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基于VC指纹IC卡考试管理系统论文.doc

基于VC指纹IC卡考试管理系统论文

IT工作者
2012-02-22 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《基于VC指纹IC卡考试管理系统论文doc》,可适用于IT/计算机领域

指纹IC卡考试管理系统指纹IC卡考试管理系统摘要众所周知:每个人的指纹是唯一的并且终生不变的。依靠这种唯一性和稳定性我们就可以把一个人同他的指纹对应起来通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较就可以验证他的真实身份。这就是指纹识别技术。作为生物特征识别的一种由于它具有其它特征识别所不可比拟的优点使得自动指纹识别被广泛地应用于各种安全系统中:简单保险柜箱系统较复杂的门禁系统指纹与智能卡结合应用基于指纹识别系统的网络安全等。本文详细介绍指纹IC卡考生身份认证系统该系统应用了指纹识别技术、IC卡技术。包括进行考生的指纹采集、考试卡的发放、考生身份的认证等功能。本文详细介绍了系统的详细分析以及实现过程。关键字:指纹考试IC卡设计任务书一、名称指纹IC卡考试管理系统二、来源及依据现行的考试大多使用准考证的方法来进行考生的身份认证。实际上这种方案隐含着一些问题。例如准考证容易遗失、伪造经常有些考生利用伪造的准考证弄虚作假。随着指纹技术的成熟以及个人计算机的飞速发展、运算速度的提高使得在微机甚至单片机上进行两个指纹的比对运算成为可能。由于指纹的特有特性作为考生的身份认证具有不易失、无法伪造等优点。三、开发环境及工具、操作系统:MicrosoftWindowsXp、开发工具:MicrosoftVisualC四、应达到的要求、系统的功能:考生指纹的采集、考生基本信息的登记、考试磁卡的发放、修改、考生身份的认证目录 第一章前言、指纹识别技术简介、指纹识别的基本原理、可靠性问题、研究现状第二章系统方案的可行性论证、指纹作为考生身份认证的可行性、IC卡作为存储介质的可行性第三章系统方案确定、基本原理、系统方案、系统方案示意图、系统流程图第四章系统需求分析、系统功能分析、存储卡的数据格式分析、系统的数据流图新建考生信息数据流图指纹比对数据流图修改考试磁卡数据流图、数据字典文件条目数据项条目:第五章系统的设计、录取指纹程序流程图:、制作指纹模板程序流程图:、考生身份验证程序流程图:、写磁卡的程序流程图:第六章系统的实现、总体界面设计、新建档案界面设计、修改考生磁卡信息界面设计、考生身份认证界面设计、系统基本设置界面设计第七章小结参考文献(Refences)附录附录A英文翻译英文原文译文附录B智能卡SLE内容格式设计第一章前言、指纹识别技术简介  随着科技的进步指纹识别技术已经开始走入了我们的日常生活之中。目前世界上许多公司和研究机构都在指纹识别技术的研究中取得一些突破性技术从而推出了许多新产品这些产品已经开始在诸多领域得以运用。  我们手掌及其手指、脚、脚趾内侧表面的皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种各样的图案。这些纹路的存在增加了皮肤表面的摩擦力使得我们能够用手来抓起重物。人们也注意到包括指纹在内的这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同也就是说是唯一的。依靠这种唯一性我们就可以把一个人同他的指纹对应起来通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较就可以验证他的真实身份。这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术指纹识别是生物识别技术的一种。  指纹人人都有人人不同它具有唯一性、稳定性、再生性的特点。现代科学界的结论是:人类人口按亿计则需年才可能出现重复的指纹概率几乎为零其次一个人在母腹个月时指纹就定型随着年龄的变化人的相貌体格都在变化而指纹却保持不变另外只要不伤及真皮组织指纹即使被磨掉也很快会长出来。基于以上特征性指纹在越来越多的领域如社会安全、办公安全、资讯安全、金融安全、家庭安全、个人安全等方面得到广泛的应用被认为是身份辨认的物证之首。  指纹识别技术的发展得益于现代电子集成制造技术和快速可靠的算法研究。指纹识别技术是一种生物测定学技术并且是使用最早也最为成熟的生物测定学技术它涉及到传感器技术、数字图像处理、模式匹配等诸多学科。近年来无论是电子集成制造技术还是指纹识别算法的研究都取得了很大的发展。  指纹识别技术主要涉及四个功能:读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。  在一开始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。  