USB在指纹采集与识别技术设计和实现

近年来随着最新信息处理技术的发展、算法理论的研究以及计算机硬件的高集成和低成本，指纹识别的可靠性不断提高，实用范围不断扩大。由于识别系统数据量较大且要求尽快传入上位机进行处理，所以合理设计数据传输通道成为设计的一个重点。通用串行总线USB（Universal Serial Bus）是一种新型接口技术。它是由Intel、Microsoft等公司为解决日益增加的外设与有限的主板插槽与端口之间的矛盾而制定的一种串行通信标准。USB具有以下特点：（1）有较高的传输速率。USBl.1支持全速和低速两种方式，全速速率为12Mbps,低速速率为1.5Mbps;USB2.0除支持USBl.1的两种速度方式外， 【USB在指纹采集与识别技术设计和实现】 随着信息技术的快速发展，指纹识别技术因其高度的安全性和便捷性在诸多领域得到广泛应用。指纹识别系统的核心在于采集和处理大量的图像数据，因此，构建高效的数据传输通道至关重要。USB（Universal Serial Bus）作为一种高速、易用的接口技术，成为了指纹识别系统与上位机之间数据传输的理想选择。 USB接口技术最初由Intel、Microsoft等公司联合推出，旨在解决计算机硬件扩展性与主板资源限制的问题。USB的主要特点包括： 1. 高传输速率：USB1.1提供全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）两种模式，而USB2.0在此基础上增加了高速模式，速率可达480Mbps，极大地提高了数据传输效率。 2. 即插即用和热插拔：USB支持设备在系统运行时无需重启即可连接或断开，极大地方便了用户的使用。 3. 易于扩展：通过根集线器，USB可以连接多达127个设备，实现了多设备共享同一接口的功能。 在指纹采集系统的设计中，考虑到实时性和运算量的需求，通常会选择高性能的数字处理芯片，如DSP（Digital Signal Processor）。然而，由于指纹图像数据量巨大，需要一个高速、便捷的接口来连接DSP与PC机。USB接口因其高传输速率和易用性成为首选。 指纹采集系统的关键组件是传感器，常见的有光学、半导体电容、热敏、压感和超声波等多种类型。例如，Fujitsu公司的MBF200电容式半导体指纹传感器，采用标准CMOS技术，拥有8位A/D转换器，支持USB1.1、SPI等多种接口，具备低功耗、高分辨率和自动手指检测功能，能够在指纹采集过程中有效地降低系统功耗。 在接口设计方面，USB接口的实现涉及协议栈的构建、设备驱动编写以及与上位机的通信协议。USB接口的协议栈包括设备层、物理层、数据链路层和传输层，每个层次都有特定的任务和功能，确保数据的正确传输。设备驱动程序则是操作系统与硬件之间的桥梁，使得上位机能够识别和控制USB设备。 USB在指纹采集与识别技术中的应用不仅优化了数据传输，提升了系统的响应速度，还简化了硬件连接和维护，降低了整体系统的复杂度和成本。随着USB技术的不断升级，未来在生物识别领域，尤其是在指纹识别系统中的应用将更加广泛和深入。