指纹技术论文范例(3篇)
指纹技术论文范文
【关键词】单片机门禁系统指纹识别硬件设计
随着人们对生活品质追求的逐步提高，人们门禁系统安全也就提出了更高的要求，指纹识别技术因其具有极高的安全性和便利性，而被在越来越多的小区门禁系统中采用，而具有指纹识别技术的门禁系统安全性极高、简易方便。在门禁系统中引入单片机，更是使门禁系统变得功能实用、成本低廉。
一、单片机的指纹门禁系统的功能描述
本单片机的指纹门禁系统以单片机为基础，运用指纹识别技术提高安全性和便利性。作为指纹门禁系统，指纹开始是其首要的功能。用户的指纹就是该系统的钥匙，通过预存在该系统中的指纹数据，用户只需用指纹就可以打开房门。用指纹开锁的前提是该系统的指纹库里提前录制指纹信息，预先在系统中建立档案，系统将信息进行存储。如果要除去该用户的使用权的话，则需要对系统中的指纹信息进行删除。由于一个门禁系统的用户主不用，系统管理者对用户权限的要求肯定不一样，这就要求指纹可以进行方便有效的管理，分级管理则是这样的一种措施。
用户通过指纹对指纹门禁系统进行开锁之后，会在系统中留下记录，方便系统管理者查询管理。为了应对系统中的突发应急情况：比如说用户手指被划伤、识别装置无法录入指纹等，引入密码应急开锁，可以在发生突发状况时，打开门禁系统。当电量不足时，系统的提示模块会提前发出警示信号，提醒用户补充电量。
二、单片机的指纹门禁系统的硬件设计
该单片机的指纹门禁系统的硬件部门主体为单片机，各部分分为：指纹采集模块、处理器模块、显示模块、供电模块、存储模块、计时模块、电压监测模块、输入模块，电控锁模K。
指纹采集识别模块：运用指纹传感器采集指纹信息，对指纹信息进行录入；处理器模块：单片机处理器对数据进行对比分析处理；显示模块：采用LED晶体管显示器；存储模块：用来存储指纹数据、密码、记录等信息，断电后数据不会丢失；计时模块：采用时钟/日历芯片，用于计时，并且累计；电压监测模块：选用三端口的低电压比较器进行检测；输入模块：采用4X4矩阵键盘控制电平变化；电控锁模块：包括直流电机、控制电路和减速机，直接控制门禁系统的机械动作。因为指纹识别模块是独立的，所以其与外部通信就需要接口来实现，RS232接口则是完成命令传输、参数传输的接口。
I2C总线是兼容性非常好的芯片，I2C总线利用双行线SDA线和SCl线传递芯片与模块间的信息。I2C总线串行E2PROMCAT24WC02。由于I2C总线具有多主总线的特性，所以不论是单接收的器件还是多接收的器件都可以对I2C总线进行控制。
三单片机的指纹门禁系统的软件设计
系统主程序设计：（1）开始系统初始化测试指纹识别模块正常工作确定门状态读取时钟芯片显示时间进入掉电状态唤醒重复流程；（2）开始系统初始化测试指纹识别模块工作异常显示错误信息更正确定门状态读取时钟芯片显示时间进入掉电状态单片机的指纹门禁系统的软件设计唤醒重复流程。
应急密码开门程序：（1）开始禁止输入判断是否到解禁时间试开次数/警告提示退出；（2）开始输入密码密码正确开门记录开门时间退出；（3）开始输入密码密码错误试开次数是否达到五次/试开次数+1计算存储解禁时间退出。
四、总结
本文从基于单片机的角度出发，主要从单片机的指纹门禁系统的功能描述、单片机的指纹门禁系统的硬件设计、单片机的指纹门禁系统的软件设计、单片机的指纹门禁系统的功耗解决方案四个方面进行了设计论述，结合指纹识别技术和硬件电路设计来对单片机的指纹门禁系统进行了简要的设计研究。
参考文献
[1]杨世恩.智能电子门禁系统研究与设计[J].通信技术，2011，44（5）：68-70.
[2]李广弟，朱月秀，冷祖祁.单片机基础[M].北京：北京航天航空大学出版社，2007.