接下来指纹辨识软件建立指纹的数字表示特征数据一种单方向的转换可以从指纹转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为“特征点”(minutiae)的点也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置这些点同时具有七种以上的唯一性特征。因为通常手指上平均具有个节点所以这种方法会产生大约个数据。有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据这些方向信息表明了各个特征点之间的关系也有的算法还处理整幅指纹图像。总之这些数据通常称为模板或特征值保存为K大小的记录。至于它们是怎样组成的至今仍然没有一种模板的标准也没有一种公开的抽象表示算法。  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。、指纹识别的基本原理  指纹其实是比较复杂的。尽管指纹只是人体皮肤的一小部分但用于识别的数据量相当大对这些数据进行比对也不是简单的相等与不相等的问题而是使用需要进行大量运算的模糊匹配算法。现代电子集成制造技术使得我们可以制造相当小的指纹图像读取设备同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行两个指纹的比对运算的可能。另外匹配算法可靠性也不断提高指纹识别技术已经非常实用。  与人工处理不同许多生物识别技术公司并不直接存储指纹的图像。多年来在各个公司及其研究机构产生了许多数字化的算法指纹识别算法最终都归结为在指纹图像上找到并比对指纹的特征。  指纹的特征  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。在考虑局部特征的情况下英国学者ERHerry认为只要比对个特征点重合就可以确认为是同一个指纹。  总体特征  总体特征是指那些用肉眼直接就可以观察到的特征包括:  A纹形 其他的指纹图案都基于这三种基本图案。仅仅依靠纹形来分辨指纹是远远不够的这只是一个粗略的分类通过更详细的分类使得在大数据库中搜寻指纹更为方便快捷。  B模式区(PatternArea) 模式区是指指纹上包括了总体特征的区域即从模式区就能够分辨出指纹是属于哪一种类型的。有的指纹识别算法只使用模式区的数据。SecureTouch的指纹识别算法使用了所取得的完整指纹而不仅仅是模式区进行分析和识别。  C核心点(Corepoint) 核心点位于指纹纹路的渐进中心它在读取指纹和比对指纹时作为参考点。许多算法是基于核心点的即只能处理和识别具有核心点的指纹。核心点对于SecureTouch的指纹识别算法很重要但没有核心点的指纹它仍然能够处理。  D三角点(Delta) 三角点位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点、或者两条纹路会聚处、孤立点、折转处或者指向这些奇异点。三角点提供了指纹纹路的计数跟踪的开始之处。  E纹数(RidgeCount) 指模式区内指纹纹路的数量。在计算指纹的纹数时一般先在连接核心点和三角点这条连线与指纹纹路相交的数量即可认为是指纹的纹数。  局部特征  局部特征是指指纹上的节点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。指纹上的节点可以用四种特性来描述。  A特征点的类型  特征点有以下几种类型最典型的是终结点和分叉点。  终结点(Ending)一条纹路在此终结。  分叉点(Bifurcation)一条纹路在此分开成为两条或更多的纹路。  分歧点(RidgeDivergence)两条平行的纹路在此分开。  孤立点(DotorIsland)一条特别短的纹路以至于成为一点。  环点(Enclosure)一条纹路分开成为两条之后立即又合并成为一条这样形成的一个小环称为环点。  短纹(ShortRidge)一端较短但不至于成为一点的纹路。  B方向(Orientation)  节点可以朝着一定的方向。  C曲率(Curvature)  描述纹路方向改变的速度。  D位置(Position)  节点的位置通过(X,Y)坐标来描述可以是绝对的也可以是相对于三角点或特征点的。  验证和辨识  应用系统利用指纹识别技术可以分为两类即验证和辨识。验证就是通过把一个现场采集到的指纹与一个己经登记的指纹进行一对一的比对(one-to-onematching),来确认身份的过程。作为验证的前提条件他或她的指纹必须在指纹库中已经注册。指纹以一定的压缩格式存贮并与其姓名或其标识(IDPIN)联系起来。随后在比对现场先验证其标识然后利用系统的指纹与现场采集的指纹比对来证明其标识是合法的。验证其实是回答了这样一个问题:″他是他自称的这个人吗″这是应用系统中使用得较多的方法。  