浅析指纹识别技术在电梯呼梯系统中的设计与实现

田纪兰

摘 要：伴随着科技的不断发展，当前我国的指纹识别技术也处于不断的进步和完善中，其保证了现代化智能楼宇管理的系统性与高效性。本文从作者多年的工作经验出发，探讨指纹识别技术在电梯呼梯系统中的设计与实现。

关键词：指纹识别技术；电梯呼梯系统；设计

我国的科学技术发展迅速，伴随而来的是各个领域突飞猛进的发展，尤其是建筑楼宇的智能化程度越来越高，为人们的便捷和安全防护发挥了重要的作用。特别是在高层的楼宇中，电梯的作用不可或缺，除了基本的门禁系统以外，身份识别技术的应用也越来越多，但在多个领域的技术发展背景下，其安全性依旧受到挑战。

1.楼宇电梯控制与指纹识别技术

在楼宇电梯控制中，可应用的安全性技术比较多，比如一些生物特征的识别技术，要求使用人员主体和技术本身的不分离，包括指纹识别、虹膜识别、人脸识别、步态识别等等，当中的人脸识别优势在于非接触性，且直观效果更好，但是收到光照、外在环境或表情等影响较大；步态识别则是一种行为特征识别范畴，更强调远距离，所以如果应用电梯身份识别不太适合；虹膜识别则被很多人认为最为安全和精准，但这项技术的应用非常昂贵，所以普及率较低。目前当中的指纹识别是应用最广泛的一项技术，其操作便捷、安全稳定、成本也较低，但同样受到如手指干湿情况、卫生情况以及直接接触情况等方面的影响，而这些影响与前几种相比还是比较小的[1]。

从电梯控制的角度看，其对信息传输有着非常高的要求，通常情况下会采用CAN总线技术，确保数据传输的安全、实时和稳定[2]。上述的技术中，由于虹膜识别和人脸识别过于复杂，在数据采集方面需要量大，所以不提倡电梯控制中使用。由这些方面看来，指纹识别具有更广泛的应用性和推广潜力。

2.指纹呼梯系统硬件设计

伴随着指纹识别技术的完善，当前智能楼宇的管理也日趋完善，将其应用在日常生活中有着巨大的便捷性意义，有助于辅助管理，实现如楼层权限管理、监控管理、出入记录查询管理以及异常报警等功能。

呼梯控制系统主要由内选板控制器、指纹识别模板以及操纵盘控制器组成，内选板控制器中以按键来区分权限楼层和普通楼层，操纵盘控制器则需要应用到RS232PORT1端口与内选板进行连接，其作用表现在接收内选板权限楼层的激活指令，并根据具体的指令对模板的指示进行控制，以记录不同用户的权限，实现最终的指纹识别功能。整个流程包括指纹匹配、录入、搜索和管理，这些都要通过第三方提供，并与串口和操纵盘控制器进行连接。

本文例举某IT公司生产的TMS320C55X系列的指纹识别模板，其中包括SDRAM系统主存、FLASH存储指纹数据、程序代码以及总线逻辑控制。采集头则采用其他公司的光学指纹采集器，在与USB接口并经过SDP处理器后连接。整个原理是三棱镜的全反射原理，将反射传输到光学传感器上实现效果。如果手指在玻璃表面进行按压，那么指纹所产生的不同压力会对三棱镜表面产生改变，获得微型三棱镜的反射光线，再通过图像预处理以及灰度处理等过程，就能形成相应的指纹图像。而具体的识别则由标准RS232通信接口连接，并连接轿厢操纵盘控制器，这个模块最显著的优势在于较高的精度、较快的速度以及较好的稳定性，更适合在电梯的控制操作中使用[3]。

另外，指纹识别模块还能给主机端操纵盘控制器提供API接口指令，有助于不同操作系统进行调用，很大程度上提高模块兼容性。这个系统通过接收指纹识别的指令，完成采集的指纹图像，并依据具体的特征对比后完成指令。

3.指纹呼梯系統软件设计

主要采用嵌入式Linux软件平台进行，以确保运行的效率和效果得到保障。具体操作为主机端操纵盘控制器对用户实际的指纹数据进行构造和存储，这些信息都位于FLASH的mylist文件中，预防数据在系统中丢失并借助API指令接口找回。

首先是驱动程序的设计，通过标准三线RS-232接口和操纵盘控制器进行连接，确保数据读取后功能得到实现，于是驱动程序就和应用程序建立联系。因为指纹模块API指令具有一定的特殊性，所以在每次的指令接收和发送中字节都不一样，那么在进行设计时就要注意不同的操作，必要情况下要放弃wait-for-completion机制。

其次是识别操作过程，轿厢操纵盘控制器要对指纹识别模块进行控制，基本功能有权限楼层和特殊用户功能匹配，与DSP指纹识别模块的指纹确认指令相适应，其中有构造指纹信息的数据信息链表，这就代表特殊用户自身的身份标识，比如ID号、姓名等，与对应的楼层信息组合。当用户进入轿厢以后，对内选板权限楼层按键点击，激活操纵盘控制器验证的功能，这时同时激活语音诱导供能，采集指纹并与存储的信息对应匹配，在读取并验证指纹信息后快速通知内选板，一旦确定用户具备使用权限，就会将信息通过CAN总线再传递给核心控制器，收到信号以后指示灯亮，表示通过。

最后介绍指纹链表存储的过程，它主要以文件的方式在操纵盘控制器Flash中存储，嵌入式系统采用相应的16M的芯片，并将Flash地址作为文件信息与系统一同使用，具备很强的掉电保护性。而JFFS2主要建立在Linux的MTD文件系统中，起到支持实现的作用，但也需要MTD驱动的支撑，所以能访问设备的子系统，并保证设备驱动程序操作更为简捷。这些软件的应用很大程度上实现了指纹呼梯系统对用户身份验证过程和结果的控制，无论从设计还是实现上都有很好的适用性和效果，确保了电梯控制系统的可靠与稳定，充分发挥了身份验证与识别的功效，对于楼宇安全防护等级的提高更是发挥了决定性的作用。

4.结束语

本文整合笔者的专业知识以及多年的工作实践经验探讨了指纹识别模块硬件结构和软件流程，详细分析了指纹呼梯工作的设计与操作过程。这种在操纵盘控制器中设计的指纹识别模块和配置的科学指令，实际上是对basic模块与add的应用和完成，并发挥了在FLASH中构造指纹信息和储存指纹信息的效果。在未来的发展中，指纹识别技术还有很大的发展潜力，也将进一步提高智能电梯的安防效果。

参考文献：

[1]杜启飞.指纹识别技术在电梯呼梯系统中的设计与实现[J].控制工程，2014，5（20）：111-112.

[2]刘建康.指纹识别及射频技术在监狱门禁系统中的设计与实现[D].电子科技大学，2011，4（1）：11-17.

[3]张宏涛.基于指纹识别技术的银行柜员管理系统的设计与实现[D].沈阳工业大学，2010，1（8）：2-5.