指纹防盗锁的创新研究与报告.docx

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1、大学生创新实验项目 结 题 报 告 书项目名称： 指纹防盗锁的创新研究 承接单位： 负 责 人： 小组成员： 指导教师： 完成时间： 一、课题名称：指纹防盗锁的创新研究二、课题提出的背景：指纹识别是目前生物检测学中研究最深入，应用最广泛，发展最成熟的技术。指纹识别作为识别技术已经有几个世纪的历史了。指纹识别技术通过分析指纹的全局特征和指纹的局部特征，特征点如嵴、谷和终点、分叉点或分歧点，从指纹中抽取的特征值可以非常的详尽，以便可靠地通过指纹来确认一个人的身份。平均每个指纹都有几个独一无二可测量的特征点，每个特征点都有大约七个特征，我们的十个手指产生最少4900个独立可测量的特征。这足够来确认指

2、纹识别是否是一个更加可靠的鉴别方式。长期以来，指纹识别技术大量被应用到司法和刑事侦查领域，使得人们往往把指纹识别技术与刑事侦查和犯罪联系在一起，带有一些抗拒心理，影响了指纹识别系统的可接受性。另外某些人或某些群体的指纹因为指纹特征很少，故而很难成像，也影响了指纹识别的准确性。指纹识别技术具有诸多优点：指纹是人体独一无二的特征，并且它们的精确度和复杂度足以提供用于鉴别的足够特征； 如果想要增加可靠性，只需登记更多的指纹，鉴别更多的手指，最多可以多达十个，而每一个指纹都是独一无二的； 扫描指纹的速度很快，使用非常方便； 读取指纹时，用户必需将手指与指纹采集头相互接触，与指纹采集头直接接触是读取人体

3、生物特征最可靠的方法。指纹采集头可以更加小型化，并且价格会更加的低廉。可以见到，随着科学技术和电子信息业的迅猛发展，世界各国争先在指纹自动识别技术这一领域进行研究，由于它具有唯一性、稳定性和不可复制性等特点，指纹识别技术是目前最方便、可靠、非侵害和价格便宜的生物识别技术解决方案，对于广大市场的应用有着很大的潜力。三、课题研究的目的和意义：指纹识别技术是生物特征识别领域中最为成熟的一门应用技术，具有悠久的历史。长期以来，指纹识别技术主要应用于刑事侦查与司法鉴定领域，不被大多数人所了解。计算机与信息处理技术的飞速发展，为这门历史悠久的应用技术开拓了更为广阔的市场，指纹识别技术与相关产品越来越多地应

4、用于民用市场。生物识别技术（Biometric Identification Technology）是利用人体生物特征进行身份认证的一种技术。生物特征是唯一的（与他人不同）、可以测量或可以自动识别和验证的生理特性或行为方式，分为生理特征和行为特征。生物识别系统对生物特性进行取样，提取其唯一特征并进行身份认证。典型的生物识别系统的系统结构如图1.1： 图1.1 生物识别系统结构框图现行的许多计算机系统中，包括许多非常机密的系统，都是使用用户ID+密码的方法来进行用户的身份认证和访问控制的。实际上，这种方案隐含着一些问题。例如，密码容易被忘记，也容易被别人窃取。而且，如果用户忘记了他的密码，他就不

5、能进入系统，当然可以通过系统管理员重新设定密码来重新开始工作，但是一旦系统管理员忘记了自己的密码，整个系统也许只有重新安装后才能工作。有关机构的调查表明，因为忘记密码而产生的问题已经成为IT厂商售后服务的最常见问题之一。除了计算机网络及其应用系统外，一些传统的需要进行身份验证的场合，也存在着类似的安全性问题。例如证件的伪造和盗用、不正当的转借等。一些犯罪通过伪造证件进入机密场所以窃取机密信息，有的犯罪伪造签证和护照非法入境或移民，这是因为传统的证件使用了易于伪造、未经加密的纸制证件。 为了防范这类事件的发生，人们需要一种直接的身份认证手段，这就是“人体生物特征识别技术”。他根据每个人自身所具有

