1.概述

　　隨著科學技術的不斷進步，人們對現代化辦公和生活場所提出了更高層次的安全管理需求，普通的門鎖系統和手工出入管理已經不符合現代人的實際需求。由于安防業的智能化和網絡化，為順應智能樓宇、智能小區的發展，門禁系統也必須實現更可靠、更安全和更方便的智能系統?，F代門禁系統綜合利用了傳感技術、數字信息處理、計算機技術、多媒體技術和網絡技術，以實現門禁系統信息的采集、傳輸和處理。

　　目前智能門禁管理系統已廣泛用于工廠、學校、寫字樓宇、物業小區、商店、金融系統、電信系統、軍事系統、賓館等多種場合，大大提高了整體的工作效率、保障了系統安全，智能、安全和高效的現代化門禁系統已經成為社會發展的必然趨勢，同時它也是現代化建筑的一個重要組成部分。

　　傳統的機械鑰匙、用戶ID+密碼以及智能卡等的保護措施存在著丟失、遺忘、復制以及被盜用的隱患，在這種情況下，最新發展的生物識別技術為上述方法的不足提供了一個很好的解決方案。由于指紋識別具有唯一性、不變性和貼身性的特點，成為了眾多生物識別技術中備受青睞的一個。且隨著生物識別技術和計算機技術的飛速發展，指紋識別算法已達到迅速、準確和可靠的水平，已越來越多的應用在現代智能門禁系統的前端信息采集部分。

　　目前使用較多的是指紋單機門禁系統，其采集、處理和識別都在一個控制系統中完成，只適用于小系統和安裝位臵集中的單位，且通信線路專用，安裝好后不易于更換管理中心的位臵。在大系統和安裝位臵分散的單位，單機門禁系統必然耗費較大且效率不高。因此有必要采用TCP/IP的網絡型門禁控制系統，實現網絡控制和遠程控制。

　　系統采用指紋采集作為門禁系統的前端部分，由于指紋識別具有唯一性、不變性和貼身性的特點，使它成為一種安全有效的身份驗證方法。另外，系統采用基于TCP/IP協議的網絡型門禁控制器是通過局域網傳遞數據的，管理中心隨時可以變更，不需要重新布線，很容易實現網絡控制和遠程控制，并且指紋的處理和識別可以在運算速度更快的管理中心實現，這樣控制器功能簡單，而且多個控制器可以連接到一個服務器，提高了門禁系統控制和管理的效率。

　　1.1國內外研究現狀和發展

　　據考古學家證實，公元前7000年-6000年，指紋作為身份鑒別的工具已經在敘利亞和中國開始應用。但是由于缺乏專門性研究，未能將指紋識別技術上升為一門科學。20世紀早期，指紋識別正式成為身份識別的方法并被法律部門用作身份鑒定的依據，并開始在世界范圍內建立指紋識別機構和罪犯指紋檔案。指紋識別的有關技術，包括指紋采集技術、指紋分類技術和指紋匹配技術都得到了較快發展。例如美國聯邦調查局在1924年庫存樣本指紋就達到了81萬枚。20世紀80年代，個人電腦、光學掃描等技術革新使得他們作為指紋取像的工具成為現實，從而使指紋識別可以在其他領域中得以應用。隨著取像設備的引入及其飛速發展，生物指紋識別技術的逐漸成熟，可靠的比對算法的發現都為指紋識別技術提供了更廣闊的舞臺。目前，利用計算機進行指紋識別的技術在國外已很成熟，并且已經開始大規模廣。

　　智能安防的日益流行對于樓宇管理自動化和安全監控提出了更高的安全性和可靠性要求，基于指紋識別的智能門禁管理系統應用得越來越廣泛，在一些發達國家已得到普遍的應用。面對規模已經越來越大的門禁控制系統，普通的單機門禁系統已經不適合，比如智能小區、景點門禁系統等。因此必須要開發進行遠距離傳輸的TCP/IP的網絡型門禁控制系統，由于網絡型門禁控制系統很容易實現遠程控制和分布式管理，還可以方便日后擴容和維護，日益變得重要。

　　1.2 本文的研究內容

　　論文的研究內容分為指紋識別的算法研究和ARM門禁控制器硬件實現兩個部分。在以往算法的研究基礎上，利用指紋圖像灰度梯度和方差的結合對指紋分割方法進行改進，仿真實驗證明本文中的改進算法魯棒性好。論文在以ARMS3C2410為核心和嵌入式操作系統Linux的基礎上，設計開發了基于指紋識別的以太網門禁控制系統。

　　本文具體內容主要有以下幾個方面：

　　（1）系統整體方案概述和設計：根據系統功能要求，設計指紋識別以太網門禁系統，重點闡述了其中關鍵模塊的硬件設計。

　　（2）指紋識別算法的理論分析和仿真：研究了指紋識別算法，主要包括指紋圖像預處理以及指紋圖像的特征提取和匹配兩部分。

　?。?）系統軟件總體設計：闡述了門禁控制系統軟件的總體設計，然后對各模塊進行應用編程，主要包括視頻采集、指紋采集以及TCP/IP網絡應用編程。

　　（4）最后，對全文進行了總結，并對指紋識別以太網指紋門禁控制系統的未來發展趨勢做出展望。