一、引言
　　随着数字化和网络化的发展，传统的门禁系统由于鉴别方式、速度和性能等方面的限制，很难满足安全可靠和网络化的控制需求。由于识别技术的不断成熟，基于人体生理特征的身份识别系统逐渐被人们开始采用，目前，从实用角度看，指纹识别技术要比其它生物识别技术更安全和方便，这是因为人的指纹具有唯一性、不变性以及贴身性的特点。传统的门禁控制器常采用单片机开发，利用串行通信接口向远程上位机传送数据，多个门禁控制器一般组成RS485 网络，通信线路专用且不易于实现网络控制和远程控制，而基于TCP/IP网络通信的门禁系统通过局域网传递数据，很容易实现远程控制和分布式管理。本文基于ARM9(S3C2410)设计实现了一种指纹识别的网络型门禁控制器。
　　二、应用系统概述和门禁控制器的总体设计
　　指纹型网络门禁控制器系统框架如图1 所示。

　　门禁系统是对出入口通道进行管制的系统，主要由电子门锁和门禁控制器两大部分组成。前者用于对物理通道的控制，后者用于前端信息的采集、传输和处理，并控制门禁的开或关。
　　联网型门禁系统还必须有上位PC机和专用软件进行有效的管理。本系统采用指纹识别器为前端信息的采集，用以太网控制器实现门禁控制器与上位PC机间的通信，并利用LCD来实时显示状态，并可以提供一些其它的辅助功能，如语音提示、报警和摄像监控等。
　　三、门禁控制器的核心硬件设计
　　1、指纹识别模块电路
　　本系统使用Veridicom公司的FPS200指纹传感器获取指纹图像。FPS200是电容式固态指纹传感器，采用CMOS技术，获取的图像为256×300像素，分辨率为500DPI(点每英寸)并且内置8位高速A/D转换器，适合更复杂的手指。该传感器提供三种接口方式：8位微机总线接口、集成USB 全速接口和集成高速同步串行接口(SPI)。其内部控制逻辑如图2所示。

　　基于FPS200已内置了高速SPI接口，极大的减少对硬件的依赖，在SPI模式下可支持10帧/s的指纹图像传输速度，系统将指纹采集模块单独设计成SPI接口的电 路 模 块 ， 方 便 调 试 和 安 装 。 在 SPI总 线 模 式下，?CS0-/SCS-通过下拉电阻接地，表示为SPI 模式的slave状态，CS1/SCLK作为串行口时钟输入，MOSI引脚作为串行口数据输入，MISO引脚作为串行口数据输出，INTR引脚作为中断输出。
　　2、以太网接口模块电路
　　该模块主要任务是完成与外界信息的交互，以实现门禁控制器的内部局部网和Internet之间的通信，设计中采用TCP/IP技术，实现指纹数据的远距离采集与传输处理。本文采用台湾ASIX公司的NE2000兼容快速以太网控制器AX88796。其内部集成有10/100Mb/s自适应 的 物 理 收 发 器 和 16 位 的 总 线 传 输 。 设 计 中AX88796的电路连接如图3所示。

　　在 接 口 电 路 中 ， 以 太 网 芯 片 AX88796的 接S3C2410的写字节使能LnWBE引脚， 接写信号LnWE引脚，接使能信号LnOE引脚，IRQ接外部中断EINT引脚。CPU通过I/O读写NE2000寄存器来控制AX88796的工作状态，通过远程DMA FIFOs与AX88796的内部缓存SRAM进行数据交换。信号的发送和接收端通过网络隔离变压器FC-518LS和RJ45接口接入到AX88796。
　　四、门禁控制器的软件设计
　　系 统 采 用 Linux2.6为 操 作 系 统 ， 选 用 vivi作 为Bootloader，并使用专门面向Flash设备的jffs2?作为门禁控制器的文件系统，并在Linux下实现相关外设的驱动程序。因为在Linux下没有FPS200相应的驱动程序CONTROL ENGINEERING China版权所有，必须自己编写，FPS200驱动程序的file_operations结构为：
　　struct file_operationsfps200_fops={
　　open：fps200_open，//打开/dev/fps200设备文件
　　ioctl：fps200_ioctl，//控制fps200采集指纹
　　release：fps200_release，//关闭设备文件
　　};
　　将编写好的驱动程序复制到kernel/drivers/char目录下 ， 修 改 该 目 录 下 Makefile， 以 支 持 我 们 定 义 的fps200设备，并需要在linux的根文件系统cramfs中加上对应的设备文件，即在/dev 目录下创建一个字符设备文件，如mknod fps200c 2500。FPS200指纹采集采用分行对指纹图像进行采集和传输，其指纹采集流程图如图4所示。

　　因为AX88796是NE2000的兼容芯片，所以在Linuxkernel中 只 需 主 要 修 改 drivers/net/ne.c 就 能 移 植 到S3C2410上。设计中利用Linux中TCP/IP 网络协议的Socket接口，来实现客户端和服务器之间的通信，在Socket编程中利用面向连接的TCP协议www.cechina.cn，提供可靠的传输。
　　门禁控制器的程序流程如图5所示。开始初始化控制器，通过网卡AX88796向服务器发送联络数据包，等待服务器的回应，建立起控制器与服务器的联机工作，然后等待键盘输入用户ID，并进行指纹采集，此时创建数据传输任务，将采集到的指纹图像数据和用户ID在SRAM中进行打包，然后发送到服务器，由服务器接对接收到的ID和指纹图像进行处理和对比，同时控制器创建数据接收任务，接收服务器返回的认证结果，并由控制器进行相应的显示和控制。在实际中CONTROL ENGINEERING China版权所有，用户ID和指纹可以设置成多种认证模式进行控制www.cechina.cn，增加用户ID有利于提高服务器的辨认对比的速度。

　　五、结束语
　　本文采用ARM和指纹识别模块设计实现了基于Linux操作系统下TCP/IP的网络型门禁系统。多个控制器可以通过局域网或互联网对服务器进行访问、查询和设置，一个客户端可以登陆多个服务器，一个服务器也可以支持多个用户的并发访问。在完成门禁系统的功能的同时，还可以提供视频监控和报警的联动管理。实验结果表明，系统安全可靠、方便易用控制工程网版权所有，在企业银行、智能小区等的门禁和考勤领域具有较强的实用价值和推广性。
　　【参考文献】
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