智能化樓宇，是信息時(shí)代的必然產(chǎn)物，是傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)與建筑技術(shù)密切結(jié)合的結(jié)晶，它通過(guò)各種信息技術(shù)，對(duì)整個(gè)建筑物內(nèi)的各項(xiàng)資源進(jìn)行有效地管理，將整個(gè)樓宇內(nèi)的資源合理的調(diào)度、監(jiān)控和管理，從而提高了整棟建筑的管理的性。它可將分散的、相互獨(dú)立的各項(xiàng)資源，用相同的環(huán)境和相同的軟件界面進(jìn)行集中監(jiān)視、控制和管理。智能化的樓宇系統(tǒng)一般包括：辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、消防自動(dòng)化系統(tǒng)、安保系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)。
　　
　　其中的門(mén)禁系統(tǒng)屬于安保系統(tǒng)的范疇。該系統(tǒng)的安全可靠，是整個(gè)樓宇的關(guān)鍵。其目前在現(xiàn)行的許多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，用戶的身份認(rèn)證大都使用“用戶ID+密碼”的方法。實(shí)際上，這種方法隱含著密碼易遺忘、可傳遞、易被別人竊取盜用等安全問(wèn)題。由于生物特征都是人體上每個(gè)人*的，所以使用這些生物特征作為認(rèn)證方法，更具有安全性。針對(duì)于以上問(wèn)題本文深入探討了基于指紋認(rèn)證的門(mén)禁系統(tǒng)。
　　
　　1指紋認(rèn)證的原理
　　
　　我們知道指紋是具有*性的，它的這種*性其實(shí)是指每個(gè)人的指紋是不相同的，這種*性，也是利用指紋去對(duì)不同的個(gè)體進(jìn)行區(qū)分的原理。
　　
　　根據(jù)大量指紋圖像的分析和歸類，我們可以將指紋粗略地分為六種類型。（a）拱形（arch）、（b）右旋型（rightloo）、（c）尖拱形（tentedarch）、（d）左旋型（1eftloo）、（e）旋渦型（whorl）、（f）雙旋型（twinloo）。
　　
　　針對(duì)于以上六種類型，指紋的匹配也分為預(yù)分類和分類。所謂的預(yù)分類是將輸入的指紋圖像分為以上六種之一，預(yù)分類完成之后進(jìn)行的是分類，分類利用指紋圖像的細(xì)節(jié)信息之間的比對(duì)，來(lái)獲取指紋圖像的相似度。
　　
　　指紋識(shí)別技術(shù)首先通過(guò)取像設(shè)備讀取指紋圖像，然后用計(jì)算機(jī)識(shí)別軟件提取指紋的特征數(shù)據(jù)，zui后通過(guò)匹配識(shí)別算法得到識(shí)別結(jié)果。
　　　　
　　1.2指紋認(rèn)證的算法
　　
　　針對(duì)于指紋認(rèn)證的整體過(guò)程，指紋特征的提取和匹配，是實(shí)現(xiàn)整個(gè)門(mén)禁系統(tǒng)的關(guān)鍵。作為一個(gè)門(mén)禁系統(tǒng)，它的主要任務(wù)就是保障整個(gè)智能化樓宇的安全，也就是說(shuō)通過(guò)對(duì)于不同待識(shí)別用戶，它要能夠準(zhǔn)確的區(qū)分出哪些是*用戶可以入內(nèi)，哪些是非法用戶，并阻擋該用戶入內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)樓宇的人員管理。因而由此可以看出，指紋識(shí)別的正確與否是樓宇安全管理的至關(guān)重要的一步，通過(guò)對(duì)于大量材料的查閱和分析，我們利用下述的四個(gè)步驟去識(shí)別不同的指紋圖像，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該方法具有較好的識(shí)別效果：
　　
　　1）利用指紋采集器獲取用戶的指紋：在樓宇的入口處安裝指紋采集儀，通過(guò)該工具采集用戶的指紋，并將其輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)。
　　
　　2）指紋圖像的預(yù)處理：通過(guò)指紋采集儀得到的圖像，不可避免的摻雜一些噪聲，這些噪聲點(diǎn)會(huì)影響下一步的識(shí)別，這里預(yù)處理過(guò)程是將采集到的圖像轉(zhuǎn)化為zui為合適的待識(shí)別圖像。其中主要的處理手段包括：圖像的增強(qiáng)，圖像去噪，圖像的細(xì)化，二值化等。
　　
　　3）圖像的特征提?。寒?dāng)完成了圖像的預(yù)處理之后，要對(duì)待識(shí)別的指紋圖像提取特征，特征是區(qū)分不同指紋圖片的關(guān)鍵，指紋的識(shí)別與匹配就是特征提取的。一種好的特征提取方法在很大程度上決定了后期識(shí)別的準(zhǔn)確率。這里我們利用指紋圖像特征點(diǎn)的坐標(biāo)和方向場(chǎng)作為zui終的特征向量，利用該特征對(duì)于不同的用戶進(jìn)行識(shí)別和區(qū)分。
　　　　
　　4）圖像的模式識(shí)別和匹配：zui后根據(jù)提取的特征對(duì)于不同的指紋圖像匹配識(shí)別。為了增強(qiáng)指紋匹配的魯棒性，將特征點(diǎn)的特征向量依次轉(zhuǎn)化為極徑、極角和極坐標(biāo)系下的方向場(chǎng)。使用可變限界盒的方法對(duì)圖像采集的過(guò)程走中產(chǎn)生的非線性形變和位置差異進(jìn)行校正。
　　
　　指紋識(shí)別認(rèn)證的目的既是允許哪些人可以進(jìn)入系統(tǒng)，哪些人不可以進(jìn)入樓宇，并對(duì)不同的用戶授予不同的權(quán)限。它的基本思路就是獲取待登錄用戶的指紋，并將該指紋與數(shù)據(jù)中預(yù)先收錄的所有用戶的指紋進(jìn)行匹配，匹配成功說(shuō)明該用戶是合法用戶，并根據(jù)數(shù)據(jù)中權(quán)限定義進(jìn)行*，否則為非法用戶。
