单片机指纹识别系统(附件)【字数：5990】
2019 此课题是我以在学校里学到的单片机技术为基础， 用Protel XP、Keil uVision5 by ARM开发环境设计软件进行设计，选择了一种可搭载的指纹传感器，利用已知的指纹算法来运行制作的一种结构易懂的指纹识别系统。指纹锁通过传感器来记录指纹，在通过识别指纹来判断检测指纹是否为已经收录的指纹，如若不是则会通过警报器来发出警报，不然则会提示已经显示解锁成功。
目录
一 概述 1
(一)选题的背景和意义 1
(二)指纹验证技术概述 1
(三)指纹算法步骤 1
(四)指纹图案处理的步骤 1
(五)指纹图案提取 2
(六)指纹图案匹配 2
(七)总体内容的表述 3
二 硬件系统的设计 4
(一)指纹传感器的分类 4
1.光学传感器 4
2.半导体传感器 4
3.超声波传感器 4
4.指纹收集电路的设计 4
(二)整个电路的大体设计 5
(三)存储器简介 5
(四)LCD1602模块 5
(五)本章小结 6
三 软件系统的设计 7
(一)指纹识别的程序设计 7
(二)指纹采集程序设计 8
(三)存储器扩展程序设计 8
四 测试结果以及分析 10
(一)预处理算法测试 10
(二)进行独特点的提取 10
(三)图像匹配测试 11
(四)STM32系统下的测试 13
(五)本章小结 14
五 论文总结 15
致谢 16
附录 17
第一章概论
（一）选题的背景和意义
随着国家经济的迅速发展和科技水平的提高，对于比较简单的身份验证形式也被人们所怀疑其安全性，所以大家都十分注意自己的隐私安全，用生物识别的手段来以防因为安全问题所产生的损失。正因为因此，人 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
们开始使用更为安全的生物识别手段。而这样的验证身份的手段就是使用了每个人自身的独特性，简单来说就是利用了计算机与传感器等手段来实现使用人体的独特性通过身份认证。
指纹解锁就是现阶段应用最广泛的身份识别方式，并且在银行，企业门禁以及手机上得到了广泛的应用，我所在的实习企业就是运用的此方式，所以我萌生了运用自己所学的知识来设计出一款企业安全门控系统。随着高新技术的发张，在以后的日子里指纹验证身份的技术会有很大的发展空间，而其他的一些识别技术也会得到发展。
（二）指纹验证技术概述
在这个世界上我们每一个人都是独一无二的个体，正因为如此所有人的皮肤图案都是独特的，很难找到与自己皮肤图案一模一样的人。正因为有了这样明显的特点，我们就可以把我们每个人的指纹和身份联系起来，通过成人后在国家档案里存储的指纹和自己的指纹作比较可以判断每个人的身份，这就是指纹识别技术。在很久以前人们就学会了利用人的指纹这一项手段来证明自己，随着科学技术的发展，人们已经能够熟练的应用于生活之中。
（三）指纹算法的步骤
指纹验证技术中最为关键的就是指纹的验证算法，越好的算法它能够提升识别的正确率和效率。指纹的验证算法一共分为好几个方面，指纹图案的模式处理、指纹图案的独特点提取和匹配。这其中有很多细微的计算决定着大局，具体如下图所示
/
图（11）指纹算法流程
（四）指纹图案处理的步骤
指纹图像的处理的过程是将传感器采集到的指纹信息来进行修复、增加清晰度等。它的主要作用是使图像整体的的质量得到提高，将明显的图案模糊处进行连接，对指纹的纹路进行还原来减少识别出错，这样可以获得更加清除的指纹图案来确定下一步的操作。主要的步骤如下图所展示
/
图（12）指纹图像预处理过程
（五）指纹图案提取.
