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1、人卡合一的功能，方便可靠地进行入口身份认证，十分便于部门管理。1 门禁系统总体方案1.1的设计思路生物识别技术是一种根据人类的生理特征（指纹、声音、脸孔、虹膜等）来进行个人身份认证的辩识技术。近年来，随着信息产业的发展，生物识别技术在国内外得到了越来越广泛的研究和应用。其中指纹自动识别技术是当今发展最成熟的一种生物识别技术，指纹作为人体生物识别的一种方式，它具有以下几个显著的优点：（1）确定性：每个指纹在人六个月的时候形成，以后终身不会改变，即使被划伤、烧伤，只要不伤及真皮，都不会改变他的指纹形状。（2）唯一性：两个完全一样的指纹出现的概率非常小，不超过600亿分之一。（3）取样简单：只需一个

2、电容或光学的指纹采集器就可采集指纹图像。存储数据少：指纹识别中使用的模板只是从指纹图片中提取的特征字节，而不是整幅指纹图片，特征字节的大小为300400B，存储量相对较小。另一方面，与磁卡相比IC卡作为个人指纹的载体又具有以下几个优点：（1）IC卡片使用寿命较长，一般可反复读写10万次以上。（2）卡片存储容量大，具有足够空间存放指纹图像的特征数据。（3）加密存储卡具有逻辑加密功能，卡片受密码保护，可以防止非法复制。门禁系统将卡持有者的指纹加密后存储在智能卡上，并在智能卡的读写机具（或系统上）加装指纹识别系统，当持卡者将卡插入智能卡读写机具时，读写机具首先将指纹信息读出来并要求用户比对指纹，通过

3、比对卡上的指纹和持卡者本人的指纹就可确定持卡者是否为卡的真正主人。这样便保证了只有真正的卡主人才能使用这张卡。我们将这种加装了指纹识别系统和智能卡读写机具的门闸称为指纹IC卡门闸。将指纹识别技术和智能卡结合起来，是目前门禁系统中最具有前景的身份认证方案。它不但解决了纸质门票的身份认证难题，而且由于实现了人卡合一的计算机管理，也为管理者提供了灵活的门禁方案。1.2 系统组成基于上述设计思路和一般的实际应用要求，一般的指纹IC卡 门禁系统由3个部分组成，其基于单个入口处的总体框图如图1所示.（1）门禁管理系统 门禁管理子系统完成门票管理和发卡两项功能。其中门票管理软件实现门票记录、查询、统计等管理

4、任务。所谓发卡是指在将卡片发行给用户之前，需要由发卡机构将卡片的应用序列号、密码、允许使用天数等基本信息写入用户IC卡内的这一过程。一般来讲，门禁管理PC 机可以通过两种方式实现数据采集：利用大容量IC卡人工批量采集或通过串口互联形成的低层电子门闸网络实时地完成入口数据采集。对于有多个入口的门禁系统，如大型的足球体育场、有多个景点的大型自然风景区等，需要在不同地点，安装多个这样的子系统。这时系统需要根据地点间距离和用户要求，将各门票管理PC机再组成一个局域网，便于各入口处统一管理和相互间的数据传输。对于大型的体育场，多个入口间距离较近，采用10M 或100M的以太网较为合适。对于大型的自然景区

5、或地铁，各入口处距离较远且地形复杂，铺设电缆难，采用基于模拟通信方式的公众电话网（PSTN），就基本可以满足系统要求。（2）指纹IC 卡 所谓指纹IC卡，是指记录用户生物指纹特征值和其它信息值的存储IC 卡。在门禁系统中，指纹IC卡就是一张由用户唯一持有的电子门票。用户首次使用时，由IC卡门闸提取指纹并和当前时间一起写入卡中，以后卡持有者在每次进入时将该卡插入读卡机，随后将手指伸到指纹采集窗口，读卡机便会自动将他的指纹和卡上的指纹相比对，比对成功则启动门闸放行，同时记录进入的卡号、时间等信息。目前市场上有多种型号的IC卡，对于各生产厂家的产品，特点也不尽相同。例如美国ATMEL公司生产的AT8