辨识则是把现场采集到的指纹同指纹数据库中的指纹逐一对比从中找出与现场指纹相匹配的指纹。这也叫″一对多匹配(one-to-manymatching)″。验证其实是回答了这样一个问题:″他是谁″辨识主要应用于犯罪指纹匹配的传统领域中。一个不明身份的人的指纹与指纹库中有犯罪记录的人指纹进行比对来确定此人是否曾经有过犯罪记录。  验证和辨识在比对算法和系统设计上各具技术特点。例如验证系统一般只考虑对完整的指纹进行比对而辨识系统要考虑残纹的比对验证系统对比对算法的速度要求不如辨识系统高但更强调易用性另外在辨识系统中一般要使用分类技术来加快查询的速度。、可靠性问题  由于计算机处理指纹时只是涉及了指纹的一些有限的信息而且比对算法并不是精确匹配其结果也不能保证%准确。指纹识别系统的特定应用的重要衡量标志是识别率。主要由两部分组成拒判率(FRR)和误判率(FAR)。我们可以根据不同的用途来调整这两个值。FRR和FAR是成反比的。用-或百分比来表达这个数。ROC(ReceiverOperatingCurve)曲线给出FAR和FRR之间的关系。  尽管指纹识别系统存在着可靠性问题但其安全性也比相同可靠性级别的″用户ID+密玛″方案的安全性高得多。例如采用四位数字密码的系统不安全概率为%如果同采用误判率为%指纹识别系统相比由于不诚实的人可以在一段时间内试用所有可能的密码因此四位密码并不安全但是他绝对不可能找到一千个人去为他把所有的手指(十个手指)都试一遍。正因为如此权威机构认为在应用中%的误判率就可以接受。  FRR实际上也是系统易用性的重要指标。由于FRR和FAR是相互矛盾的这就使得在应用系统的设计中要权衡易用性和安全性。一个有效的办法是比对两个或更多的指纹从而在不损失易用性的同时极大地提高了系统安全性。、研究现状理论研究:指纹图象从图象本质上而言属于纹理图象模式识别范畴。主要集中在算法研究上包括指纹图象预处理算法(滤波、增强、二值化、细化)指纹的自动分类与特征值提取算法、细节特征匹配算法、指纹图象压缩算法等。国内:国内研究起步稍晚但研究的学术机构较多国内最高研究水平的学术单位及代表人物是北京大学及该校石青云教授(院士)。石青云教授从年代初期开始研究指纹自动识别技术在此领域先后公开发表学术论文篇。通过对数字图象几何拓扑性质的深入研究,首先提出了直接从灰度图象精确计算指纹纹线局部方向和所考虑数字点处纹线不可定向性程度的理论与算法,得到了指纹的方向图和不可定向性图。随后在承担国家“七五”和“八五”科技攻关项目中,又在指纹方向图和不可定向性图的基础上,进一步提出和实现了指纹自动分类、定位、形态和细节特征提取,以及指纹匹配的全套高效算法。国外:国外在此领域研究非常活跃最早投入研究和应用的单位为美国FBI。美国密西根大学模式识别与图象处理实验室、IBM公司的计算机视觉研究小组等在该领域取得了较高的成绩。日本NEC、北美Mor-pho以及美国COGENT公司在算法研究和应用系统研究上也非常有影响。研究的热点:近年来,在以视觉感知特性为指导的图象压缩新方法的研究中,基于小波变换的方法既有成熟的数学工具,便于快速计算,又能实现对图象的多通道表示和处理,便于显著提高压缩比和复现图象质量。因此,基于小波变换的图象数据压缩方法的研究是研究的热点。此外遗传算法、演化程序、模拟退火算法、智能人工神经网络理论、分形理论等在指纹识别领域的应用也是研究热点。研究难点:主要集中在如何对采集进来的各种有噪声图象进行滤波和增强、如何抽取指纹的全局和局部特征、如何进行在图象不能完全定位和图象可能发生扭曲变形情况下的特征匹配上。应用研究:国内集中在简单保险柜箱较复杂的门禁系统指纹与智能卡结合应用基于指纹识别系统的网络安全此外融合数字加密技术数字签名技术的应用研究正成为研究热点。美国已经在众多领域投入实用现阶段正致力于多种生物特征集成的生物认证研究日本的指纹识别在电子商务上的应用领域研究取得了较领先的地位。我国目前在该领域技术上受制于人的致命一点是我国的指纹传感器几乎完全依赖于西方发达国家。第二章系统方案的可行性论证、指纹作为考生身份认证的可行性现行的考试大多使用准考证的方法来进行考生的身份认证。实际上这种方案隐含着一些问题。例如准考证容易遗失、伪造经常有些考生利用伪造的准考证弄虚作假。而生物认证确定考生的身份是建立在用户提交的特殊的生理或行为特征的真实性之上的,所利用的生物特征先天地决定了一个人的身份特征,由于人的身体特征具有不可复制的特点,因此这些特征具有惟一性和稳定性。许多生理或行为特征每个人彼此不同,生物认证就必定在区分授权人和冒名顶替者方面比基于知识的和基于令牌的技术更加可靠并且生物特征无须记忆,不会遗忘和丢失更无法伪造。因此,生物认证比基于知识的和基于令牌的身份认证技术更加安全和可靠。目前,大量生物特征识别技术或者是在广泛使用或者是在研究,已经有很多生物特征识别技术可用于身份认证。除指纹识别外,这些技术还包括:虹膜识别、视网膜识别、面部识别、签名识别、声音识别、手形识别、脸部温度记录图识别等(见图),这些识别技术各有其特点。