1.概述
跟着科学技能的不断进步，人们对现代化作业和日子场所提出了更高层次的安全办理需求，一般的门锁体系和手艺收支办理现已不符合现代人的实践需求。因为安防业的智能化和网络化，为习惯智能楼宇、智能小区的开展，门禁体系也有必要完结更牢靠、更安全和更便利的智能体系。现代门禁体系归纳运用了传感技能、数字信息处理、计算机技能、多媒体技能和网络技能，以完结门禁体系信息的收集、传输和处理。
现在智能门禁办理体系已广泛用于工厂、校园、写字楼宇、物业小区、商铺、金融体系、电信体系、军事体系、宾馆等多种场合，大大进步了全体的作业功率、确保了体系安全，智能、安全和高效的现代化门禁体系现已成为社会开展的必定趋势，一起它也是现代化修建的一个重要组成部分。
传统的机械钥匙、用户ID+暗码以及智能卡等的保护办法存在着丢掉、忘记、仿制以及被盗用的危险，在这种情况下，最新开展的生物辨认技能为上述办法的缺少供给了一个很好的解决计划。因为指纹辨认具有仅有性、不变性和贴身性的特色，成为了许多生物辨认技能中备受喜爱的一个。且跟着生物辨认技能和计算机技能的飞速开展，指纹辨认算法已抵达敏捷、准确和牢靠的水平，已越来越多的运用在现代智能门禁体系的前端信息收集部分。
现在运用较多的是指纹单机门禁体系，其收集、处理和辨认都在一个操控体系中完结，只适用于小体系和装置位臵会集的单位，且通讯线路专用，装置好后不易于替换办理中心的位臵。在大体系和装置位臵涣散的单位，单机门禁体系必定耗费较大且功率不高。因而有必要选用TCP/IP的网络型门禁操控体系，完结网络操控和长途操控。
体系选用指纹收集作为门禁体系的前端部分，因为指纹辨认具有仅有性、不变性和贴身性的特色，使它成为一种安全有用的身份验证办法。别的，体系选用依据TCP/IP协议的网络型门禁操控器是经过局域网传递数据的，办理中心随时能够改变，不需求从头布线，很简略完结网络操控和长途操控，而且指纹的处理和辨认能够在运算速度更快的办理中心完结，这样操控器功用简略，而且多个操控器能够衔接到一个服务器，进步了门禁体系操控和办理的功率。
1.1国内外研讨现状和开展
据考古学家证明，公元前7000年-6000年，指纹作为身份辨别的东西现已在叙利亚和我国开端运用。可是因为缺少专门性研讨，未能将指纹辨认技能上升为一门科学。20世纪前期，指纹辨认正式成为身份辨认的办法并被法令部分用作身份判定的依据，并开端在世界规模内树立指纹辨认组织和罪犯指纹档案。指纹辨认的有关技能，包含指纹收集技能、指纹分类技能和指纹匹配技能都得到了较快开展。例如美国联邦调查局在1924年库存样本指纹就抵达了81万枚。20世纪80年代，个人电脑、光学扫描等技能革新使得他们作为指纹取像的东西成为实践，然后使指纹辨认能够在其他范畴中得以运用。跟着取像设备的引进及其飞速开展，生物指纹辨认技能的逐步老练，牢靠的比对算法的发现都为指纹辨认技能供给了更宽广的舞台。现在，运用计算机进行指纹辨认的技能在国外已很老练，而且现已开端大规划广。
智能安防的日益盛行关于楼宇办理主动化和安全监控提出了更高的安全性和牢靠性要求，依据指纹辨认的智能门禁办理体系运用得越来越广泛，在一些发达国家已得到遍及的运用。面临规划现已越来越大的门禁操控体系，一般的单机门禁体系现已不适宜，比方智能小区、景点门禁体系等。因而有必要要开发进行远间隔传输的TCP/IP的网络型门禁操控体系，因为网络型门禁操控体系很简略完结长途操控和分布式办理，还能够便利日后扩容和保护，日益变得重要。
1.2 本文的研讨内容
