基于Arduino的指纹识别系统设计

论文总字数：14740字

摘 要

在科学技术不断发展和进步的时代，凭借物品的有效性来验证身份已经不太安全了，而人体的身体特征是独一无二的，所以使用生物特征进行身份识别就开始出现了。人体的指纹特征一般不会发生明显的变化，能轻易采集到，最重要的是每个人的指纹特征都不一样，因此指纹识别技术成为应用最多的一项识别技术，指纹识别系统也在不断地发展中。本项目设计了一个基于Arduino的指纹识别系统，系统整体由Arduino开发板、0.96寸OLED显示屏和ATK-AS608指纹识别传感器等硬件模块组成。录入指纹图像的部分使用了光学式指纹传感器模块，处理部分采用Arduino开发板为控制核心，发送指令控制指纹识别传感器模块实现指纹的录入和识别功能，显示部分使用了OLED显示模块，Arduino驱动OLED显示结果。

关键词：指纹识别；Arduino；OLED显示

Design of Fingerprint Identification System Based on Arduino

Abstract

In the era of continuous development and progress of science and technology, it is not very safe to verify identity by virtue of the validity of objects, but the physical characteristics of human body are unique, so the use of biometric identification began to appear. The fingerprint characteristics of the human body generally do not change significantly, can be easily collected, the most important is that each person's fingerprint characteristics are different, so fingerprint identification technology has become the most used one of the identification technology, fingerprint identification system is also in continuous development. This project designed a fingerprint recognition system based on Arduino. The whole system is composed of hardware modules such as Arduino development board, 0.96 inch OLED display screen and ATK-AS608 fingerprint recognition sensor. Optical fingerprint sensor module is used in the part of fingerprint image input. Arduino development board is used as the control core in the processing part to send instructions to control fingerprint recognition sensor module to realize fingerprint input and recognition functions. OLED display module is used in the display part, and finally the Arduino drives OLED display results.

Keywords: Fingerprint Identification, Arduino, OLED Display

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 指纹识别技术的背景及意义 1

1.2 指纹识别技术的发展状况 1

1.3 课题结构安排 2

第二章 指纹识别技术介绍与整体设计方案 3

2.1 指纹特征 3

2.2 指纹识别技术介绍 3

2.3 整体设计方案 4

2.4 本章小结 5

第三章 硬件设计方案 6

3.1 硬件系统具体架构设计 6

3.2 系统的硬件模块实现 6

3.2.1 Arduino UNO模块 7

3.2.2 ATK-AS608指纹传感器模块 8

3.2.3 0.96寸OLED显示屏模块 9

3.3 本章小结 10

第四章 系统软件设计 11

4.1 程序设计流程 11

4.2 指纹识别模块的程序设计 11

4.3 显示模块的程序设计 12

4.4 本章小结 13

第五章 系统测试与结果 14

5.1 指纹录入功能测试 14

5.2 指纹识别功能测试 15

5.3 系统结果分析 16

第六章 总结与展望 17

致 谢 18

参考文献（References） 19

第一章 引 言

1.1 指纹识别技术的背景及意义

身份验证是人与计算机交互的基本组成部分，传统的身份验证手段主要是密码和个人识别号码（PIN），生物识别技术直到最近几年才主导了计算机，而且在未来几年里可能仍然至关重要。多年来，密码保持简单，以避免它们被遗忘，但这使他们更容易受到未经授权的人的损害。因此，计算机被迫管理越来越多的密码，这意味着密码被遗忘的可能性增加。因此，生物识别技术正变得比密码和个人识别号码（PIN）等传统方法更方便、更精确。生物识别技术将事件与特定的人联系起来，不需要任何记忆或携带，通过验证个人身体特征来确认自己是谁，并且这种生物识别技术正在成为一种廉价的解决方案。其中，人体的指纹特征在一生中基本上不发生改变，并且每个人的指纹特征都不可能一模一样，到目前为止还没有发现完全相同的指纹，所以指纹具有易采集、稳定性、可识别性和高精度识别的特点，这些都成为了指纹识别技术被广泛应用的因素。

长久以来，像古人用玉佩和虎符这种信物来发布任务或者识别身份，这种方式验证的是信物，简单来说，如果主人丢失了信物就无法确认他的身份，而捡到信物的人就可以凭借信物取代别人的身份，这种传统的方式是存在很大的漏洞的，因为一旦信物丢失，任何人都可以凭借信物取代别人的身份。同时像钥匙这样的物品很容易被伪造，像由数字、字母和符号组成的密码容易被遗忘，也有被窃取的可能，这些都不能够满足人们的生活需求。生物识别技术就走进了人们的视野，指纹识别技术逐渐成为一种可靠的生物特征识别技术是因为人体的指纹含有天然的密码信息，这让指纹识别技术受到了极大的重视。近年来，指纹识别技术发生了革命性的变化，这都得益于计算机和现代电子集成制造技术的发展，再加上廉价的产品制作成本和指纹识别技术的愈加成熟，指纹识别技术已经开始向民用方向全面发展。其中安全防盗保障是最重要的应用领域之一，目前主要应用于门禁和考勤签到系统。此外，指纹识别技术也在各种身份管理系统中应用，比如办理身份证时要采集指纹，实现了基于大规模数据库的自动身份识别功能。^[1]

1.2 指纹识别技术的发展状况

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