基于单片机的指纹识别系统.docx
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基于单片机的指纹识别系统
石油化工学院教育教学改革和研究
项目申请书
项目名称：
基于单片机指纹识别系统的门禁设计
项目负责人：
沈玉欣鲁莹马妍
承担单位：
信息工程学院
协作单位：
信息工程学院测控技术与仪器
申请日期：
2015年4月15日
石油化工学院教务处
二〇一五年制
填表说明
填表说明
1.填写内容应言简意赅，思路清晰，论证充分。
表内空格不够时，可另附页填写，但页码要标清楚。
2.《申请书》打印稿报送教务处一式两份并将电子版至jinhongmeibipt.edu.,请自备底稿。
本表所附“课题设计论证”活页一律打印，按份装订或制成折页，上方2个代码框申请人不填，报送教务处六份。
3.所附活页供评审使用，必须填写，但不得出现申请人和课题组成员XX、单位名称等个人资料。
4.本表须经课题负责人所在单位教学工作委员会审核，签署明确意见，承担信誉保证并加盖公章后方可上报。
5.表中不明事宜请与教务处联系。
一、简表
项目
基本
情况
项目名称
基于单片机的指纹识别系统设计
类别
■重点项目□一般项目
申请经费
2.0万元
起止年月
2010年1月-2011年7月
项目负责人
姓名
性别
男
出生年月
职称
职务
学位
联系
主要教学研究和科学研究工作简介
时间
项目名称
项目来源
完成情况及主要成果
获奖情况
06-10年
深水海管铺设焊接工艺及设备国产化技术研究
国家863
完成焊接设备研制
06-10年
核电厂检修水下焊接实验系统与原理样机
国防
科工委
通过技术鉴定
09-12年
市学术创新团队
市
智能管道系统负责人
项目组主要成员
姓名
年龄
职称
工作单位
主要教学
科研领域
项目中的分工（写具体）
签章
53
教授
自动化系
检测技术
毕设流程与考核机制制订
43
副教授
自动化系
微机原理
编写流程文件
45
副教授
信息基础
微机原理
建设/编写文件
43
副教授
自动化系
过程控制
涉外毕设规程研究
45
高级讲师
自动化系
微机技术
问卷调查/编写设计文件
33
副教授
机电系
机电工程
问卷调查
39
副教授
机电系
检测技术
问卷调查
33
副教授
电气系
电气工程
问卷调查
37
讲师
机电系
检测技术
问卷调查
32
讲师
自动化系
控制理论
建设
二、立项依据
1、选题的背景、项目意义及发展前景
1.1选题背景
随着社会的进步，计算机技术的飞速发展，信息技术，电子技术的改进程度越来越高，越来越融入人们的生活，同时，安全技术也越来越受到人们的重视。
而解决安全技术问题，首先要解决的是门禁的安全问题。
人们的财产安全问题仅仅依靠传统的门锁和防盗锁是远远不够的，于是各种新式的门禁系统应运而生，比如数字密码、射频卡等。
各种门禁方式有其自己的优点，但大多不能同时实现既安全又方便，比如说数字密码锁，锁的密码容易忘记，并且容易被人盗取。
所以人们在生活中需要安全的门禁设施，来保证自己的财产安全，各种各样的门禁系统随之而生。
但随着数字化和网络化的不断发展，以前的门禁方式在鉴别方式、速度和性能方面越来越不能满足人们的需要，比如射频卡、数字密码等方式，其安全性不够高。
在新的方式开发的过程中，由于人的身体特点具有不可复制性，所以人们把目光转移到这上面来，开始了生物识别的门禁系统的开发。
指纹识别作为生物特征识别，它是独特的，它的特点是不易伪造，以为它的这些特点目前已被广泛应用于安全访问。
1.2项目意义
指纹识别是成熟的生物识别（Biometric）技术，由于人体的身体特征具有不可复制的特点，人们把目光转向了生物识别技术，希望可以籍此技术来应付现行系统安全所面临的的挑战。
要把人体的特证用于身份识别，这些特征必须具有唯一性和稳定性。
研究和经验表明，人的指纹、掌纹、面孔、发音、虹膜、视网膜、骨架等都具有唯一性和稳定性的特征，即每个人的这些特征都与别人不同、且终生不变，因此就可以据此识别出人的身份。