指纹技术论文范文篇2
中国青铜镜的范铸技术发展是与当时的科学技术以及文化艺术同步的。青铜镜一般都是两个面,正面较平,是磨光了映照用的面,背面为纹饰面,是起装饰作用的面。社会意识形态决定着人们的价值取向,各个历史时期的意识形态都不相同,因此各个历史时期的纹饰都不一样。所以,一般以纹饰面为依据来判断铜镜的时代。当时有什么样的科学技术,就会体现在当时的青铜产品上。当时有什么样的文化艺术甚至意识形态,也同样会体现在当时的青铜产品上。
春秋战国以前,青铜器的表面纹饰多是在范面手工制作的,这种工艺思想也与时代同步被带到了铜镜纹饰的制作中。因此,在春秋以前的铜镜背纹中,几乎都体现了凸起的不规则纹饰。战国时期的青铜器纹饰,绝大多数采用了单元纹饰范拚兑技术,使得在战国青铜器表面纹饰中,常能见到方形或长方形的格子线。而这种纹饰的制作技术,也同步被应用到青铜镜纹饰的制作中。所以,在战国青铜镜的背纹中,常常可以看到地纹中有方形或长方形的格子线。
西汉以后,青铜时代早已彻底结束,制作青铜器纹饰的技术也基本随着青铜时代结束。西汉社会铸造量最大的铸件是在全国流通的钱币。由于西汉以后再也没有了战国以前的纹饰制作技术,西汉的纹饰包括铭文的制作都与战国前的范铸工艺不一样。最明显的特征是:战国前的青铜器铭文多是阴文,而在西汉后的铜镜上基本都是阳文。与铜镜一样,除王莽的一刀平五千需要错金而铸成阴文铭外,其余钱币皆铸的是阳文铭。钱币制模设计的主流工艺,是采用圆规制图的设计技术。所以,圆规制图技术也被同步应用到了西汉铜镜的背纹中,成为当时以几何造形为主的纹饰。如文景至武帝时期的日光镜、昭明镜、草叶纹镜、星云镜等,皆是采用了圆规技术设计制作的模。
王莽时期,其货币政策虽然是失败的,但其钱币的铸造质量却较高。如王莽的“六泉十布”,都是公认的好,钱纹清楚;又如“大布黄千”字体一丝不苟。铜镜的纹饰就是在这个时期从简单的几何造形,逐渐过渡发展到了线雕纹饰。如四虺镜、四乳纹带镜等,其中最具典型意义的就是四神博局镜。在四神博局镜的背纹中,我们不但可以看到圆规制模技术留下的特征,更可看到中国古老的传统文化在镜背纹饰中的体现。下面,就四神博局镜纹饰中的制图技术以及与中国传统文化的结合进行论述。
四神博局镜在民间一直被称之为规矩镜,是因为镜背纹饰中有TVL纹饰。其中V纹及L纹,完全可以看作是规和矩的形状。规和矩,本是两种不同的仪器。规,就是今天画圆用的圆规;矩,即是今天的角尺。但这两件仪器上古的人们就已经在使用,并非现代的发明。“没有规矩,不成方圆,”这早已是中国人用来形容做事情要遵循章法的常用语。生活在战国早期的墨翟,在《墨子》中曰:“天下从事者,不可以无法仪。无法仪而其事能成者,无有也。虽至士之为将相者,皆有法。虽至百工从事者,亦皆有法。百工为方以矩,为圆以规,……”。司马迁曰:“人道经纬万端,规矩无所不贯,……。”墨子在这里告诉我们,做方形器物需要用矩测量,画圆形需要使用规。如果没有这些仪器,要想做成这些事情是不可能的。而司马迁所说的“规矩”,显然不是指规和矩这两样工具,已经将“规矩”的含义演化成人们的意识形态,即人们在农业的劳作中必须遵守节令,在生活中需要遵守各种法令,在生产中需要遵守各种规章制度,在技术操作中需要遵守各种工艺流程等等,诸如这些都可以称之为“规矩”。这就不难理解在四神博局镜的制模过程中,既采用了圆规技术进行了机械制图,又按照意识形态的规矩,将传统文化中的四神、五行及十二支进行了配置、定位与布局。
