本發(fā)明專利技術(shù)公布了一種基于書寫筆勁識(shí)別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)，包括單片機(jī)、觸摸屏控制模塊、電阻觸摸屏、上位機(jī)程序模塊，單片機(jī)第一輸出端通過觸摸屏控制模塊連接電阻觸摸屏，單片機(jī)第二輸出端連接到上位機(jī)程序模塊；單片機(jī)和電阻觸摸屏共同完成筆勁數(shù)據(jù)信息采集，再通過串口與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信，由上位機(jī)程序模塊進(jìn)行筆勁信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，最終通過匹配比對(duì)算法完成用戶的認(rèn)證。本系統(tǒng)結(jié)合筆跡識(shí)別技術(shù)與書寫勁道的認(rèn)證，提高了身份認(rèn)證的準(zhǔn)確性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種身份驗(yàn)證系統(tǒng)，尤其涉及一種基于書寫筆勁識(shí)別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)，屬于單片機(jī)控制
技術(shù)介紹
在當(dāng)今信息社會(huì)，個(gè)人隱私、商業(yè)機(jī)密和國(guó)家安全等越來越受到人們的重視，信息既需要能被方便的讀取，又需要得到可靠地保護(hù)。然而，現(xiàn)今的一些身份認(rèn)證方案很難盡善盡美，即使是被認(rèn)為不可復(fù)制的虹膜和指紋識(shí)別，在犯罪分子獲取當(dāng)事人的眼球或手指等身體器官的極端情況下也會(huì)被冒充。由于成年人的書寫習(xí)慣包括書寫的字形、速度、力度和角度等，在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)是固定不變的，長(zhǎng)期以來都以簽名的字形作為認(rèn)證身份的依據(jù)。特別是漢字，由于其特征較為明顯，經(jīng)常被用來作為身份鑒定。但字形是直觀的形態(tài)，比較容易被模仿，相比之下書寫的勁道難以察覺，幾乎是不可復(fù)制和模仿的。而電阻觸摸屏由于其自身的構(gòu)造，可以使用專用觸摸屏控制芯片采集筆跡及筆勁信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為解決上述技術(shù)問題提供了一種基于書寫筆勁識(shí)別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)，本系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，采集了書寫的壓力信息，可以分析出不同的人書寫的壓力有明顯的區(qū)別，實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別。本專利技術(shù)為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種基于書寫筆勁識(shí)別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)，包括單片機(jī)、觸摸屏控制模塊、電阻觸摸屏、上位機(jī)程序模塊，單片機(jī)第一輸出端通過觸摸屏控制模塊連接電阻觸摸屏，單片機(jī)第二輸出端連接到上位機(jī)程序模塊；單片機(jī)和電阻觸摸屏共同完成筆勁數(shù)據(jù)信息采集，再通過串口與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信，由上位機(jī)程序模塊進(jìn)行筆勁信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，最終通過匹配比對(duì)算法完成用戶的認(rèn)證。本專利技術(shù)的有益效果是:本系統(tǒng)的重點(diǎn)在于對(duì)以往單純以書寫的字形來識(shí)別身份的方式的改進(jìn)，在相對(duì)成熟的筆跡識(shí)別技術(shù)基礎(chǔ)上，輔以對(duì)書寫筆勁的對(duì)比，可以更加精確地識(shí)別用戶的身份，而且書寫的筆勁在外觀上是很難察覺的，故很難被模仿。系統(tǒng)中的書寫筆勁的采集是直接基于觸摸屏的，不用外加任何傳感器和特殊的壓力采集設(shè)備，簡(jiǎn)單易行，只需稍加改裝。另外可以將筆勁轉(zhuǎn)化為第三維度的信息，使用現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)成熟的圖像識(shí)別算法進(jìn)行處理；本系統(tǒng)結(jié)合筆跡識(shí)別技術(shù)與書寫勁道的認(rèn)證，提高了身份認(rèn)證的準(zhǔn)確性。