GPRS DTU 实现无线指纹身份验证系统方案

一、概述

指纹作为身份鉴定的手段由来已久，指纹的形成依靠胚胎阶段发展的条件，这就使得指纹的纹线在整个生命中都不会改变，从开始研究指纹到现在，没有相同的指纹纹线，这就说明了指纹的唯一性。由此我们可以利用指纹的这一系列生物特性，结合现代通信技术（中国移动GPRS技术与互联网技术），从而实现GPRS无线指纹身份检测系统的形成与运用。

二、 系统设计构思

基于GPRS DTU 指纹身份验证系统主要由指纹身份验证终端和身份验证服务器两部分组成。系统工作原理图如图1所示。其中，GGSN（Gateway GPRS Support Node）为网关GPRS支持节点。

图1 系统工作原理图

指纹身份验证终端和指纹身份验证服务器均可划分为更小的子模块：前者包含指纹验证模块和GPRS模块两个子模块；后者则由指纹录入模块和服务器管理软件两个子模块构成。图2给出了完整的系统结构框图。

图2 系统结构框图

三、总体方案设计

系统总体框图（参考）

GPRS指纹身份验证系统，主要由指纹身份验证终端，和指纹身份验证服务器两部分组成。系统的工作原理如下图2.1所示。其中GGSN（DSL-Modem-PT）为网管GPRS支持节点，指纹身份验证服务器是一台具有固定IP地址的主机（PC-PT），以及GPRS网络（Cloud-PT），以太网Internet（Cloud-PT），指纹身份验证终端（PDA-PT）。指纹身份验证终端机通过GPRS模块接入GPRS网络，GPRS网络通过GGSN接入Internet，通过Internet传入PC机中，进行数据处理再反馈，从而实现了指纹身份验证终端和服务器之间的数据传输。

（现在已经全面升级为4G网络）

    当然，指纹身份验证终端和指纹身份验证服务器均可划分为更小的子模块，其中指纹身份验证终端包含指纹验证模块和GPRS模块两个子模块。指纹身份验证服务器则由指纹录入模块和服务器管理软件两个子模块构成，

    指纹验证模块为用户提供身份验证的平台，通过该模块可以自动获取用户进行身份验证的信息，并与数据库中的所有指纹特征码逐一比对，判断当前用户是否为本系统的合法用户。GPRS模块是将指纹验证模块接入网络，在指纹验证模块与服务器管理软件之间传输数据。指纹录入模块负责指纹图像的采集、预处理和特征提取，供服务器端提取用户的指纹特征码，以便存入数据库中。服务管理软件需要完成管理员的基本信息、用户基本信息，还要完成与指纹录入模块，指纹身份验证终端的GPRS模块之间的通信处理。

系统数据处理

本文我们将采用用户身份验证的日志信息+用户ID号传输的数据处理方案，该方案的特点是特征码数据匹配放在指纹身份验证终端进行。其具体的设计思路如下：用户使用终端进行身份验证，指纹身份验证终端采用用户指纹图像并在本地提取特征码数据，然后在本地数据库中搜索匹配的指纹特征码，在通过GPRS模块向服务器端发送身份验证信息+用户ID号，并通过服务器端管理软件接受信息与否，提示身份验证是否成功，并做出响应的反应（记录新的用户ID）。

系统工作过程

系统的工作流程分为两个阶段：指纹采集和对指纹验证。

指纹采集

管理者必须在使用前采集到使用人的指纹特征码数据以及其个人基本资料。如若未添加，服务器端的中心指纹数据库可以添加指定用户的指纹到数据库中，然后在反馈与各个指纹身份验证终端机，供终端机以后做身份验证使用。

指纹验证

当用户使用指纹进行身份验证时，终端机对其进行合法身份确认，并显示验证人员的身份信息，如果是该终端机的合法用户，则该用户的身份验证日志信息以及用户ID号通过GPRS模块一并发送到服务器中。如果不是该终端机的合法用户，则该用户的身份验证信息即指纹特征码被提取到指纹数据库中保存，等待管理人员登记新的用户以及授予新的ID。

四、GPRS系统结构

GPRS 数传模块 ( 现在已经全面升级为4G全网通数传模块）

本文将使用带TCP/IP的GPRS无线通信模块，这类模块开发简单，应用时只需接收和发送数据。

GPRS模块的选用

本文利用GPRS模块进行终端与服务器端之间的数据转换，需要使用GPRS模块的远程数据通讯功能，为了使用方便我们选择使用带TCP/IP协议的模块，这样可以有效的较少MCU系统的负荷，降低系统的开发难度。目前市面上可选的带TCP/IP协议的GPRS模块种类很多，购买时我们要考虑技术稳定性、价格合理，根据以上原则，本系统采用厦门才茂通信科技有限公司 GPRS DUT 数据终端设备。

 产品简介

 厦门才茂CM510-72F DTU是一款工业级无线数据传输设备，支持移动、联通、电信运营商的无线网络，支持7模全网通网络：GPRS/CDMA/WCDMA/

TD-SCDMA/EDGE/FDD-LTE/TDD-LTE；设备为用户提供TCP/UDP透明无线远距离数据传输功能。

 设备支持串口RS232接口、RS485接口，设备可以直连客户的上述接口设备，把客户的PLC设备、工控设备的数据透明传输到客户的数据中心，实现对客户端设备的数据采集、数据传输、设备控制等功能。

该产品采用ARM7工业级高性能嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台，超大内存；设备提供在线维持技术，保持数据终端永久在线，保存数据链路任何时候畅通，实现高速、稳定、可靠的透明数据传输功能。

该产品拥有ARM7工业级处理器和智能三级保护，不但通过电力3000V电击测试，还拥有专利技术，产品性能稳定可靠。

该产品取得摩尔实验室出具的“环境可靠性测试报告”，测试项目包含：高温80℃/湿度85%、低温-30℃等测试。其中高温、低温测试分别在该环境下连续收发数据4小时。

该产品已广泛应用于电力集中抄表、水表集中抄表、热网监控、燃气监控、水利监控、环保检测、气象检测、地震监测，交通控制等等行业。

五、总结

随着GPRS网络技术的成熟发展，在日新月异的今天，随着科学技术的不断发展，面对GPRS网络的优势，该技术成本不断降低，通信可靠性变得更高，在市场中得到了更为广泛的认可。