指纹识别的汽车防盗系统设计的研究
目 录
一、 引言 1
二、 汽车防盗系统的简要介绍 2
（一）指纹识别的介绍 2
1.指纹的特征 2
2.指纹传感器的介绍 2
3.指纹识别的原理 2
（二）指纹识别算法 3
1.图像预处理技术 3
2.指纹特征的提取 4
3.指纹特征的匹配 5
（三）系统的总体设计方案 5
1.功能的设计 5
2.系统总方案设计 5
3.Atmega128单片机模块 7
4.GSM报警模块电路 7
三、 硬件电路设计 8
（一） 最小电路系统 8
（二） TC35i模块设计 9
1. TC35i模块电源电路 9
2.TC35i外围电路的设计 9
（三） 指纹采集模块 10
（四） 报警模块 11
（五） HPI通信电路模块 11
（六） 键盘接口电路 12
四、 系统软件 13
（一） 指纹识别模块的程序设计 13
1.指纹传感器的图像采集设计 13
2.指纹识别启动程序的设计 14
（二） 键盘模块程序设计 15
（三） 报警模块程序软件设计 16
五、 系统测试 17
（一） 指纹的录入 17
（二） 指纹比对处理 18
（三） 总体分析 19
六、 总结与展望 19
致谢 20
参考文献 21
附录 22
一、引言
随着时代的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
进步，科技的发达，人们的生活水平越发提高，对与物质上的要求也越来越高，从而导致在汽车市场上的消费越来越多。根据中国汽车协会在一月十二日发布出来的“2014年汽车市场运行情况”数据表明：去年，在国内，我们汽车的总销量就已经高达2349万辆，再一次的创下了全球历史上的最新高销量记录，使我国连续六年之间都是世界之冠。因此我们会发现，现在汽车在我们日常生活中频繁出现，汽车技术发展也在不断的提高，相信在不久的将来可能会有更多创新和变革。
然而，随着我国汽车事业的不断发展，技术的不断提高，人们对汽车安全性也开始越来越注重。因此，更多的目光投向于汽车防盗的系统研究上，如何防止汽车被盗，提升汽车的安全性成了最激烈的技术竞争。
根据现在的状况而言，大多数的用户对于汽车方面的防盗功能的要求在不断地提高，随着我国微电子技术和计算机软件技术的提高，在汽车防盗技术的研究也随之推进升级。在最早时期，最初的防盗装置是机械锁，虽然价格低廉，但是却只能防盗不能报警，而且防盗性能也较低。之后由德克萨斯仪器公司推出了一款电子遥控门锁的钥匙防盗门锁的技术，其防盗技术是采用射频技术，对钥匙中的密码数据转换器及点火启动上的识别器进行识别比对，从而通过其最终比对结构来控制汽车的发动机ECU的启动。到了1994年的时候，德国梅赛德斯奔驰汽车公司随后在之前的技术基础之上研究了一款变密码防盗技术的汽车防盗装置，该技术是在微型计算机和ECU相联下通过红外遥控，发出多次变换的密码信号来实现汽车的防盗。到2004年的时候，日本的松下电器公司随之推出了一款感应式的防盗技术，其在单片机的基础上，利用声压传感器和人气传感器来识别外界的情况是否异常，并对外界的情况作出处理和报警。而现在，基于之前的一切汽车防盗系统的研究及设计，在单片机的基础上，推出了基于GPS全球定位系统和移动公司GSM/GPRS及短息技术的综合性系统，该防盗系统相比于之前的研究具有汽车的定位、遥控熄火、汽车跟踪、车内监控、人工导航等众多功能，大大的提升了汽车的安全性，但是，在现在这种快速发展的科技技术中，在GPS/GMS/GPRS等技术上的改进会更加迅速。
对于指纹识别的技术发展，在进入21世纪之后便开始了指纹识别应该的不断发展时期。2010年，苏涛等人提出了一种基于ARM7处理器芯片LPC2106为核心的单芯片嵌入式的自动指纹识别的设计方案，其引用了一种高效的嵌入式指纹图像的拼接及算法软件，设计了一款指纹引导槽；2010年，任健等人提出了一种基于MC35GSM模块和指纹识别模块以及酒精识别检测模块等组成的汽车安全启动防盗系统，大大的降低了防盗器的成本，提高了汽车的安全性；2014年，丁小双等人提出一款基于STC89C51单片机的家庭有害气体实测的安全防控和家庭红外防盗及指纹识别相结合的智能居家安全系统。2014年，吕洋等人提出利用可变参数的函数式对最初的指纹图像的特征进行数学上的转换，生成一个随机的指纹特征的数值，然后在同时通过采用密钥拆分的形式生成多个模糊的金库，使更多的用户来共同管理这个金库，实现了指纹模块的可撤销性，大大的提高了模糊金库算法的安全性。目前，由于科技的不断发展，不断进步，指纹识别的技术将会更多的应用与门锁、居家、身份证及移动设备等领域。
