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基于ADSP的指纹锁系统设计与实现

作　者: 石怀彬
导　师: 解梅
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 指纹识别 ADSP Visual DSP++ VDK
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着信息化进程的加快,人们对身份认证的要求越来越高。而生物识别认证因为其稳定性、可靠性、准确性,得到越来越多的人的重视。指纹识别技术作为最早应用的生物识别认证技术,有着较为成熟的技术得到越来越多应用。本文提出的基于ADSP的指纹锁系统是指纹识别技术在嵌入式领域中的应用。通常,指纹处理嵌入式系统都是由核心处理器配合逻辑芯片以及一些的系统外设来实现,有的是连接电脑,使用电脑对系统进行控制。有的则是脱离电脑的束缚,而直接在系统中处理存储指纹数据。两者在指纹匹配时都是对存储的指纹进行遍历,以找出需要指纹。核心处理器一般为DSP或者ARM,逻辑芯片主要是指FPGA和CPLD等,系统外设外部存储设备、通信接口、以及指纹获取设备等。本文采用的是ADI公司出产的一款主频为400MHz的16位定点处理器ADSP-BF531,来实现指纹的采集、注册、匹配和密码管理等功能,采用SDRAM和FLASH来扩展程序处理和外部存储空间。本文主要工作如下1)参与完成了基于TI公司的TMS320VC5510为核心的指纹处理的底层驱动(主要是液晶显示和UART模块)开发和指纹处理算法的移植,对程序做了相关优化。2)完成的一款低功耗,高性能的指纹锁系统的硬件设计与实现。硬件主要由核心处理模块,电源模块、存储器模块(包括SDRAM和FLASH)、指纹采集模块、人机交互模块(包括键盘和LCD显示)、UART通信模块和指纹锁模块3)对系统应用程序的设计。在VDK中对系统的构架进行设置,添加了多个任务线程通过线程实现对硬件模块的调用,来实现指纹采集、注册、匹配和密码管理等功能。最终,本系统可实现高效、快速的指纹识别,可脱机实现指纹图像的采集、注册、匹配以及相应的密码管理功能,同时可以对处理结果进行实时显示的功能。系统的软硬件设计便于进行二次开发,同时可对系统外设进行进一步完善。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 引言  10
  1.2 生物识别技术概述  10-11
  1.3 指纹识别技术  11-12
  1.4 指纹识别技术的现状及前景  12-13
  1.5 论文工作简介及章节安排  13-14
第二章 嵌入式自动指纹识别系统  14-18
  2.1 指纹识别的基本原理  14-15
  2.2 指纹处理的基本步骤  15-16
  2.3 自动指纹识别系统  16
  2.4 嵌入式指纹识别系统  16-17
  2.5 本章小节  17-18
第三章 系统硬件平台的设计  18-51
  3.1 核心处理模块  19-22
    3.1.1 DSP 芯片的特点  19-20
    3.1.2 DSP 芯片的分类  20-21
    3.1.3 ADI 公司DSP 简介  21-22
  3.2 电源模块  22-24
    3.2.1 电源产生模块  22-24
    3.2.2 电源转换模块  24
  3.3 存储器模块设计  24-29
    3.3.1 SDRAM 与DSP 的硬件接口设计  25-26
    3.3.2 FLASH 与 DSP 硬件接口设计  26-29
  3.4 指纹传感器模块  29-35
    3.4.1 指纹传感器简介  29-30
    3.4.2 AT77C104B 指纹传感器介绍  30-31
    3.4.3 指纹传感器与DSP 的硬件连接接口  31-32
    3.4.4 指纹传感器初始化和图像采集流程设计  32-35
  3.5 UART 接口模块设计  35-38
    3.5.1 UART 协议简介  35-36
    3.5.2 UART 电路原理图和流程设计  36-38
  3.6 人机交互模块  38-46
    3.6.1 液晶显示模块  38-43
    3.6.2 键盘模块  43-46
  3.7 电子锁控制模块  46-47
  3.8 电路板制作与调试经验  47-50
    3.8.1 电路图绘制和电路板的制作  47-50
    3.8.2 电路板调试  50
  3.9 本章小结  50-51
第四章 应用程序设计  51-75
  4.1 Visual DSP++ 集成开发环境  51-52
  4.2 操作系统VDK 简介  52-57
    4.2.1 嵌入式操作系统简介  52-53
    4.2.2 常见嵌入式操作系统  53
    4.2.3 VDK 介绍及设置  53-57
  4.3 系统内存定位与分配  57-58
  4.4 系统线程划分同步与通信  58-66
    4.4.1 任务分解  58-59
    4.4.2 系统任务流程  59
    4.4.3 系统任务间的通信  59-62
    4.4.4 任务的具体实现  62-66
  4.5 算法的移植与优化  66-69
    4.5.1 算法的移植  66-67
    4.5.2 算法的优化  67-69
  4.6 系统引导和初始化  69-71
    4.6.1 系统FLASH 上电自举  69-70
    4.6.2 系统初始化  70-71
  4.7 系统测试  71-74
    4.7.1 系统整体测试  71-73
    4.7.2 系统测试结果  73-74
  4.8 本章小结  74-75
第五章 总结与展望  75-77
  5.1 总结  75-76
  5.2 展望  76-77
致谢  77-78
参考文献  78-80
附录 系统PCB 及实物图  80-81
硕士研究生期间取得的研究成果  81-82

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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