基于ARM的指纹开关研究

摘要：随着实验室面向更多的人开放，使用者往往由于操作过程中的失误导致仪器损伤，但因缺乏有效的管理方法，很难找到确定的责任人。因此，我们必须寻求高保障的管理方法。指纹识别作为一种生物鉴别技术，为我们提供了一种快捷可行的方法，以此为基础的仪器开关可以解决上述问题。

该设计分两大部分指纹识别开关管理及操作信息的传输。指纹模块的管理以及STC89C58RD+加为控制芯片，通过C语言编程对指纹的添加、删除、识别以及对已存指纹数目的查询。操作信息的传输以ARM9为基础，搭建LINUX平台，利用网络通信将操作信息实时传入服务器，两者结合可以确保仪器使用者为专业授权人员，并对仪器的使用情况安全性能等方面进行详细记录。

关键词：指纹识别；开关；通信；ARM

引言

本课题所研究的指纹开关以单片机和ARM联合控制实现对指纹模块的管理以及操作信息传输，将它安装到仪器的关键部件中，可以对仪器的使用人员范围进行确定，确保只有进行过专业指导的人员才能够使用仪器。

一、 总体设计

系统以下系统下层以STC89C58RD+为主控芯片，由功能键模块、开关指示模块、指纹模块、指纹采集头构成，主要负责指纹的采集与管理，包括指纹的添加删除识别等功能。

系统上层以ARM板为核心，并与服务器软件模拟相连，完成操作信息的传输。

二、 指纹模块相关设计

控制系统流程图如下所示。

三、 操作信息的网络传输

（1）ARM与单片机通信电路

本设计中所选用的stc89C592d型单片机只有一个串口，该窗口需要与指纹模块的上位机分别通信。为了控制串口通信的对象选用双4选1模拟开关和CD4052来实现。

（2）LINUX平台的搭建

在虚拟机环境下为LINUX系统创建所需的软硬件配置后，通过虚拟光驱完成整个开发环境的安装。

①编译开发板的linux内核映像文件zlmage。

开发环境安装完毕后进入linux内核目录，编译内核映像文件zlmage。

键入下列命令：CD/HHARM2410/kernel Make dep Makezlmage

②TFTP服务与NFS服务的配置

TFTP服务配置：在宿主机上执行setup，选择system services将其中的tftp一下选中，退出setup，执行命令service xinetd restart以启动tftp服務即可。

NFS服务配置：执行setup，选中 system services回车进入系统服务选项菜单。在其中选中nfs，然后退出setup界面。

（3）数据传输程序设计

①数据打包方式：在ARM目标板接收到单片机发来的操作信息后，立即读取该配置文件的时间信息，进行数据打包。

表中状态位有01和00两种情况，01表示开启开关，00表示用户关闭开关。当用户开启开关时，关机时间全部为零。当用户关闭开关0，开机时间为显示最近一次与之对应的开机时间。

②socket网络通信网络通信：首先需要通过socket函数创建连接，并对还是socket_n结构进行初始化，已保存所建立的socket信息。然后调用connect函数主动向服务器发起连接请求，连接成功后网络通信基本建成，可以与服务器进行数据传输。

③上位机程序设计：本课题中ARM主要承担网络通信的功能。

四、系统测试

测试条件：二极管模拟开关，软件模拟服务器。

系统测试时PCB板上的add第一舰队应添加功能；ask键对应查询功能；shibie键对应识别功能，del对应删除功能，经测试这些功能均正常。

在已识别用户对开关进行操作时，上位机及时将用户的用户号，操作开关的时间、对应仪器编号等信息打包发送到服务器上，经测试该功能正常。

参考文献：

〔1〕张万军. 一种基于ARM7的无线指纹企业管理考勤系统：CN204731845U[P]. 2015.

〔2〕马蓓绯， MaBeifei. 基于ARM的嵌入式指纹图像采集系统设计[J]. 电子测量技术， 2015， 38（1）：51-53.

〔3〕陈东亚， 王孟彬， 袁三男. 指纹识别在ARM处理器上的实现[J]. 上海电力学院学报， 2017， 33（1）：97-101.

作者简介：李大朋（1985—），男，汉族，吉林省白山市人，讲师，工学硕士，研究方向：机电控制。

（作者单位：四川航天职业技术学院）