基于树莓派指纹识别门禁系统设计和实现,本文是一篇关于指纹识别论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
指纹识别论文参考文献：
摘 要：本文综述了指纹识别技术,系统地分析了将树莓派、手机APP、门锁结合的设计和实现方法,最后就这种门禁系统的发展趋势进行了讨论.在不改变现有门锁结构的前提下,通过软件、硬件的高度结合,研究开发一套基于树莓派的指纹识别门禁系统,高效匹配指纹库控制开关门,实时检测门锁状态并通过手机APP向用户报告门锁信息和警报信息,从而实现实时的计算机警戒,大大增强门锁的安全性.
关键词：树莓派；指纹识别；门禁；手机APP
中图分类号：TP393.1 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2017）007-0-02
引言
在科技的不断进步浪潮下,把人体特征码和信息管理系统结合的安防受到不少企业的喜爱.树莓派是只有信用卡大小、大部分装载的是Linux操作系统、具备一般电脑的所有功能的卡片式电脑.据悉目前国内外已经出现利用单片机配合人脸识别模块实现的门禁装置,有的甚至能够采用邮件将门锁的实时状态发送到远程客户手中.指纹识别较人脸识别有着较低的成本和更广泛的应用,指纹作为人体特征,具有唯一性、稳定性和不易盗用等特点. 手机APP因为具有使用简便、反应迅速、通用性高等特点,在当今科技潮流下备受追捧,特别是针对于一些文化程度不高的人.以前使用电脑才能进行的功能诸如购物、转账、视频通讯等,现在利用手机APP都能够完成.
本系统考虑到人脸识别具有很大的不确定性,不能够保证识别的准确率,加之手机APP对于处于中老年人的管理人员来说可能比收发邮件更轻便简洁,同时还考虑到系统后期可能会有特殊的拓展.所以最终决定使用树莓派这种功能强大的微型电脑,配合指纹识别模塊,通过简单的外部电路设计,以及可以实时获取反馈信息的手机APP,组合成为一套安全高、稳定好、可深度扩展的指纹识别门禁系统.
一、系统硬件设计
本系统涉及到的硬件大致有FPM10A AS608光学指纹识别模块、树莓派2代B型、SY-P801 12V/3A门禁专用电源、LY-03 DC12V/24V电磁锁、SRD-05VDC-SL-C小型功率继电器,同时还配有一个8欧0.5w小扬声器,另外还用到杜邦线若干、网线若干.
1.指纹识别模块的原理和设计
（1）指纹识别模块的基本原理
指纹虽然只是人体皮肤中极小的一部分,但是它却包含了大量的信息.人体不同指纹的结构和纹路信息是独一无二的,这些信息被称为“指纹特征”.若将这些指纹特征和个人信息对应起来就形成了指纹库,这时候就可以通过比对指纹库里面的信息来进行用户的身份鉴定.一般的指纹识别系统都主要有以下几个过程：指纹获取、指纹图像预处理、指纹特征提取、指纹特征对比.指纹特征匹配是将两枚指纹进行比较,以确定它们是否来自于同一根手指头.指纹匹配是属于模糊识别的,需要将指纹细节特征点的数量、位置和所在区域的脊线方向这些等参数进行比较.
（2）指纹识别模块的介绍和使用
FPM 10A使用标准的串口和外界通信,默认的波特率为57600,可以和任何单片机,ARM,DSP等带串口的设备进行连接.模块系统提供了大量资源给用户系统使用.同时,模块也定义了一套通信协议,无论硬件上是采用UART还是USB接口,都共用相同的一套通信协议和指令集.
FPM10A模块共有23条指令,应用程序通过指令的不同组合,可以实现指纹识别功能.我们将这23条指令和衍生出来的操作封装成类,从而可以很方便地操控该模块,快速实现需要的功能.
2.树莓派的开发和设计
树莓派的操作系统选择上,我们采用较新的CentOS7 for ARM（Linux的一个分支系统）.该系统和树莓派的硬件十分契合,甚至于可以说是专为树莓派写作的,可以最大限度发挥树莓派的功用.
本系统使用了10800毫安容量的小米充电宝为树莓派供电,同时,使用了树莓派上的以太网口用于保障和服务器端的通信,指纹模块和树莓派的连接通过一根TTL转USB线接在树莓派的USB口上.
树莓派通过GPIO口输出控制信号,本系统只使用了21/22/23/24/25号针脚.发出的是3.3V的控制信号.
3.开锁机制的设计和实现
本系统还可以使用了LY-03 DC12V/24V电磁锁通过SY-P801 12V/3A门禁专用电源供电,因为树莓派输出的控制信号不足以驱动电源继电器的开关,故加装了一个SRD-05VDC-SL-C小型功率继电器.从而实现树莓派发出控制信号驱动电磁锁开锁这一流程.其中SRD-05VDC-SL-C小型功率继电器的VCC和GND均使用树莓派针脚提供的,另外继电器的高电平控制端接一个GPIO针脚（OUTPUT模式）.在程序的设计上,我们可以很方便地控制门锁开关.
对于门状态的监听,我们采用的方法是：从树莓派GPIO针脚引出一个1信号,门锁和门挡之间嵌一块铜片,之后再放回GPIO输入针脚.通过监听这个输入针脚,当门处于闭状态时,该信号为1,当门处于开状态时,该信号为0.
二、系统软件设计和实现
本系统涉及到软件（程序）编写的地方有：树莓派、服务端、客户端.树莓派上主要写入的是偏向于门锁的控制、监听程序；服务端是服务器上运行的服务于客户端的程序,同时也作为树莓派的上位机；客户端是直面用户的,主要为用户提供信息查询服务的程序.
1.树莓派上的程序设计
树莓派主控程序由C语言编写,主要作用如下：
（1）监听门的开闭状态
在前文开锁机制的实现中提到,对于门状态的监听是通过门锁和门挡之间嵌入铜片实现的,树莓派上设计了一个线程,专门用于监听这个信号.同时,如果门的状态由闭变成开,程序会发送验证请求到服务器,由服务器判断此次开门动作的合法性（即是否由用户输入指纹而发生）.如果服务器反馈正常,打开扬声器播报欢迎语音（可设置取消）,监听程序等待门重新闭合,重新开始新的监听工作；如果服务器反馈异常,则打开扬声器播报警告.
结论：适合指纹识别论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关指纹识别不灵敏了怎么办开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
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