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指纹识别传感器电路设计解析—电路图天天读(310)

作者:dolphin时间:2017-04-10

  随着生物特征识别技术的快速发展,指纹识别技术广泛进入人们的生活领域。

  图1为提出的多传感器指纹验证系统框架图。首先,通过光学和电容传感器采集用户的指纹图像。然后,对图像进行预处理和分别提取两类传感器采集的指纹图像的特征,基于细节点的匹配算法被分别应用到光学和电容细节点集,因此,有2个匹配分数,并使用融合规则融合这些分数。

  

  图1多指纹传感器验证系统框架图

  指纹传感器的类型和工作原理

  由于当今指纹传感器规格很多,但是,至今仍然没有一个恰当和统一的协议和标准。目前,市场上现有的传感器主要有光学传感器和电容式传感器两类。

  图2:系统硬件框图

  1)算法处理模块用于移植上位机验证通过的可靠指纹识别算法,其主要功能:通过CPLD存取传感器采集的指纹图像;并对图像数据进行处理,作出图像识别的最终结论;管理外部存储器SDRAM和DATA Flash;与控制驱动模块通讯等。

  2)指纹采集模块集合了指纹传感器和采集控制电路,按照预先设定的采集参数,负责实时采集指纹图像,并通过相应的接口将图像数据传输至算法处理核心模块。

  3)电源管理模块为整体系统供电,该系统设计的硬件平台有3组供电电压:外围机械电机驱动为5 V,底层控制模块的电压和DSP的外核电压同为3.3 V,DSP的内核电压为1.8 V。

  4)底层控制模块包括控制器MCU、LED指示灯、指纹锁键盘、电机和逻辑控制器CPLD等外同电路,与指纹产品的中间构件相配套,设计上层构件——指纹锁。

  5)存储器模块包括外部SDRAM和外扩DATA Flash,前者用于存储临时比对的图像和一些变量,后者用于保存指纹特征库和DSP的BootLoa-der启动程序。

  采集图像传感器

  指纹传感器是通过光学扫描、晶体热敏、晶体电容等3种主要传感原理采集指纹图像。衡量一个传感器的质量主要有:成像质量、手指适应能力、采集速度、电气特性、硬件接口能力、SDK能力、附加功能。根据成像原理不同。广泛使用的指纹传感器类型有光学、电感式、电容式以及压感式等。其中,CMOS光学传感器具有无畸变、指纹图像清晰、对比度高的特点,对质量较差指纹具有良好的校正和容错性能,在使用寿命上百万次无变化。

  

  图3:指纹图像预处理步骤



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