×240像素、256色的彩色LCD屏。其可提供4/8/12/16位顏色模式，電源操作范圍寬(2.7v-5.5V)，低功耗設(shè)計可滿足系統(tǒng)省電的要求。為了保證LCD正常工作，一定要保證硬件正確連接
　　
　　(1)S3C2410上液晶數(shù)據(jù)線VD[19:23]、VD[10:15]、VD[3:7]分別對應(yīng)R、G、B的三色信息。一個R、G、B共16bits的組合代表了一個像素的信息。