6、8C102 加密存储卡，该卡具有1kB 的加密EEPROM 、2B密码、4 次密码比较机会、10万次读写循环能力，完全可满足门禁系统的需要。（3）IC卡 电子门闸指纹 IC卡电子门闸是本文介绍的重点，它由指纹采集验证模块、IC卡读写器、单片机控制系统、电动门闸4 个部分组成。其中前3个部分有机地溶于门闸的箱体之中，共同形成一个独立的身份验证和出、入控制终端。它可独立于上位计算机完成卡片第一次使用时用户指纹提取、写入和再次使用时的身份验证以及逻辑判断等几项基本操作。1.3 IC卡电子门闸IC卡电子门闸是指纹门禁系统的核心，在讨论了门禁系统设计思路和系统组成后，以下将对指纹IC卡门闸各子模块的组成

7、和功能作进一步的介绍。（1） 指纹采集校验模块 数字指纹采集校验模块包括一个35mm 35mm光电感应式传感器板（即采集窗口OpticalUnit）、一个32位 CPU、动态随机存储器（DRAM）、闪存（Flash Memory），可编程逻辑器件（PLD）等部件组成，其结构框图如图2所示。它是一个基于第三方产品的独立子系统（例如美国ATMEL-Grenoble division 公司的FCD4A14系列指纹传感器等）。指纹采集校验模块可提供一个RS-232接口与单片机进行联系，在微处理器控制系统的参与下完成以下两个功能。首先，能采集完整的数字指纹图像，并从中提取特征生物代码，传输给单片机系统。

8、其次能够自动进行指纹鉴定：提取指纹采集图像特征，并将该数字指纹特征生物代码信息存储在Flash中 ，再与预存在IC卡中的该用户特征生物代码信息自动进行比较；能够将指纹校验的结果按占一定的传输规程传递给单片机系统。（2） 电动式IC卡读写器 IC卡读写器是门闸系统直接与智能卡接触的机电装置，它内含接口电路。CPU通过操作时序可以完成读写器卡片内数据的读取、写入等基本操作。它是CPU对智能卡进行读/写操作的桥梁。为了使系统更加方便快捷，我们采用了电动式入出卡控制结构。（3）电动门闸 这里使用的是三辊电动门闸，它是门禁系统的执行机构，通过单片机控制其开、关。（4）单片机控制系统 单片机控制系统是指纹

9、IC卡门闸系统运行的核心，它负责协调系统各项工作，完成IC卡读写，指纹采集和验证命令发送，门闸执行机构控制，根据用户要求实现各种门闸控制逻辑，同时采用128 64点阵型LCD（英文4 行16字 ，中文4行 8字）显示当前状态，根据面板输入进行运行模式切换等工作。2 系统硬、软件设计及性能指标2.1 单片机控制系统硬件框图在指纹门闸系统中，单片机控制系统硬件设计是系统研发的一个难点。它包括IC卡接口、辊轴控制、指纹仪接口、系统LCD显示和外围存储器扩展接口以及系统电源等几部分电路组成。其总体具体设计框图如图3所示。微处理器与外围芯片采用I2C 串行总线技术：即利用AT89051的 二根I/O口线

10、模拟I2C 串行总线时序，再采用I2C接 口器件进行I/O口扩展。这样一来，虽然加大了软件编程的难度，但是却大大减化了硬件电路设计，提高了系统的稳定性和可靠性，同时还降低了硬件成本。另外一方面，为增强系统对继电器电弧和电磁抗干扰能力，各个工作部分采用单独的电源供电，各个信号地之间不直接连接，用光耦隔离。电路设计中也多处采用去耦电容和选用优质电源，降低了交流回路的工频干扰。2.2 系统软件流程图4是主程序流程图，系统上电复位初始化时，读取系统EEPROM中的各项参数，然后定时检测是否有卡插入，并不断刷新系统显示。当有卡插入时，完成IC卡检测、指纹采集校验、门闸电机控制、入门逻辑检验等基本功能。2

11、.3 系统性能对于本文所述的IC卡指纹门禁系统，识别性能指标是系统的关键。经过长期使用和多次测试，各项指标如下。识别时间：2s ；允许旋转角度：45；特征字节大小：400； FRR（拒真率）:0.1%；FAR（认假率）:0.001%。工作温度：-540 ；工作湿度：RH 90%；可见系统反映速度快，识别效果良好且运行性能稳定。3 小结随着我国信息产业技术的快速发展，生物识别技术和IC卡技术分别在各自领域取得了广泛的应用。在此基础上，本文将两者结合在一起提出了的指纹IC卡技术思路并讨论了一种指纹IC卡电子门禁系统，讨论了门禁系统的总体设计及门闸系统的单片机控制的软、硬件实现。该系统将成熟的指纹生