基于这些特征，人们发展了指纹识别、面部识别、发音识别等多种生物识别技术，目前许多技术都已经成熟并得以应用，其中的指纹识别技术更是生物识别技术的热点。
指纹识别技术相对于其他识别方法有许多独到之处，具有很高的实用性和可行性。
因此，指纹识别成为最流行、最方便、最可靠的身份认证方式，己经在社会生活的诸多方面得到广泛应用。
这是由于指纹是独一无二的，两人之间不存在着相同的指纹，指纹是独一无二的，两人之间不存在着相同的指纹，同时指纹样本易于采集，难以伪造，便于开发，实用性强，可以利用多个指纹构成多重口令，提高系统的安全性。
1.3发展前景
指纹行业是一个新兴的行业，本身具有很高的科技含量，相对利润高发展前景广阔。
经专家预计，指纹产品将是未来IT产业新的增长点：
利润率最高、发展潜力最大。
于是，世界顶尖的指纹识别技术得到了全球X围内的高度重视，指纹识别技术的应用如火如荼地迅速发展起来。
目前，国内已经有不少企业在参与指纹识别技术的开发和应用。
指纹技术在现代生活和工作中的应用已越来越普遍，例如：
指纹考勤、指纹社保、指纹银行、指纹商场、指纹接送幼儿等等生活和工作的新现象已广为人知，指纹技术正在日益刷新着我们的现代化生活方式。
2、中外文参考文献
[1.]X丽娜.51单片机系统开发与实践.航空航天大学, 2013.40-50
[2].X红刚.51单片机自学笔记：
第二版.航空航天大学, 2013.66-84
[3].程昱.Protel DXP电路设计.清华大学 ,2003. 10-40
[4].李昊.物联网：
指纹识别系统算法及实现.人民邮电 ,2011.50-90
[5].石东海,单片机数据通信技术从入门到精通.XX电子科技大学 ,2002.100-108
[6].董传岱.数字电子技术基础 第三版. 中国石油大学 ,2009.70-100
[7].朱建新, 杨小虎. 基于指纹的网络身份认证. 计算机应用研究,2001, 12:
14-17
[8]12864LCD模块使用手册,XX东显电子XX
[9]颜志军.VisualC一数据库开发典型模块与实例精讲.电子工业,2007.78-105
[10]赵娟,王典洪.指纹图像匹配的算法研究及其实现. 计算机工程与应用,2005.66-69 [11]鲁士文.计算机网络协议和实现技术.清华大学,2000
[12]夏继强,邢春香.现场总线工业控制网络技术.航空航天大学,2005 [13]任作新.网络化监督与控制系统.国防工业,2007.55-89
[14]王平,谢昊飞,肖琼,向敏,陈敏娜.工业以太网技术.科学,2007.100-130
[15] Y. C. CHEN, L. K. CHEN, M. D. TSAI, et al. Fingerprint Verification on Medical Image
[16] K. C. FAN, C. W. LIU, Y. K. WANG. A Randomized Approach with Geometric Constraints to Fingerprint Verification. Pattern Recognition, 2000, 33:
1793-1803
[17] Maio D,Maltoni D.Direct Gray-Scale Minutiae Detection in Fingerprints.IEEE Trans Pattern Analysis and Machine Intelligence,1997
[18] Leec-J,Wang S-D.Fingerprint Feature Extraction Using Gabor Filters.Electronics Letters 1999
[19].A.K Jain,L.Hong and S.Pankanti,Biometrics Identification,m.ACM，Page91-98，Feb.2000
[20]陈玲, 实验室指纹门禁系统的研究.XX工程大学硕士论文.2003.12.
