基于指紋識(shí)別的門禁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙志鵬，周一帆，何馨怡

（武漢紡織大學(xué)外經(jīng)貿(mào)學(xué)院，武漢 430000）

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們的安全防盜意識(shí)在逐漸增強(qiáng)，為門禁控制系統(tǒng)提供了良好的發(fā)展平臺(tái)。其中，家庭、學(xué)校、公司等場(chǎng)所中，門禁控制系統(tǒng)的應(yīng)用較多，同時(shí)人們也對(duì)該系統(tǒng)的人性化水平、安全性，提出了更高的要求，因此將指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在門禁控制系統(tǒng)中。通過這樣的設(shè)計(jì)方式，進(jìn)一步提高了門禁控制系統(tǒng)的安全性，并滿足人們對(duì)系統(tǒng)人性化的要求。

1 基于指紋識(shí)別的門禁控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)

以M門禁控制系統(tǒng)為例，其以達(dá)盛科技所研發(fā)的ARM-860平臺(tái)為基礎(chǔ)，其處理器的型號(hào)為OMAO3530，同時(shí)根據(jù)門禁控制系統(tǒng)的需求，將一系列的外擴(kuò)部件應(yīng)用在系統(tǒng)中，如兩相步進(jìn)電機(jī)、指紋識(shí)別、紅外傳感器、LCD顯示屏、數(shù)字溫度傳感器、鍵盤、紅外傳感器、蜂鳴器、溫度壓力傳感器等。

其中，OMAO3530處理器為M門禁控制系統(tǒng)的核心，其控制著其他的外擴(kuò)部件，同時(shí)相互之間完成數(shù)據(jù)的傳輸。例如：OMAO3530處理器、溫濕度傳感器之間，傳感器會(huì)將所采集的信息、數(shù)據(jù)，傳輸?shù)絆MAO3530處理器中，而處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、分析，判斷是否符合相應(yīng)的條件，最后將相應(yīng)的指令反饋到傳感器中，實(shí)現(xiàn)M門禁控制系統(tǒng)的基本功能[1]。

1.2 系統(tǒng)的軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)M門禁控制系統(tǒng)軟件平臺(tái)的過程中，可以運(yùn)用Linux操作系統(tǒng)作為基礎(chǔ)?；谥讣y識(shí)別的門禁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如果應(yīng)用Linux操作系統(tǒng)作為軟件平臺(tái)，還需要設(shè)計(jì)多個(gè)與之相符的軟件模塊，包括步進(jìn)電機(jī)模塊、鍵盤中斷模塊、指紋處理匹配模塊、指紋采集模塊、LCD模塊等。通過這樣的設(shè)計(jì)方式，實(shí)際上與硬件平臺(tái)相同，存在一個(gè)核心系統(tǒng)，即Linux系統(tǒng)，與其他的軟件模塊之間可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、反饋，保證M門禁控制系統(tǒng)的功能可以順利實(shí)現(xiàn)。

2 基于指紋識(shí)別的門禁控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

在M門禁控制系統(tǒng)中，需要通過指紋識(shí)別模塊、紅外傳感模塊，實(shí)習(xí)對(duì)兩相步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，從而控制門內(nèi)系統(tǒng)、門外系統(tǒng)。其中，門內(nèi)系統(tǒng)即鍵盤、LCD顯示屏，在日常的運(yùn)行中系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)，同時(shí)屏幕會(huì)將壓力、溫度、濕度等信息顯示出來，如果發(fā)現(xiàn)異常則會(huì)以蜂鳴的形式報(bào)警。門外系統(tǒng)即鍵盤模塊、指紋識(shí)別模塊、報(bào)警器、紅外傳感器模塊、兩相步進(jìn)電機(jī)模塊，應(yīng)用之初需在M門禁控制系統(tǒng)中添加指紋。

