一种基于指纹识别的身份验证系统在电力施工人员资质管理应用的设计方案

李江平

（广东电网有限责任公司云浮供电局，广东 云浮 527300）

新安全生产法颁布以来，各行各业对安全生产越来越重视，但是近年来安全生产事故依然频发，安全监管工作备受企业重视，安全监管效能需要向精益管理方向发展。目前进入中国南方电网作业人员必须经过安规考试合格，才有资质进入现场施工作业，工作负责人及工作票签发人必须经过“两种人”考试合格才有相关资质。施工人员资质管理存在以下两个方面问题：一是由于承包商施工人员流动性大，施工地点偏僻分散，业主无法全覆盖监督，施工单位存在侥幸心理，存在雇佣无相应资质的人员进入现场作业或借用其他单位人员参加现场作业情况。二是审查施工人员资质（如通过安规考试、无扣分停工处罚、与工作票信息一致），需要检查施工人员的证件并与发文的数据进行比对，这样费时费力，严重影响工作效率。因此，本系统设计研究具有现实意义。

1 技术方案概述

1.1 系统架构

系统终端包括指纹采集模块、图像采集模块、中央处理器模块、触摸屏模块1、离线传输模块1。指纹采集模块与中央处理器模块单向通讯连接；图像采集模块与中央处理器模块单向通讯连接；触摸屏模块1与中央处理器模块双向通讯连接；离线传输模块1与中央处理器模块双向通讯连接。

监督使用终端包括指纹识别模块、中央控制器模块、触摸屏模块2，离线传输模块2。指纹识别模块与中央控制器模块单向通讯连接；触摸屏模块2与中央控制器模块双向通讯连接；离线传输模块2与中央控制器模块双向通讯连接。

服务器管理终端包括信息输入模块、信息输出模块、数据库、中央处理单元、离线传输模块3。信息输入模块与中央处理单元单向通讯连接；信息输出模块与中央处理单元单向通讯连接；数据库与中央处理单元双向通讯连接。离线传输模块3与中央处理单元双向通讯连接。

1.2 实施方式

S1：安监部门通过服务器管理终端中的信息输入模块和信息输出模块的配合，完成相应安规科目题库以及参加考试人员基本信息（姓名、性别、身份证号码及公司名称等）的录入，并保存至管理终端的数据库。

S2：考试人员进入考场，每人发放一台信息采集（考试）终端。将管理终端里的考试人员基本信息等数据通过离线方式或WIFI，4G等方式传输至信息采集（考试）终端，考试人员通过触摸屏模块1输入考试人员基本信息（身份证号码）登录；通过触摸屏模块显示功能，将进一步提示考试人员借助指纹采集模块录入指纹信息，和借助图像采集模块录入头像信息。

S3：在步骤S2之后，考试人员基本信息、指纹信息和头像信息录入成功，相应考试人员的信息采集（考试）终端中的触摸屏模块方可进入安规考试界面。通过触摸屏模块显示功能和触控输入功能，相应考试人员进行安规考试答题。答题结束时，考试人员可以选择主动提交或者返回检查。当答题时间截止时，不管考试人员是否完成答题，系统将强制提交。

S4：在步骤S3之后，信息采集（考试）终端中的中央处理器模块根据安规题库配套答案和考试人员提交答案比对，完成对相应考试学员的评分以及是否通过考试的评判。考试人员现场可以查看安规考试结果，考试合格的人员基本信息与采集的指纹信息和头像信息，通过离线方式，保存至服务器管理终端的数据库。

S5：在步骤S4之后，通过离线方式，在中央处理器模块和中央控制器模块协调控制下，实现考试人员基本信息、指纹信息、头像信息和安规考试结果信息下载至监督使用终端。每次安规考试后，信息采集（考试）终端的数据需要离线更新至服务器管理终端和监督使用终端。

S6：在步骤S5之后，监管部门给安全督查人员发放监督使用终端，监管部门督查人员进入施工现场进行安全监管工作时，随机抽查现场施工人员，并通过监督使用终端中的指纹识别模块采集相应施工人员指纹信息，监督使用终端将根据指纹信息自动调出该施工人员基本信息、头像信息和安规考试结果信息。当监督使用终端通过指纹无法识别相应施工人员时，则认定该施工人员没有参加相应安规考试，无相应施工资质，立即通报并严肃处理对应施工单位。当监督使用终端通过指纹成功识别相应施工人员时，监管部门人员根据自动调出该施工人员基本信息、头像信息、违章扣分信息和安规考试结果信息，结合工作票信息，判断施工人员资质是否符合要求。