当以上识别技术应用于身份认证时,要考虑到设备成本、易用性、用户接受程度、对用户健康影响、对环境要求、识别速度、精确性、生物特征的稳定性等各方面的因素。(见表)(a)面部温度(b)虹膜(c)视网膜(d)声音(e)签名(f)脸部(g)指纹图不同生物特征表生物特征比较特性指纹掌纹视网膜虹膜面部签名声音易用性高高低低中等高高误认影响因素干燥、脏、年老手伤、年老带眼镜光照差光照、年老、眼镜、长发签名变化噪音、风、天气准确性高高很高很高高高高成本*******用户接受程度中等中等中等中等中等很高高安全级别高中等高非常高中等中等中等长期稳定性高中等高高中等中等中等*由于非常多的复杂因素不易进行简单的成本比较综合分析后我们认为,虽然指纹识别技术一般要求大量的计算资源,但目前的计算机系统性能完全可以满足这一要求在身份认证系统中,应用指纹作为身份确认依据是理想的,其优点有:●唯一性指纹是独一无二的,不存在相同的指纹,这样可以保证被认证对象与要验证的身份依据之间严格的一一对应关系。每个指纹一般都有个基本特征点。从概率学的角度在两枚指纹中只要有个特征点吻合即可认定为同一指纹。按现有人口计算上述概率年才可出现两枚完全相同的指纹。●稳定性指纹是相当固定的,很难发生变化,可以保证用户安全信息的长期有效性。一般人的指纹在出生后个月得以成型并终身不变。●可行性扫描指纹的速度很快,使用非常方便,便于获取指纹样本,易于开发认证系统,实用性强,而且指纹仪较易实现。而对视网膜则难于采样也无标准的视网膜样本库供系统软件开发使用这就导致视网膜识别系统难以开发可行性较低安全性一个人的十指指纹皆不相同,可以方便地利用多个指纹,提高系统的安全性,也不会增加系统的设计负担。实用性指纹识别中使用的模板并非最初的指纹图,而是从指纹图中提取的关键特征,这样可使系统模板库的存储量减小。另外,对输入的指纹图提取关键特征后,可以大大减少网络传输的负担,便于实现指纹异地匹配。从以上的技术优缺点、可行性、实用性分析可以看到,用指纹作为认证的依据相对于其它方法不仅具有许多独到的信息安全角度的优点,更重要的是还具有很高的实用性、可行性。随着固体传感器技术的发展,指纹传感器的价格正逐渐下降,在许多应用中基于指纹的生物认证系统的成本是可以承受的。、IC卡作为存储介质的可行性指纹模板的存储位置取决于应用程序,模板可以存入生物认证系统的通用数据库或分发给个人的智能卡中(见图)。基于生物特征的身份认证方式在实施时应考虑如下因素:社会可接受程度用户可接受程度攻击对策易于使用便于维护和管理基于以上标准我们对个人身份认证在网络上各种应用进行了研究并进行了如下分析和比较。指纹模板存储在客户端(图(a))指纹模板存储在服务器端(图(b))指纹模板存储在便携式终端(图(c))指纹摸板存储在智能卡中(图(c)图(a)客户端存储类型图(b)服务器存储类型图(c)智能卡或便携终端类型中对模板存储的不同位置进行了比较。表模板存储位置比较存储地点优点缺点服务器端模板的正确性能被判断所有终端都可用管理成本低服务器故障则无法认证服务器负载很大不能鉴别传感器的数据客户端不需通过网络即可鉴别个体便可管理一个模板模板的正确性不能判断不能选择终端管理成本高智能卡所有终端可用管理成本低个体可管理模板模板正确性不能判断本系统中通过上述分析在网络方式的认证系统设计中将考虑将指纹模板数据集中存储于服务器端数据库中在离线方式系统中考虑将指纹模板数据存储于智能卡中。第三章系统方案确定基本原理指纹识别系统(AFIS)可以分为注册阶段和识别阶段。在注册阶段,合法用户的指纹特征由传感器首次扫描以获得指纹特征的数字化描述。为了加速匹配和减少存储需求,数字描述由特征提取程序进一步处理以生成压缩但有表达能力的描述,称为模板。在识别阶段,传感器再次捕获用户的指纹特征并转化成数字格式,此特征被特征提取程序进一步处理以产生与模板格式一样的描述。结果送到特征匹配程序后,与模板进行比较以确定用户身份是否合法。图指纹图象图指纹细节特征图指纹验证系统系统方案系统功能设计如下:创建考生考试磁卡:对参加考试的考生进行考生信息的采集(考生基本信息考生指纹模板)并把考生的这些信息写入磁卡中发放于考生作为考生的身份证明。修改考生考试磁卡:对考生的磁卡进行读取并修改错误信息然后把正确的考生信息写入磁卡。进行考生身份认证:读取考生的指纹数据并于考生的考试磁卡中的指纹模板进行比对以确定考生的身份。系统方案示意图发卡示意图:考生身份认证示意图:系统流程图系统流程图如下:录取指纹流程图:第四章系统需求分析系统功能分析在传统的考试中通常包括准考证的发放和考生身份的确认。当考生上考试部门报名参加考试时考试部门通常会登记考生的姓名、性别、年龄、照片等考生基本信息并发放准考证给考生通常准考证上贴有考生的相片作为考生的身份的认证而考生只有凭着准考证才能参加考试。通过上面分析在指纹考生身份认证系统中应包括考生考试磁卡的发放和考生身份的认证。当考生报名参加考试时考试部门应采集考生的基本信息和考生的指纹模板并存储于考试磁卡中发放于考生作为考生的考试准考证。