基于指紋識別的駕駛人身份認證系統研究

楊培凝

摘要：為了解決汽車車輛防盜、防搶、特別是特種車輛（運鈔車、油罐車、國家元首專用車等）的安全和私密性等問題，通過對指紋錄入系統、指紋鑒定及識別技術、汽車電路和汽車點火、報警等控制系統進行了研究，對車輛的防搶防盜功能的需求進行了實驗，提出了一種基于指紋識別技術的駕駛人身份認證體系的設計，當駕駛人身份驗證中出現爭議，信息庫會發出警示，系統向駕駛人預留的手機號中發送一次性驗證信息，以確保身份驗證的準確性和安全性，利用DSP芯片的算法性，選出最適合的芯片來完成指紋的識別和篩選，當駕駛人的身份驗證達到設定要求后車門才能開鎖，車輛才可以啟動。實驗結果表明，該系統達到了預想的設計要求，系統性能具有穩定性、實用性等優點，對實現車輛特別是特種車輛的安全管理具有實際應用價值。

關鍵詞：指紋識別；身份認證；車輛防盜系統

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）05-0061-02

1 引言

伴隨著經濟的快速增長和國民生活水平標準的提高，汽車已成為大眾日常生活、工作中不可缺少的交通和運輸工具，汽車在給民眾的生活帶來極大便利的同時，也給交通運輸的監控和管理帶來了沉重的負擔。在現有的交管體制中，管理部門將管理的重心放在機動車的管理上，弱化了對駕駛人的控制和管理，忽略了駕駛人和機動車的對應關系，進而導致出現了一些交通肇事逃逸，車輛被盜搶的問題，特別是對特殊用途的車輛（比如：運鈔車、油罐車、國家元首車等）的安全管理問題日趨迫切。開發一種就有辨識駕駛員是否符合駕駛條件的系統：設計一套通過驗證駕駛人指紋信息并對指紋信息進行識別和確認，只有通過身份確認的駕駛人才有資格駕駛車輛的系統將成為解決這些問題的一個突破口，通過指紋認證，對駕駛人身份進行審核，將駕駛人與機動車全程對應，便于車輛的安全管理。

2 駕駛人身份識別系統的構建

為了解決汽車防盜、防搶、特種車輛的安全和私密等問題。項目組計劃采用指紋識別技術、GPRS技術等設計電路，使指紋識別儀與數據庫終端、汽車發動機相連，實現上述目的，駕駛人指紋識別系統設計思路如圖1。

2.1 駕駛人身份識別系統設計

設計指紋識別儀后，錄入駕駛員指紋信息，并對指紋存儲、讀取與篩選進行設計。如圖2所示。

在選定指紋識別儀后，對駕駛員人進行指紋錄入，指紋錄入后電子芯片會獲得該駕駛人的指紋信息及圖像，系統會自動對駕駛人的指紋信息和圖像進行辨識處理，生成一個個針對制定駕駛人的指紋辨識特征模板，通過既定的指紋識別算法處理后，指紋識別系統對駕駛人的指紋信息和數據進行整理、分析、存儲、讀取。在實際操作過程中將成功讀取后的駕駛人指紋信息數據通過GPRS無線網絡技術傳遞到駕駛人控制網絡終端，運用指紋比對算法檢驗此指紋數據是否為持有駕駛資格的車輛規定的駕駛人數據庫的數據，并返回相對應的檢測結果。然后通過指紋系統及識別比對算法，將通過初步身份確認的指紋數據與提前錄入到指紋數據庫中的數據進行比對。在返回的指紋數據符合條件的情況下，啟動汽車；若返回的指紋數據不符合以上兩種情況，汽車將發出警報提示。如圖3所示。

當司機身份驗證過程中出現爭議，信息庫會發出警示，并向駕駛人預留的手機號中發送一次性驗證信息，以確保身份驗證的準確性和安全性。如圖4所示。

2.2 發動機控制系統

在得到所返還的指紋對比結果后，邏輯控制電路若得到1（指紋對比結果符合既定要求），電磁繼電器中的銜鐵，在電磁力的作用下被吸向鐵芯，常開觸點吸合，噴油嘴控制電路接通，發動機可以啟動；邏輯控制電路若得到0（指紋對比結果不符合既定要求），電磁繼電器中的銜鐵不能被吸向鐵芯，常開觸點不能吸合，噴油嘴控制電路無法接通，發動機無法啟動，同時報警系統發出警報。

