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关键字：指纹识别 门禁 Linux 无线通讯 Raspberry Pi
2.1 指纹识别模块
指纹模块基于TI 公司的TMS320VC5509 高级数字DSP处理器为主核，芯片结构框图如图3 所示。高精光学采集头（TFS-D0307），高速、稳定； 标准UART 接口通讯，标准8 字节通讯协议， FPI 完成处理接收到的指纹信息， 并与Raspberry Pi主控模块通讯的工作。
图3 指纹识别芯片FPI
2.1.1 图像采集芯片
FPI 芯片上集成了图像采集芯片FPC1011F，FPC1011F指纹传感器是电容式半导体传感器件，该电容式指纹传感器利用了反射式探测技术，属于平面式采集指纹传感。相比传统的电容式传感器，它采集的是指头的真皮层，且对干湿手指有良好的适用性。FPC1011F 的指纹采集原理：FPC1011F指纹传感器是由152×200 个传感器阵列组成的，每一个阵列是一个金属电极，充当电容器的一极，安在传感面上的手指头的对应点则作为另外一极， 其工作原理是基于变极板间距的电容式传感器，其电容量由式（1）确定：
（式中：C 为电容量；d 为极板间距；ε0为真空介电常数；εr为极板间介质的相对介电常数；s 为极板的有效面积）
当手指接触传感器导电框以后， 由式（1） 可知， 谷和脊因为离传感器阵列的距离不同， 产生了不同的电容值C， 经过运算放大电路， 形成不同的电压值， 通过内部的A/D 转换， 获得高质量的数字指纹图像。
2.1.2 处理器
该系统采用的主处理器是TMS320VC5509 的32 位定点高速数字DSP 处理器，开发板的硬件包括：USB2.0 FullSpeed接口用以传输图像、视频等高速数据； 片外外扩1M BytesFLASH； RTL8019AS 网络接口芯片，实现以太网通讯太网电路；开发接口：UART（RS232）与上位机实现通讯；2 路10 位A/D 输入接口。
2.2 主控模块
该系统采用的主控模块Raspberry Pi，代替了体积庞大的电脑实现控制功能。Raspberry Pi 是一款基于ARM，操作系统采用开源的Linux 系统的个人电脑， 配备一枚700MHz 的处理器， 支持SD 卡和Ethernet， 拥有两个USB 接口， 以及HDMI 和RCA 输出支持。Raspberry Pi 一方面控制AVR 去检测门的开关状态以及开关门锁，另一方面控制FPI 的指纹录入以及匹配并在Raspberry Pi 上建立数据库记录用户信息。
利用这些硬件便可以进行嵌入式开发，快速的建立起指纹识别系统的硬件系统。
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