6、的生物特征来对每个人的真实身份进行鉴别。这些生物特征大都具有“人格有异”、“终身不变”和“随身携带”的特点，确保认证的精确性和可靠性。 指纹识别在各种生物特征识别领域中综合性能较好，因此指纹识别技术在认证系统中被广泛应用。四、课题的研究方法：通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像,取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。原始指纹图像需要进行滤波除噪、脊线增强、动态二值化、方向信息计算、初分类、背景分割、纹线间隔估计等处理。然后进行相应的结构设计。1、进行指纹行防盗门锁的方案设计包括：系统总体结构设计、系统硬件设计、系统软件设计、系统调试；2、编写指纹控制编码程序；3、对各项设计

7、进行相关的实验。五、课题研究的步骤资料整理前期工作准备、查阅文献、建立工作目标系统整体结构分析和设计系统硬件设计系统软件设计组装和调试修改和完善程序项目报告写作六、总体结构及原理 指纹识别的采集及其参数指纹具有惟一性（随身携带、难以复制、人人不同、指指相异）。根据指纹学理论，将两人指纹分别匹配上12个特征时的相同几率仅为1/1050 。指纹还具有终身基本不变的相对稳定性。指纹在胎儿六个月时已完全形成，随着年龄的增长，尽管人的指纹在外形大小、纹线粗细上会有变化，局部纹线之间也可能出现新细线特征，但从总体上看，同一手指的指纹纹线类型、细节特征的总体布局等无明显变化。指纹的这些特点为身份鉴定提供了客

8、观依据。指纹识别过程可以分为4个步骤：采集指纹图像、提取特征、保存数据和比对。通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像,取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。指纹辨识软件建立指纹的数字表示特征数据，软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的特征点，这些数据(通常称为模板)，保存为1K大小的记录。最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。1、指纹图像的采集指纹采集模式主要分为“离线式”和“在线式”两种。所谓“离线式”就是指在指纹采集时，利用某些中间介质（如油墨和纸张）来获取指纹图像，在通过一定的技术手段将

9、图像数字化输入计算机，它属于非实时采集。目前“离线式”采集方式在大多数场合已经消失。所谓“在线式”是通过与计算机联机的先进指纹传感器的专用指纹采集设备，将真实的人体指纹直接变成数字图像数据，实时传输给计算机。基于指纹传感器的“在线式”实时采集设备以其操作简单、实时性强、采集效率高、图像质量好等优点，广泛应用于自动指纹识别领域。指纹传感器是采集指纹的装置,是一切自动指纹识别系统的必备设备,从原理上,目前见到的指纹传感器分下面3类： (1)光学录入它是最早开发的指纹输入装置,多采用红外主动光斜向照射指尖,利用全反射的原理,在反射方向接收指纹影像。指纹影像由CCD摄像头接收,输出的视频信号由图像采集

10、卡数字化后输入计算机.近年来,也有用CMOS摄像头直接获取指纹图像的数字信号,通过计算机并口或USB口输入计算机。由于不需要附加卡,这种带USB口的CMOS指纹传感器有成本低且安装方便的特点,很受市场欢迎。(2)硅晶体电容式传感器录入硅晶体电容式传感器是最近在市场上才出现的。这些含有微型晶体的平面通过多种技术来绘制指纹图像。电容传感器通过电子度量设计来捕捉指纹。电容设备能结合大约100,000导体金属阵列的传感器，其外面是绝缘的表面，当用户的手指放在上面时，皮肤组成了电容阵列的另一面。电容器的电容值因两极间的距离而变化，这里指的是脊（近的）和谷（远的）之间的距离。压感式表面的顶层是具有弹性的压

11、感介质材料，他们依照指纹的外表地形（凹凸）转化为相应的电子信号。硅晶体电容式不需要光线参与,小型化有优势,并且不需要指尖移动,而是一次成像如果能够克服目前一些产品容易受静电影响击穿(尤其在我国北方干燥季节)的缺陷,它将是未来最受欢迎的指纹传感器。(3)超声波录入超声波录入是目前采样效果最好的指纹采样设备，当超声波源发出超声波通过传感器表面达到手指表面时，会被反射回去。皮肤凹陷的部分与传感器表面间有较多的空气及杂质，会吸收一部分超声波。这样皮肤突起部分反射回的超声波比凹陷部分的更强，从而依据超声波的强弱形成指纹纹理图像。最近几年，指纹传感器的价格已经剧烈的下降。至于体积，光学传感器的体积从633

