基于以太网的指纹门禁控制器设计与实现

　　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。