本课题通过采用指纹识别的技术，设计了一种基于指纹识别的汽车防盗系统。因为在现在的识别技术中，指纹识别技术最具有严密性、简易性、不变性和唯一性，且最容易让人接受，而在过去，对于指纹的结构模型、采集技术及自动识别系统的开发等方面都得到了快速的发展。现在随着技术的发展，指纹识别系统的开发应用也越来越显著，涉及的范围也越来越广泛。所以在目前的防盗技术发展下，本课题是值得去探讨和研究的。
二、汽车防盗系统的简要介绍
（一）指纹识别的介绍
1.指纹的特征
指纹具有终身不变性、唯一性和简易性，它已几乎成了生物特征识别的代名词。指纹是人的手指上凸凹不平的一些纹线。指纹特征并非人的眼睛就可以轻易分辨和记录的。两组指纹在一般的情况下都会有着相同的总体特征，但在于某一些细微的特征上，却完全不可能相同。指纹的纹路是会经常性的出现一些中断、分叉或转折。这些断点、分叉点和转折点就称为“特征点”，就是这些特征点便成了确认指纹的唯一信息。
2.指纹传感器的介绍
指纹传感器我们可以根据其工作的原理，将它们分成压敏式、热敏式、超声波式、电容式及光电式五大类型。
因为各类型的传感器都有着独自的优缺点，因此经过比较后，本系统采用了MBF310芯片，因为它无论是从干的，湿的还是脏的手指上都可以提取出高质量的指纹图像，提高了指纹识别的正确性和安全性。
3.指纹识别的原理
指纹识别就是通过对不同指纹的细节特征点进行比较从而来鉴别个体差异。因为每一个人的指纹都是不同的，就算是同一个人的十个手指之间，指纹的纹路也有着明显的区别，因此指纹便可以用来进行身份鉴定。随着计算机和信息技术的发展，据了解美国联邦调查局和法国巴黎警察局于六十年代开始研究开发指纹自动识别系统用于刑事案件的侦破。在九十年代，用于个人身份鉴定的自动指纹识别系统便得到开发和应用。
3.指纹特征的匹配
指纹匹配是本系统中的核心部分，所以一般过程中会先找到指纹的细节特点，再根据某些规则来确定两个指纹之间是否符合其细节特点。本系统中采用两次的匹配方式来提高指纹识别的准确度。
陶雨
2015/4/12
一、 引言 1
二、 汽车防盗系统的简要介绍 2
（一）指纹识别的介绍 2
1.指纹的特征 2
2.指纹传感器的介绍 2
3.指纹识别的原理 2
（二）指纹识别算法 3
1.图像预处理技术 3
2.指纹特征的提取 4
3.指纹特征的匹配 5
（三）系统的总体设计方案 5
1.功能的设计 5
2.系统总方案设计 5
3.Atmega128单片机模块 7
4.GSM报警模块电路 7
三、 硬件电路设计 8
（一） 最小电路系统 8
（二） TC35i模块设计 9
1. TC35i模块电源电路 9
2.TC35i外围电路的设计 9
（三） 指纹采集模块 10
（四） 报警模块 11
（五） HPI通信电路模块 11
（六） 键盘接口电路 12
四、 系统软件 13
（一） 指纹识别模块的程序设计 13
1.指纹传感器的图像采集设计 13
2.指纹识别启动程序的设计 14
（二） 键盘模块程序设计 15
（三） 报警模块程序软件设计 16
五、 系统测试 17
（一） 指纹的录入 17
（二） 指纹比对处理 18
（三） 总体分析 19
六、 总结与展望 19
致谢 20
参考文献 21
附录 22
一、引言
随着时代的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
进步，科技的发达，人们的生活水平越发提高，对与物质上的要求也越来越高，从而导致在汽车市场上的消费越来越多。根据中国汽车协会在一月十二日发布出来的“2014年汽车市场运行情况”数据表明：去年，在国内，我们汽车的总销量就已经高达2349万辆，再一次的创下了全球历史上的最新高销量记录，使我国连续六年之间都是世界之冠。因此我们会发现，现在汽车在我们日常生活中频繁出现，汽车技术发展也在不断的提高，相信在不久的将来可能会有更多创新和变革。
然而，随着我国汽车事业的不断发展，技术的不断提高，人们对汽车安全性也开始越来越注重。因此，更多的目光投向于汽车防盗的系统研究上，如何防止汽车被盗，提升汽车的安全性成了最激烈的技术竞争。