12、英寸降到311英寸。硅晶体电容式传感器的体积差不多是这样或者更小。在晶片上，集成电路的技术越来越高（如：数字化电路把指纹信号转化为数字信号强度），系统体积将越来越小，硅晶体电容式传感器的体积接近与手指大小所需要的体积，其长宽大约是11英寸高不到1英寸。在硅晶体电容式传感器之前，一些没有用到的机能是局部调整、软件控制、自动获取控制(AGC)技术。对于大多数光学设备，只能通过人工调整来改变图像的质量。然而，硅晶体电容式传感器提供自动调节象素，行以及局部范围的敏感程度，从而提高图像的质量。AGC在不同的环境下结合反馈的信息产生高质量的图像。例如，一个不清晰（对比度差）的图像，如干燥的指纹，能够被感觉

13、并增强灵敏度，在捕捉的瞬间产生清晰的图像（对比度好）；由于提供了局部调整的能力，图像不清晰（对比度差）的区域也能够被检测到（如：手指压得较轻的地方）并在捕捉的瞬间为这些像素提高灵敏度。硅晶体电容式传感器技术最重要的弱点在于，它们容易受到静电的影响，这使得晶体传感器有时会取不到图像，甚至会被损坏，另外，它们并不象玻璃一样耐磨损，从而影响了使用寿命。 总之，各种技术都具有它们各自的优势，也有各自的缺点。我们在下面给出三种主要技术的比较。几种取像设备的性能比较比较项目光学全反射技术电容传感技术超声波扫描体积大小中耐用性非常耐用容易损坏一般成像能力干手指差，但汗多的和稍脏的手指成像模糊干手指好，但汗多

14、的和稍脏的手指不能成像非常好耗电较多较少较多成本低低很高2、指纹图像的参数衡量一个指纹传感器的质量，可以通过考察其输出数字化后的指纹图像的质量来确定。指纹图像的主要参数有图像尺寸、图像分辨率和图像的灰度。(1)图像的尺寸图像的尺寸通常用长度(mm)宽度(mm)来表示，如18mm12.7mm,或者用垂直方向上的像素点数水平方向上的像素点数来表示，如360256点阵。图像尺寸和点阵数越大，则表示指纹传感器的采集区域越宽。用于民用领域的指纹传感器，大多采用平面采集方式，因而不要求较大的采集区域，一般不小于12.7mm12.7mm或256*156点阵。(2)图像分辨率图像分辨率体现了对图像细纹之处的描

15、述精度，通常用每英寸多少点像素(dpi)来表示。为了保障提取指纹特征的精确度，指纹图像应有较高的图像分辨率。一般不低于256dpi，要求较高的场合通常不低于500dpi。(3)图像的灰度采集设备与方法不同，所采集到的指纹图像也不同。绝大多数指纹图像是单色图像，我们把没有色调变化的单色图像称为二值图或黑白图，具有色调变化的单色图像称灰度图。灰度图含有更加丰富的图像信息，有利于指纹识别与对比。依照对色调变化的表现力，灰度图分为2bit、4 bit、6 bit、8 bit几个不同等级，一般较多采用的是8 bit (256级)灰度。3、指纹的特征指纹分类是基于指纹脊或谷的整体流向以及指纹的核心点。指纹

16、分类的主要目的是方便大容量指纹库的管理，并减小搜索空间，加速指纹匹配过程。我们定义了指纹的两类特征来进行指纹的验证：总体特征和局部特征。指纹的总体特征总体特征是指那些用人眼直接就可以观察到的特征，包括基本纹路图案：环型（loop），弓型（arch），螺旋型（whorl）。其他的指纹图案都基于这三种基本图案。指纹的脊纹形式是适应之间的球状表面和半圆形顶端以及横行的指间屈基线生长的，除少数弓形纹之外，绝大多数是箕、斗型纹（约占95%），（三种纹形的大致分布概率如表）纹形的大致分布概率基本纹型弓型箕型斗型分布概率5%60%35%纹型是指纹的基本分类，是按中心花纹和三角的基本形态划分的。纹形从属于型，

17、以中心线的形状定名。按我国是指纹分析法，指纹分三大类型（如图2.1），五大种形态。可见，型与形是类与种的关系。箕型 斗型 弓型指纹的纹形(1) 箕形纹（Loop）：有一条以上完整的基性线组成中心花纹。箕形线的对侧有一个三角的上下之线包围着中心花纹。按箕技的流向分为桡侧箕形纹（反箕）和尺侧箕形纹（正箕）两种。按中心花纹的结构形态又可分为普通箕、闭口箕、叶形箕、横箕和类似斗的箕。箕形纹中心和三角之间的距离和纹线数量多少不一，有的只有12条线，多数为十条线左右，个别的可达30余条。(2)斗型纹(Whorl):中心花纹呈环、螺、曲状，由内向外扩展与上下包围线汇合形成两个以上的三角的纹线，称为斗型纹。分

