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基于ARM&Linux的考场指纹识别系统设计

来源:中国一卡通网  作者:周国运,王海琳  发布时间:2012-05-11 09:29:44  字体:[ ]

关键字:指纹识别  嵌入式系统  数据库  

摘   要:使用s3c2440微控制器、指纹模块等硬件,应用Linux操作系统、sQLite数据库、Qt可视化开发工具等软件 及编程技术,设计实现了考场指纹识别系统,具有指纹采集、指纹识别、数据库与信息管理、网络数据传输等功能, 可以脱机独立工作,使用方便。


  3 软件设计 

  该“嵌入式考场指纹识别系统”运行在Linux操作系统之上,使用嵌入式数据库SQLite做信息管理,使用嵌入式可视化编程软件Qt编写应用程序,在S3C2440微控制器上实现了图形界面的指纹采集、指纹识别、网络数据传输,以及与Pc机数据交换等功能。 

  3.1数据库设计 

  sQLite是一款轻型的嵌入式数据库管理系统。sQ“te只需要几百KB内存,虽然小巧但却支持高达2TB的数据记录;支持Windows、Linux、Unix等操作系统;能够与多种程序语言相结合,如PHP、Java等,支持sQL语句;有ODBC接口等功能。sQLite在处理速度上,比Mysql、PostgresQL等著名数据库都快。
  可视化编程软件Qt¨o中集成了用户访问各种数据库的模块Qtsql,Qtsql模块具有与各种数据库连接的功能,还有使用sQL语句操作各种数据库的QSQuery类。在Qt中创建SQLite数据库的过程为:首先使用连接函数QsqlDatabase::addDatabase(“QsQLITE”)建立Qt与sQLite的连接,然后使用创建数据库函数QsqlDatabase.setDatabaseName(“DatabaseName”)创建sQLite数据库,之后就可以使用sQL操作函数QSqlQuery.open()打开数据库,使用函数QsqlQuery.exec()创建表、添加记录和数据等操作,操作之后使用函数QsqlQuery.close()关闭数据库。
  在“嵌入式考场指纹识别系统”的数据库中,建立了两个数表,一个是“Collect”,用于采集指纹,另一个是“Ident”,用于识别指纹,其字段分别为“姓名、性别、年龄、身份证号、照片、指纹、状态”和“姓名、性别、年龄、身份证号、准考证号、考场、照片、指纹、各个科目状态”。实际上这两个数表并不是在嵌入式系统创建的,而是在Pc机上创建并分发过来的。
  关于系统数据库的容量,每条记录5KB(包括照片),系统nash ROM能用空间按30MB计,系统数据库至少可以容纳5000人的信息,对于较大的考点也足够用了。 

  3.2指纹采集与识别程序设计 

  “MC—E指纹模块”为用户应用开发提供了良好的接口,编程和应用都比较方便。在设计的系统中,主要使用的是指纹采集、指纹特征值下载、指纹比对等操作。
  图2给出了指纹采集流程图,这些命令、应答信息和指纹特征值,都是通过ARM微控制器的串行口传递的,为确保指纹信息的可靠性,每个指纹需要采集三次,正确采集后,将指纹写到对应考生的记录中。 



  图2指纹采集流程图 

  图3为指纹识别流程图。对于指纹特征值下载,是将数据库中各个考生的指纹,下载到指纹识别模块中,每次可下载一个或多个考场的考生指纹,便于提高识别速度,其操作过程较简单,不再赘述。 



  图3指纹识别流程图 

  3.3网络数据传输程序设计 

  在设计的系统中,与Pc机中的数据文件交换,都是通过FTP服务传输的。在windows或Linux操作系统下,利用FTP的“get”和“put”命令,能够方便地实现从联网计算机中获取文件和发送文件,但是必须在Qt可视化应用程序中实现这些命令操作,不能让用户再回到Linux操作系统的命令行下进行操作。Qt中提供了操作Linux命令和运行脚本文件以及其它应用程序的“system()”函数。在设计的程序中,将文件上传和获取的FTP操作写成了脚本文件“ftpget.sh”,通过函数“8ystem(“/my/ftpget.sh”)”运行脚本文件“ftpget.sh”,实现了嵌入式系统与Pc机的数据文件交换。至于液晶触摸屏模块、网络接口模块、uART等模块的驱动,均由Linux操作系统来完成。 

  4结束语 

  在“嵌入式考场指纹识别系统”设计试验中,其主要问题是应用软件设计,因此系统的硬件使用的是广州友善之臂公司的“mini2440”ARM9开发板?。通过设计与试验,实现了指纹采集、指纹识别和数据库及信息管理,通过网络与PC机数据交换,以及可视化界面操作等功能。该设计作为一项产品技术,还有不少有待改进和提高的地方。虽然文中研究开发的是考场指纹识别系统,但其技术完全可以应用到其它领域中的指纹识别系统,特别是嵌入式数据库及信息管理功能,对于设计开发各种手持式设备具有借鉴意义。

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