论文的研讨内容分为指纹辨认的算法研讨和ARM门禁操控器硬件完结两个部分。在以往算法的研讨基础上，运用指纹图画灰度梯度和方差的结合对指纹切割办法进行改善，仿真试验证明本文中的改善算法鲁棒性好。论文在以ARMS3C2410为中心和嵌入式操作体系Linux的基础上，规划开发了依据指纹辨认的以太网门禁操控体系。
本文具体内容首要有以下几个方面：
（1）体系全体计划概述和规划：依据体系功用要求，规划指纹辨认以太网门禁体系，要点论说了其间要害模块的硬件规划。
（2）指纹辨认算法的理论剖析和仿真：研讨了指纹辨认算法，首要包含指纹图画预处理以及指纹图画的特征提取和匹配两部分。
（3）体系软件全体规划：论说了门禁操控体系软件的全体规划，然后对各模块进行运用编程，首要包含视频收集、指纹收集以及TCP/IP网络运用编程。
（4）最终，对全文进行了总结，并对指纹辨认以太网指纹门禁操控体系的未来开展趋势做出展望。
2.1体系硬件规划
2.1.1体系概述及规划准则
门禁办理体系是新式现代化的安全办理体系，首要用于办理重要部分收支口，是完结安全防备办理的有用办法，适用于各种重要部分，如企业、政府、银行、宾馆、金融贸易楼和归纳作业楼等。
门禁体系一般分为独立型和联网型，联网型门禁体系通讯办法常见的有RS232、RS485、CAN和TCP/IP，选用TCP/IP通讯办法的联网型门禁体系简称为TCP/IP网络门禁体系。相对其它通讯办法，依据TCP/IP网络通讯的门禁体系经过局域网传递数据，更简略完结长途操控和分布式办理。
从门禁锁的操控办法来看，首要有钥匙、暗码、磁卡、IC卡等。跟着现代日子对安防水平要求的进步，从现在已有的门禁锁具的操控办法来看，存在着必定的安全危险，钥匙、暗码和磁卡简略仿制、盗取；IC卡的安全性较高，但也简略丢掉。因而，现在人们心目中的门禁锁具有必要具有便利、安全，漂亮等特色。跟着计算机技能的飞速开展，依据人体生理特征的身份辨认体系逐步被人们开端选用，现在，从有用视点看，指纹辨认技能要比其它生物辨认技能更安全和便利。
依据指纹辨认的TCP/IP网络门禁体系计划规划的条件是满意用户的各种需求，运用体系强壮的功用以及杰出的性价比，让用户得到最好的服务和最大的利益。计划的规划准则：有用性、稳定性、安全性、可扩展性和易保护性。
2.1.2 体系组成及功用
一般RS485门禁操控器只支撑128台或许256台设备联网，而TCP／IP门禁操控器理论上能够支撑无限多台门禁设备。所以TCP／IP网络型门禁操控器是最适宜大型大面积的门禁体系联网的。例如供电部分的变电站门禁的联网办理、银行储蓄所的门禁办理等都适宜这种形式。互联网的门禁体系结构如图2-1所示。
图2-1互联网的门禁体系结构图
依据指纹辨认的TCP/IP门禁体系计划根本组成：
（1）办理中心：一台衔接到门禁操控器或网络的PC机，经过局域网或广域网与其它门禁操控器或PC机衔接，完结门禁操控器收集信息的处理和剖析，并发送操控指令，以及对相应的软件办理。
（2）门禁办理软件：办理作业站经过办理软件长途监控服务器和各门禁操控器的作业状况，完结各种办理功用。
（3）门禁操控器：用于前端信息的收集、传输和处理，并操控门禁的电控锁和门铃，履行处理器下达的开门、报警、发动门铃等指令以及供给通讯多机衔接端口等。
（4）电子门锁：门禁体系的履行组织和要害设备，用于对物理通道的操控。
（5）电力设备：选用直流电源作为整个门禁体系的运转电源和门锁电源（一般选用内部电源）。
（6）联动设备：可与门禁操控器一切输入、输出节点进行联动，完结防盗报警、消防报警等大型体系的联动，一般在门禁办理软件中对联动设备进行相关的编程设臵。