18、为环形、螺形、囊形、双箕形、杂形五种。斗型纹的中心花纹，在由一条环、螺、曲等纹线构成时，与两侧三角相对的弧形线凸面，必须是不折、不断的，并且不与来自从三角中的其它纹线相接。(3)弓型纹(Arch): 由弓形线和横直线层叠而成，中心花纹与上下包围线无明显界限，因此也没有真正的三角区。分弧形和帐形纹两种。(4)弧形纹：由平缓的或略微突起的弧形线组成的一种结构简单的花纹形式。(5)帐形纹：由平行的和突起的弧形线组成。花纹中部有直立的或倾斜的纹线，将弧形线撑起呈帐蓬状。指纹类型的三类九种，是按我国现行的十指指纹分析法划分的。这是一种基本分类，也叫两极分类法。实际上指纹种类远不只这些。指纹的局部特征局部

19、特征是指指纹上的节点的特征，这些具有某种特征的节点称为特征点。两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的局部特征特征点，却不可能完全相同。指纹纹路并不是连续的、平滑笔直的，而是经常出现中断、分叉或打折。这些断点、分叉点和转折点就称为特征点。就是这些特征点提供了指纹唯一性的确认信息。特征点的分类有以下几种(如图),最典型的是端点和分叉点。 指纹特征示意图很多研究者试图解决指纹分类问题，但至今分类算法的误识率仍较高。如何提高指纹分类的准确率在自动指纹识别研究中是一个较关键的问题。应用于指纹匹配的指纹特征在指纹特征中由于中心点、三角点、端点、叉点、纹型、相对纹密度、纹曲率等元素的分布对于某一个特定人

20、的指纹来说，在他的一生中永远不会改变，具有终生不变性和惟一性，因而被称为永久性特征。永久性特征在手指前端的典型区域(也被称为中心花纹区)中最为清晰和明显，其分布也最均匀，是指纹匹配的主要参数。4、指纹图像处理与识别指纹图像处理与识别是自动指纹识别系统的核心技术,其研究已有很长的历史了,但是总体的思路变化不大。可以把识别算法大致分为下述3个步骤:(1)图像预处理原始指纹图像需要进行滤波除噪、脊线增强、动态二值化、方向信息计算、初分类、背景分割、纹线间隔估计等处理。图像预处理的效果好坏直接影响系统性能。个别应用还需要指纹图像的压缩编码。预处理的目的是改善输入指纹图像的质量，以提高特征提取的准确性。

21、预处理常基于方向图，方向图是指纹图像的近似描述，方向图的每一元素代表指纹图像中某个给定区域的纹理方向。原始指纹图像一般有很多噪声、断纹或纹线模糊等，需要进行图像增强（使用滤波技术）以改善质量。由于指纹的特征仅包含在纹线的形状结构中，所以，通过二值化和细化把深浅不一、宽度不同的纹线变成灰度相同的单像素宽的细纹线，以便于特征提取。(2)指纹特征提取包括纹线细化、特征点(交叉点、断点、中心点、三角点等)检测与分类、伪特征点消除、特征点特性参数计算、特征参数压缩编码、全局特征(“斗”、“箕”、“旋向”等)检测等步骤。特征提取算法应能适应噪声、畸变、位移、旋转、缺损、变形等常见的实际情况。经预处理后的指

22、纹图像通过相应的处理算法自动提取指纹的全局特征和细节特征。自动指纹识别系统中一般把指纹的类型分为弓、左箕、右箕、斗、杂和不可分六类。细节特征主要由其位置和方向确定，因此细节特征一般只考虑纹线的端点和分叉点（包括汇合点），眼和桥等也用相应的分叉点表示，不再特殊区分，在有的系统中，还将细节特征与中心之间、或细节特征之间的纹线数提取并记录下来。提取后的特征还需要进行后处理以去掉假特征。(3)指纹特征比对即比较现场提取的某一个指纹特征点集合和原先建立的数据库中的某一个指纹特征点集合的相似程度。通常用代价函数(或匹配能量)来表示相似程度,取合适的门限将给出该两组指纹特征是否来自同一枚指头的判断。特征比对

