Разработка биометрического комплекса на основе считывания отпечатка пальца, страница 2

- микроконтроллерный комплект на основе программируемого контроллера MC9S12NE64 фирмы Motorola;

- датчик отпечатка пальца FPC1010 фирмы FingerPrints;

- блок питания;

- соединительные шнуры.

Микроконтроллерный комплект является основным управляющим устройством разрабатываемого комплекса. В его задачи входит:

- управление датчиком отпечатка пальца FPC1010;

- генерирование тактовых импульсов для обеспечения работы последовательного интерфейса SPI;

- построчное считывание изображения отпечатка пальца;

- подготовка строк изображения отпечатка пальца и упаковка в UDP-пакеты(User Datagram Protocol – протокол передачи дейтаграмм неориентированный на соединение);

- передача UDP-пакетов, содержащих отдельные строки изображения, в локальную сеть.

Датчик отпечатка пальца FPC1010 представляет собой емкостной сенсор (рисунок 1.2) с последовательным интерфейсом передачи данных (SPI – Serial Peripherial Interface). Датчик содержит встроенный аналого-цифровой преобразователь и использует напряжение питания 3,3 В. На рисунке 1.3 представлена внутренняя схема устройства датчика.

Блок питания предназначен для преобразования сетевого напряжения питания переменного тока 220 В в напряжение постоянного тока +9 В. Следует отметить, что на датчик FPC1010 подается напряжение питания с микроконтроллерного  комплекта MC9S12NE64.

Информация об отпечатке пальца, полученная микроконтроллерным комплектом MC9S12NE64, после соответствующего преобразования отправляется в локальную сеть (LAN), которая объединяет в себе точно такие же комплексы. Пунктом назначения является

Рисунок 1.1 – Структурная схема биометрического комплекса

Рисунок 1.2  - Принцип считывания изображения отпечатка пальца

Рисунок 1.3 – Внутренняя схема датчика FPC1010

сервер обработки данных. В локальной сети может быть большое число комплексов, каждый из которых имеет свой IP-адрес, назначаемый в зависимости от структуры локальной сети.

Соединение датчика FPC1010 и микроконтроллерного комплекта MC9S12NE64 осуществляется по 7-проводному шлейфу ( 4 провода – для интерфейса SPI, 1 – сброс датчика к начальному состоянию, 1 – питание +9 В, 1 – общий провод GND)

Соединение биометрического комплекса с локальной сетью осуществляется через разъем RJ-45 посредством неэкранированной витой пары (UTP) 5-й категории. В зависимости от программных настроек микроконтроллера передача данных в LAN может осуществляться со скоростями 10 и 100 Мбит/с.

2  применение биометрических комплексов в локальной сети

В зависимости от степени сложности сети биометрической системы, количество биометрических комплексов может быть достаточно большим. Объединение их можно осуществить на основе коммутаторов (Switch), при этом построенная сеть не отличается от обычной локальной компьютерной сети, а также может быть внедрена в уже существующую сеть.

Рассмотрим на примере.

Предположим, существует небольшая локальная компьютерная сеть (рисунок 2.1) из 7 компьютеров (PC1-PC7) с IP-адресами в диапазоне 192.168.20.2-192.168.20.8 (сеть - 192.168.20.0, маска 255.255.255.0). Все компьютеры объединены с помощью коммутаторов (Switch1-Switch4) по топологии «звезда».

Допустим, что для доступа к некоторым ресурсам сети требуется пройти аутентификацию, следовательно, на каждом рабочем месте должна находится система контроля, позволяющая определить пользователя и его уровень допуска к использованию ресурсов сети. Для этой цели можно построить сеть на основе коммутатора, который объединит биометрические комплексы (Bio1-Bio7) и сервер аутентификации (рисунок 2.2). Такой способ можно считать нецелесообразным при наличии уже существующей локальной вычислительной сети.