（7）通讯设备：包含沟通机设备、路由器和MODEM等，完结设备的网络衔接。
指纹辨认门禁体系的首要功用特色：
（1）选用高效的指纹辨认模块，可使指纹直接开锁，运用便利快捷，具有很高的安全性。
（2）运用ARM处理器和Linux操作体系，能够很好的确保门禁体系独立接连工图2-1互联网的门禁体系结构图
（3）体系选用指纹与暗码的结合，能够依据实践需求设臵多种认证形式，支撑多用户，多组别组合开门，具有杰出的灵敏性。
（4）体系配以科学化办理软件，能够完结门禁体系的科学化办理。
（5）运用TCP/IP以太网模块，能够便利完结网络操控和长途操控。
（6）体系选用分级办理，分为办理者和用户，选用逐级权限办理，将用户的指纹收集并存储在中心办理主机上，依据用户的开门权限，将用户指纹下传至相应的子门禁体系中。
（7）体系有视频监控和报警等一些相应的辅佐功用，进步体系的安全性。
本文依据ARM9（S3C24lO）规划和完结了一种指纹辨认的网络型门禁操控器。选用指纹辨认器为前端信息的收集，用以太网操控器完结门禁操控器与上位PC机间的通讯，并运用LCD来实时显现状况，并能够供给一些其它的辅佐功用，如语音提示、报警和摄像监控等。 指纹型网络门禁操控体系结构如图2-2所示。
图2-2门禁体系框图
2.2 嵌入式主控模块规划
2.2.1 ARM微处理器与地址空间映射
本体系挑选了韩国三星公司的高功用ARM9微处理器芯片S3C241O作为主处理器，S3C2410芯片是依据ARM920T内核，五级流水线和哈佛结构，内核作业电压为1.8V，输入输出电压为3.3V，具有180MHZ/200MIPS功用，是高功用和低功耗的硬宏单元。ARM920T内核具有全功用的MMU、指令和数据Cache以及高速AMBA总线接口。
S3C2410内部结构比较杂乱，可供给许多可扩展的功用模块，首要有MMU虚拟内存办理单元，LCD操控器（支撑上到4k色的STN和256k色的TFT），3通道UART，4通道DMA，4通道具有PWM功用的守时器，I/O口，具有日历功用的RTC（实时时钟），8通道10bit精度ADC和触摸屏操控器，IIC总线接口，IIS数字音频总线接口，两个USB2.0全速主设备及一个从设备，SD/MMC卡操控器，2通道SPI及内臵lQ/100M的网络接口等。
2.2.2 NAND FLASH单元
Flash是一种可在体系（In-System）进行电擦写、掉电后信息不丢掉的存储器。它的高集成度和低成本使它成为商场干流。Flash芯片具有低功耗、大容量、擦写速度快、可整片或分扇区在体系编程（烧写）、擦除等特色，而且可由内部嵌入的算法完结对芯片的操作，因而在各种嵌入式体系中得到了广泛的运用。作为一种非易失性存储器，Flash在体系中一般用于寄存程序代码、常量表以及一些在体系掉电后需求保存的用户数据等。常用的Flash为8位或16位的数据宽度，编程电压为单3.3V。
Flash技能依据不同的运用场合也分为不同的开展方向，有拿手存储代码的NOR Flash和拿手存储数据的NAND Flash。一起，S3C2410内部集成了NAND Flash操控器，为了支撑体系从NAND Flash中发动，S3C24lO内部有一块被称为垫脚石（Steppingstone）的SRAM缓存。假如挑选从NAND Flash中发动，在发动时S3C2410会主动的将NAND Flash存储器中最前面的4KB数据拷贝到S3C24lO内部的SRAM中并主动履行。假如这4KB寄存的是发动代码，那么发动代码就能够从S3C241O内部的SRAM中履行，发动代码初始化体系和外部SDRAM后将存储在NAND Flash中的操作体系和运用程序拷贝到外部SDRAM中，这时整个体系就能够发动了。