23、的方法有点图松弛匹配方法、最小距离图法和Delaunay三角形化变换等。5、指纹算法的具体性能评价指标就一个自动指纹识别系统来说，其指纹识别算法的精确度是整个系统性能指标中最为关键的指标。所谓指纹识别算法的精确度是指其识别与提取的特征数量与准确率及进行特征匹配时的准确率。下面线介绍一下有关指纹识别的基本概念。匹配(Matching):匹配也称对比过程，是指将两个指纹特征模板通过相应的算法求出它们之间的相似程度的处理过程。若相似程度大于一个事先给定的门限阈值，则该笔对结果被认为接受或者称匹配。反之，则被视为拒绝或不匹配。认证(Verification)：认证是指将现场采集的待测指纹样本与标本指纹

24、特征模板进行“一对一”比对(One to One Matching,简记为1：1)，得出“是否是同一人”的结论。识别(Identification):识别是指将现场采集到的待测指纹样本与指纹特征数据库中的标本指纹进行“一对多”的搜索比对(One to Many Matching,简记为1：N)，得出“有无此人”以及“此人是谁”的结论。门限阈值(Threshold): 门限阈值是用于判别两个指纹特征模板相似程度的分界值，门限阈值定的越高，表示对相似度的要求越严。(1)拒识率和误识率a.拒识率(False Rejection Rate，FRR)：拒识率又称拒真率，指将相同的指纹误认为是不同的指纹，

25、而加以拒绝的出错概率。其定义为：FRR=拒识的指纹数目/考察的指纹总数目100%。b.误识率(False Accept Rate,FAR)：误识率又称认假率，指将不同的指纹误认为是相同的指纹，而加以接收的出错概率。其定义为：FRR=错判的指纹数目/考察的指纹总数目100%。(2)拒登率拒登率(Error Registration Rate，ERR)是用来描述指纹设备的适应性。其定义为：ERR=出现不能登录及处理的指纹数目/考察的指纹总数目100%。ERR指的是指纹设备出现不能登录及处理的指纹的概率，拒登率ERR过高将会严重影响设备的使用范围。(3)速度指纹识别系统的工作速度主要由采集时间、图像

26、处理时间、比对时间和平均识别速度几项指标构成。采集时间通常包含了采集的操作时间和图像的传输时间；图像处理时间，指的是从计算机处理指纹图像到提取出所有特征、输出特征模板所耗费的时间；比对时间，指计算机对两组指纹特征模板进行比对并给出结果所耗费的时间；平均识别速度，指计算机从指纹特征模板库中搜索出特定指纹特征模板的速度，通常是一个统计平均值，其速度的快慢与指纹特征模板库的分类方法有很大关系。(4)平衡点:即调整指纹识别的门限,使拒真率和认假率相同，平衡点越低越好。(5)建档时间:即平均每一枚指纹进行指纹图像采集、图像处理、特征提取和特征建库的时间，建档时间越短越好。(6)比对效率:即在建档后,直接

27、比对一对指纹特征(不进行图像处理和特征提取)所用的时间,一般用每秒钟比对的次数来表示,当然越多越好。(7)特征文件字节数:即平均每一枚建档指纹所用的特征文件长短,用字节表示,越短越好。(8)算法通用性:即指纹识别算法对指纹传感器的敏感性。需要考虑当传感器图像尺寸、噪声水平、失真程度、手指摁印角度等因素改变时,识别算法的适应性或程序修改的工作量，这一条暂时没有具体衡量指标。(9)其他软件工程指标:包括程序可靠性、易用性、界面友好、统计资料齐全、数据库管理方便等。容易看出,上述指标互相是有矛盾和抵触的,单一指标衡量算法性能很可能是片面的、不科学的。所以,从全面的角度衡量性能指标是有必要的。其中，F