二、研究方案
1、主要研究内容，拟解决的主要问题
1.1、研究的内容
本文的研究内容大致分为指纹识别模块、单片机控制门的硬件实现以及上位机的网络通信和控制部分。
介绍了软件部分的设计，包括单片机、液晶屏、指纹识别模块和上位机的软件设计。
系统测试部分，通过对系统的模型样机的测试表明，系统能够完成基本功能并具有较好的稳定性，初步达到了预期的设计目标。
1.2、解决的主要问题
1.查阅相关资料，了解指纹识别模块的功能。
2.编写程序对指纹识别模块采集的数据进行处理。
保证数据的稳定性，除去数据中的干扰成分。
3.编写程序，比较分类算法，找出指纹分类最好的特征值，实现指纹的分类。
4.设计软件，定义控制信号，将分类出的不同指纹脑，利用单片机，控制指纹识别模块识别指纹是否相同。
2、研究步骤、方法
广泛查阅文献，大量调研单片机指纹识别的研究现状和要求。
了解指纹识别的基本原理和分类，确定系统的总体设计方案。
根据项目要求以及成本要求，设计硬件方案。
画出原理图，列出原件清单。
软硬件系统联调。
最终产品定型。
整理文档，撰写论文。
3、研究工作进度
1-2周资料搜索，确定题目，完成译文
3-4周了解元件特性，完成开题报告
5-8周完成硬件设计
9-10周完成软件编程
11周-13周完成相应的产品
14周-15周整理软硬件资料编写论文
16周提交论文，准备答辩
4、可行性分析
项目组成员均为各专业的技术骨干，具有较强的协调组织能力；实行由点到面的改革模式，遇到问题及时调整；自动化专业的毕业设计已有较好的试点工作基础。
三、项目的预期效果和成果
1、效果
本项目的实施X围暂定从15级开始的测控专业1个班，学生人数为40人/年，待项目改革成熟后，可推广至其它控制类专业实施。
学生应体会到：
能根据自己的需要选择毕设题目，从事工程课题后，无论工程意识、团队协作精神和能力、资料的查阅能力、规X性文件的撰写能力以及创新能力均会有所提高。
2、成果
（1）项目引导下的URT设计选题、开题、设计、结题及规X化奖励考核机制等流程一体化工作模式。
（2）控制类专业本科生URT设计。
四、项目成果的特色与创新之处
成果的特色:
（1）问卷调查显示，团队精神、合作能力居创新能力相关因素的首位。
基于项目和任务引导，以工程视角，规XURT设计选题、开题、设计、结题及奖励考核机制等一体化流程工作模式，是以培养学生的工程意识和创新能力为主要目的，实现了与应用型人才培养目标相适应的本科生毕业设计的内容设置、教师指导以及考核标准等的改革，贯彻了因人而异的学习原则。
（2）本教改项目将大幅提高具有实际工程应用背景课题的比例。
将设计型课题划分为校内和校外两大类，以学校“卓越工程师培养计划”中校企合作教育为切入点，进一步规X校外选题的操作流程，促进更多同学参与到URT项目中。
（3）提高毕设文件撰写的规X性，克服教师指导和学生写作的随意性。
08新版培养计划中增加了“信息检索与科技写作”，重点要求本科毕设相关文件撰写能力的基本培训。
（统计改革前后的规X性文件数量即可以看到效果）。
（4）所有改革成果将以信息服务的形式体现。
成果的创新:
（1）项目和任务引导下的，满足应用型人才培养目标的毕业设计规X化流程工作模式及其标准文件集的创立。
（2）URT设计成绩评定机制创新。
解决工程项目引导下的题目选择、团队总体设计与单兵任务分配的操作原则问题，并形成规X化奖励考核机制。
对于立论新颖、与生产实际结合紧密应给予较好评价和较好成绩。
（3）全国首个控制类专业本科生毕业设计专业的建立。
（4）成果适用于所有控制类专业本科生毕业设计。
五、项目经费概算
（教学改革时间超过一年者，做出每年预算额度，为教改经费分年度下拨提供参考）
2013.10-2014．2
调研经费：
300元
标准化文集初稿编撰经费：
200元
小计：
500元
2014.3-2014.7
标准化文集终稿编撰经费：
300元
结题研讨会经费：
300元
小计：
600元
项目经费概算：
1100元
注：
后期维护费用由专业建设经费筹集。
教学院（系、部）教学工作委员会意见：
该课题负责人和参加者是否适合承担本课题的研究工作；本单位能否提供完成本课题所需的时间和条件；本单位是否同意承担本课题的管理任务和信誉保证。
教学院（系、部）教学工作委员会主任签字：
申报单位公章年月日
签章：
年月日
专家组评审意见
评审专家组组长签字：
年月日
教学工作委员会审议意见
教学工作委员会主任签章：
年月日
升级会员 