Steam32指纹系统的提取的过程是对已经处理好的图像进行了修改、特征的提取和去伪等操作。通过对图案的提取来确定好指纹的所有细小甚微的地方，而且还可以发掘有些无法读取的地方，只有如此才能给以后的指纹匹配提供便利。
（六）指纹图案匹配
指纹图案的匹配是指纹验证技术中不可或缺的一部分，只有了解了指纹的各种类型和坐标等特点来辨认这是否是同一个人的指纹，具体流程如图所示
/
图（13）特征点匹配流程
基于steam32下的指纹系统，我通过对指纹图案的处理，进行了细化后再采集指纹的特征，使用VC++来进行指纹算法的实验，然后再搭载在steam32上运行。
（七）总体内容的表述
本文在介绍硬件的基础上，进行指纹验证算法，对常见的指纹验证算法进行了收集和应用。在此基础上，研究系统的指纹识别算法和其他硬件软件的设计，然后利用C语言在电脑上得到指纹运算的结果。最后在把这个算法导入进STM32的系统里，进行嵌入式系统下的运算。
第二章硬件系统设计
（一）指纹传感器的分类
指纹识别技术的重点是对于指纹图像的收集，现在目前最常见的指纹传感器种类一种有三种：
1.光学传感器
光学传感器它的原理就是利用光的反射性来收集到指纹，是目前市场上面使用的最多。而且光学传感器它还有这一定承受电压和温度的能力，并且价格便宜，所以一直很受人们的青睐。但是它也存在着一定的问题，镜片在使用之后会擦不干净会影响到使用，这样一来对对指纹的获取也有会有影响，用的时候还要有光，太局限了，不推荐使用。
目录
一 概述 1
(一)选题的背景和意义 1
(二)指纹验证技术概述 1
(三)指纹算法步骤 1
(四)指纹图案处理的步骤 1
(五)指纹图案提取 2
(六)指纹图案匹配 2
(七)总体内容的表述 3
二 硬件系统的设计 4
(一)指纹传感器的分类 4
1.光学传感器 4
2.半导体传感器 4
3.超声波传感器 4
4.指纹收集电路的设计 4
(二)整个电路的大体设计 5
(三)存储器简介 5
(四)LCD1602模块 5
(五)本章小结 6
三 软件系统的设计 7
(一)指纹识别的程序设计 7
(二)指纹采集程序设计 8
(三)存储器扩展程序设计 8
四 测试结果以及分析 10
(一)预处理算法测试 10
(二)进行独特点的提取 10
(三)图像匹配测试 11
(四)STM32系统下的测试 13
(五)本章小结 14
五 论文总结 15
致谢 16
附录 17
第一章概论
（一）选题的背景和意义
随着国家经济的迅速发展和科技水平的提高，对于比较简单的身份验证形式也被人们所怀疑其安全性，所以大家都十分注意自己的隐私安全，用生物识别的手段来以防因为安全问题所产生的损失。正因为因此，人 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
们开始使用更为安全的生物识别手段。而这样的验证身份的手段就是使用了每个人自身的独特性，简单来说就是利用了计算机与传感器等手段来实现使用人体的独特性通过身份认证。
指纹解锁就是现阶段应用最广泛的身份识别方式，并且在银行，企业门禁以及手机上得到了广泛的应用，我所在的实习企业就是运用的此方式，所以我萌生了运用自己所学的知识来设计出一款企业安全门控系统。随着高新技术的发张，在以后的日子里指纹验证身份的技术会有很大的发展空间，而其他的一些识别技术也会得到发展。
（二）指纹验证技术概述
在这个世界上我们每一个人都是独一无二的个体，正因为如此所有人的皮肤图案都是独特的，很难找到与自己皮肤图案一模一样的人。正因为有了这样明显的特点，我们就可以把我们每个人的指纹和身份联系起来，通过成人后在国家档案里存储的指纹和自己的指纹作比较可以判断每个人的身份，这就是指纹识别技术。在很久以前人们就学会了利用人的指纹这一项手段来证明自己，随着科学技术的发展，人们已经能够熟练的应用于生活之中。
（三）指纹算法的步骤
指纹验证技术中最为关键的就是指纹的验证算法，越好的算法它能够提升识别的正确率和效率。指纹的验证算法一共分为好几个方面，指纹图案的模式处理、指纹图案的独特点提取和匹配。这其中有很多细微的计算决定着大局，具体如下图所示
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图（11）指纹算法流程
（四）指纹图案处理的步骤
指纹图像的处理的过程是将传感器采集到的指纹信息来进行修复、增加清晰度等。它的主要作用是使图像整体的的质量得到提高，将明显的图案模糊处进行连接，对指纹的纹路进行还原来减少识别出错，这样可以获得更加清除的指纹图案来确定下一步的操作。主要的步骤如下图所展示
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图（12）指纹图像预处理过程
（五）指纹图案提取.
Steam32指纹系统的提取的过程是对已经处理好的图像进行了修改、特征的提取和去伪等操作。通过对图案的提取来确定好指纹的所有细小甚微的地方，而且还可以发掘有些无法读取的地方，只有如此才能给以后的指纹匹配提供便利。
（六）指纹图案匹配
指纹图案的匹配是指纹验证技术中不可或缺的一部分，只有了解了指纹的各种类型和坐标等特点来辨认这是否是同一个人的指纹，具体流程如图所示
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图（13）特征点匹配流程
基于steam32下的指纹系统，我通过对指纹图案的处理，进行了细化后再采集指纹的特征，使用VC++来进行指纹算法的实验，然后再搭载在steam32上运行。
（七）总体内容的表述
本文在介绍硬件的基础上，进行指纹验证算法，对常见的指纹验证算法进行了收集和应用。在此基础上，研究系统的指纹识别算法和其他硬件软件的设计，然后利用C语言在电脑上得到指纹运算的结果。最后在把这个算法导入进STM32的系统里，进行嵌入式系统下的运算。
第二章硬件系统设计
（一）指纹传感器的分类
指纹识别技术的重点是对于指纹图像的收集，现在目前最常见的指纹传感器种类一种有三种：
1.光学传感器
光学传感器它的原理就是利用光的反射性来收集到指纹，是目前市场上面使用的最多。而且光学传感器它还有这一定承受电压和温度的能力，并且价格便宜，所以一直很受人们的青睐。但是它也存在着一定的问题，镜片在使用之后会擦不干净会影响到使用，这样一来对对指纹的获取也有会有影响，用的时候还要有光，太局限了，不推荐使用。
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