28、AR和FRR是一对相互矛盾的技术指标，在大多数“一对一”比对中，如普通的指纹门禁、指纹证件、权限管理与文件保护等指纹应用场合，考虑到指纹的多样性和不易仿冒性，对FAR指标的要求可适当放宽，而把设备的易用性和方便性放在第一位，要求FRR值尽可能地低。但是在“一对多”以及高安全度的应用场合，则要求FAR尽可能低，以避免误认他人。事实上在多数指纹设备中，可以通过改变系统识别的阈值设定来选择FAR和FRR的数值。 高安全性的指纹设备通常具有对活体指纹生命特征的识别能力，能够在很大程度上防止假手指作弊，但也正因为如此，常常容易受各种因素变化（干燥、脱皮、污染、干扰和使用时压力或摆放不当）的影响而把真手指

29、当做假手指拒认，从而使其易用性指标下降。如何处理安全性与易用性这一对矛盾，是指纹设备选购时另一个值得注意的问题。一般除非是用于无人值守的高安全性场合，指纹设备的易用性指标应摆在首位，尽量做到方便、好用，使绝大多数人在各种环境下均能使用。 系统总体结构1、系统结构本文的系统主要由指纹识别模块、控制模块、USB模块三个部分构成。它们的结构如下图所示：指纹识别模块51单片机控制模块USB模块上位机总系统结构2、指纹识别模块TFS-M12(B)指纹开发模块是深圳市十指科技有限公司最新推出的，以 TI 公司TMS320VC5501 高速DSP 处理器为核心，结合具有公司自主知识产权的商用指纹算法，光学指

30、纹传感器，具有指纹录入、图像处理、特征值提取、模板生成、模板储存、指纹比对和搜索等功能的智能型模块，并提供 UART 接口和通讯协议，方便进行二次开发应用。 DSP微处理器DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得

31、称道的两大特色。 DSP微处理器（芯片）一般具有如下主要特点： （1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法； （2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据； （3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问； （4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持； （5）快速的中断处理和硬件I/O支持； （6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器； （7）可以并行执行多个操作； （8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。 TMS320VC5501 TMS320VC5501（5501）定点数字信号处理器（DSP）是基于TMS320C55X的CPU处理器DSP

32、系列的核心。 CPU支持内部总线结构，是组成一个程序总线，三个数据读总线，两个数据写总线 ，并支持外设和DMA（直接内存存取 ）的BUS总线。DMA支持数据并行传输不影响CPU。1）特性高性能，低功耗，定点TMS320C55X的数字信号处理器（DSP）3.33 - ns指令为300 MHz的时钟频率周期16K字节指令缓存（高速缓存）单/双每个周期执行的指令双乘高达600万乘法累加每秒（MMACS）两个算术/逻辑单元（ALU）指令缓存（16K字节）16K 16位片上RAM是由四块4K 16位双重存取RAM（DARAM ）（32K字节）区块组成16K 16位单等待状态片光盘（32K字节）8M 16

33、位外部存储器的最大寻址空间32位外部并行总线内存，支持外部存储器接口与通用输入/输出（GPIO）功能以及无缝接口（EMIF的）：异步静态RAM（SRAM）异步的EPROM同步DRAM（SDRAM）同步脉冲RAM（SBRAM）仿真/调试跟踪功能，保存最后16程序计数器（PC）的不连续性和最后32位PC值六块可编程低功耗控制装置片上外设六通道直接存储器访问（DMA）控制器 2）参数 TMS320VC5501参数峰值MMACS600HPI（主机接口）1 8-Bit HPI频率（MHz）300多通道缓冲串口2内存32 KBI2C1光盘32 KBUART1片上L1/SRAM16 KB定时器2 64-Bi

34、t GP，1 WDEMIF(外部存储器接口)1 32位引导加载程序可用是外部存储器类型支持异步SRAM，SBSRAM和SDRAM内核电源（伏特）1.26 VDMA6通道IO的电源（V）3.3伏3、TFS-M12(B)指纹开发模块（1）外观及结构图TFS-M12(B)指纹开发模块外观（2）技数参数TFS-M12(B)指纹开发模块技术参数路板尺寸（mm）3855采集头分辨率500DPI指纹容量800 枚比对时间1 秒认假率0.0001%拒真率0.01%动态电流 8 字节，数据由两部分组成：数据头+数据包数据头格式：字节12345678命令0xF5CMDHi(Len)Low(Len)00CHK0xF

