黃秀亮

（湖南信息職業(yè)技術學院 湖南 410200）

0 前言

目前已經將嵌入式結構應用到了指紋識別系統(tǒng)中，但是大部分還沒有聯(lián)網能力。有少數的指紋識別系統(tǒng)擁有聯(lián)網能力，它們大多都采用這樣的架構，前端是嵌入式平臺，PC機是服務器，以太網連接著嵌入式平臺和服務器；前段作為采集和識別指紋的平臺，指紋的存儲和管理是在服務器端進行。本文主要研究的是基于B/S結構的嵌入式指紋識別與管理終端，它采取了與嵌入式平臺/服務器架構完全不同的指紋識別系統(tǒng)架構。這個終端在完成一些基礎功能的基礎上，比如采集、識別、管理、存儲指紋等等，還可以有效的連入internet，這樣指紋信息管理者就可以經過一些步驟在任意一臺的瀏覽器中將指紋模板信息、指紋圖像信息提取出來，并且還可以有效的對指紋日志信息進行查詢。

1 總體設計

本系統(tǒng)采用的硬件平臺是基于S3C4510B微控制器，然后將cclinux操作系統(tǒng)和相關的驅動程序移植到這個終端上，編寫程序的時候就可以依據這個uclinux操作系統(tǒng)，從而有效的處理指紋。同時，還移植了支持公共網關接口的HTTP服務器軟件，這樣就可以在本系統(tǒng)終端上將Webserver的功能給提供出來，并且為了滿足internet上的瀏覽器可以訪問本終端，還編寫了相關的CGI程序。

本終端設置了多個功能模塊，比如基本的顯示模塊和鍵盤以及Webserver等，同時還包括了指紋采集、指紋識別以及指紋存儲和指紋管理等模塊。這幾個部分的控制都是由uclinux操作系統(tǒng)上的總體控制程序來完成的，互相的協(xié)調和配合，就可以有效的采集、識別、存儲以及管理指紋。用戶的信息交互功能主要是由顯示模塊和鍵盤共同完成的，顯示模塊可以向用戶展現(xiàn)指紋處理過程中的提示信息，管理員和用戶系統(tǒng)則可以借助鍵盤部分將信息輸入到系統(tǒng)中。

2 硬件結構

本系統(tǒng)的硬件結構主要包括兩個部分，一部分是指紋模塊，一部分是基于S3C4510B的硬件平臺，RS232接口可以有效的將這兩個部分連接起來。指紋模塊的功能就是采集和識別指紋；可以依據具體的情況來選擇適合的指紋模塊，只要它可以將指紋的圖像信息有效地采集起來，并且生成指紋模板，這些采集來的指紋信息往往會被儲存在模塊內部的flash中；在采集和識別指紋的時候，發(fā)布命令的工作是由串口來實現(xiàn)的。基于S3C4510B的硬件平臺包括了很多部分，比如flash、sdram、usb控制芯片、串口、以太網接口、鍵盤等等。

3 軟件結構

本終端上的軟件結構是基于uclinux操作系統(tǒng)之上，是非常層次化的，主要可以分為三個層次：驅動層、核心層、應用層；culinux的驅動層軟件位于最底層，主要包括各個方面的驅動，比如串口驅動、usb驅動、lcd驅動以及鍵盤驅動等等；uclinux操作系統(tǒng)的核心部分位于中間，最上面的是應用層軟件，基于uclinux操作系統(tǒng)編寫。應用層軟件應該包括三個方面的內容，指紋處理應用程序，CGI程序和嵌入式webserver等。軟件結構如圖1所示：

圖1 軟件結構圖

Uclinux及驅動程序的移植：因為uclinux適合的微處理器或者微控制器都不具備MMU，而S3C4510B沒有內存管理單元，因此就可以移植uclinux系統(tǒng)。本文所講的是uclinuxdist-20070130.tar.gz，因此，ISP116X主機控制器的驅動程序也附屬在內核部分，采用的USB控制器芯片是ISP1161AI。在對uclinux操作系統(tǒng)進行移植的時候，首先應該對內核中的相關部分進行修改，修改的依據是硬件平臺中配置的具體情況。然后對主機控制器驅動程序進行修改，修改時要嚴格依據ISP1161AI和S3C4510B之間的連接情況，要依據點陣式LCD和鍵盤的硬件連接來對字符型LCD驅動程序和字符型鍵盤驅動程序來進行編寫。串口驅動是不需要進行修改的。在對uclinux內核進行編譯的時候，需要對可能需要的驅動程序和應用程序進行選中；還需要選中USB mass storage support和scsi disk support，這是為了對U盤進行支持。Uclinux內核等到編譯成功后就可以有效的存儲U盤。

嵌入式Webserver的移植及CGI程序的編寫：在uclinux操作下同下，主要提供了heepd boa thttpd三個webserver；httpd是最簡單的webserver，因此具有最弱的功能。而thttpd和boa具有比較完善的功能，并且支持認證和CGI。根據本系統(tǒng)的特點，選擇植入的嵌入式系統(tǒng)是boa，boa作為一項單任務的webserver，具有十分開放的源代碼，并且具有比較高的性能。要想在culinux下對boa進行實現(xiàn)，就需要配置和修改boa，比如它的新建目錄，指定webserver的根目錄路徑以及對boa.conf文件進行修改等等。CGI是一種通用接口標準，它可以有效的交互外部擴展應用程序與webserver,CGI在webserver上運行的，從而將一個執(zhí)行外部程序的通道提供給webserver。因為uclinux可以有效的支持C語言，并且C語言平臺具有無關性，且高效簡潔的代碼，那么在編寫CGI程序的時候就選擇了C語言。只要對CGI的應用程序進行了編寫，并且將嵌入式webserver移植之后，指紋信息管理者在訪問本終端時就可以通過internet上的瀏覽器。這樣指紋信息的管理者在向本終端發(fā)送HTTP請求的時候，就可以通過瀏覽器來進行；并且還可以有效的將指紋模板信息和指紋圖像信息給提取出來，還可以查詢指紋日志信息。

指紋識別：在識別時，還可以同時在另一個自建數據庫中建立相關的日志信息。如果指紋模板的數量在500以內，那么就可以采用“最近最多使用算法”，這樣可以大大的提高識別時間。應用程序要想處理指紋，首先應該做的就是對硬件進行初始化，比如設置指紋模塊的波特率、設置安全級別、初始化點陣式LCD、掛載U盤等等；然后將U盤中的指紋模板給調入到嵌入式平臺中的SDRAM中，然后就可以有效的在數組中存儲。完成了初始化工作之后，就可以處理指紋。

4 結語

本終端采用了小型化的嵌入式系統(tǒng)，并且在低廉價格的基礎上，還擁有比較高的性能，從而有效的識別和管理指紋。在嵌入式指紋平臺中應用B/S結構，這樣訪問本終端的時候，就可以利用IP地址來實現(xiàn)。本設計可以有效的動態(tài)管理指紋終端，并且不需要配置相關的服務器。本文簡要介紹了基于B/s結構的嵌入式指紋識別及管理終端的總體設計、硬件結構以及軟件結構，希望可以提供一些有價值的參考意見。

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[3]王京.B/S結構指紋考勤管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].軟件導刊，2011,2（11）：45-47.