在本体系中，选用的是三星公司的K9F5608U芯片，其电路原理图如图2-3所示。
图2-3 NAND FLASH原理图
2.2.3 SDRAM单元
SDRAM具有容量大、存取速度快、成本低的特色，得到了广泛的运用。与Flash存储器比较，SDRAM不具有掉电坚持数据的特性，但存取速度高于Flash存储器，且具有读/写特色，因而SDRAM在体系中首要用作程序的运转空间、数据以及仓库区，是体系发动之后进行存取操作的存储器。
S3C2410在片内具有独立的SDRAM改写操控逻辑，可便利地与SDRAM衔接。一起，因为S3C24lO片内的存储空间不大，很多的数据都要经过SDRAM暂时寄存和沟通，即动态存储区。体系发动时，CPU首要从开端地址读取发动代码进行体系初始化，在完结体系初始化后，程序代码一般调入SDRAM中运转以进步体系的运转速度。SDRAM存储单元犹如一个电容，总是倾向于放电，为防止数据丢掉，有必要守时充电改写。
图2-4 SDRAM 外围接口
2.2.4 USB及USB摄像头单元
USB（Universal Serial Bus）即通用串行总线，是现在十分盛行的一种快速、双向、廉价、能够进行热插拔的接口。跟着嵌入式技能的快速开展，USB的运用现已逐步从PC机扩展到了嵌入式技能中，而且发挥着重要的作用。USB设备之所以会被很多运用，首要具有以下长处：
（1）能够热插拔，运用便利。
（2）体系总线供电，并可供给5V/500mA电源，具有独立供电特色。
（3）支撑设备许多，支撑多种设备类，例如鼠标，键盘，摄像头号。
（4）衔接灵敏，能够衔接多个设备，最多可扩127个，衔接的办法也十分灵敏，既能够运用串行衔接，也能够运用集线器Hub把多个设备衔接在一起再与PC的USB口相连。
（5）速度快，支撑高速数据传输，USBl.1是12Mb/s，USB2.0高达480Mb/s S3C2410带有两个USB主设备操控器和一个USB从设备操控器，这样能够便利USB设备的运用。在规划开发一个USB外设的时分，首要需求编写三部分的程序：固件程序、USB驱动程序和客户运用程序。USB的电路衔接图如图2-5 所示。
图2-5 USB电路衔接图
USB接口的设备能够便利运用到嵌入式体系中，具有USB接口的优盘因为存储容量大，价格低，在嵌入式体系中一般能够用来存储数据。在门禁操控器中，能够用来存储初始化的材料数据也能够存储收集到的重要数据，便运用户的保存和修正。别的，本体系中运用到的视频监控就用到了USB接口的摄像头。
2.3 界面显现接口模块规划
LCD（Liquid Crystal Display）称为液晶。LCD显现器的根本作业原理是经过给不同的液晶单元供电，操控其光线的经过与否，然后抵达显现的意图。因而，LCD的驱动操控器是对每个液晶单元的通电的操控。液晶作业时运用的是外部的光线，其光线照明办法有两种：传送式和反射式。因为液晶自己自身并不发光，所以与CRT比较，液晶显现器的耗电量较低。
本体系选用传送式背光（CCFL）五颜六色STN液晶屏，LCD的操控器运用S3C2410的内部集成的操控器。体系选用5.7寸、320×240像素、256色的五颜六色LCD屏。其可供给4/8/12/16位色彩形式，电源操作规模宽（2.7v-5.5V），低功耗规划可满意体系省电的要求。 为了确保LCD正常作业，必定要确保硬件正确衔接，S3C2410与STN-LCD屏的要害电路衔接如2-6图所示。
图2-6 S3C2410与LCD衔接图