根据现在的状况而言，大多数的用户对于汽车方面的防盗功能的要求在不断地提高，随着我国微电子技术和计算机软件技术的提高，在汽车防盗技术的研究也随之推进升级。在最早时期，最初的防盗装置是机械锁，虽然价格低廉，但是却只能防盗不能报警，而且防盗性能也较低。之后由德克萨斯仪器公司推出了一款电子遥控门锁的钥匙防盗门锁的技术，其防盗技术是采用射频技术，对钥匙中的密码数据转换器及点火启动上的识别器进行识别比对，从而通过其最终比对结构来控制汽车的发动机ECU的启动。到了1994年的时候，德国梅赛德斯奔驰汽车公司随后在之前的技术基础之上研究了一款变密码防盗技术的汽车防盗装置，该技术是在微型计算机和ECU相联下通过红外遥控，发出多次变换的密码信号来实现汽车的防盗。到2004年的时候，日本的松下电器公司随之推出了一款感应式的防盗技术，其在单片机的基础上，利用声压传感器和人气传感器来识别外界的情况是否异常，并对外界的情况作出处理和报警。而现在，基于之前的一切汽车防盗系统的研究及设计，在单片机的基础上，推出了基于GPS全球定位系统和移动公司GSM/GPRS及短息技术的综合性系统，该防盗系统相比于之前的研究具有汽车的定位、遥控熄火、汽车跟踪、车内监控、人工导航等众多功能，大大的提升了汽车的安全性，但是，在现在这种快速发展的科技技术中，在GPS/GMS/GPRS等技术上的改进会更加迅速。
对于指纹识别的技术发展，在进入21世纪之后便开始了指纹识别应该的不断发展时期。2010年，苏涛等人提出了一种基于ARM7处理器芯片LPC2106为核心的单芯片嵌入式的自动指纹识别的设计方案，其引用了一种高效的嵌入式指纹图像的拼接及算法软件，设计了一款指纹引导槽；2010年，任健等人提出了一种基于MC35GSM模块和指纹识别模块以及酒精识别检测模块等组成的汽车安全启动防盗系统，大大的降低了防盗器的成本，提高了汽车的安全性；2014年，丁小双等人提出一款基于STC89C51单片机的家庭有害气体实测的安全防控和家庭红外防盗及指纹识别相结合的智能居家安全系统。2014年，吕洋等人提出利用可变参数的函数式对最初的指纹图像的特征进行数学上的转换，生成一个随机的指纹特征的数值，然后在同时通过采用密钥拆分的形式生成多个模糊的金库，使更多的用户来共同管理这个金库，实现了指纹模块的可撤销性，大大的提高了模糊金库算法的安全性。目前，由于科技的不断发展，不断进步，指纹识别的技术将会更多的应用与门锁、居家、身份证及移动设备等领域。
本课题通过采用指纹识别的技术，设计了一种基于指纹识别的汽车防盗系统。因为在现在的识别技术中，指纹识别技术最具有严密性、简易性、不变性和唯一性，且最容易让人接受，而在过去，对于指纹的结构模型、采集技术及自动识别系统的开发等方面都得到了快速的发展。现在随着技术的发展，指纹识别系统的开发应用也越来越显著，涉及的范围也越来越广泛。所以在目前的防盗技术发展下，本课题是值得去探讨和研究的。
二、汽车防盗系统的简要介绍
（一）指纹识别的介绍
1.指纹的特征
指纹具有终身不变性、唯一性和简易性，它已几乎成了生物特征识别的代名词。指纹是人的手指上凸凹不平的一些纹线。指纹特征并非人的眼睛就可以轻易分辨和记录的。两组指纹在一般的情况下都会有着相同的总体特征，但在于某一些细微的特征上，却完全不可能相同。指纹的纹路是会经常性的出现一些中断、分叉或转折。这些断点、分叉点和转折点就称为“特征点”，就是这些特征点便成了确认指纹的唯一信息。
2.指纹传感器的介绍
指纹传感器我们可以根据其工作的原理，将它们分成压敏式、热敏式、超声波式、电容式及光电式五大类型。
因为各类型的传感器都有着独自的优缺点，因此经过比较后，本系统采用了MBF310芯片，因为它无论是从干的，湿的还是脏的手指上都可以提取出高质量的指纹图像，提高了指纹识别的正确性和安全性。
3.指纹识别的原理
指纹识别就是通过对不同指纹的细节特征点进行比较从而来鉴别个体差异。因为每一个人的指纹都是不同的，就算是同一个人的十个手指之间，指纹的纹路也有着明显的区别，因此指纹便可以用来进行身份鉴定。随着计算机和信息技术的发展，据了解美国联邦调查局和法国巴黎警察局于六十年代开始研究开发指纹自动识别系统用于刑事案件的侦破。在九十年代，用于个人身份鉴定的自动指纹识别系统便得到开发和应用。
3.指纹特征的匹配
指纹匹配是本系统中的核心部分，所以一般过程中会先找到指纹的细节特点，再根据某些规则来确定两个指纹之间是否符合其细节特点。本系统中采用两次的匹配方式来提高指纹识别的准确度。
陶雨
2015/4/12
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