2 指纹认证技术介绍

2.1 指纹认证原理

目前现行的指纹识别技术，主要是基于指纹的特征进行识别认证，即指纹特有的唯一性与稳定性。且指纹特性具有固定性，并不会岁年龄的增长与身体健康的变化而发生变化。现阶段科学技术研究中，指纹认证识别技术被划定为模式识别，直接提取指纹，获取指纹图像，之后再利用相关技术软件，提取指纹特征信息，再设计指纹识别算法，根据繁杂的算法在很短的时间内，完成对个人身份的识别与认证。

2.2 指纹处理技术

指纹处理技术即是指纹分析，主要通过图像处理技术与模式识别方式，对指纹进行特征的提取与识别。主要涉及图像预处理技术、指纹特征提取技术、指纹识别技术等。采用到的设备为光电输入设备，将指纹信息转换为数字图像信息，进而利用计算机处理，确定指纹特征相互性。指纹特征的提取是指纹识别技术的关键内容，提取信息是能够反映个体的本质信息，具有唯一性与独特性，且便于匹配认证，对噪声具有鲁棒性。

2.3 指纹管理系统

指纹识别信息管理系统是基于互联网计算机技术与数据库技术的信息管理技术，涉及到互联网技术、数据库技术、计算机图形学与模式识别，同时还包括嵌入式技术与信息安全技术。指纹识别信息管理系统注重对数据信息的安全管理，充分运用多类学科展开综合管理，包括生物识别技术等。指纹识别认证具有唯一性，所以其专有性与保密要求比较重要。

3 系统设计

基于指纹识别的身份验证系统主要包括指纹采集系统、指纹识别系统、数据库管理系统等，通过数据信息的采集、识别与管理，来完成身份认证、资料查询等工作，达成对电力施工人员资质全面管理。

3.1 指纹采集

基于指纹识别的身份验证系统中，指纹采集系统主要是采用指纹采集设备，包括摄像设备、传感器设备、扫描仪等，对电力施工人员的指纹数据通过提取特征信息的方式进行采集，涉及到指纹的取像与光电、电流转换，同时结合图像预处理技术与特征信息提取技术，最后将采集到的信息传输到数据管理系统。

3.2 指纹识别

基于指纹识别的身份验证技术，核心就在于将被测指纹与数据源的匹配对比，也就是将两种指纹数据通过图像预处理后，进行比较，来判断其同源性，进而判断人员身份。如果指纹来自同源手指，则身份符合。常见指纹匹配主要有两种，第一种基于纹理信息的匹配，也就是通过建立纹理模型进行模式识别与匹配；第二种是基于点模式的匹配，也就是通过细节点来识别匹配，主要是通过指纹脊线特征来鉴定与识别。

3.3 数据库系统

系统数据库设计包括结构与信息编码两个部分。指纹识别数据库信息包括基础信息与特征信息，以及运行数据。其中基础信息是指个体的基本资料，指纹信息、运行参数，以及部门信息码管理、人员区域进出权限等，旨在维护管理数据库，确保系统的配置与身份验证。特征信息是个体指纹特征数据，包括指纹特征码与照片等，满足身份验证功能。运行数据是指对个体面向与验证数据的记录，便于事后的查询、管理与应用。

3.4 系统软件

指纹识别系统软件部分主要包括指纹采集系统与识别系统，采用嵌入式程序与管理工作站，对程序运行展开实时监控管理。其中，嵌入式程序要求通过ID输入登录运行，进行指纹采集，再根据采集到的指纹信息，与数据库信息进行对比，来识别指纹信息，判定认证结果，最后输出指纹数据。监控程序与管理程序主要有查询功能、通信功能。其中查询功能通过数据库实现，只要输入指纹与身份信息等，就可以在数据库中查询对比指纹信息，获取被查指纹信息。通信功能是指管理服务器与指纹采集系统、识别系统之间的沟通交流，通过ID号、数据传输等方式进行交流。

4 结语

现阶段，基于指纹的身份识别验证技术已经得到广泛应用，被誉为最可靠的身份识别技术，同时相较于其它身份识别，最具有法律效力，因此，成为最成熟的身份验证技术。本装置通过指纹识别技术和数据库比对技术，使得施工单位人员的信息和资质管理信息化，大大提高了安全监督管理中现场施工作业人员资质监管的效率。

[1]苏新红，尹立强.基于指纹识别技术的考生身份验证系统的设计[J].科技信息：学术版，2008,(10)：89-91.