图1为鄂州一位杨先生收藏的一枚普通的四神博局镜,此镜黑色泛绿。可看到此镜为半圆钮,圆形钮座,钮座外有小方框。框外为十二支铭文间以十二个乳钉,铭文外为大方框。V形纹饰的角与大方框的角对立。以V形纹饰将镜背分为四区:左区的主纹为青龙,代表着东方;右区的主纹为白虎,代表着西方;上区的主纹为朱雀,代表南方;下区的主纹为玄武,即蛇缠龟的形象,代表着北方。纹饰区外为铭文带,其铭曰:尚方作镜真大巧,上有山人不知老,渴饮玉泉饥食枣,乐未央。其中“山”字应是“仙”的减笔。铭文带外为一周辐射线纹,镜缘上有二周锯齿纹间一周复线纹。在十二支中,“子”属北,“午”属南,“卯”属东,“酉”属西。而在此镜纹饰中,我们可以看到卯、午、酉、子都分别处在东、南、西、北四个正位。在方位中,东方属木、南方属火、西方属金、北方属水、中央属土。中国处在北半球,人们多是看到太阳在南方。天下万物多离不开阳光,所以,自古以来中国就形成了坐北朝南的概念。甲乙丙丁等为天干,金木水火土为五行。如果用天干配五行,就会形成东方甲乙木配青龙,南方丙丁火配朱雀,西方庚辛金配白虎,北方壬癸水配玄武,中央戊巳土。因为人们无法生活在金木水火中,只能生活在土地上,所以在东汉的博局镜中,常能见到“子孙备具居中央”的铭文。我们可以把这个铜镜的纹饰理解成天下,那么镜钮就是大地的中心,人们站在大地上,就会看到前朱雀后玄武、左青龙右白虎的地理方位。这早已成为中国传统文化中的一个概念。在西安城中,朱雀大街就是南大街,而唐初秦王发动的玄武门,就是今天的北门。铭文中的“尚方”属于汉代的一个官方机构,凡真正尚方铸造的四神博局镜,其钮孔多是朝着铭文中的午与子,即南北方向形成子午线。再看镜缘是圆形,似乎说明四天地运行周而复始没有穷尽。在这小小的神博局镜的纹饰中,我们既可以看到天圆地方说,又可以看到干支地支与四神的配合,是严格按传统文化的概念设计配置的纹饰。四神博局镜的纹饰如此规整,其模是怎样制作出来的呢?显然靠手工绘画设计是无法做到的,应该是用圆规进行设计。我们可以看到,在四神博局镜的纹饰中,凡对称的乳钉,与钮都是等距离及等角度,这是手工绘画做不到的。如果采用圆规机械制图则是不成问题的。图2为我们采用圆规绘制的四神博局镜图,对于手工无法完成的设计,圆规制图就简单多了,可以绘制得较为规整,并可将方框、20个乳钉及12个TVL纹都准确定位。
西汉镜留下了许多圆规痕迹,为证明四神博局镜的纹饰也是用圆规设计制图,除用圆规绘制出四神博局镜的图外,还需要在东汉的四神博局镜纹饰中找到绘图的痕迹,才能说明问题。经对大量博局镜进行观察,发现在一些同类镜的纹饰中,可以找到一些圆规留下的痕迹。但这些痕迹都相对较少,大多是在作模后被打磨掉了,留下的痕迹很少,拍成图片也不足以说明问题。后在黄石市收藏家杜博先生处,找到了一枚禽兽博局镜,其镜背纹饰中留下了相对明显的圆规制图痕迹。从正面看,这些痕迹是不容易发现的,需要将镜背纹饰倾斜些方向,才能看得相对清楚。
图3是杜博先生的藏镜,此镜通体黑漆古,圆形钮,柿蒂纹钮座。大方框外的四角,都与V纹的角对立,将纹饰分为四区,每区中铸有两个禽兽,都被L及T纹隔开,每个T纹的两侧分别铸一个乳钉。纹饰区外一周为铭文带,其铭曰:尚方作镜真大巧,上有山人不知老,口口。铭文有减笔及反字,铭文带外一周为辐射纹。镜缘为二周锯齿纹间复线纹一周。
