基于单片机的指纹考勤系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

本课题的现状及发展趋势：单片机是一个具有完善的微型计算机系统集成电路芯片之一，主要通过采用超大规模集成电路技术把中央处理器cpu、随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o口和中断系统、定时器/计数器等功能集成在一起构成的。基于强大的系统控制和多样化的数据采集，单片机能够有效处理各种复杂的运算，比如对运算符号进行控制，对系统下达运算指令都能通过单片机完成。不难发现，凭借着它所具有的优秀的的数据处理技术和计算功能，单片机可以在智能电子设备中充分发挥独有的优势。

从二十世纪九十年代开始，单片机技术就已经发展起来，随着时代的进步与科技的发展，目前该技术的实践应用日渐成熟，单片机被广泛应用于各个领域。现如今，人们越来越重视单片机在智能电子技术方面的开发和应用，单片机的发展进入到新的时期，无论是自动测量还是智能仪表的实践，都能看到单片机技术的身影。当前工业发展进程中，电子行业属于新兴产业，工业生产中人们将电子信息技术成功运用，让电子信息技术与单片机技术相融合，有效提高了单片机应用效果。作为计算机技术中的一个分支，单片机技术在电子产品领域的应用，丰富了电子产品的功能，也为智能化电子设备的开发和应用提供了新的出路，实现了智能化电子设备的创新与发展。这也是本次设计为什么选用单片机的原因。 图片的预处理主要是为指纹信息的获得做准备的。长期以来，不少人都对指纹图像的预处理方法进行了图像二值化的研究，如1950年d.marr等人通过在边缘窗口中获得指纹面轮廓，从而完成对像分析工作^[4]。该方法对于不断改变的灰度图象效率很好，但所面临的最大困难就是二值图像中出现了“洞”和“缺口”。江南高校通信工程学院的须文波、夏鸿斌给出了一种称为“黄金分割算法”的优化阀值方法，为了获取指纹图像二值化阀值信息，他们将高斯统计函数与直方图的算法完美的融合在一起。创造了的主要理论方法，实际效益很不错。此外，把灰度分布的状况，与指纹图像的状况相结合也是由中科院长春光学精密机械所的陆颖和宋建中川所提供的技术，由此来进行图像处理的二值化技术等^[5]。

指纹特征管理的研究现况:每一个指纹的特点都有许多，但端点所占的比重最高，然后是分歧点，因此，比对指纹特征就从麻烦的大量信息变成了只需要抽取指纹的端点或指纹的分岔点即可。在指纹的储存器中有一个专门用于存储指纹特征的特征模板，指纹的特征提取出来通常就保存于其中，它包含了端点和分岔点特征的类别、其所在地方位坐标系和其特点的方位。正常的指纹图像将其特征点提取出来时一般能提供十到一百左右的特征点^[6]。不过通常情况下，必须有十二个特征点以上才能实现与指纹识别的匹配。

2. 研究内容和问题

本设计主要研究和设计基于51单片机的指纹考勤系统，它包括硬件系统和软件系统两个部分，从系统总体上把握并完成对各个模块的具体设计以及最后的验证与仿真，能够基本实现指纹考勤功能。控制系统的硬件电路部分主要包括lcd显示模块、指纹采集电路模块、报警电路模块、电源电路模块等。本设计以stc89c52为基础，通过增加必要的传感器，如指纹传感器，利用传感器采集提取的指纹特征值存储于at24c02存储器中，stc89c52单片机接收并处理信息，然后由单片机发出指令控制指纹的采集，控制显示lcd日期，并进行指纹的匹配考勤，使得该指纹考勤系统能够实现以下功能：指纹考勤系统能在可修改打卡时间段的时间进行指纹的对比打卡，同时也能录入学生的指纹特征，将收集到的各种数据反馈给stc89c52单片机，经由控制程序处理后显示给lcd12864，最后由4*4的矩阵键盘实现人机交互，如查询有谁缺勤迟到，修改时间日期和打卡时间。并且设计的整个系统的电路结构要尽可能简单，可靠性要高。

本次的毕业设计重在处理器件，控制系统，对路面信号处理等方面的问题，主要分为以下几个方面。

(1)掌握51单片机的原理，系统设计流程；

3. 设计方案和技术路线

研究方法：

学习一定的单片机基础和系统分析的知识，掌握一定的专业词汇，阅读了解相关的论文和著作，正确应用所学知识分析问题、解决问题，能运用相关制图软件完成毕业设计内容，有较强的动手实践能力，完成系统仿真与实现。

技术路线：

4. 研究的条件和基础

有研究方面相关的基础知识，具有动手能力和实验能力，会使用相关的仿真软件，能完成相应的仿真操作，查阅相关的文献资料。