CN107273843A - 基于ARM‑Cortex‑M4的指纹网络管理*** - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种基于ARM‑Cortex‑M4的指纹网络管理***，该***主要包括子终端和后台管理端构成。子终端硬件***主要包括指纹模块、ARM Cortex‑M4处理器、WIFI模块、RAM/ROM数据程序存储器、电源模块、音频模块和触控显示屏构成；指纹模块与ARM Cortex‑M4通过串口连接；ARM Cortex‑M4通过串口连接WIFI模块通过Internet广域网与后台服务器和PC管理端连接，进而构成了由多个子终端与一个管理端连接的网络管理***；本发明提供的是一种嵌入式认证终端网络化管理指纹信息的***，有效的解决了指纹重复认证、终端设备利用率低的问题，***的提高了指纹录入、指纹认证、指纹信息管理的效率。

Description

基于ARM-Cortex-M4的指纹网络管理***
技术领域
本发明涉及嵌入式应用技术领域，特别是指一种基于ARM Cortex-M4的指纹网络管理***。
背景技术
伴随信息时代的步伐，围绕人的身份信息相关的各种智能设备相继出现在我们的生活中，指纹信息的唯一性和稳定性决定了它在身份识别具有广阔的市场前景；针对当前指纹识别技术存在的技术局限和操作设备的智能化程度低的现状，因此指纹识别设备的智能化程度、指纹信息管理效率的问题成为当前亟待解决的问题。具体问题体现在指纹采集终端设备的***组网应用实施效率低下、多终端指纹打卡认证重复性问题。
发明内容
本发明提出的是一种基于ARM Cortex-M4的指纹网络管理***，针对以上存在的问题，本发明提出的是一种嵌入式认证终端网络化管理指纹信息的***，子终端***从管理***的底层通过硬件平台获取操作人的指纹信息，通过网络把指纹信息与后台管理进行***的管理，实现了一个监督管理端与多个子终端的管理***模式。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于ARM Cortex-M4的指纹网络管理***，包括子终端***和后台管理端。所述子终端***包括：基于ARM Cortex-M4主控处理器、指纹模块、电源模块、触摸显示屏、WIFI模块、RAM和ROM数据程序存储器；所述主控处理器通过串口连接有指纹模块和WIFI模块；所述触控显示模块、电源模块及程序数据存储模块均与主控处理器的GPIO连接；所述后台管理端由PC客户端和装有Linux的服务器构成。
进一步，所述子终端***硬件部分的指纹传感器模块采用一体嵌入式光学指纹识别采集模块，所述一体嵌入式光学指纹识别采集模块为内部采用32位MCU、集成指纹图像处理、指纹模板生成、数据通信于一体的硬件结构。
进一步，RAM和ROM数据程序存储器与主控处理器的GPIO口连接，RAM存储子终端***程序运行中的数据及本地指纹模板库、ROM存储子终端***的控制程序。
进一步，所述电源模块与主控处理器的GPIO口连接，同时电源模块与指纹模块、触摸显示屏、音频模块和WIFI模块连接，为子终端***工作提供稳定的3.3V和5V输出。
进一步，所述触摸显示屏与主控处理器器以16位并口传输模式进行连接，所述触摸屏采用TFTLCD的薄膜晶体管液晶显示器，用于提供子终端***人机对话触摸控制界面以及***运行的状态信息。
进一步，所述WIFI模块采用高性能的UART-ETH-WIFI模块，所述主控制器通过串口连接WIFI模块，WIFI模块工作于串口-无线网卡模式把子终端***接入通过路由器连接的Internet广域网，进而通过Internet连接到***后台的服务器和监督管理的PC客户端，局域网并入广域网的进阶实现了一个监督管理端和多个子终端***的网络管理***模式。
更进一步，所述子终端***还包括音频模块，所述音频模块采用内嵌音频解码芯片，可播放人声语音提示信息，实时播报***必要的提示信息，协助操作人进行指纹输入的相关操作。
本发明提供的是一种基于嵌入式技术领域硬件协同软件搭建的网络来管理指纹信息的***。创新使用子终端WIFI无线并入局域网，降低了指纹采集设备操作难度，提高了设备的实施效率；在前者的基础上进一步创新使用局域网并入Internet广域网，有效克服了操作人与监督人的空间关系的限制；在前者的技术基础上创新采用多个子终端连接一个管理监督端的树形网络拓扑结构，真正意义上提高了指纹信息的管理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的子终端硬件结构示意图。
图2为本发明的指纹录入算法流程图。
图3为本发明的指纹打卡算法流程图。
图4为本发明的网络***结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过说明书附图，结合具体实施方式对本发明进一步说明：
（1）实施例1：
如图1所示，基于Cortex-M4的指纹网络管理***，包括子终端***和后台管理端。所述子终端***包括：ARM Cortex-M4处理器、指纹模块、电源模块、触摸显示屏、音频模块、WIFI模块、RAM和ROM数据程序存储器；所述后台管理端由PC客户端和装有Linux的服务器构成。
在本发明的具体实施例1中，见图1，所述子终端***硬件部分的指纹传感器模块采用一体嵌入式光学指纹识别采集模块；所述一体嵌入式光学指纹识别采集模块内嵌指纹图像处理的GPU、指纹图像采集、特征模板生成算法；指纹模块通过GPIO口与基于ARMCortex-M4主控处理器的串口进行通信，二者通过指纹模块的通信协议交互通信；主控向指纹模块发送控制命令字，一体式光学指纹识别采集模块根据命令字对指纹图像、特征、模板进行相应的处理；一体式光学指纹识别采集模块上传指纹图像、特征、模板以及***所需的状态信息到主控处理器。