運用GPRS技術可以使指紋識別儀收集到的駕駛人的指紋通過無線網絡傳送到數據庫終端，以實現駕駛人無線指紋身份驗證，杜絕無駕駛，保證車輛的安全性和防盜搶。以及單片機、繼電器、電子芯片雙處理器的工作原理，根據 DSP 指紋識別返回的結果控制汽車。設計電路實現在身份驗證通過的情況下，啟動發動機，即只有當用戶輸入正確指紋的情況下，才能啟動汽車。對于不正確的指紋或末輸入指紋，單片機將不響應并且發出警報。如圖5所示。

3 駕駛人指紋識別系統的工作流程

駕駛人指紋識別程序啟動的主要任務是：首先采集車輛車主制定的車輛駕駛人指紋信息，并將采集的指紋信息錄入到電子系統中并建立指紋信息庫。制作帶有指紋識別功能的電子鑰匙（electronic key），當電子鑰匙持有者，在使用E-Key時，將操作者的指紋對準E-Key指紋識別屏幕，錄入駕駛人的指紋，E-Key內部內置的指紋識別芯片系統將對駕駛人的錄入指紋進行初步的判斷和識別。通過電子芯片識別后系統收到的識別度信號，如果識別度信號不符合系統中錄入的指紋信號，電子系統判斷出目前操作車輛的駕駛員并不是在系統中注冊的駕駛人時，E-Key不會向電腦系統發送車門解鎖信號。 假若電腦系統通過了駕駛人指紋信息的識別后，辨識度結果確認操作者的指紋在原始的指紋數據庫中，證明該駕駛人是被該車輛認定的允許操作該車輛的使用者時，E-Key發送車門解鎖信號給汽車，從而車門可以正常解鎖。車門鎖正常開啟后，駕駛員將駕駛插入點火開關，進行再次身份的確認，此次的確認是經過獲取駕駛人指紋、電子系統匹配指紋進而確認用戶是否符合該車輛的合法駕駛資格，人機匹配的結果將成為是否給出相應的車輛點火或拒絕發動的主要依據。系統處理器會向電路中的指紋識別系統發出駕駛人指紋獲取和匹配命令指令，指紋識別模塊采集到用戶指紋特征并與系統中授權用戶的指紋進行匹配，若匹配不成功，車輛的電路控制系統將使車輛的發動機始終處于被切斷狀態，若匹配成功，則解除車輛電子電路系統防盜防搶狀態，接通汽車點火電路。初次匹配失敗后，還有再次（第二次）輸入指紋與指紋庫中預留的指紋相匹配的機會，如若此次匹配仍然存在不符合項，系統會給車輛的法定駕駛人預留的手機號碼中發送車輛被啟動的預警信息并發送一次有效驗證碼，駕駛人第三次進行指紋輸入后，還需要在電子系統中輸入手機發送的一次驗證碼，只有當指紋驗證信息與一次驗證碼輸入信息均匹配成功后，車輛的點火線圈工作，點火系統正式啟動，如果第三次匹配人不成功，則車輛的電子系統電路油路鎖止，車輛發出報警并向車輛持有者預留的手機號碼中發送警示信息。駕駛人利用指紋啟動車輛開鎖程序的工作流程如圖6所示。

4 結語

通過上述基于指紋識別系統對駕駛人身份進行確認，通過開發出駕駛員的指紋識別系統，對駕駛員的身份進行有效認證和控制，將指紋認證系統與車輛，特別是特種車的發動系統進行關聯，只有通過身份認證的駕駛員才能夠對車輛進行啟動和駕駛，大大增加了車輛，特別是特種車的安全性，降低車輛被盜搶和破壞的概率，對保障財產與國家的安全起到重大的意義。本系統將以特種車輛作為實驗樣本，研究和實驗成功后可推廣到所有車輛中進行使用。

參考文獻

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