Разработка биометрического комплекса на основе считывания отпечатка пальца, страница 3

Наиболее оптимальный метод построения сети объединяющей как рабочие станции, так и биометрические комплексы – это метод наложения. Построенная таким образом сеть будет объединять в себе 16 сетевых устройств (PC1-PC7, Bio1-Bio7, Сервер аутентификации, Сервер локальной сети (рисунок 2.3).

Как видно биометрические комплексы с интерфейсом локальной сети, позволяют без лишних затрат создать систему аутентификации на базе любой компьютерной сети.

Рисунок 2.1 – Схема локальной вычислительной сети

Рисунок 2.2 – Схема объединения биометрических комплексов в единую сеть

Рисунок 2.3  - Схема внедрения биометрических комплексов в существующую сеть

3 Разработка функциональной схемы биометрического комплекса с интерфейсом локальной сети

Процесс работы биометрического комплекса можно представить в виде функциональной  схемы (рисунок 3.1)

Рассмотрим блоки этой схемы.

- «Источник отпечатка» - данный блок отражает процесс прикладывания пальца к сенсору датчика FPC1010, для преобразования изображения отпечатка в цифровой вид. Полученное изображение описывается матрицей из 200 х 152 элементов, каждый элемент представляет собой 1 байт информации, который отображает одну из 256 градаций серого цвета;

- «Инициализация датчика/Сброс» - перед началом процесса считывания изображения отпечатка, необходимо привести датчик FPC1010 в начальное состояние, то есть произвести сброс и  последующую его инициализацию с помощью определенного набора команд(при инициализации происходит установка точки, с которой начнется считывание изображения);

- «Тактовый генератор» - генерация тактовых сигналов последовательного интерфейса SPI. От величины частоты генератора f_sck зависит скорость передачи данных от датчика FPC1010 к демонстрационному комплекту MC9S12NE64. Тактовые сигналы передаются по линии SCK;

- «Управление считыванием отдельной строки изображения отпечатка» и «блок указания считываемой строки изображения» - управление считыванием 200 строк изображения, каждая из которых содержит 152 8-битных элемента;

- «Считывание строки изображения» - считывание строки, которую указывает «блок указания считываемой строки изображения»;

- «Добавление к считанной строке изображения номера строки» -  присоединение 1 байта информации, содержащего порядковый номер строки, к 152 байтам информации о строке изображения;

- «Упаковка строки изображения в UDP-пакет» - формирование UDP-пакета, в поле данных которого будет упаковано 153 байта информации о строке изображения;

- «Передача UDP-пакета по локальной сети» - физический процесс передачи данных об изображении отпечатка пальца(включает в себя также прием пакетов из сети и управление ARP-таблицей);

 - «Прием UDP-пакета сервером обработки информации» - прием информации в пункте назначения для последующей ее обработки.

4 Разработка принципиальной схемы БИОмЕТРИЧЕСКОГО КоМПЛЕКСА с Интерфейсом локальной сети

Необходимо разработать принципиальную схему биометрического комплекса на базе микроконтроллера и на базе отладочного комплекта MC9S12NE64.

4.1 Разработка принципиальной схемы на базе микроконтроллера MC9S12NE64

Разработка принципиальной схемы устройства разделена на следующие части:

- разработка схемы сопряжения датчика и микроконтроллера;

- разработка частотозадающей схемы генерации тактовых сигналов;

- разработка схемы подключения локальной сети;

- разработка схемы индикации и управления микроконтроллера.

4.1.1 Принципиальная схема сопряжения датчика FPC1010 с микроконтроллером MC9S12NE64

Датчик FPC1010 имеет 8 выводов, с помощью которых обеспечивается связь с управляющими устройствами, назначение каждого вывода указано в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Назначение выводов датчика FPC1010