一種新型旅客身份核查系統(tǒng)的設(shè)計(jì)*

向華政，楊 瑞，陳 勇

一種新型旅客身份核查系統(tǒng)的設(shè)計(jì)*

向華政，楊 瑞，陳 勇

（湖南工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院，湖南株洲412000）

為了解決實(shí)名制車票引起的旅客身份信息泄露的問題，提出了以指紋識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)的新型旅客身份核查系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案.相對(duì)于目前所采用的以人工方式核查旅客身份的方法，系統(tǒng)提高了核查效率，同時(shí)保障了旅客身份信息安全.

身份核查；指紋識(shí)別；信息安全

隨著我國(guó)火車票實(shí)名制的實(shí)行，極大地打擊了黃牛黨，已經(jīng)被全體旅客所接受，并開始推廣到其他交通方式上.在具體的實(shí)行過程中，旅客身份泄露問題開始隨之困擾廣大旅客和各個(gè)主管部門，并已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn).本設(shè)計(jì)提出一種基于指紋識(shí)別的旅客身份核查系統(tǒng)，因指紋識(shí)別技術(shù)不在票面上顯示個(gè)人信息，解決了實(shí)名制個(gè)人信息泄露的問題.“指紋識(shí)別”已是一項(xiàng)成熟技術(shù)，將指紋識(shí)別應(yīng)用到旅客身份識(shí)別上，將是未來的發(fā)展趨勢(shì).本文首先給出了一種旅客身份核查系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)，然后重點(diǎn)闡述了旅客身份核查移動(dòng)終端的電路設(shè)計(jì)，最后總結(jié)了該方案的不足及后續(xù)需要改進(jìn)的地方.

1 核查系統(tǒng)整體框架

基于指紋識(shí)別的旅客身份核查系統(tǒng)主要包含三大塊：手持式指紋核查終端、運(yùn)行于售票站點(diǎn)的指紋采集及售票系統(tǒng)、后臺(tái)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)處理中心.整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示.

圖1 基于指紋識(shí)別的旅客身份核查系統(tǒng)

2 基于指紋識(shí)別的旅客身份核查系統(tǒng)移動(dòng)終端的設(shè)計(jì)

手持式旅客指紋檢票系統(tǒng)，主要包括用戶指紋采集、指紋數(shù)據(jù)傳輸以及無線網(wǎng)絡(luò)切換.指紋采集采用現(xiàn)有成熟的指紋采集技術(shù)來實(shí)現(xiàn)；每個(gè)手持終端安裝數(shù)字證書，指紋數(shù)據(jù)通過該數(shù)字證書為核心進(jìn)行加解密，確保數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性，此外，在發(fā)送端和接收端均通過MD5校驗(yàn)來驗(yàn)證信息的一致性；無線網(wǎng)絡(luò)切換采用斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)實(shí)現(xiàn)3G和WIFI的無縫切換，設(shè)計(jì)一種智能網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)方法，自動(dòng)檢測(cè)最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)連接方案，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可靠、快速傳輸.下面介紹硬件電路的設(shè)計(jì)與選擇.

系統(tǒng)終端的處理器采用主頻高達(dá)806MHZ的ARM 11嵌入式處理器PXA310作為MFIS的處理器，外擴(kuò)128M DDR存儲(chǔ)器和2G NAND FLASH，外接指紋識(shí)別模塊、WIFI無線通信模塊、3G通信模塊等電路.圖2為系統(tǒng)終端結(jié)構(gòu)圖.

圖2 手持式系統(tǒng)終端結(jié)構(gòu)圖

指紋模塊選擇瑞士半導(dǎo)體智能指紋識(shí)別傳感器，技術(shù)級(jí)別達(dá)到金融級(jí)，以SynoChip高速DSP為核心的指紋模塊具有指紋錄入、圖像處理、指紋對(duì)比、搜索和儲(chǔ)存等功能，通過PXA310的串口與之相連接；通信速率為（9600×N）bps其中N＝1～12，可以通過命令設(shè)置（默認(rèn)值N＝6，即57600bps）.此種指紋識(shí)別模塊的安全等級(jí)較高：認(rèn)假率小于0.001%，拒真率小于0.1%，搜索時(shí)間小于1.0 s.指紋處理包含2個(gè)過程：指紋登錄和指紋匹配過程，在指紋匹配過程中若與模塊中指定的一個(gè)模板［1］進(jìn)行匹配，稱為指紋比對(duì)方式，即1：1方式；若與多個(gè)模板進(jìn)行匹配，稱為指紋搜索方式［2］，即1：N方式.指紋登錄時(shí)，對(duì)每一枚指紋錄入2次，將2次錄入的圖像進(jìn)行處理，合成模板存儲(chǔ)于模塊中.指紋匹配時(shí)，通過指紋傳感器，錄入要驗(yàn)證指紋圖像并進(jìn)行處理，然后與模塊中的指紋模板進(jìn)行匹配比較，給出匹配結(jié)果.圖3為指紋識(shí)別模塊接口示意圖.