附圖說明圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為壓力測(cè)量原理圖；圖3為AD7879典型接口電路；圖4為下位機(jī)程序流程圖；圖5為上位機(jī)程序流程圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)專利技術(shù)的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行說明:一種基于書寫筆勁識(shí)別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)，包括單片機(jī)、觸摸屏控制模塊、電阻觸摸屏、上位機(jī)程序模塊，單片機(jī)第一輸出端通過觸摸屏控制模塊連接電阻觸摸屏，單片機(jī)第二輸出端連接到上位機(jī)程序模塊；單片機(jī)和電阻觸摸屏共同完成筆勁數(shù)據(jù)信息采集，再通過串口與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信，由上位機(jī)程序模塊進(jìn)行筆勁信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，最終通過匹配比對(duì)算法完成用戶的認(rèn)證。如圖1所示，系統(tǒng)在整體上采用模塊化設(shè)計(jì)，通過AD7879芯片、單片機(jī)和觸摸屏共同完成筆勁數(shù)據(jù)信息采集，再通過串口完成與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信，將筆勁信息數(shù)據(jù)交與上位機(jī)；上位機(jī)利用LabVIEW構(gòu)建出友好的用戶界面，然后程序主體將所得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過加密存儲(chǔ)后，按照一定的規(guī)律顯示在屏幕上，同時(shí)，后臺(tái)將完成提取特征值，與現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，并將結(jié)果通過對(duì)話框的形式顯示給用戶。通過分析電阻式觸摸屏的結(jié)構(gòu)可以知道，在按下觸摸屏的時(shí)候，兩層的金屬膜之間肯定會(huì)有接觸電阻，如圖2所示，而觸摸電阻值越大,則表示觸摸壓力越小,所以這里就可以得到一種測(cè)量觸摸壓力的方案。具體測(cè)量方法如下，將參考電壓接在Y+和X-上，分別測(cè)量X+端的電壓得出Zl和Y-端的電壓得出Z2.則接觸電阻的計(jì)算公式為:Rtouch = RxX (Z2/Z「l) XXP0S/2x (I)公式中RTOUCH表示接觸電阻，RX表示X方向的總電阻，其與實(shí)際觸摸壓力相關(guān)，XPOS為接觸點(diǎn)處X方向電壓采樣值，N為采樣深度。本項(xiàng)目中只關(guān)心壓力的相對(duì)大小，所以無(wú)需知道RX的具體值，這保證了軟件的可移植性。如圖3所示，AD7879芯片是專用的四線電阻觸摸屏驅(qū)動(dòng)芯片，支持1.6 3.6V的單電源供電，其主要的模塊有電壓切換和通道選擇電路，內(nèi)部2.5V參考電壓，12位逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，串行數(shù)字接口和數(shù)字控制邏輯。AD7879芯片的電壓切換和通道選擇電路，可以方便的切換觸摸屏上的參考電壓接入端和ADC采樣端，得到需要的X、Y及Z1、Z2的值。為了降低來自IXD噪聲以及其他噪聲源的影響，AD7879還內(nèi)置預(yù)處理模塊，預(yù)處理功能包括中值濾波器及均值濾波器。AD7879與單片機(jī)的接口為標(biāo)準(zhǔn)SPI串行接口或12C接口(與具體型號(hào)有關(guān))。芯片還有一個(gè)中斷使能端口，當(dāng)觸摸屏上有壓力時(shí)，中斷使能端立即產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)到MCU，開始采集坐標(biāo)。AD7879芯片的外部接口電路相當(dāng)簡(jiǎn)單，只需要簡(jiǎn)單的接入觸摸屏和電源即可工作，再將AD7879的串行接口(SPI或12C)與MCU相連，可以獲得位置坐標(biāo)以及壓力信息。下位機(jī)為80C51的單片機(jī)，主要控制AD7879芯片采集觸摸屏上的字形和壓力信息，并把坐標(biāo)和壓力信息發(fā)送給上位機(jī)程序。如圖4所示，下位機(jī)程序流程圖，首先由單片機(jī)對(duì)AD7879的芯片初始化，然后等待外部中斷觸發(fā)，中斷觸發(fā)后開啟中斷定時(shí)器，并發(fā)送開始碼告知上位機(jī)程序書寫開始，之后進(jìn)入循環(huán)等待定時(shí)器中斷。