12、物识别技术和IC卡技术紧密结合在一起，很好地解决了门闸系统中的身份认证问题，具有可靠性强、安全性高等特点。目前该系统已现场实时运行，取得了良好的运行效果。An Intelligent Card Entrance Guard System Based on Fingerprint【Abstract】An intelligent card entrance guard system based on fingerprint identification is proposed in this paper. The total idea designed for this system is des

13、cribed firstly, and then the implementation of hardware and software of SCM in this system are discussed. The identification and other problems in the previous paper tickets systems can be solved very well bu using the combination of fingerprint identification and intelligent card technologies.【Key

14、words】Fingerprint entrance guard, Intelligent card, fingerprint identification, .Single chip microcomputer（SCM）Situations and so on subway which, tourist attraction entrance must enter many times regarding a ticket system, the traditional paper booking way more and more was not already suitable for

15、various divisional management request, carries on the computer electron admission ticket management is the social development ultimately. And the entrance status authentication is the entrance guard management core work. In the present many computer system, users status authentication uses mostly; U

16、ser ID+ password Method. In fact, this method conceals the password easily to forget, may to transmit, easily by others theft with and so on security problem, simultaneously needs the password input in the entrance not to suit the stream of people quantity big public place, therefore needs one more

17、convenient reliable status authentication plan in the electronic entrance guard. In view in the above question, this article discussed one kind to develop successful based on the mature fingerprint biology recognition technology and the IC card technology electronic entrance guard system, it has The

18、 person card unites The function, facilitates carries on the entrance status authentication reliably, is very advantageous for the divisional mana.1. Entrance guard system overall concept1.1 Design mentalityThe biological recognition technology is one kind according to humanitys physiological charac

19、teristic （fingerprint, sound, the face, iris and so on） carries on individual status authentication to debate knows the technology. In recent years, along with information industries development, the biological recognition technology in domestic and foreign obtained more and more extensive research

20、and the application. And the fingerprint automatic diagnosis technology develops the maturest one biological recognition technology now, the fingerprint takes the human body biology recognition one way, it has the following several remarkable merits: （1） determinism: Each fingerprint in person six m

21、onth-long time forms, lifelong will not change later, even if is scratched, the burn, so long as will not injury and the dermis, will not change his fingerprint shape. （2） uniqueness: Two completely same fingerprints appear the probability is small, does not surpass 1/60000000000. （3） sample is simp

22、le: Only needs an electric capacity or optics fingerprint gathering may gather the fingerprint image. The stored datum are few: In the fingerprint recognition uses the template is only the characteristic byte which withdraws from the fingerprint picture, but is not the view picture fingerprint pictu

23、re, the characteristic bytes size is 300400B, the reserves is relatively small. On the other hand, compares the IC card with the magcard to take individual fingerprint the carrier also to have the following several merits: the （1） IC card service life is long, generally may repeatedly above the read

24、-write 100,000 times. （2） Card storage capacity is big, has the enough spatial depositing fingerprint image characteristic data. （3） encryption memory stick has the logical encryption function, the card the password protection, may prevent the illegal duplication. After entrance guard system card ho

25、lder fingerprint encryption, saves on the smart card, and （or on system） installs the fingerprint recognition system in the smart card read-write machines and tools, when holds the card the card insertion smart card read-write machines and tools, the read-write machines and tools first read the fing

26、erprint information and request the user compared to the fingerprint, through compared to and holds the card myself fingerprint to the card fingerprint to be possible to determine that holds the card whether for card genuine master. This then guaranteed only then the genuine card master to be able t

27、o use this card. We have installed this kind the fingerprint recognition system and the smart card read-write machines and tools roll-down door are called the fingerprint IC card roll-down door. Unify the fingerprint recognition technology and the smart card, is in the present entrance guard system

28、the brightest outlook status authentication plan. Not only it has solved the paper admission ticket status authentication difficult problem, moreover, because has realized Computer management, also has provided the nimble entrance guard plan for the superintendent.1.2 System compositionBased on the

29、above design mentality and the general practical application request, the common fingerprint IC card entrance guard system is composed of 3 parts.（1）Entrance guard management system management system The entrance guard management.Subsystem completes the admission ticket management and sends the card

30、 two functions. And the admission ticket management software realizes management tasks and so on admission ticket record, inquiry, statistics. So-called sends the card is refers to before the card release for the user, needs by to send the card organization the card application series number, the pa

31、ssword, the permission use number of days and so on basic information to read in the user IC card this process. Generally speaking, the entrance guard manages PC machine to be possible to realize the data acquisition through two ways: Uses large capacity IC card artificial batch gathering or the underlying