摘 要本文讨论了一种基于stm32单片机的指纹识别器件研究。利用FM-180指纹传感器采集指纹，通过对单片机STM32F103C8编程控制指纹模块进行对指纹的录入、识别和对指纹数据的存储、删除等功能。所有数据存储在单片机中，利用USB对其供电。介绍了现代指纹识别技术的发展背景和意义、指纹识别原理、硬件系统的介绍、单片机编程设计等，对单片机的编程应用是本研究的重点。文中详细介绍了指纹识别原理、硬件系统单片机及电源模块、晶振模块、复位模块等。论文最后对利用单片机实现指纹识别这一功能的研究方向提出了一些改进建议。
Key Words: stm32; Single chip microcomputer; Fingerprint identification目 录
摘 要I
ABSTRACTII
绪论1
1.1背景及意义1
1.2指纹识别技术简介2
1.3本论文的主要研究内容6.
第二章 指纹识别原理7
2.1 指纹识别算法概述7
2.2 指纹图像预处理7
2.3 指纹特征的提取10
2.4 指纹图像的匹配10
第三章 硬件系统的设计12
3.1 系统总体设计12
3.2 系统核心部件单片机13
3.3 其他电路模块15
3.4 指纹模块17
第四章 单片机程序设计19
4.1 程序设计介绍19
4.2 调试结果25
第五章 总结与展望27
致谢28
参考文献29
附录33
英文参考论文33绪 论
1.1 背景及意义
计算机与电子科学的快速发展为人类的生活带来了许许多多的改变，使人们无时无刻不感受着各种各样的便利与快捷。过去我们保护安全的方式很单一，如锁和钥匙，简易型密码锁等；在现代互联网化的社会，每人都需要有认证自己的证据证明，比如开机、邮箱、银行等等在设置密码的同时都要设置密码提示问题，以防有他人盗用账户的嫌疑时，确定个人身份。但这些都是比较传统的安全保护方法，会有一些隐患，如密码或验证问题等容易被遗
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忘、丢失，甚至可能会遭人破解等。从多年来发生的各种安全系统漏洞事故等案例来看，人们对于个人身份的确定和认证的要求变得更高。
现今，在指纹识别技术这一领域有许多的研究机构及企业公司取得了实质性、突破性的进展，研究生产出了许多指纹识别与计算机电子等相结合的应用产品，并且本校今年也引进了指纹识别考勤系统。中科院自动化所智能生物信息系统研究组和数字指通软件技术有限公司（北京）对指纹识别技术进行了长期理论研究和应用系统的开发，指纹图像的识别准确率和识别的速度均已达到了国际先进水平。另外，一些公司和机构单位集合社会生活中应用的实际需求，研制开发了多种不同种类、型号的具有独立知识产权的嵌入式指纹识别模块、指纹应用系统软件等，得到了用户良好的反馈。指纹识别技术的使用方向多指向要求高安全性，例如三星等国际知名电子品牌拥有的指纹识别器件在技术与应用等方向上都较为成熟。
通过比较不难发现，国内外在指纹识别的应用主要在金融安全、考勤系统等方面。了解到现阶段指纹识别模型的微型化，只需几个识别终端和一个指纹数据库就能制定出一套安全的指纹识别系统，所以这次的毕业设计，就利用了专业学过的单片机应用技术，实现指纹识别的器件。
众所周知，排除特殊原因，指纹是每人终生都不会发生变化的一个生物特征，且不同人的指纹之间完全相同的概率基本为零。人体的指纹拥有天然的密码信息的一些特征，它具有作为安全验证证据必要的四个重要特性，即：
1、概括范围广，即排除特殊原因每个正常的人都会长有指纹；
2、独一特性，即每个人都有各不相同的指纹，指纹由细微的纹点和纹线
的分叉、起终点等构成。正是这些无数的细节特征组合才构成了指纹的独一的特性。根据调查，在这个世界上，即使同卵双胞胎、多胞胎等，两个人指纹相同的概率小于一百零九分之一，也就是说约等于零；
3、指纹的图案作为人体的皮肤的一部分永远都不会发生改变，从人的出生到死亡（排除一切特殊原因，如指纹受到伤害等）；
4、指纹与主体的不可分离性：即指纹不存在被遗忘、被窃取等意外情况。[1]
综上可知，指纹识别，作为一种可靠的安全性较高的技术，越来越受到人们的关注。尽管已经有很多人及研究机构对指纹识别技术进行了多方深入的研究，指纹识别相关技术也在应用于不少领域，但是在目前并没有得到推广和普及，也许主要原因是目前的指纹识别技术在准确性和速度等方面在很大程度上还不能满足实际的一些应用要求。这就需要发现并研究指纹识别系统中的多方问题，以得到更好地发展。
1.2 指纹识别技术简介
和其它的识别及身份认证的技术作比较，指纹识别是一种安全性能更高，更容易被人们认可接受的身份确认方法，识别的过程中使用的识别因素并不是最原始的指纹图像，而是从指纹的图像中提取的一些特征点，这样可以减小指纹信息所需要存储的数据量。并且提取出已录入的指纹图像的关键的特征点后，可以减少网络传输等方面的负荷，对于实现不在同一地点的身份确认情况也有一定的便捷之处。
1.2.1指纹识别技术的历史及发展现状
指纹识别技术在古代就已经得到了许多人的关注，根据相关考古事实证实，在公元前七千年至公元前六千年，在叙利亚和中国，指纹就已经有鉴定身份的作用，古代中国的一些文书、书画作品上都印有撰写者的指纹。[31]虽然利用指纹确认身份的运用起始时期较早，但受到当时各种因素的限制，鉴定身份的方式通常为通过人的肉眼或者借助放大镜等简单工具，根据其指纹印出的纹理的走向、形状等确认身份是否符合，这样当然会存在很大的缺点与不足。
上世纪60年代至今，计算机技术得到快速的发展，尤其是计算机能够处理图像信息之后，利用计算机技术的一些指纹识别技术拥有很大程度的发展，特别是推广了个人电脑之后，人们研究出很多不同的处理算法，也在许多不同的领域应用，指纹识别也就渐渐替代许多传统的识别身份的方式，越来越频繁得出现在人们平常的生产生活中。
指纹识别该项技术发展至今还存在着很多的缺点与不足。首先，指纹采集这一过程，我们的手指会因翻转、倾斜或者放置的位置的偏差等原因引起识别错误，导致一些问题出现，如虽然是采集的同一人的同一个手指，但由于手指先前采集时的位置与当前放置的有偏差，截取的指纹图像信息有一定差异，在与指纹模板校验时相似率就会降低，从而影响系统的精确率。[17]另一方面，手指过于干燥或有汗液及其他的外部环境条件的影响而致使获取的指纹图像质量较低失真，指纹的识别变得不准确。现如今指纹识别的处理环节更多的是利用计算机进行，可应用的领域会受到一定程度上的限制。
近年来，多种的指纹处理算法逐渐被研究出来，极大的改进了识别的效率与精准度。所以，指纹识别技术的应用前景很广阔，图一即为一款现有的指纹识别考勤机产品：

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