　　
　　2基于指紋認(rèn)證的門(mén)禁系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
　　
　　門(mén)禁系統(tǒng)通常由控制器、讀卡器、電控鎖、門(mén)鎖、開(kāi)門(mén)按鈕、擴(kuò)展模組、系統(tǒng)服務(wù)器（計(jì)算機(jī)）、通信轉(zhuǎn)換器、門(mén)禁管理軟件、通信管理器、管理主機(jī)等組成。在此基礎(chǔ)上，本文進(jìn)行了基于指紋認(rèn)證的門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以分為門(mén)禁系統(tǒng)的物理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模塊和指紋識(shí)別認(rèn)證模塊。其中物理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模塊包括了門(mén)禁系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)和儀器設(shè)備的安裝，從而構(gòu)建整個(gè)門(mén)禁系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，而指紋認(rèn)證模塊主要是軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)以及*用戶指紋數(shù)據(jù)的建立，通過(guò)該軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)于用戶指紋的認(rèn)證。
　　
　　整個(gè)門(mén)禁系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示：主要包括：服務(wù)器，交換機(jī)，門(mén)禁設(shè)備和建檔設(shè)備。其中服務(wù)器又包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中存儲(chǔ)著所有合法用戶的指紋信息，通過(guò)門(mén)禁設(shè)備獲取用戶的指紋信息，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸至智能樓宇的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)期內(nèi)，將提取出的用戶指紋特征與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中存儲(chǔ)的合法用戶的指紋特征進(jìn)行匹配，如果匹配成功，則門(mén)禁系統(tǒng)打開(kāi)，準(zhǔn)許該用戶入內(nèi)。否則將該用戶拒之門(mén)外。指紋式門(mén)禁單元除了基本的對(duì)講呼叫功能以外，加入了指紋開(kāi)鎖功能,并引入了正常開(kāi)鎖、緊急開(kāi)鎖和脅迫開(kāi)鎖等開(kāi)鎖模式,提高了門(mén)禁系統(tǒng)的安全性,便于使用。此外，每一個(gè)指紋式門(mén)禁單元都是網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)信息結(jié)點(diǎn)，將每一個(gè)單元的開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)和故障信息及時(shí)傳送到門(mén)禁控制器中，為智能小區(qū)的安全提供了有利保障。終端管理機(jī)（PC機(jī)）大容量的硬盤(pán)，可將門(mén)禁主控制器的信息長(zhǎng)期保存和管理。
　　
　　整個(gè)指紋認(rèn)證算法系統(tǒng)采用層次化模塊設(shè)計(jì)，共分三層，底層包含數(shù)據(jù)表格模塊，分類器模塊和模板指紋庫(kù)；中間層為接口層，包含特征提取接口、特征匹配接口和指紋庫(kù)操作接口；上層為應(yīng)用層，包含指紋注冊(cè)、指紋驗(yàn)證、指紋鑒別和指紋庫(kù)管理。
　　　　　　
　　該模塊首先提取*用戶數(shù)據(jù)的指紋圖像，從中提取指紋的坐標(biāo)和方向場(chǎng)，建立指紋圖像特征數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行注冊(cè)。在門(mén)禁系統(tǒng)中通過(guò)采集儀獲取登陸用戶指紋特征，與數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)匹配，判斷是否準(zhǔn)入該用戶。
　　
　　3結(jié)論
　　
　　在對(duì)樓宇智能化的過(guò)程中，作為安保系統(tǒng)的門(mén)禁系統(tǒng)是保證樓宇安全管理的關(guān)鍵。針對(duì)于傳統(tǒng)門(mén)禁系統(tǒng)中存在的密碼易遺忘、可傳遞、易被別人竊取盜用等安全問(wèn)題，本文提出了基于指紋識(shí)別的門(mén)禁系統(tǒng)，作為一種代表性的生物特征，指紋能夠很好區(qū)分不同的用戶，相對(duì)于其他技術(shù)的門(mén)禁具有較高的安全性。本文深入研究了指紋識(shí)別的相關(guān)技術(shù)，便將其應(yīng)用到智能化樓宇的門(mén)禁系統(tǒng)當(dāng)中，具有較高的適用性和應(yīng)用價(jià)值。
　　
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