而当考生参加考试时应凭着考试磁卡才可参加考试并当场采集考生的指纹与考试磁卡中的指纹模板进行比较以确认考生的身份。当然采集考生信息时有可能发生一些错误所以系统应包括考试磁卡的修改功能。考生基本信息包括:卡号编号考生姓名考生英文名性别年龄身份证号民族籍贯政治面貌学校学历专业联系电话邮政编码联系地址发卡单位发卡时间为了减少误判率通常采集多枚指纹模板(枚)存储卡的数据格式分析SLE型IC卡介绍本系统中采用接触式逻辑加密IC卡SIEMENS公司的产品SLE。SLE芯片内主要性能:含*位EEPROM存储器和*位保护存储器(固化数据)、至少,次擦写循环、至少年数据保存期。该存储器具有可编程和对每一字节进行写保护的功能存储器可以被一字节一字节地写或删除。写入时将比较输入数据和被寻址的地址单元中的内容只写那些还没有被写入的位。删除操作只能按字节进行但可以独立写位。每一字节可以通过设置一个保护位来进行写删除保护。保护位仅能一次编程且不能被删除。此外SLE还具有PIN验证逻辑。除PIN外其余的存储器永远可读但写删除操作只有在验证PIN后才能进行。次不正确的PIN验证后将锁住以后的PIN验证和写删除操作。SLE的控制命令字、地址和数据都是通过IO端口传送的。接触式智能卡的存储结构本系统采用的卡片从功能上看主要分为两个部分一部分是EEPROM单元阵列一部分是保密逻辑部分如图所示:图SLE卡的功能框图SLE卡具有如下的存储分区:制造代号区(FabricationZone)由制造厂商在出厂时写入用于记录卡片的制造信息发行代号区(IssuerZone)在发行给个人时写入用于记录卡片的发行信息用户密码区(SecurityCode)当卡片个人化完成后由该密码保护卡内的应用区域密码比较计数区(SecurityCodeAttempsCount)处于安全保护的目的防止人为的对密码进行猜测需要限制密码比较次数。用户个人区(CodeProtectedZone)记载用户的个人身份标识。应用区(ApplicationZone)擦除密码(EraseKey)该区用以记录应用区的保护密码。擦除计数(EraseCounter)该区中的每一个‘’表示可以对应用区进行一次擦除操作。存储分配如图所示用户存储区保护存储区图SLE存储器分配图智能卡数据格式的设计智能卡中的数据在用户存储器中以树形文件结构形式组织存放文件分三种层次:一是主文件MF是文件系统的根相当与DOS中的根目录二是专有文件DF存放于主文件之下相当于DOS中的目录三是基本文件EF主要存储实际应用数据和相应的系统管理信息。文件的管理由片内操作系统COS(chipoperationsystem)负责COS在本质上更加接近于监控程序而不是真正意义上的操作系统。智能卡中存储用户的身份描述数据在IEEE的版本(SID)中给出了学生身份标识符相关的ISO编码标准但没有进一步给出学生标识符的标准编码方式在IEEE的版本(SHI)中给出了人的简单标识方法其适用范围较为广泛有一定的指导意义。本设计参照上述模型给出用户身份标识格式模型详细内容参见附录D。系统的数据流图根据上面的分析划出系统的数据流图如下:新建考生信息数据流图指纹比对数据流图、修改考试磁卡数据流图数据字典文件条目文件名称:指纹(FingerPrint)简述:考生的手指的指纹文件名称:指纹数据(FingerImgData)简述:保存指纹采集仪采集的指纹数据组成:FingerImgData是一个*的unsignedchar型二维数组定义:unsignedcharFingerImgData文件名称:指纹bmp文件(FingerPrintFile)简述:存放由指纹数据转换得到的指纹图像文件名(包括存放的路径)定义:unsignedchar*FingerPrintFile文件名称:指纹特征值(FRPTzData)简述:保存由指纹数据提取得到的指纹特征值定义:typedefstructFRPTzData{unsignedcharpTzDataboolwrite}FRPTZDATA注释:结构中的write用来标示pTzData中保存的是否是指纹的特征值文件名称:指纹特征集(FRPTzData)简述:存放一个手指各次采集获得的指纹特征值组成:{FRPTzData}定义:FRPTZDATAFRPTzData文件名称:指纹模板(FRMbData)简述:存放一个手指的指纹模板数据定义:typedefstructFRMbData{unsignedcharpMbDataboolwrite}FRMBDATA注释:结构中的write用来标示pMbData中保存的是否是指纹的模板数据文件名称:指纹模板集(FRMbData)简述:存放一个考生的指纹模板数据组成:{FRMbData}定义:FRMBDATAFRMbData文件名称:考生基本信息(StudentBasicInfo)简述:存放考生的基本信息组成:卡号编号考生姓名考生英文名性别年龄身份证号民族籍贯政治面貌学校学历专业联系电话邮政编码联系地址发卡单位发卡时间文件名称:考