从上图可以看出,指纹识别核心板实际只有3个组成部分,即电源管理,CPU和内存。电源管理部分采用DC-DC以获得高效率,这对于门锁等采用电池的应用非常有用。内存有16MB的SDRAM和4MB的Flash。实际上如果仅仅需要进行指纹识别是用不到那么多Flash的,但我们的设计并不仅仅是要实现简单的指纹识别,而是一个可以对多个用户进行管理的指纹管理系统,因此4MB的Flash是必要的。
核心板提供了两个外部接口,即传感器接口和用户板接口。传感器接口采用16Pin的扁平印刷电缆与FPS200传感器相连。用户板接口实际上是一个UART,用户板开发者可以通过任何一个带有UART的简单单片机对它进行完全的控制。对核心板的控制是通过一系列指令集来完成。为了与过去的大量用户保持兼容性,我们的控制指令集与现在被广泛应用的FDA2000指纹识别模块是兼容的。(FDA2000由于Intel的S1100的停产而面临供货的问题)通过指令集操作,用户板可以在核心板上实现建立和删除档案,比对,查询等等功能,核心板可以在一秒左右的时间将比对的结果反馈给用户板。
在软件方面,引入了操作系统是这种设计方案的最大特点。尽管会对效率有所影响,但由于处理器速度很快,并且算法可以针对处理器做很多优化,因此较引入操作系统带来的好处而言,对效率的影响就不值一提了。系统的软件结构如下图所示:
如上图所示,软件由Linux操作系统内核,设备驱动程序,指纹识别算法以及用户接口程序等四个部分组成。操作系统负责整个系统的管理,进程调度等。设备驱动用于驱动各种外设进行工作,例如指纹采集,串口通信等。指纹识别算法是系统的核心部分,算法设计的好坏直接关系到指纹识别系统的速度、可靠性等重要指标。清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室林教授领导数名博士、硕士进行了十余年的潜心钻研以及众多国家级公安、国防、人事部门的实用验证保证了我们这款设计中算法的先进性和可靠性。用户接口程序则提供核心板和用户板之间的通信机制,使得用户可以方便地对核心板进行控制。
基于操作系统的最大好处在于,可以在指纹识别系统上几乎无限制地扩充出各种各样的功能,例如适应于网络化管理的以太网接口,适应于移动应用的GPRS或者WLAN通信接口,适应于安全数据存储应用的U盘读写操作等等。如果没有OS,上述功能的实现是不可想象的。
下面是我们开发的指纹识别管理系统核心板的一些性能参数:
n 采用世界最先进的CMOS电容式指纹传感器,体积小,灵敏度高
n 以Samsung S3C2410 ARM920内核RISC CPU为核心
n 200MIPS 运算速度
n 16MB SDRAM提供强大运算能力
n 4MB Flash可存储1000个样本
n 低功耗设计,最大功耗仅360mW,有可利用电池工作
n 小尺寸(40mm X 90mm X 10mm),可方便地嵌入小型设备进行二次开发;
n 系统成本低廉
n 以Linux操作系统为核心,提供优异的稳定性和良好的可扩展性
n 核心算法由清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室开发
n 拒真率[!--empirenews.page--]<0.001%
n 认假率<0.0001%
n 匹配时间<1.8s(匹配成功)
n 通过UART与用户板进行通信,二次开发十分简便
n 指令集兼容被广泛应用的韩国FDA2000指纹模块
此外,还可以方便地在核心板的硬软件基础上扩充出以下非常实用的功能:
n 以太网接口以及TCP/IP通讯协议
n Modem接口以及PPP通讯协议
n GPRS通讯功能
n 802.11B WLAN通讯接口
我们开发的核心板,用户既可以直接将其进行二次开发后直接嵌入自己的产品中,也可以根据自己的特定需求向我们进行功能定制。目前我们的指纹算法已经在公安、军事以及人事等领域进行了多年的实际应用验证,而新近开发的这款指纹识别管理系统核心板也即将应用于上述领域。我们利用自己开发的核心板做了几套完整的功能演示系统,大家可以到清华大学精密仪器国家实验室来实地评估,请致电62772990与林教授联系。也可以发email到 newtonian@263.net询问您想了解的其它情况。