基于指纹识别的门禁系统设计 孙静 康风建 孙彦涛 吉林师范大学计算机学院 摘 要： 随着社会的进步, 人们安全意识的提高, 高安全的门禁系统成为社会工作、生活环境中重要的环节。本文以 OMAP3530 为处理器, 以 Linux 为软件开发平台, 基于指纹识别技术作为身份认证、红外技术监测, 开发了一款门禁系统。详细介绍了该系统的软硬件功能, 给出了主要模块的程序流程图。系统操作简单, 功能实用, 对门禁系统的开发和应用提出了一种解决方案。关键词： 门禁系统设计; 模块设计; 指纹识别技术; 红外识别技术; 作者简介：孙静 (1974-) , 女, 硕士, 副教授, 主要研究方向:计算机应用、嵌入式系统开发及应用;作者简介：康风建 (1995-) , 男, 本科生, 主要研究方向:计算机科学与技术。Email:2452872167qq.com收稿日期：2017-11-16基金：2017 年吉林师范大学省级创新创业训练计划项目 (S2017-72) The design of access control system based on fingerprint technologySUN Jing KANG Fengjian SUN Yantao Computer College, Jinlin Normal University; Abstract： With the progress of society and the improvement of safety consciousness, high-security access control system has become an important part in peoples lives and social work. An access control system is designed and implemented, with OMAP3530 chip as processor, Linux as software development platform, fingerprint recognition technology as authentication and infrared monitoring technology. The paper describes the hardware and software function block diagram in detail, and gives the program flowchart of the main module. The system operation is simple and the function has practical significance, which could provide a new solution for the development of intelligent access control system.Keyword： access control system; module design; fingerprint recognition technology; infrared monitoring technology; Received： 2017-11-160 引言门禁系统 (Access Control System) , 又称出入口控制系统, 随着社会经济与科技的发展, 人们的财产安全与防盗意识逐渐增强, 公司、学校、家庭等出入场合对门禁系统的安全性和使用人性化要求也不断提高。本款智能门禁系统以OMAP3530 为处理器, 并专门设计研发了基于指纹识别技术、异常情况下的红外识别技术, 简单易用、功能丰富, 可以满足住宅和各种建筑物门控安全。1 系统总体设计1.1 系统硬件平台本系统基于达盛科技 ARM-860 平台 OMAP3530 处理器, 同时加入了一系列外扩部件, 具体包括有:指纹识别、两相步进电机、LCD 显示屏、红外传感器、键盘、数字温度传感器、温度压力传感器、蜂鸣器。系统硬件框图如图 1 所示。图 1 门禁系统的硬件框图 Fig.1 Hardware block diagram of the access control system 下载原图1.2 系统软件平台研究中, 选用 Linux 操作系统作为整个门禁系统开发的软件平台, 并且研发设计了 LCD 模块、指纹采集模块、指纹处理匹配模块、键盘中断模块、步进电机模块等。系统软件平台设计架构如图 2 所示。图 2 门禁系统的软件平台 Fig.2 The software platform of the access control system 下载原图2 系统主要功能实现本系统通过红外传感模块、指纹识别模块联合设计驱动两相步进电机模块转动, 实现门内和门外对系统的控制。门内系统包括 1 个 LCD 显示屏和键盘。平时, 系统进行环境监测, 环境信息会在屏幕保护界面显示出来, 包括:温度、湿度、压力, 当检测到环境异常时报警。门外系统包括指纹识别模块、键盘模块、红外传感器模块、报警器、两相步进电机模块。初始时, 系统指纹库中没有指纹, 需要添加指纹。2.1 门内系统设计门内系统的主要功能是修改密码和指纹, 为了确保用户信息安全, 通过指纹识别验证使用者权限, 验证成功才能登录系统设置界面。用户选择进入“密码修改”、“指纹修改”或“恢复数据”选项。程序设计流程如图 3 所示。修改密码选项, 输入旧密码和新密码, 旧密码验证通过便会将系统密码设置为填入的新密码。密码修改结束后提示“成功”并返回系统设置界面, 否则提示“失败”并返回系统设置界面。修改指纹可以添加和删除指纹。选择“添加指纹”, 在指纹识别模块上录入 3 次, 对比正确无误则将指纹加入指纹库。“删除指纹”选项会将所有指纹删除, 要谨慎操作。恢复数据选项相当于初始化出厂设置, 选择该选项后会将密码重置为“222222”, 并删除所有指纹。图 3 门内系统流程图 Fig.3 The flowchart of inside door system 下载原图图 4 门外系统流程图 Fig.4 The flowchart of outside door system 下载原图2.2 门外系统设计门外系统用于验证来访者身份决定是否开门。应用对管红外检测模块, 当检测到有人时, 启动指纹识别模块。如果密码输入错误 3 次将触发警报, 指纹和密码验证都通过后启动步进电机进行开关门。程序设计流程如图 4 所示。2.3 指纹识别设计指纹模块主要有 4 个功能:添加指纹、验证指纹、删除指纹、获取指纹数。指纹识别需要 3 次录入指纹信息。程序设计流程如图 5 所示。2.4 红外识别设计通过红外传感器模块检测到有人出现在门禁系统, 然后启动指纹模块实施是否开门验证。模拟操作方法是用手在模块的红外对管传感器的发送管与接收管之间晃动, 指纹模块提示录入指纹进行检测, 程序设计流程如图 6 所示。图 5 指纹识别流程图 Fig.5 The flow chart of fingerprintidentification 下载原图图 6 红外传感器识别流程图 Fig.6 The flow chart of infrared sensoridentification 下载原图3 结束语本文详细设计论述了基于 ARM 和 Linux 所设计的指纹门禁系统的软硬件平台, 并研究给出了指纹识别, 对管红外识别系统主要流程。实验证明, 该门禁系统操作简便, 指纹识别技术可靠, 环境监测系统准确, 具有广阔的应用前景。参考文献1佚名.EL-ARM860 教学实验系统 (OMAP3530) Z.北京:北京精益达盛科技有限公司, 2009. 2苏阳, 舒景辰, 张志佳.基于蓝牙的智能门禁控制系统的设计与实现J.智能计算机与应用, 2014, 4 (2) :75-78, 83. 3马巧梅.基于 STC89C52 的智能门禁系统的设计J.机械制造与自动化, 2017 (5) :235-238. 4常志强, 王本有, 杨劲楠.基于指纹识别的实验室门禁系统的设计J.鞍山师范学院学报, 2017, 19 (4) :64-67. 5顾玲玲, 袁新颜.高校实验室门禁系统的研究与开发J.江苏科技信息, 2017 (21) :47-49. 6杨超辉.网络指纹考勤管理系统的设计与实现J.数字技术与应用, 2015 (5) :173. 7段少雄, 田捷, 李恒华.高效指纹考勤系统的研究与设计J.计算机工程, 2003, 29 (9) :37-38, 120. 8陈东亚, 王孟彬, 袁三男.指纹识别在 ARM 处理器上的实现J.上海电力学院学报, 2017, 33 (1) :97-101. 9河汉.试论嵌入式自动指纹识别系统设计J.信息通信, 2014 (7) :55. 10张延杰, 齐文钊, 史毅.FPC1011C 在指纹识别模块中的应用J.单片机与嵌入式系统应用, 2010 (8) :67-68.