（1）S3C2410上液晶数据线VD［19:23］、VD［10:15］、VD［3:7］别离对应R、G、B的三色信息。一个R、G、B共16bits的组合代表了一个像素的信息。
（2）S3C24lO上液晶电压操控信号VM．VDEN与LCD的ENAB信号衔接，确保数据的有用指示。
（3）S3C2410液晶的位时钟信号VCLK与LCD的时钟信号CK衔接。在VM-VDEN信号有用的情况下，LCD操控器送出的数据在VCLK的上升沿送出，在下降沿时被LCD驱动器采样。
（4）S3C2410的液晶帧时钟信号VF-VS与LCD的帧同步信号衔接，LCD操控器在一个完好帧显现完结后当即刺进一个VFRAME信号，并开端新的一帧。
（5）S3C24lO的液晶线时钟信号VL．HS与LCD的行同步信号衔接，LCD操控器在整个水平线数据移入LCD驱动器后刺进一个VLINE信号。
2.4 指纹辨认模块规划
指纹收集器收集到指纹图画后，才干被计算机进行辨认、处理，指纹图画的质量会直接影响到辨认的精度以及指纹辨认体系的处理速度，因而指纹收集技能是指纹辨认体系的要害技能之一。因为指纹的外表积相对较小，日常日子中手指常常会遭到磨损，所以取得优质的指纹细节图画是一项十分杂乱的作业。现在首要运用的指纹收集技能有光学指纹收集技能，半导体指纹收集技能和超声波指纹收集技能。
光学指纹收集是前史长远、运用最广泛的技能，它是将手指放在光学镜片上，手指在内臵光源照射下，用棱镜将其投射在电荷耦合器件（CCD）上，从而构成脊线（指纹图画中具有必定宽度和走向的纹线）呈黑色、谷线（纹线之间的洼陷部分）呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图画。长处是必定程度上习惯温度的变异，较为廉价，可抵达500DPI的较高分辨率，但存在要求足够大的尺度，且过火枯燥和过火油腻的手指也将使光学指纹产品的作用变坏的缺陷。 半导体指纹收集技能又有硅电容指纹图画传感器、半导体压感应传感器和半导体温度感应传感器三种类型。最常见的指纹传感器是半导体指纹传感器，它经过电子衡量来捕捉指纹，在半导体金属阵列上能结合大约100，O00个电容传感器，其外面是绝缘的外表。传感器阵列的每一点是一个金属电极，充任电容器的一极，按在传感面上的手指头的对应点则作为另一极，传感面构成南北极之间的介电层。因为指纹的脊和谷相关于另一极之间的间隔不同（纹理深浅的存在），导致硅外表电容阵列的各个电容值不同，丈量并记载各点的%&&&&&%值，就能够取得具有灰度级的指纹图画。
半导体指纹收集设备能够取得适当准确的指纹图画，分辨率可高达600DPI，而且指纹收集时不需求光学收集设备要求的较大面积的收集头。因为半导体芯片的体积细巧、功耗很低，能够集成到许多现有设备中，这是光学收集设备所无法比拟的。跟着各种工艺技能的不断开展，芯片的防静电功用和耐用度也得到了很大的改善，现在许多指纹辨认体系研制作业都选用半导体收集设备来进行。
本体系运用Veridicom公司的半导体指纹收集传感器FPS200，其间心技能是依据高牢靠性硅传感器芯片规划。FPS200是Veridicom公司在吸收了己广泛运用的FPSll0系列传感器长处的基础上，推出的新一代指纹传感器。其外表运用Veridicom公司专利技能而制成，坚固耐用，可防止各种物质对芯片的划伤、腐蚀、磨损等，FPS200能接受超越8KV的静电放电（ESD），因而FPS200可运用在严苛的环境下。FPS200选用CMOS技能，获取的图画为256×300像素，分辨率为500DPI（点每英寸）而且内臵8位高速A/D转换器，适宜更杂乱的手指，大大减低了误识率（FAR）和拒识率（FRR）。其内部操控逻辑如图2-7所示。