35、5应答0xF5CMDHi(Len)Low(Len)Q30CHK0xF5说明:CMD,Q3的定义同上Len： 数据包有效数据长度，16位，由两字节组成Hi(Len) ：: 数据包长度高8位Low(Len) ：: 数据包长度低8位CHK： 校验和，为第2字节到第6字节的异或值数据包格式：字节12Len+1Len+2Len+3命令0xF5DataCHK0xF5应答0xF5DataCHK0xF5说明：Len 即为 Data 的字节数；CHK： 校验和，为第 2 字节到第 Len - 2 字节的异或值发送完数据头后紧接着发送数据包。（4）各通讯协议命令说明1）使模块进入休眠状态（命令/应答均为 8 字节

36、）命令数据格式： 字节12345678命令0xF50x2C0000CHK0xF5应答数据格式：字节12345678应答0xF50x2C0000CHK0xF52) 设置/读取指纹添加模式（命令/应答均为 8 字节） 指纹添加分两种模式：允许重复模式/禁止重复模式, 在禁止重复模式下，同一枚手指只能添加一个用户，若强行进行第二轮添加将返回错误信息。上电后系统处于禁止重复模式。 字节12345678命令0xF50x2D0Byte5=0：0：允许重复1：禁止重复Byte5=1： 0 0：设置新的添加模式1：读取当前添加模式0CHK0xF5应答0xF50x2D0当前添加模式ACK_SUCCUSS ACK

37、_FAIL0CHK0xF53) 添加指纹（命令/应答均为 8 字节）为确保有效性，用户必须录入 3 次指纹，主机须向 DSP 模块发送 3 次命令。i) 第 1 次字节12345678命令0xF50x01用户 号 （高 8 位） 用户 号 （低 8 位）用户权限 （1/2/3）0CHK0xF5应答0xF50x0100ACK_SUCCESS ACK_FAIL ACK_FULL ACK_TIMEOUT 0CHK0xF5说明： 用户号的取值范围为 1 - 0xFFF； 用户权限取值范围为 1、2、3，其含义由二次开发者自行定义。 ii) 第 2 次字节12345678命令0xF50x02用户号（高8

38、位）用户号（低8位）用户权限 （1/2/3）0CHK0xF5应答0xF50x0200ACK_SUCCESS ACK_FAIL ACK_FULL ACK_TIMEOUT 0CHK0xF5iii) 第3次字节12345678命令0xF50x03用户号（高8位）用户号（低8位）用户权限 （1/2/3）0CHK0xF5应答0xF50x0300ACK_SUCCESS ACK_FAIL ACK_USER_EXI ST ACK_TIMEOUT 0CHK0xF5说明：三次命令中用户号与用户权限应为相同值。4) 删除指定用户（命令/应答均为 8 字节） 字节12345678命令0xF50x04用户 号 （高 8

39、 位） 用户 号 （低 8 位）00CHK0xF5应答0xF50x0400ACK_SUCCESS ACK_FAIL 0CHK0xF55) 删除所有用户（命令/应答均为 8 字节）字节12345678命令0xF50x050 000CHK0xF5应答0xF50x0500ACK_SUCCESS ACK_FAIL 0CHK0xF56) 取用户总数（命令/应答均为 8 字节） 字节12345678命令0xF50x090 000CHK0xF5应答0xF50x09用户 数 （高8 位）用户 数 （低8 位）ACK_SUCCESS ACK_FAIL 0CHK0xF57) 比对 1：1（命令/应答均为 8 字节

40、）字节12345678命令0xF50x0B用户号 （高8位） 用户号 （低8位）00CHK0xF5应答0xF50x0B00ACK_SUCCESS ACK_FAIL ACK_TIMEOUT0CHK0xF58) 比对 1：N（命令/应答均为 8 字节）字节12345678命令0xF50x0C0 000CHK0xF5应答0xF50x0C用户号 （高8位） 用户号 （低8位）用户权限（1/2/3）ACK_NOUSER ACK_TIMEOUT0CHK0xF59) 取用户权限（命令/应答均为 8 字节） 字节12345678命令0xF50x0A用户号 （高8位） 用户号 （低8 位）00CHK0xF5应答0xF50x0A0 0用户权限（1/2/3）ACK_NOUSER 0CHK0xF510) 取 DSP 模块版本号（命令为 8 字节/应答8 字节） 命令数据格式： 字节12345678命令0xF50x260000CHK0xF5应答数据格式：1） 数据头：字节12345678应答0xF50x26Hi(Len)Low(Len)ACK_SUCCESSACK_FAIL0CHK0xF52） 数据包：字节12Len+1Len+2