与前述四神博局镜相比,此镜的纹饰区里少了玄武。铭文带中虽然铸有“尚方”,显然不是尚方造的镜。如这种铸有“尚方”铭而并非尚方铸造的铜镜,在出土的东汉博局镜中不在少数,显然为当时的民间铸造。制作镜模的工匠对传统文化的理解不可能都是同一个水平,在纹饰的设计上就可看出高低。制作镜模涉及到三个问题:其一,圆规技术的应用;其二,纹饰的设计;其三,雕刻纹饰。但不论对传统文化的理解多少,不论雕刻技术如何,采用圆规机械制图技术都是必不可少的。否则,就制作不出规整的博局镜。相比之下,圆规制图技术应该是最简单最容易掌握的技术。所以,不论纹饰的设计怎么样,也不论雕刻的技术怎么样,其圆规制图的原理都应是一样的。
此镜的纹饰中虽然少了玄武,但此镜的纹饰布局仍然是规整的,说明此镜的模同样是采用了圆规机械制图技术制作的。在此镜纹饰区中,就可看到制模时留下的圆规制图痕迹。图4为此镜的局部,凡白色箭头所指之处,皆可看到明显的凸线。这些凸线的结构,与我们绘制的四神博局镜的线图是完全一样的原理。所看到的三排横向凸线,是为设计T及L纹留下的。看镜背纹饰,虽然属于线雕,但可清楚看到凸起的纹饰是上面窄下面宽。如果观察这种镜体的断面,可看到其纹饰的断面基本呈三角形。这些现象说明,纹饰是在阴模上用刀具向下刻制出来的。其阴模的材料,可以是泥料,亦可以是滑石料,因为西汉时期大量使用了滑石料制作钱范。雕刻往往都是向下挖,这就应该可以理解凸起的圆规线,也是在阴模上画出的阴线,翻成阳模后就成为凸起的细线。应该是先用圆规设计纹饰的定位,再行雕刻。将纹饰刻制成这样的几何形状有两个好处,其一是纹饰斜度大,便于雕刻;其二是由于刻出的纹饰斜度大,既便于翻阳模,也便于在阳模上翻范。
图5为此镜的另一处局部,可看到大方框的一角对着一个V形纹饰的角。两个相向的白色箭头所指的线,为大十字线通过大方框的角,与V形纹饰贯通。还可看到四个同向白色箭头所指为同一条弧线,与大十字线行成交点。这两条线应该是给镜背四个V纹角的定位线,其交点就是V形纹的外角处。
在以上二镜的纹饰中,TVL纹的名称,是西方学者的命名,中国人则多将其称之为规矩纹,因其中的V可以看作是规,L纹可以看作是矩,T纹则被有些学者推测为大地的门户。因此,民间一直将此镜种称之为“规矩镜”,是有道理的。学界之所以称其为“博局镜”,是因为在战国、秦及汉的墓葬中,发掘出土了许多当时用的筹码以及博盘,其盘上都画有这种博局纹,其布局与博局镜上的博局一样。因此,将此镜种称之为“博局镜”,是有考古依据的。
指纹技术论文范文
关键词：指纹识别身份认证应用
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0004-01
从目前国内外的安全密钥系统来看，安全级别最高的就应该是生物识别。而在生物识别中，价格便宜、可靠、实用、方便、不会侵犯到人生自由的应该是纹识别技术，这也是最有应用前景和最有典型代表性的一种生物识别技术。指纹具有随身携带、终身不变、各不相同的特点，目前已经被广泛地在许多领域，如证券、金融、公安等领域进行应用。我们以养老金为例，在过去常常会出现有超期领取、冒领、错领养老金的行为，造成了国家财产的巨大损失。为了有效地规范管理养老保险金，我们可以将传统领取养老金的方式进行改变，使用身份指纹认证系统。只需要领取者轻轻地将指纹捺印在指纹采集仪上，就能够在不到1秒的时间内对其身份的真实性进行自动识别。本文就指纹识别技术在身份认证中的应用与研究进行探讨。
1传统身份认证与指纹技术认证的比较