圖3 指紋識(shí)別模塊接口示意圖

3G模塊采用聯(lián)芯科技的LC6311，LC6311是TD－SCDMA＆GSM（EDGE）雙模無線模塊［3］，其采用了MTK公司ASIC終端芯片組，該芯片組集成度高，處理能力強(qiáng)大.支持TD－SCDMA到GSM模式的自動(dòng)切換，TD－SCDMA模式下，分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持下行速率最高2.8Mbps，上行最高384kbps；GSM模式下，GPRS支持多時(shí)隙能力class 12，編碼方案支持CS1～CS4；EDGE支持多時(shí)隙能力class 12，編碼方案支持MCS1～MCS9.

WIFI無線通信模塊Aiconn WIFI模塊.該模塊采用了CSR的最新一代單芯片解決方案，符合IEEE802.11a／b／g規(guī)格，該模塊在芯片內(nèi)部集成了1個(gè)媒體存儲(chǔ)控制器（MAC）、1個(gè)基帶處理器、2種無線通信（2.4GHz與5GHz）和1顆ARM處理核（附有片上RAM），采用65nm COMS制造工藝技術(shù)，提供高集成度小尺寸的方案.圖4為WIFI模塊接口示意圖.

圖4 WIFI模塊接口示意圖

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)是指在硬件電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的編程，通過程序來控制硬件電路的工作.旅客身份核查系統(tǒng)終端軟件主要分為兩部分，一部分是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，用于支持板卡的外圍設(shè)備以及運(yùn)行時(shí)相關(guān)附加設(shè)備的正常工作.主要包括電源電路、USB、顯示、指紋采集模組、WiFi模塊、音頻接口電路、LCD等電路的驅(qū)動(dòng)；另一部分是上層指紋檢票系統(tǒng)軟件，將采集的旅客指紋信息進(jìn)行比對(duì)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)往數(shù)據(jù)處理中心，并接收來自數(shù)據(jù)處理中心的反饋信息.

4 指紋檢票系統(tǒng)流程圖

軟件采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想，具體流程如圖5所示.當(dāng)乘務(wù)員在檢票前首先使用手持終端機(jī)下載旅客的各項(xiàng)信息并存儲(chǔ)于本機(jī).當(dāng)開始檢驗(yàn)時(shí)，采集旅客的指紋信息與存儲(chǔ)在本機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì).如果在檢票時(shí)發(fā)現(xiàn)部分旅客不在本機(jī)存儲(chǔ)的旅客信息范圍內(nèi)的情況，可能屬于在檢票開始后到開車前這段時(shí)間內(nèi)購(gòu)票的旅客，那么將這部分旅客的信息上傳數(shù)據(jù)處理中心的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，并接收比對(duì)結(jié)果.

圖5 指紋檢票系統(tǒng)流程圖

5 結(jié)論

基于指紋識(shí)別的身份核查系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究是一項(xiàng)綜合性的課題，是移動(dòng)設(shè)備和指紋核查系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì).該系統(tǒng)能最大限度地提高旅客的通行效率，服務(wù)廣大人民群眾和車站工作人員，但在軟件的應(yīng)用設(shè)計(jì)中還需要與交通部門緊密協(xié)調(diào)，使設(shè)備的運(yùn)行恰當(dāng)?shù)厍度胲囌镜墓ぷ髁鞒?，并且能夠符合廣大旅客的出行習(xí)慣.

［1］楊進(jìn).指紋識(shí)別在考試管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究［D］.上海：華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.

［2］徐紅，范驍霄，王鵬，等.一種新型監(jiān)獄使用的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)［J］.計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2010，（z2）：317－320.

［3］孫玉硯，劉卓華，李強(qiáng)，等.一種面向3G接入的物聯(lián)網(wǎng)安全架構(gòu)［J］.計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2010，（z2）：327－332.

Design of a New Passenger Identity Verification System

XIANG Huazheng，YANG Rui，CHEN Yong
（School of Computer and Communication，Hunan University of Technology，Zhuzhou Hunan 412000，China）

In order to solve the problem of information leakage of passengers’identities caused by the real－name ticket system，a new passenger identity verification system based on the fingerprint identification technology is proposed in the study.Compared with currently used method of verifying passengers’identities bymanualwork，the system improves the verification efficiency and ensures the safety of passenger identity information at the same time.

identity verification；fingerprint identification；information security

TN929.5；TP39

A

1008－4681（2014）02－0032－03

（責(zé)任編校：晴川）

2013－11－18

湖南工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：2010B09）；湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目：基于MT8880的電話與計(jì)算機(jī)互聯(lián)系統(tǒng).

向華政（1971－），男，湖南桃源人，湖南工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院副教授.研究方向：網(wǎng)絡(luò)信息安全、嵌入式系統(tǒng)開發(fā).