進(jìn)入定時(shí)器中斷后立即讀取觸摸屏上的書寫位置和壓力，并發(fā)送給上位機(jī)程序，當(dāng)觸摸屏上無(wú)壓力時(shí)認(rèn)為書寫完成，然后關(guān)閉定時(shí)器，發(fā)送結(jié)束符并退出外部中斷。使用定時(shí)器中斷保證了每?jī)纱尾蓸拥臅r(shí)間間隔是一樣的。下位機(jī)為80C51的單片機(jī)，主要控制AD7879芯片采集觸摸屏上的字形和壓力信息，并把坐標(biāo)和壓力信息發(fā)送給上位機(jī)程序。如圖4所示下位機(jī)程序流程圖，首先由單片機(jī)對(duì)AD7879的芯片初始化，然后等待外部中斷觸發(fā)，中斷觸發(fā)后開啟中斷定時(shí)器，并發(fā)送開始碼告知上位機(jī)程序書寫開始，之后進(jìn)入循環(huán)等待定時(shí)器中斷。進(jìn)入定時(shí)器中斷后立即讀取觸摸屏上的書寫位置和壓力，并發(fā)送給上位機(jī)程序，當(dāng)觸摸屏上無(wú)壓力時(shí)認(rèn)為書寫完成，然后關(guān)閉定時(shí)器，發(fā)送結(jié)束符并退出外部中斷。使用定時(shí)器中斷保證了每?jī)纱尾蓸拥臅r(shí)間間隔是一樣的。上位機(jī)程序是使用LabVIEW編寫的程序。LabVIEW是美國(guó)國(guó)家儀器公司推出的圖形化的編程平臺(tái)，引入了虛擬儀器的概念，以框圖的形式編寫代碼，高度的模塊化和智能化為軟件設(shè)計(jì)提供了便利。為簡(jiǎn)化開發(fā)，本系統(tǒng)使用LabVIEW進(jìn)行界面開發(fā)以及算法處理。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證功能主要包含兩個(gè)環(huán)節(jié)，第一步是創(chuàng)建簽名，即將允許進(jìn)入系統(tǒng)的用戶書寫特征記錄到系統(tǒng)中；第二步是驗(yàn)證簽名，即驗(yàn)證輸入的簽名的用戶是否有進(jìn)入系統(tǒng)的權(quán)限，系統(tǒng)框圖如圖5所示。系統(tǒng)首先進(jìn)行初始化，用戶選擇“創(chuàng)建簽名”，然后開始在觸摸屏上書寫簽名。系統(tǒng)接收下位機(jī)傳送的數(shù)據(jù)，先進(jìn)行存儲(chǔ)，收到的數(shù)據(jù)從起始碼到結(jié)束碼之間是有效的。因?yàn)锳D7879內(nèi)部為12位ADC，且每個(gè)采樣點(diǎn)需要采集四次數(shù)據(jù)(X、Y、Zl、Z2)，所以每個(gè)采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)SByte的信息。上位機(jī)程序可以順次讀出所有有效點(diǎn)，循環(huán)讀取各個(gè)采樣點(diǎn)，并逐點(diǎn)描繪在空白圖片上，就可以得到書寫的字形顯示圖片。為形象表現(xiàn)顯示效果，設(shè)計(jì)中把壓力特征映射成了像素點(diǎn)的顏色信息，深顏色表示壓力大，淺顏色表示壓力小。創(chuàng)建簽名之后可以進(jìn)行驗(yàn)證簽名，用戶選擇驗(yàn)證簽名，并開始在觸摸屏上書寫，之后數(shù)據(jù)采集和處理的過程與本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于書寫筆勁識(shí)別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)，其特征在于，包括單片機(jī)、觸摸屏控制模塊、電阻觸摸屏、上位機(jī)程序模塊，單片機(jī)第一輸出端通過觸摸屏控制模塊連接電阻觸摸屏，單片機(jī)第二輸出端連接到上位機(jī)程序模塊；單片機(jī)和電阻觸摸屏共同完成筆勁數(shù)據(jù)信息采集，再通過串口與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信，由上位機(jī)程序模塊進(jìn)行筆勁信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，最終通過匹配比對(duì)算法完成用戶的認(rèn)證。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于書寫筆勁識(shí)別的身份驗(yàn)證系統(tǒng)，其特征在于，包括單片機(jī)、觸摸屏控制模塊、電阻觸摸屏、上位機(jī)程序模塊，單片機(jī)第一輸出端通過觸摸屏控制模塊連接電阻觸摸屏，單片機(jī)第二輸出...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱海賓，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：朱海賓，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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