..图书馆指纹门禁系统的设计与实现摘要：针对目前“图书馆门禁系统的便捷性和安全性不足”的问题，提出一种基于BR8220芯片及内嵌GC0307的指纹传感器实现图书馆门禁系统的设计方案。在指纹识别算法方面，采用了eAlg指纹算法。研究结果表明，该系统使用更方便，识别更精确可靠，总体性能满足了设计要求。关键词：指纹门禁系统；BR8220；指纹识别算法；指纹传感器中图分类号：TP316文献标识码：A文章编号：2095-1302（2015）03-00-030引言图书馆门禁系统是图书馆安全防范系统的重要部分[1]。目前，图书馆门禁系统多采用IC卡，由于技术本身的缺陷，其安全性和便捷性越来越不能满足人们的要求。IC卡识别系统存在识卡不识人、易弯折损坏、携带不方便和易丢失等安全和便捷问题[2]。故本文提出了一种高安全和便捷性的指纹门禁系统。指纹识别技术是一种应用比较成熟的生物识别技术。鉴于人指纹的唯一性，长期固定性，各指指纹的差异性以及存储的是指纹特征值而非指纹图像本身，这些保证了其高安全..性，而其易采集性保证了其便捷性[3]。本研究设计实现一种基于BR8220[4]图书馆指纹门禁系统，通过内嵌GC0307[5]的指纹传感器采集指纹图像数据，将采集到的数据上传至主控芯片，通过指纹算法（eAlg）处理指纹数据和实现指纹识别匹配。该设计通过将BR8220作为主控芯片，引用eAlg算法，提高了系统性价比。同时结合编程实现了与PC机间的以太网通信。该研究设计提高了图书馆门禁系统的安全性和便捷性，通过以太网与电脑通信保证了采集指纹的无上限及大容量指纹匹配的高效性。1系统的硬件设计1.1结构组成及特点本研究采用ARC600内核的32位处理器BR8220作为主控制器[10]，此芯片采用RISC处理器内核，内嵌128KBSRAM，支持以太网MAC的RMII接口，内嵌一个专用于从片外CMOS光学传感器采集指纹图像的专用接口，支持USB2.0FSHost/Device接口，高速串行FLASH接口，3个可配置为SPI/I2C/UART的异步串口，最大可外扩16MB的SDRAM/SRAM的16位数据和24地址线的异步并行接口等。典型工作频率128MHz，支持多种DSP专用指令，运算速度快，体积小，成本低等优点，在指纹识别方面具有很高的实用性。图书馆门禁系统结构功能框图如图1所示。..图1系统硬件框图系统硬件主要包括：电源模块、CMOS光学传感指纹采集模块、指纹数据存储模块（SRAM和SDRAM）、指纹程序及指纹模板存储模块（FLASH）、UART模块、USB2.0模块、指纹图像算法处理模块、IC卡、以太网MAC模块及LCD显示模块等。具体工作流程如下：系统通过USB供给5V电源，通过转换芯片ASM117-3.3转换为3.3V稳压电源给主控芯片，串行FLASH，同步并口SDRAM，TFT-LCD液晶模块及传感器等模块供电。系统上电后，BR8220先进行系统复位和初始化传感器GC0307，液晶显示器，外部FLASH，SDRAM，IP101ALF等外设，然后光学指纹传感器采集指纹图像，通过I2C接口同BR8220的最小系统通信，将采集到的指纹图像通过并口发给并保存到SRAM中，主控芯片通过各种算法实现对图像的预处理，特征值提取和指纹匹配，最后实现指纹识别功能。在此过程中，同时在320*240的液晶显示器ILI9320[6]显示采集到的指纹图像匹配者的相关提示信息，如权限，姓名，学号等。另外，PC机同BR8220间可通过异步串口通信（UART）将指纹图片等信息发送给PC机显示，这部分显示的图像是采集后经过处理的指纹图像，其大小在73KB左右。为了存储3000枚的指纹模板及程序等信息，这里采用了外扩一块支持SPI串..行通信[7]的8MB的W25Q64FLASH芯片，模板及程序都存在此模块中。为了加强其处理能力，如液晶显示及指纹匹配速度，这里外扩了一块容量为16MB的IS45S16800E的SDRAM[8]，这块SDRAM在指纹匹配时先将FLASH中的指纹模板调到其中，以便加快匹配速度达到MS级。为了考虑兼容性问题，这里还是挂载了IC模块，IC卡内可存储3枚指纹模板，在第一次刷卡时，将卡内指纹模板加载到系统中，此部分在以后可以移除。为了实现指纹枚数的无上限性，采用了TCP协议[9]，利用MAC接口挂载了一块IP101ALF芯片，实现同电脑的网络通信。通过C语言在MetawareIDE环境下编写程序[10]，经过调试实现功能。1.2指纹采集电路设计采集指纹图像的好坏对于识别功...