新式电容式指纹传感器

电容式指纹传感器FPS110，具有体积小、本钱低、功耗少和成像明晰等长处，因而具有广泛的运用。文章给出了FPS110的各引脚功用和电气特性。

电容式 指纹 传感器 AFIS A/D转化 FPS110

1 导言

指纹因为具有唯一性（人各不同，指指相异）和稳定性（毕生根本不变）而使其成为个人身份辨认的一种有用手法。将或人的指纹收集下输入计算机是进行主动指纹辨认（AFIS）的首要过程。指纹图象的获取一般有两类办法：一是众所周知的运用墨水和纸的办法，这种办法费工费时且不牢靠，不适合用于AFIS。另一类办法是运用设备取像，这种办法又分为光学设备取像、晶体传感器取像和超声波取像。

光学设备取像是运用光的全反射原理（FTIR），并运用CCD器材来取得指纹的图画，其长处是图画作用较好，器材自身耐磨损，但缺陷是本钱高和体积大；晶体指纹传感器分为电容式和压感式，用它获取的图画质量比较好，且能够选用主动获取操控（AGC）技能和软件调整的办法来改进增益的图画质量，晶体传感器的体积和功耗都比较小，本钱也比光学设备低价，只要耐磨损方面略逊；超声波取像是一种新式的指纹提取手法，它直接扫描真皮组织，因而，堆集在皮肤上的脏物和油脂对超声波取得的图画的影响不大，但器材本钱较高，现在还没有老练的产品在市场上呈现。本文首要介绍美国Veridicom公司推出的FPS110电容式指纹传感器，该传感器是由闻名的贝尔验室联合Intel等公司，出资几十亿美金，历经数十载才开发出来的，现在在世界晶体指纹传感器市场上占首要比例。

2 FPS110传感器的整体特性

FPS110电容式指纹传感器外表调集了300×300个电容器，其外面是绝缘外表，当用户的手指放在上面时，由皮肤来组成电容阵列的另一面。电容器的电容值因为导体间的间隔而下降，这儿指的是脊（近的）和谷（远的）相对于另一极之间的间隔。经过读取充、放电之后的电容差值，来获取指纹图画。该传感器的出产选用规范CMOS技能，巨细为15×15mm2，获取的图画巨细为300×300，分辨率为500DPI。FPS110供给有与8位微处理器相连的接口，而且内置有8位高速A/D转化器，可直接输出8位灰度图画。FPS110指纹传感器整个芯片的功耗很低（<200mw），价格也比较廉价（人民币600元以下）。图1所示为FPS110的钊观形状，图2为运用FPS110获取的指纹图象。

FPS110传感器的每一列都有两个采样一坚持电路，一个用来存储放电前电容两头的电压，另一个用来存储放电后电容两头的电压。两个采样一坚持电路的差值能够衡量%&&&&&%的改动。该传感器的灵敏度能够经过调整放电时刻和放电电流来校对，而对放电时刻和放电电流的修正又能够经过读写传感器内部的放电电流寄存器（DCR）和放电时刻寄存器（DTR）来进行。传感器阵列数据读出是以行为单位的，一行300个图象数据被一起读出。能够经过编程来修正行高阶地址寄存器（RAH）和行低阶地址寄存器（RAL）中的数据以指定待读取的行。一行的数据收集结束后，要对这些数据进行数/模转化，这就需求经过编程来改动列高阶地址寄存器（CAH）和列低阶地址寄存器（CAL）的值，以逐一读出每个单元的模仿量，并送到内置的8位A/D器材进行处理。图3所示为FPS110的功用结构框图。

3 FPS110传感器的引脚功用

FPS110共有80个引脚，其间只运用40个，各管脚的功用如表1所列。

表1 FPS110管脚功用分析

4 结束语

FPS110指纹传感器芯片具有体积小、本钱低、耗电小、安全性高级长处，可广泛运用于任何需求安全性认证的范畴，如银行、计算机网络、指纹门禁、指纹考勤等许多方面，这无疑将替代原有的辨认技能而成为二十一世纪辨认技能运用的最新发展趋势，因而在各个范畴具有广泛的运用远景和无比巨大的市场潜力。FPS110的运用开发也很快捷，笔者自行设计的主动指纹辨认系统（AFIS）中运用了根据FPS110传感器的串行和并行图画收集设备，取得了杰出的作用。