| 标题 | 基于指纹识别的智能门控系统设计 |
| 范文 | 陈长生 摘要：该文着重介绍智能楼宇门控系统的设计方案：该系统是基于指纹识别的，既安全，又方便，而且还易于管理，相比传统的技术手段更加便捷，安全等级系数更高，降低了无法进入的风险系数。 关键词：指纹识别；指纹匹配；指纹提取；门控 中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）22-0143-02 1 概述 随着我国城市化的加速，入户安全问题愈发突出，而一套安全智能的门控系统能极大地提高业主的安全感。门控系统是随着现代科技的发展而同步迅速发展起来的，属于现代安防系统中的重要一环。它可以用来对出入口进行管控，不仅可以用在家庭安防，也可以用于公司单位的有效管理。 门控系统作为第一道安全屏障，其重要意义不言而喻。而随着现代生物仿真技术的突飞猛进，门控系统也得到了极大改善，在传统密码、钥匙等基础上升级到采用面部识别、指纹识别、虹膜识别等生物技术来进行入户管理，由于采用了生物特征，从而极大地提高了用户的体验，省去了携带钥匙、卡片等物品的麻烦，因而使门控系统得到广泛推广。 在众多生物识别技术中，指纹识别是最为方便和廉价的一种方式，既满足了不可复制性，提高了安全性，又能有效地完成入户验证，在功能上完全和那些复杂的入户验证方式相媲美。对于用户来说，也降低了成本，提高了便捷度。 2 指纹识别原理 指纹识别系统是整个智能门控系统的中枢系统，及时有效准确的识别指纹，是提高用户体验的主要方面。指纹识别主要包括四个过程：获取指纹，对指纹进行预处理，提取指纹的特征点信息和匹配指纹。简单得说就是要通过指纹仪来捕获指纹，并且滤除其中的噪声信息，并且提取出其中的特征点信息，并存储到指纹数据库中，以备检索之用，当有用户录入指纹时，则需要把提取出的特征点信息和指纹数据库中的数据进行比对，从而判断出用户的权限。 2.1 获取指纹 顾名思义，获取指纹是整个指纹识别过程的第一步。采集指纹可以通过专门的指纹采集仪来完成。它可以采用划擦式或按压式来采集指纹，也可以根据光电、压力、温度、超声波等方式来捕获指纹，更有甚者，可以直接通过扫描仪或者数码相机来捕获指纹。 完成初步采集的指纹信息数据量非常大，为了便于储存，必须要采用一些方式进行压缩，包括无损压缩和有损压缩，如JPEG等。压缩后可以存入指纹数据库，以备他时检索。 完成初步采集的指纹还要进行进一步处理，例如对指纹的方向性、指纹图像质量、指纹频率等信息要进行预处理。可以采用特定的算法对原始指纹图像进行处理，消除噪声和伪特征，凸显出指纹的纹线结构，从而可以提高指纹图像的质量，对指纹识别起到极其重要的作用。 2.2 预处理 在采集指纹的过程中，由于各种原因会给采集到的指纹图像引入噪声，比如断点等。这些噪声的存在对于提取指纹的特征信息来讲是严重的干扰，甚至会导致出现伪特征点。正是因为这样，就需要对初步采集到的指纹图像进行滤波，消除干扰噪声，提高信噪比。完成滤波后，就得到指纹的灰度图，此时还不能得到准确全面的特征点，需要对图像进行二值化，从而为后续处理打下基础。对指纹图像的预处理主要是完成对指纹图像采集中参数的诸多噪声进行滤除，提高图形的清晰度和锐度，提高获取特征点的准确率。 2.3 提取特征 指纹识别的核心工作就是提取指纹图像的特征点信息。特征点包括三角点、中心点等信息。具体来讲，就是从指纹图像中获取指纹纹线的起止点以及交叉点和汇合点等信息，信息的内容包括特征点的坐标、方向和类型等数据，而这些数据就是区分不同指纹的核心数据。 2.4 匹配指纹 智能门控的核心就是对指纹进行识别和鉴权，因此首先要对指纹进行检索匹配。也就是把现场采集到的指纹的特征点信息和从数据库检索到的指纹特征点信息进行比较，相同则通过，否则拒绝。指纹的匹配只是宏观匹配，具体还要根据指纹的细节进行精密匹配，以得分的形式，判断指纹的相似度。指纹匹配可以采用一对一的方式，也就是从指纹数据库中检索到特定用户的指纹和现场采集的指纹进行对比，优点是只需要比较一次，方便快捷；也可以采用一对多的方式，也就是把现场采集的指纹信息和指纹数据库中的所有指纹信息进行逐一比较，缺点是要比价的数据量大，效率较低。 3 门控系统 3.1 控制原理 顾名思义，指纹门控系统，指的是通过采集生物特征中的指纹信息，进行身份验证和鉴权，控制访问许可的智能安防系统模块。由于人体指纹的唯一性，因此该系统的优点突出，例如，不可复制，不可替代等。由于不需要携带烦琐的钥匙或者各种智能卡，满足了现代人类的出行需求，提高了智能家居的体验感，是现代科技发展在人类生活中的红利。 它的主要工作过程是，先输入指纹图像，然后遍历数据库，依次去检查每条数据的指纹图像与之是否匹配，若匹配成功，则在新窗口中显示用户资料：编码、姓名、照片等信息；若匹配失败，则弹出对话框，报告“未找到”，并且联系管理员。 对应框图如下图1指纹门控流程图。 3.2 门控系统总体设计 完整的指纹识别门控系统主要包括软硬件两大部分。 软件系统是整个系统的灵魂。主要通过程序实现人员和指纹信息管理、数据通信以及出入信息的日志管理等功能。而硬件系统主要完成用户的指纹采集、指纹图像的预处理和存储，指纹触发器等模块，用以完成指纹信息从采集到存储的全过程，为指纹识别准备数据源或者现场数据。 3.3 系统流程图 系统流程主要包括以下几个部分： 1） 登记 指的是用户登记录入本人信息，并确认指纹类型，之后录入本人指纹信息到指纹数据库，以备他日比对。 2） 识别 指的是当用户把手指放到门控系统的指纹采集点时，触发器产生触发信号，通知控制器，由控制器发出采集指纹命令道指纹采集仪，采集到指纹后，经过处理，提取出完整的指纹特征点信息，并与指纹数据库中的指纹进行详细比对，根据比对结果发出控制信号给电控门锁，并且把用户的操作登记到日志中。 3） 监控 指的是对用户的所有操作进行监控，通过该系统可以查看完整的操作日志，为进一步提高门禁服务质量提供参考，同时，对于不良分子也是一种威慑。 4 结束语 由于指紋信息的唯一性，采用指纹识别的智能门控系统具有较高的安全性，能够为用户提供可靠便捷的门控服务。另外结合着物联网技术，还可以通过有线或者无线的方式对门控系统进行视频或者声音、图像的监控。由于指纹门控系统不需要配置钥匙或者智能卡等鉴权工具，因此运作成本较低，极大地方便了用户，因此在生活中，得到了广泛应用。 参考文献： [1] 杨军.指纹识别系统及其应用[J].安防科技，2003（7）：37-38. [2] 张薇.指纹识别技术在门控系统中的应用[J].广东自动化信息与工程，1999（3）：13-18. [3] 万志坚，李文锋.指纹图像识别技术及其应用前景[M].交通与计算机，2003（21）：14-17. [4] 秦兆海.智能楼宇安全防范系统[M].北京：清华大学出版社，2007. 【通联编辑：梁书】 |
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