所述RAM和ROM数据程序存储器与主控处理器的GPIO口连接，RAM存储子终端***程序运行中的数据及本地指纹模板库、ROM存储子终端***的控制程序；所述触摸显示屏与主控处理器器以16位并口传输模式进行连接，所述触摸显示屏采用TFTLCD的薄膜晶体管液晶显示器，用于提供子终端***人机对话触摸控制界面以及***运行的状态信息；所述电源模块与主控处理器的GPIO口连接，同时电源模块与指纹模块、触摸显示屏、音频模块和WIFI模块连接，为子终端***工作提供稳定的3.3V和5V输出。
所述WIFI模块采用高性能的UART-ETH-WIFI模块，所述主控制器通过串口连接WIFI模块，WIFI模块工作于串口-无线网卡模式把子终端***接入通过路由器连接的Internet广域网，进而通过Internet连接到***后台的服务器和PC监督管理端，局域网并入广域网的进阶实现了多个子终端***和一个监督管理端的网络管理***模式。
（2）实施例2：
如图2所示，在实施例1的基础上，***设置子终端为指纹录入模式：操作人在子终端输入指纹，按照触摸显示屏中的程式流程命令指示逐步录入指纹，生成指纹模板后保存到本地指纹模板库，同时网络通信同步备份到后台服务器和PC管理客户端，并将操作人个人相关信息与指纹模板信息备份到后台。
如图3所示，在实施例1和2的基础上，***设置子终端为指纹打卡模式：操作人在子终端输入指纹，主控制器将指纹模块扫描到的当前指纹模板与子终端存储器中指纹模板库进行检索比对，也就是图示中所谓的本地指纹搜索；本地搜索不到则将该指纹模板发送至后台服务器端同步进行指纹模板库的检索比对，最终将检索结果信息在触摸显示屏展示出来。
（3）实施例3：
如图4所示，在实施例1和实施例2的基础上，所述整个网络***的结构是由多个子终端无线组局域网连接路由器，进而接入广域网Internet连接后台管理端的服务器和PC监督管理客户端。***底层的多个子终端工作于实施例2所述的两种模式下，实时与后台进行交互通信。
该***创新的在底层硬件使用Cortex-M4内核的ARM处理器，较高的工作主频和丰富的片上外设，极大的提高了底层与上层通信的实效性。第一克服当前指纹信息夸地域同步处理的空间限制问题；第二创新的实现了指纹模板的双备份，极大的提高了指纹信息在各种应用领域的安全性与稳定性。
该***创新的使用一个后台管理监督端和多个子终端的网络拓扑结构，如实施例2所述的指纹打卡模式，后台服务器实时通信采集***子终端的指纹打卡认证信息，一有终端认证通过则后台在相应时段内将该认证信息保留，当另有终端认证同一指纹时则该终端可得到来自后台重复操作提示。子终端与后台的实时通信，有效的克服了在各种应用场合中多终端组网工作中存在重复认证的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于ARM Cortex-M4的指纹网络管理***其特征在于：包括子终端***与后台管理端构成；所述子终端***的硬件结构由指纹模块、Cortex-M4内核的ARM嵌入式主控处理器、电源模块、WIFI模块、音频模块和触控显示模块构成；其中所述主控处理器通过串口连接指纹传感器模块和WIFI模块；所述触控显示模块、电源模块及程序数据存储模块均与主控处理器的GPIO连接；所述后台管理端由装有Linux的服务器和PC客户端构成。
2.按照权利要求1所述的基于ARM Cortex-M4的指纹网络管理***，其特征在于：所述子终端***硬件部分的主控处理器采用Cortex-M4内核的ARM处理器,较高的主频和丰富的外设为***提供稳定可靠的数据处理硬件基础。
3.按照权利要求1所述的基于ARM Cortex-M4的指纹网络管理***，其特征在于：所述子终端***硬件部分的指纹传感器模块采用一体嵌入式光学指纹识别采集模块，所诉指纹模块内部MCU与主控处理器的串口连接通信，二者通过指纹模块内嵌的通信协议进行控制命令字的写入和指纹模板信息的传输通信。
4.按照权利要求1所述的基于ARM Cortex-M4的指纹网络管理***，其特征在于：所述WIFI模块与主控制器的串***互通信，将子终端***通过Internet广域网接入后台管理端。
5.按照权利要求1所述的基于ARM Cortex-M4的指纹网络管理***，其特征在于：所述触控显示屏与主控处理器的GPIO口连接，用以实时显示操作人的操作状态信息、操作人与管理监督端的关系信息以及相应的人机对话控制命令界面。
6.按照权利要求1所述的基于ARM Cortex-M4的指纹网络管理***，其特征在于：所述电源模块与主控处理器的GPIO口连接，同时电源模块与指纹模块、触摸显示屏、音频模块和WIFI模块连接，为子终端***工作提供稳定的3.3V和5V输出。
7.按照权利要求1所述的基于ARM Cortex-M4的指纹网络管理***，其特征在于：所述RAM和ROM数据程序存储器与主控制器的GPIO口连接，RAM存储子终端***运行程序中的数据及本地指纹模板库、ROM存储子终端***运行的控制程序。
8.按照权利要求1所述的基于ARM Cortex-M4的指纹网络管理***，其特征在于：本发明提出的网络管理***是由多个子终端***和一个后台管理端通信连接组成的环形网络***。
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