图2-7 FPS200内部逻辑图
3.指纹辨认算法研讨及完结
指纹辨认技能的运用体系大致能够分为两类：即验证（Verification）和辨识（Identification）。验证便是经过把一个现场收集到的指纹与己经挂号的指纹进行1对1的比照（1：1）来承认身份的进程。辨识则是把现场收集到的指纹同指纹数据库中的指纹逐个比照，从中找出与现场指纹相匹配的指纹，这也叫一对多匹配（1：N）。验证和辨识在比照算法和体系规划上各具技能特色。 一切的生物辨认体系都包含如下几个处理进程：收集、比照和匹配。指纹辨认处理也相同，它包含指纹图画收集、指纹图画预处理、特征提取及匹配等进程。指纹辨认体系的结构如图3-1所示。
图3-1指纹辨认体系结构
4.门禁操控体系软件规划
4.1 门禁操控体系全体软件规划
体系选用ARM和指纹辨认模块完结依据Linux操作体系下TCP/IP的网络型门禁体系。体系中将门禁操控器作为服务器，以太网终端的上位机PC作为客户端。上位PC机能够对多个操控器经过局域网或互联网对其进行拜访、查询和设臵，一个客户端能够登陆多个服务器，一个服务器也能够支撑多个用户的并发拜访。体系在完结门禁体系的功用的一起，还能够供给视频监控和报警的联动办理。
本文首要描绘了体系指纹辨认模块和视频监控两个方面。门禁操控器的程序流程如图4-1所示。
图4-1 门禁操控器程序流程图
开端初始化操控器，经过网卡AX88796向客户端发送联络数据包，等候客户端的回应，树立起操控器与客户端的联机作业。然后敞开摄像头不断收集现场图画，将收集到的图画发送到客户端，客户端经过浏览器能够对现场进行实时监控。一起，体系等候键盘输入用户ID，并进行指纹收集，此刻创立数据传输使命，将收集到的指纹图画数据和用户ID在SRAM中进行打包，然后发送至客户端，由客户端接纳到的ID和指纹图画进行处理和比照，操控器创立数据接纳使命，接纳客户端回来的认证成果，并由操控器进行相应的显现和操控。在实践中，用户ID和指纹能够设臵成多种认证形式进行操控，添加用户ID有利于进步服务器的辨认比照的速度。
4.2 指纹图画收集
体系的指纹收集模块为SPI串口模块，指纹的收集作业由检测到手指中止开端的，体系检测到中止就会从串口发送一个字符操控FPS200开端收集。FPS200指纹收集选用分行办法对指纹图画进行收集和传输，其指纹收集流程图如下。
图4-2 指纹收集流程图
体系首要翻开FPS200指纹收集仪，初始化体系寄存器，然后查询等候，在没有检测到手指时，FPS200处于睡觉状况，在检测到手指中止时，就可进行指纹的收集。
4.3 网络通讯
4.3.1 TCP/IP协议
Linux支撑多种不同的网络协议，TCP/IP是Linux体系中最强健、速度最快和最牢靠的部分。TCP/IP协议包含了各个层次上的许多协议，如ARP、IP、%&&&&&%MP、TCP和UDP等。下面首要介绍网络编程中涉及到的传输层TCP和UDP协议，其间TCP协议是一个面向衔接的传输层协议，它为网络上的两台主机的运用程序供给一个牢靠的字节流传输通道。面向衔接意味着两个运用TCP协议的运用程序在互相沟通数据前有必要先树立一个TCP衔接。UDP协议是一个不牢靠、面向无衔接的传输层协议，供给简略的端到端通讯服务。UDP不能确保数据的牢靠传输， 或许存在数据丢掉和次第过错。因而，体系因为对数据要求高牢靠性需选用供给牢靠衔接的TCP协议。
