電容傳感器是指紋識(shí)別傳感器中的一種，它通過(guò)電子度量設(shè)計(jì)捕獲指紋圖像，表面是絕緣層，里面為結(jié)合約100 000個(gè)導(dǎo)體金屬陣列的傳感器。當(dāng)用戶(hù)的手指放在上面時(shí)，皮膚組成了電容陣列的另一面，由于指紋脊(近的)和指紋谷(遠(yuǎn)的)之間的距離不同而形成不同的電容值，這個(gè)電容值陣列就形成一幅指紋圖像。采集到指紋圖像，再通過(guò)原始圖像進(jìn)行初步的處理，使之更清晰，再通過(guò)指紋辨識(shí)軟件建立指紋的特征數(shù)據(jù)庫(kù)。
2 AT77C101B簡(jiǎn)介
AT77C101B是指紋傳感器家族的一員，如圖1，圖2所示。它是Atmel公司研發(fā)的FingerChip系列傳感器芯片，采用COMS工藝制造，外形小，性能好，成本低。AT77C101B可以在1 s內(nèi)獲取不同數(shù)量的圖像，并且面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滑動(dòng)指紋傳感器。集成的A/D轉(zhuǎn)換器可以建立AT77C102B與EPP，USB或MCU的數(shù)字接口，使得此器件可以很容易地應(yīng)用到任何識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)中去。掃描圖像為8×280=2 240萬(wàn)像素精度，高達(dá)2 GHz，相當(dāng)于1 780幀/s，一百萬(wàn)次手指無(wú)故障讀指紋；具有功耗低的優(yōu)點(diǎn)，圖像采集時(shí)為4.5 mA，導(dǎo)航時(shí)為1.5 mA，睡眠模式小于10μA，其功能如表1所示。
因圖像本身的存儲(chǔ)量巨大，系統(tǒng)需外接存儲(chǔ)器，以保證有足夠的存儲(chǔ)空間，把圖像存儲(chǔ)在U盤(pán)上。同時(shí)系統(tǒng)也可通過(guò)數(shù)據(jù)線和網(wǎng)絡(luò)相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。
3 軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)如圖4所示。當(dāng)沒(méi)有人觸摸屏幕的時(shí)候MCU置于省電休眠模式。一旦用戶(hù)有輸入，系統(tǒng)便退出低功耗狀態(tài)，進(jìn)入正常執(zhí)行狀態(tài)，控制軟件判斷用戶(hù)的需求，執(zhí)行相應(yīng)的功能。
4 實(shí)驗(yàn)仿真
采用The MathWorks公司的Matlab 7.0圖像處理箱進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真，計(jì)算機(jī)配置CPU為Intel公司3.06 GZH，內(nèi)存為Kingston公司的2GZH，平均一幅圖像數(shù)據(jù)仿真耗時(shí)為0.53 s，識(shí)別率誤差小于1/310 000，完全實(shí)際符合要求。圖5為隨機(jī)的一幅拇指指紋圖像，圖6為指紋庫(kù)采集對(duì)應(yīng)的圖像。
5 結(jié)語(yǔ)
利用AT77C101B指紋采集器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，當(dāng)使用者指紋與指紋庫(kù)預(yù)設(shè)的比對(duì)指紋不能匹配時(shí)，拒絕使用者使用。它可以作為辨別使用者的身份，或者代替手工輸入密碼，應(yīng)用前景廣泛。