生活中如密码+用户名的口令及信物是传统身份的鉴定方法，不过有时候身份容易被他人冒充或取代，主要是由于借助体外物，证明身份的标识物品和口令可能被盗或遗忘。这种认证方式非常不安全，其很容易被人看到和猜测，或者被黑客等手段攻破。指纹识别技术就是利用了人类指纹的唯一性这一特征，相对于传统的IC卡“ID+密码”、等传统的身份识别手段，其具有唯一性、不变性、防伪性能好、不会丢失、不会遗忘和使用方便等优点。由于它不用对图象中所有的点进行邻域的条件检测，同时对纹线也是有选择性地跟踪一些点，因此无论在细化速度或者在抗噪性方面纹线细化算法都比其它细化算法好，因而执行速度相对较快。
2指纹识别的原理
（1）指纹特征提取。实际上就是分析指纹的图案，而后再将指纹上局部特征和总体特征的值提取出来处理，然后将这些指纹特征值构造成一个数字模板，从而完成指纹的特征分析。这些值包含各种纹形特征值和类型值、特征点的和各组特征点。
（2）指纹特征匹配。指分析比对公安机关指纹库中的指纹模板和目前正在待验证的指纹的过程。比对是结合总体特征和局部特征两个方面，按照模式识别的原理进行的，如果达到预设的阈值则为两者匹配，否则不匹配。比对数据、保存数据、提取特征、读取指纹图像是指纹识别技术的四个主要功能。这种方法会产生大约490个数据，因为一般手指上平均具有70个节点。我们将此数据称为模板。我们对比分析计算两个指纹的模板，同时基于计算机模糊比较原则，将二者之间的相似度精确地计算出来，这样一来，就能够准确地得到两个指纹的匹配的结果。
由于指纹图象中主要是相互交替的脊线和谷线，可以根据指纹图象在二值化以后的指纹图象中主要是为连续或不连续的纹线的进行细化，也就是线跟踪算法。它的设计思想主要是：首先要设置16个跟踪方向，这样每一次在9个方向上跟踪纹线上的点，一直到遇见跟踪步数超过所给得阈值或背景点为止。然后用跟踪的最长步数作为半径做一个圆，这样纹线最少会被此圆切下一段圆弧，取和跟踪方向最贴近的弧中点作为终点，然后在终点与该段跟踪的起点之间连接一条线段，于是该直线段就作为此段纹线细化后的结果。重复执行这样的过程，直到此纹线结束，或者是满足其他设定的条件。从该端点返回以及对纹线再进行一遍细化，这样将细化完的纹线的部分变为背景象素，这样是为了避免纹线细化时产生反转。
3指纹识别在身份认证中的应用
近几年来，随着微型计算机和光电技术的快速发展，指纹图像的采集和处理逐渐成为可能，这为自动指纹识别技术的发展打下了了深厚的基础。指纹识别技术日渐成熟，在民用和刑事侦察用方面非常广泛。民用方面如驾驶员指纹管理系统、指纹一体化锁、指纹考勤机、证券交易指纹系统等。现在，大部分的指纹认证系统和指纹识别产品的设计、生产一般都是按照以下两种模式来进行的。
3.1联机式
为了有效地提高网上信息的安全性，首先指纹特征数据可在计算机网络上进行传输和验证，然后通过指纹识别技术，限定指定的人才能访问相关的信息。这种指纹识别身份技术的使用为一系列网络商业行为如电子商务、网上贸易、网上银行等提供了较强的安全保障。为了保证指纹特征值不被非法用户所获得，在联机式的指纹认证系统中，一般采用数字签名技术来加以保障。
3.2单机式
个人的指纹可以通过指纹输入设备来进行高效采集，同时对比分析指纹库中已注册指纹，若两者相匹配，则比对成功，否则比对失败。不过这种模式一般多用于如指纹保险柜、考勤机、指纹锁等低端设备。其中将指纹识别技术同IC卡结合起来的应用是目前最有前景之一的产品。
参考文献
[1]颜晶晶，康振华.DSA数字签名技术及其在JAVA中的实现[J].中国现代教育装备，2006（6）：116-119.
[2]赵亮.基于指纹识别的生物特征身份认证技术研究与实现[J].科学技术与工程，2006（8）：105-109.