TCP对话经过三次握手来初始化的，三次握手的意图是使数据段的发送和接纳同步，告知其它主机其一次可接纳的数据量，并树立衔接。TCP实体所用的根本协议是滑动窗口协议，当发送方传送一个数据报时，它将发动计时器，当该数据报抵达意图地后，接纳方的TCP实体返向发送一个数据报，其间包含一个承认序号，意思是期望收到下一个数据报的顺序号。假如发送方守时器超时，那么发送方会重发该数据报。
一般运用程序经过翻开一个SOCKET运用TCP服务，TCP办理到其它 SOCKET的数据传递。能够说，经过IP的源/意图能够仅有地区别网络中的两个设备的相关，经过SOCKET的源/意图能够仅有地区别网络中两个运用程序的相关。因而，体系中门禁操控器作为服务器与外部的监控客户端的通讯均可由SOCKET编程来完结。
4.3.2 体系网络通讯软件规划
体系是经过SOCKET套接口来进行网络编程，套接口地址的格局是一个IP地址和一个端口号，套接口是进程间通讯的端点，每个套接口的姓名都是仅有的，所以依托套接口来确认整个以太网域中的一个网络进程。SOCKET接口是TCP/IP网络中的API，SOCKET编程的根本形式是Client/Server。即由客户机向服务器宣布恳求，服务器履行被恳求的使命并将呼应的结构回来给客户端程序。
SOCKET是TCP/IP协议传输层所供给的接口，供用户编程拜访网络资源，它是运用规范的Unix文件描绘符（file descriptor）和其它程序通讯的办法。SOCKET描绘符是一个指向内部数据结构的指针，能够将这个描绘符当作一般的文件描绘符来读写操作完结网络之间的数据沟通，这便是Linux设备的无关性。按其运用，SOCKET套接口首要有流式套接字（Stream Socket）和数据报套接字（Datagram Socket）两种，在体系中选用TCP协议传输数据，选用流式套接字。
体系中的将门禁操控器作为服务器，以太网终端的上位机作为客户端。体系中TCP/IP协议SOCKET编程流程如图4-3所示。
图4-3 TCP协议SOCKET编程流程图
在门禁体系操控端上运转的RedHat Linux9.0操作体系现已供给了TCP/IP服务，在其上一般有相应的运用程序进行办理，如Telnet、FTP、http等服务，在门禁体系操控端一般移植服务器进行体系网络办理，体系中门禁操控器作为服务器程序流程介绍如下：
（1）调用s=socket（AF_INET，SOCK_STREAM，O）函数来创立一个用于通讯的套接字，每个Socket都是一个数据通道，运用Socket描绘符能够从套接口中读取数据或向其它数据通道写入数据。
（2）设臵套接字地址结构，可对sockaddr_in进行初始化，以保存所树立的Socket信息。如下： bzero（sin，sizeof（sin））； //铲除旧的服务器记载sin.sin_family=AF_INET； //设臵网络类型sin.sin_port=htons（myport）；//设臵服务器监听端口
（3）调用bind（s，（struct sockaddr*）sin，sizeof（sin））函数将其与本机地址以及一个本地端口号绑定，若绑定其它地址则不能成功。别的，它首要用于TCP的衔接，而在UDP的衔接中则无必要。
（4）调用listen（s，5）函数在相应的Socket号上监听。
（5）调用ns=accept（s，NULL，NULL）函数，睡觉并等候客户的衔接恳求，当accept函数接纳到一个衔接服务恳求时，将生成一个新的Socket号，并经过新的socket号来发送图画信息。
（6）调用recv（）函数接纳客户端的恳求，调用send（）函数向客户端发送数据。