生信息(StudentInfo)简述:存放考生的信息组成:考生的基本信息指纹模板集数据项条目:数据项名称:卡号变量名:mCardID简述:存放考生磁卡的卡号数据项组成:个数字组成数据项名称:编号变量名:mNum简述:存放考生的编号数据项组成:个数字组成数据项名称:考生姓名变量名:mName简述:存放考生的姓名数据项组成:{汉字}数据项名称:考生英文名变量名:mEName简述:存放考生的英文名数据项组成:{英文字符}数据项名称:性别变量名:mSex简述:存放考生的性别数据项组成:|注释:代表男性代表女性数据项名称:年龄变量名:mAge简述:存放考生的年龄数据项组成:{数字}数据项名称:身份证号变量名:mID简述:存放考生的身份证号数据项组成:个数字组成数据项名称:民族变量名:mRace简述:存放考生的民族数据项组成:{汉字}数据项名称:籍贯变量名:mNativePlace简述:存放考生的籍贯数据项组成:{汉字}数据项名称:政治面貌变量名:mPolicalVisage简述:存放考生的政治面貌数据项组成:{汉字}数据项名称:学校变量名:mSchool简述:存放考生的所在学校或毕业学校数据项组成:{汉字}数据项名称:学历变量名:mEduBackGround简述:存放考生的最高学历数据项组成:{汉字}数据项名称:专业变量名:mSpecialty简述:存放考生所学的专业数据项组成:{汉字}数据项名称:联系电话变量名:mPhone简述:存放考生的联系电话数据项组成:{数字}数据项名称:邮政编码变量名:mPostID简述:存放考生的联系地址的邮政编码数据项组成:个数字数据项名称:联系地址变量名:mAddress简述:存放考生的联系地址数据项组成:{汉字}数据项名称:发卡单位变量名:mSendedUnit简述:存放考生磁卡的发放单位数据项组成:{汉字}数据项名称:发卡时间变量名:mSendedTime简述:存放考生磁卡的发卡时间或修改时间数据项组成:年月日时分注释:当把考生信息写入磁卡时系统会自动把当前时间存入磁卡第五章系统的设计根据上面的系统流程图划出各部分程序流程图:录取指纹程序流程图:注释:Set(k):根据录取一个手指的指纹的次第来确定k的值。例如:一个手指的第j次录取,则k=j函数TestFP()、GenImg()、UpImg()、FRGenTzData()、MakeBmp()的具体功能及函数原型见附录。ShowBmp:在系统的控件上显示采集的指纹图像。FROK:表示函数调用成功(下同)制作指纹模板程序流程图:注释:Set(k):根据采集的指纹模板的次第确定k的值。例如:采集第j个指纹模板则k=j函数FRGenMbData()、FRGenMbData()的原型和具体功能见附录。fingerprint:用来标示一个手指指纹被采集的枚数。例如:一个手指指纹被采集了次则最终fingerprint=一个手指指纹只有在被采集次或次的情况下才能被制作成指纹模板。考生身份验证程序流程图:注释:GetFingerPTzData(PTzData):录取指纹见录取指纹程序流程图。ReadFromAddress(cardRam):该函数将调用函数srd()(见附录)从磁卡的指定地址读取数据。Copy(PMbData,k):拷贝磁卡中的第k个指纹模板到PMbData中。函数FRAlgInit()、getstatus()、FRVerify()的具体函数原型和函数功能见附录。ShowResult(result):显示比对结果。写磁卡的程序流程图:注释:IsInputAll():判断输入的考生的基本信息是否合法。Copy(cardRam,studentBasicInfo):把考生的基本信息转换成unsignedchar类型并拷贝到cardRam中。Copy(cardRam,FRMbDatakPMbData):拷贝第k个指纹模板FRMbDatakPMbData到cardRam中。WriteToAddress(cardRam):该函数将调用函数swr()(见附录),并把cardRam的内容写入磁卡的指定地址中。第六章系统的实现总体界面设计图:系统主界面简要说明:菜单设计(菜单)文件:(菜单项)退出系统(菜单)初始化:(菜单项)串口初始化、释放串口、初始化采集仪、初始化磁卡仪(菜单)基本设置:(菜单项)基本设置(菜单)编辑信息:(菜单项)新建档案、修改磁卡、身份验证、主要功能介绍基本设置:弹出基本设置对话框进行指纹仪、磁卡、图像处理等一些基本设置。新建档案:弹出新建考生信息对话框进行考生信息的采集。修改磁卡:读取考试磁卡并把磁卡中的考生信息显示在弹出的对话框中。身份验证:弹出身份验证对话框进行考生身份验证。功能实现的源代码见源程序。新建档案界面设计图:考生基本信息界面图:采集指纹界面简要说明:采集考生基本信息说明:考生基本信息的各字段都有长度的限制和值类型的限制(见附录)如果输入不合法系统会弹出错误的消息框。采集考生指纹说明:当点击采集指纹按钮时系统会探测采集仪传感器上是否有指纹指纹仪红灯亮界面上也会有一个红灯亮进度条向前滚动。