2.1 門內(nèi)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

就門內(nèi)系統(tǒng)來說，其主要的功能就是對(duì)指紋、密碼等進(jìn)行修改。在應(yīng)用的過程中，為了能夠保證信息的安全性，必須以指紋驗(yàn)證的方式完成權(quán)限認(rèn)證，然后進(jìn)行設(shè)置的界面之中。在這一基礎(chǔ)上，用戶可以根據(jù)需要，選擇恢復(fù)數(shù)據(jù)、指紋修改、密碼修改等不同的選項(xiàng)：

（1）恢復(fù)數(shù)據(jù)：如果用戶選擇該選項(xiàng)，那么M門禁控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入到恢復(fù)出廠設(shè)置的環(huán)節(jié)，同時(shí)密碼也會(huì)自動(dòng)重置，恢復(fù)成為默認(rèn)密碼“222222”，而系統(tǒng)中所保存的指紋信息也會(huì)隨之刪除。

（2）修改指紋：M門禁控制系統(tǒng)中修改指紋包含兩個(gè)功能，即刪除指紋、添加指紋，前者會(huì)刪除系統(tǒng)中所保存的所有指紋信息，所以用戶應(yīng)該謹(jǐn)慎操作；后者添加指紋就會(huì)錄入一個(gè)系統(tǒng)中沒有的指紋，需要在完成權(quán)限認(rèn)證以后才能進(jìn)行。錄入指紋的過程中，需要對(duì)同一枚指紋錄入三次，在對(duì)比無誤后，添加至系統(tǒng)的指紋庫(kù)之中。

（3）修改密碼：密碼的修改需要用戶輸出舊密碼來驗(yàn)證身份，然后將新密碼輸入其中，點(diǎn)擊鍵盤中的#號(hào)鍵完成修改。隨后，如果修改成功M門禁控制系統(tǒng)就會(huì)做出“修改成功”的提示，反之則會(huì)做出“修改失敗”的提示。

2.2 門外與識(shí)別系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

就門外系統(tǒng)的功能來說，主要就是應(yīng)用于對(duì)訪問者身份的判斷，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)中紅外線模塊進(jìn)行管理，在檢測(cè)到有人時(shí)自動(dòng)將指紋識(shí)別功能開啟。在密碼輸入發(fā)生錯(cuò)誤且超過3次，門外系統(tǒng)就會(huì)觸發(fā)警報(bào)，隨后只有當(dāng)密碼驗(yàn)證、指紋驗(yàn)證均成功以后才能夠完成開關(guān)門[2]。

M門禁控制系統(tǒng)中，包含兩個(gè)識(shí)別系功能：（1）指紋識(shí)別功能，主要涉及4方面，即獲取指紋信息、刪除指紋信息、驗(yàn)證指紋信息、添加指紋信息；（2）紅外識(shí)別功能，該功能能夠?qū)門禁控制系統(tǒng)附近進(jìn)行檢測(cè)，將獲取的數(shù)據(jù)通過傳輸，進(jìn)入指紋識(shí)別模塊中，從而系統(tǒng)對(duì)指紋識(shí)別進(jìn)行控制與管理。對(duì)于這一功能，用戶可以進(jìn)行模擬測(cè)試，即使用手掌在M門禁控制系統(tǒng)的紅外傳感器的附近，進(jìn)行簡(jiǎn)單的晃動(dòng)，此時(shí)系統(tǒng)檢測(cè)到附近有人，就會(huì)自動(dòng)開啟指紋識(shí)別模塊。通過這樣的方式，能夠充分發(fā)揮指紋識(shí)別技術(shù)的作用，提高門禁控制系統(tǒng)的整體性能，從而保護(hù)用戶財(cái)產(chǎn)的安全。

3 結(jié)束語

綜上所述，將指紋識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用在門禁控制系統(tǒng)中，符合人們的需求與發(fā)展趨勢(shì)，因此技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。在這一基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮了先進(jìn)技術(shù)的作用，豐富了門禁控制系統(tǒng)的功能，保證系統(tǒng)應(yīng)用的安全性，進(jìn)而保障用戶財(cái)產(chǎn)的安全。因此，結(jié)合本文的分析發(fā)現(xiàn)，將指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在門禁控制系統(tǒng)中，實(shí)際上具有較強(qiáng)的可行性。