（7）当一切的数据操作完毕今后：调用close（）函数来开释Socket。
4.3.3 GoAhead嵌入式Web服务器
跟着Internet技能的鼓起，在嵌入式设备的办理与交互中，依据Web办法的运用成为现在的干流。嵌入式Web服务器是指将Web服务器引进现场测验和操控设备中，在相应的硬件渠道和软件体系的支撑下，使传统的测验和操控设备转变为具有了以TCP/IP为底层通讯协议和以Web技能为中心的依据互联网的网络测验和操控设备。现在用得较多的Web服务器首要有thttpd、shttpd、boa、appweb以及goAhead等。
在嵌入式体系中，因为处理器的运转速度、存储容量和内存等的约束，运用嵌入式Web服务器能够节省体系资源，为用户长途拜访、办理和操控供给支撑，并能够完结用户的分级拜访。体系选用goAhead作为Web服务器，用户能够经过Form、CGI等运用程序完结交互。
GoAhead Web Server是GoAhead公司推出的一个功用强壮源码免费，并能够运转在多个渠道上的嵌入式W曲服务器。GoAhead Webserver的首要功用特色有：很小的内存耗费、支撑安全的通讯、支撑动态Web页面，如ASP页面、能够运用传统的C言语编程定制Web页面里的HTML标签、支撑CGI、嵌入式的JavaScript脚本翻译器以及共同的URL剖析器。当时的最新版本是GoAhead WebServer 2.1.8。GoAhead无须装置，只需求将GoAhead的源码软件包拷贝到Linux文件体系中的任何目录中即可，修正Makenle的相关内容，经过穿插编译， 在源代码目录中的LINUX文件夹下现已存在了GoAhead的可履行文件webs，在门禁操控器服务器端运转。/webs就开户了体系的服务器。
体系在PC机客户端的Windows渠道上依据TCP/IP协议用VC++开发了客户端的程序，经过客户端程序能够经过以太网与门禁操控器的GoAhead Web Server通讯并完结门禁体系的办理。
5.定论
跟着数字化和网络化的开展，智能门禁体系是未来安防监控体系的开展趋势。安全牢靠、便利易用的门禁体系在企业银行、智能小区等门禁和考勤范畴具有较强的有用价值和推广性。本课题规划开发了一种依据ARM9处理器和指纹辨认技能的以太网门禁操控体系。在ARM-Linux的基础上，研讨了指纹收集和视频收集模块、网络传输模块以及主动指纹辨认算法。总结起来，本文首要做了下面的一些作业：
（1）论说了门禁体系在国内外开展现状及其在未来的开展方向，指出了本课题的研讨布景和含义，介绍了一种依据ARM的指纹辨认以太网门禁操控体系。
（2）给出了联网型指纹辨认的门禁体系的全体规划准则、功用特色和全体硬件框图。要点论说了体系运用的各个重要模块规划的硬件资源，首要包含USB摄像头；LCD显现模块；网络通讯模块；指纹辨认模块等。
（3）研讨了指纹辨认算法，包含指纹图画预处理以及指纹图画的特征提取和匹配两部分。文中首要对指纹图画切割做出了一些改善，结合指纹图画灰度方差和梯度设臵一个适宜的部分阈值对指纹进行切割，提出了一种指纹图画的部分阈值切割办法，该算法进步了指纹切割的准确度和习惯性。然后参阅其它的算法介绍了一个全体的主动指纹辨认算法。
（4）论说了门禁操控体系软件的全体规划，然后别离论说了体系中软件编程中重要的几个方面：运用Video4Linux编程收集图画、指纹图画的收集、GoAhead web server的运用以及体系运用TCP/IP完结体系门禁操控器和上位机PC之间的网络通讯。