若探测到指纹指纹仪红灯灭、绿灯亮街面上也有相应的变化若指纹采集成功则指纹图像显示在界面上指纹特征值存入指纹特征值变量中。若在进度条滚动到头之前没有探测到指纹则此次采集结束红灯灭。c、每个考生最多可以采集四个手指每个手指采集三次。图:系统正在探测指纹图:系统正在进行指纹处理图:采集指纹成功图:显示指纹图像修改考生磁卡信息界面设计a、系统首先读取磁卡数据考生的基本信息显示在图中。b、系统把考生磁卡的发卡时间以及磁卡中指纹模板数显示在指纹采集界面上如图。c、管理员修改考生的信息后把修改后的信息写入磁卡中即完成修改。图:磁卡中考生基本信息显示界面图:磁卡中指纹信息显示界面考生身份认证界面设计采集按钮:对考生进行现场指纹采集。采集成功则比对按钮可用。比对按钮:把采集的指纹特征值与考生磁卡中的指纹模板逐一比对选择最大值作为比对结果。图:考生身份认证界面图:考生指纹系统基本设置界面设计a、当打开基本设置对话框时界面显示的就是当前的各个参数设置。b、指纹采集仪设置:你可根据采集仪使用的串口情况和通信波特率进行设置。见图磁卡设置:设置磁卡器使用的串口号和通信的波特率以及考生使用的磁卡类型(当前只能使用SLE型磁卡)图像处理设置:进行图像处理的算法版本号(当前只提供版本)设置和算法的安全等级(推荐等级)的设置。修改号设置后点击应用或确定按钮系统将把新的设置以文件的方式保存下次重新启动系统时系统会读取保存的基本设置。图:指纹采集仪设置图:磁卡设置图:图像处理设置第七章小结“指纹IC卡考生身份认证系统”经过两个月的开发基本实现了该系统的功能。系统开发经历了需求分析、总体设计、详细设计、编码、单体设计、总体设计等几个阶段。通过这次设计我对一个项目的开发有了比较完整的认识。也提高了自己的自学能力和对知识的综合处理能力。但是在整个系统的开发过程中我还是遇到了不少问题。首先我对于开发工具不够熟悉开发工具的优秀性能并未在我们手中得到充分展示其次在程序流程设计方面由于缺乏实际工作经验等原因导致在开发过程中原先设计的数据库和程序流程老是进行改动有很多的代码冗余对整个系统的开发产生了一定的负面影响。由于时间和条件的限制系统肯定存在不少错误和瑕疵离导师的期望还有很大距离。但请相信我会不断学习、积累经验我会做得更好!参考文献(Refences)AKJain,LHong,SPankantiandRBolle,“AnIdentityAuthenticationSystemUsingFingerprints”,ProcIEEE,(),,AKJain,LHongandRBolle,“OnlineFingerprintVerifycation”,IEEETransOnPatternAnalysisandMachineIntelligence,(),,NRatha,SChen,andAKJain,“AdaptiveFlowOrientationBasedFeatureExtractioninFingerprintImages”,PatternRecongnition(),,LHong,YWanandAKJain,“FingerprintImageEnhancement:AlgorithmandPerformanceEvaluation”,IEEETransOnPatternAnalysisandMachineIntelligence,(),,DMiaoandDMaltoni,“DirectGrayScaleMinutiaeDetectioninFingerPrint”,IEEETransOnPatternAnalysisandMachineIntelligence,(),,XJiang,WYYauandWSer,“MinutiaeExtractionbyAdaptiveTracingtheGrayLevelRidgeoftheFingeprintImage”,IEEESixthInternationalConferenceonImageProcessing,Japan,QXiao,andHRaafat,“FingerprintImagePostprocessing:ACombinedStatiscalandStructuralApproach”,PatternRecognition(),,LO’Gorman,JVNickerson,“AnApproachtoFingerprintFilterDesign”,PatternRecognition(),,刘君华智能传感器系统M。西安电子科技大学出版社王爱英。智能卡技术M。清华大学出版社InternationalStandardISOIdentificationcardsPhsicalcharacteristics,InternationalStandardISOIECIdentificationcardsIntegratedcircuit(s)cardswithcontacts~于宏军赵冬艳。智能(IC)卡技术全书M。