指紋算法在旅游客運系統(tǒng)中的應(yīng)用

指紋算法在旅游客運系統(tǒng)中的應(yīng)用

1系統(tǒng)算力平臺的選擇該系統(tǒng)包含許多技術(shù)技術(shù)，如指紋、身份訪問、數(shù)據(jù)庫等。平臺選取上綜合應(yīng)用場景、大小、成本、性能開銷等考慮，采用樹莓派3B+作為系統(tǒng)的核心算力平臺。傳感器采用FPC1020AM電容式半導(dǎo)體傳感器，操作系統(tǒng)移植官方操作系統(tǒng)，對UART進行驅(qū)動配置完成。2算法設(shè)計方面系統(tǒng)采用樹莓派三代開發(fā)板作為訪客門禁的開發(fā)平臺，使用QT5為系統(tǒng)設(shè)計界面以及核心程序。硬件傳感器方面，在QT5中，分別設(shè)計指紋識別算法和身份證讀取算法，并完成相關(guān)的驅(qū)動設(shè)計。軟件及UI方面，在QT5中設(shè)計出管理員界面、用戶界面，同時完成相關(guān)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。最終實現(xiàn)能夠通過鼠標(biāo)鍵盤已經(jīng)在屏幕引導(dǎo)用戶完成上下班打卡、門禁開關(guān)、訪客信息登記、以及相關(guān)信息的文本導(dǎo)出，實現(xiàn)集成打卡、門禁、訪客三系統(tǒng)合一的訪客指紋門禁打卡系統(tǒng)設(shè)計。3生物識別技術(shù)生物識別技術(shù)被廣泛運用在日常生活中，研究的系統(tǒng)應(yīng)用于打卡、門禁以及訪客登記，故采用傳統(tǒng)技術(shù)手段即可，而指紋識別技術(shù)是目前廣泛使用的生物識別技術(shù)之一3.1圖像的特征提取指紋的兩類可用于識別的特征包括總體、局部特征，需要提取三叉點特征、中心點特征以及三角點特征3.2基于特征匹配的匹配指紋匹配算法多種多樣，各有優(yōu)劣?？梢愿鶕?jù)指紋圖像細節(jié)特征進行匹配，常見的方法有基于三角點的匹配、基于奇異點的匹配、基于圖的匹配等，亦可通過識別的數(shù)量進行匹配。其中細節(jié)特征匹配的方法適用于圖像質(zhì)量高的場景，但其并未充分運用指紋紋理的結(jié)構(gòu)信息。充分運用指紋紋理信息的算法更可靠，同時也犧牲了更多的時間。同時又有點模式匹配的方法，時間占用極小，但運用的特征點也少，提取的信息也少。通過文獻查閱，采取利用質(zhì)心域分叉點作為匹配基點進行校準(zhǔn)，然后通過界限盒原理對指紋圖像和指紋庫中的指紋進行匹配并判斷是否來自同一根手指，實現(xiàn)指紋識別的功能4指紋算法優(yōu)化IDWD1020是一款基于半導(dǎo)體的指紋識別模塊。相比對光學(xué)指紋模塊，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)小巧，同時該模塊支持目前常見多大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)，桌面系統(tǒng)等，支持范圍廣泛。模塊支持USB和UART兩種通信協(xié)議通信，內(nèi)部自帶SDK開發(fā)包。利用模塊設(shè)計指紋算法時，需根據(jù)不同的平臺對程序進行優(yōu)化。如果選擇不優(yōu)化，那么必然放棄了算法的效率，其將會導(dǎo)致指紋識別時間長，反應(yīng)慢，最終嚴(yán)重影響用戶體驗。針對不同的處理器、開發(fā)平臺進行程序優(yōu)化，這樣能達到優(yōu)化用戶體驗的目的。其中影響其效率較大的有命令發(fā)送后，等待返回的時間。合理地設(shè)置該時間能極大程度上減少指紋識別所需要的時間，整體表現(xiàn)為指紋識別反應(yīng)更快，從而達到優(yōu)化用戶體驗的目的。4.1波特率的參數(shù)數(shù)據(jù)采取一發(fā)一收原則，通信方式采取串行異步方式傳送。串行通信所用參數(shù)包含1bitstartbit,8bitdatabit,1bitstopbit,paritybit以及波特率。指紋圖像格式為分辨率500DP，灰度256(8位）灰度。4.2Linux平臺驅(qū)動由于指紋模塊采取了USB/UART兩種通信方式，這里選取了UART通信。Linux平臺下UART驅(qū)動可分為用戶層、TTY層、TTY行規(guī)程則層和硬件層4層UART是設(shè)備是tty＿driver的有一層封裝，uart＿driver其實就是tty＿driver，在它的操作函數(shù)中，將操作轉(zhuǎn)入uart＿port.。UART在進行寫操作時，首先會把數(shù)據(jù)放入環(huán)形緩存區(qū)，然后uart＿port從緩存區(qū)讀取數(shù)據(jù)4.3讀卡芯片設(shè)計身份證中存儲的個人信息不能直接讀取，需要擁有“鑰匙”才能對數(shù)據(jù)進行讀取。這里所謂的“鑰匙”是指由國家公安部門所認同的一款安全模塊，利用這個安全模塊才能完成對身份證信息的順利讀取。同時，需要與之匹配的天線板可通過調(diào)整電容大小來獲得一個較好的讀取范圍。設(shè)計中讀卡芯片采用同方微電子的THM3040非接觸卡讀寫芯片，其提供IDR接口模式，用于與二代身份證安全模塊通信，實現(xiàn)讀卡操作。身份證讀卡通信庫代碼ABCVUtility.cpp、ABCVlib.cpp采用開源GPL授權(quán)許可協(xié)議，照片圖像解碼需采用公安專用授權(quán)許可協(xié)議。因此設(shè)計中只完成身份證文本信息的讀取，對身份證頭像暫未讀取。數(shù)據(jù)采取一發(fā)一收原則，采取串行異步方式傳送。串行通信所用參數(shù)包含1bitstartbit,8bitdatabit,1bitstopbit,paritybitandbaudrate。樹莓派與身份閱讀器采用命令/應(yīng)答方式進行數(shù)據(jù)交換。通信過程中，必須確保所有指令的發(fā)送、接收必須要遵循一發(fā)一收的原則。5指紋信息登記及門禁功能測試是將系統(tǒng)預(yù)期功能和完成功能作對比試時，首先在管理員界面進行了員工身份登記，順序為：刷身份證記錄身份信息->刷指紋記錄指紋信息->完成登記。然后開啟了用戶界面，已登記信息的員工分別測試身份證和指紋的打卡和門禁開啟功能。未登記的人員（訪客）首先采用指紋信息開啟門禁的方法，正常情況下應(yīng)該是無法開啟門禁并提示訪客請刷卡，然后訪客測試刷卡方法。最后，返回管理員界面檢查是否存在完整