北京:电子工业出版社美DavidJKruglinski,ScotWingo,etalVisualc技术内幕北京:北京希望电子出版社,RichardCLeineckerTomArcherVisualCBibleMBeijing:PublishingHouseofElectronicsIndustryKennethRCastleman数字图象处理M,北京:电子工业出版社何斌等VisualC数字图像处理M北京:人民邮电出版社王新成高级图像处理技术M北京:中国科学技术出版社郑人杰殷人昆陶永雷实用软件工程M北京:清华大学出版社国标软件设计文档(GB)美]DanRahme,使用VisualStudio开发Web数据库应用程序M,北京:清华大学出版社,附录附录A英文翻译英文原文AFingerprintRecognizerUsingFuzzyEvolutionaryProgrammingAbstractAfingerprintrecognizingsystemisbuiltwithtwoprincipalcomponents:thefingerprintadministratorandthefingerprintrecognizerFingerprintsareidentifiedbytheirspecialfeaturessuchasridgeendings,ridgebifurcation,shortridges,andridgeenclosures,whicharecollectivelycalledtheminutiaeThefingerprintadministratorusesthemethodofgrayscaleridgetracingbackedupbyavalidatingproceduretoextracttheminutiaeoffingerprintsThefingerprintrecognizeremploysthetechniqueoffuzzyevolutionaryprogrammingtomatchtheminutiaeofaninputfingerprintwiththosefromadatabaseExperimentalresultsshowthemethodsusedarehighlyeffectiveIntroductionFingerprintshavebeenusedformanycenturiesasameansofidentifyingpeople,Asitiswellknownthatfingerprintsofanindividualareuniqueandarenormallyunchangedduringthewholelife,theuseoffingerprintsisconsideredoneofthemostreliablemethodsofpersonalverificationThismethodhasbeenwidelyusedincriminalidentification,accessauthorityverification,financialtransferringconfirmation,andmanyothercivilianapplicationsIntheolddays,fingerprintrecognitionwasdonemanuallybyprofessionalexpertsButthistaskhasbecomemoredifficultandtimeconsuming,particularlyinthecasewhereaverylargenumberoffingerprintsareinvolvedDuringthepastdecade,severalautomaticfingerprintidentificationsystemshavebeenmadeavailabletomeetthedemandofnewapplications,,,Themethodsusedinthesesystemsarestillfarfromcompletesatisfaction,however,duetoinaccurateextractionoffingerprintcharacteristicsandineffectivepatternmatchingprocedures,whicharethetwomajortasksoffingerprintidentificationTheFederalBureauofInvestigation'smethodofidentifyingafingerprintbyitssetofminutiaeiswidelyusedinautomaticfingerprintidentificationsystems,,,,However,

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