笔记本电脑指纹锁的设计与完成

笔记本电脑中指纹锁的设计与实现笔记本电脑中指纹锁的设计与实现李丹（设备指挥技术学院，北京10 14 16）摘要：为了提高安全性性能，建议使用现有的笔记本计算机。在嵌入式控制器的基础上设计了指纹锁定方案，给出了完整的电路设计和指纹采集程序设计，并给出了一套Windows指纹登录系统。关键字：指纹锁； W in dows指纹登录系统中文图书馆分类号：TP 39 1文件标识码：物品编号：1000。8829（2007）S 0-0295-04D数字签名非专利商标（设备指令和技术研究院，BethanAh，Athan 14）ct：Afinger preint ck tion to promo eth ce r ityo fno te bor com Com com com可以为用户的urer er er er er er er er提供的功能，并预确了预计的功能。 。关键字：指责； WIN DOW SFER RP rinty lo nt sys被广泛用于笔记本电脑中。其中，笔记本电脑更容易丢失或被盗，因此增加安全措施已成为一项必要要求。

机械钥匙，“密码+密码”和智能卡保护数据等传统措施具有容易丢失，遗忘，复制或被盗的隐患。因此，许多制造商已经寻求生物识别技术来解决这个问题。生物识别技术（生物三体生物技术）是一种利用人类生物学特征进行身份认证的技术。它包括虹膜识别技术，视网膜识别技术，面部识别技术，语音识别技术和指纹识别技术。其中，指纹识别技术是目前最成熟且使用最广泛的生物识别技术。本文使用指纹锁加密来保护数据安全。现有的笔记本计算机中使用了嵌入式控制器（EC，emb d dcon dcon troller）。它在笔记本计算机中起着非常重要的作用，用于控制主I / O。设备；与南桥上的电源管理单元（PM，POW er em em ent）合作，完成AC PI电源管理：电池充电和放电管理，CPU风扇控制和TF T屏幕的切换顺序和一些有用的快捷方式密钥也由EC完成。为了完成上述功能，除了自身的硬件外，还需要固件的配合。收稿日期：2007-06-18作者简介：李丹（1979一），女，吉林省九台市，硕士。主要研究方向是计算机网络。本文使用计算机设计指纹锁）基于计算机中现有嵌入式控制器的方案。

1指纹采集芯片的电路设计采用了富士通[1]推出的新一代电容式固态指纹传感器MBF 200。 MB F 200提供SPI接口，USB接口和微控制器接口。这三个接口非常灵活。 M CU接口的图像传输速度最快，但是占用了主控制器的更多I / O端口。 USB和SPI的图像传输速度较慢，但??接口占用的主控制器的I / O口较小。该项目将使用SPI接口与EC连接，EC将从外部配置MBF 200。 EC扩展SD删除，用于存储指纹数据。由于EC芯片本身没有SPI串行总线接口，因此MBF 200的SPI接口连接到EC的常规10接口，然后通过编程模拟SPI的操作。 MBF 200和EC之间的接口如图1所示。图1MB F 20 0和E C接口·296·= = = = = = = __ __-__-●= = = = = = = =; ｊ =项目； E = =｝ =■E●＿目= ＝ ｊ ＝ ＝ ＝《自＿ ＿＿目■＿ － ＝ ＝ ＝ ＿■＿＿●＿ ＿■■■＿ ＿ ＿ ＿ ｜自= ｊ =■'= ＿■ ■■＿- ＿■■■■=项目■-●＿ ＿■■＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿●＿ ＿ ＝ ＿ ＿ ＿项目＿＿＿＿＿ ＿ ＿来自●＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿■■■＿■■＿＿＿＿＿＿＿＿＿目一II●＿■■■■●＿●目●一《测控技术》 2007年第26卷增刊2程序设计2。1模拟SP I操作模拟SP It 2q]该操作包括串行时钟，数据输入和输出。

因为MB F 20 0是在SCK的上升沿输入（接收）数据并在下降沿输出（发送）数据的设备。因此，将串行时钟输出端口ZW_CLK的初始状态设置为1，然后在允许接口芯片后将ZW_CLK设置为0。因此，EC输出一点SCK时钟，同时使接口芯片串行向左移动，从而将一点数据输出到EC的ZW_R（模拟EC的MISO线），然后将ZW ＿ CL K设置为1，因此EC将来自zw ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿＿的数据输出到串行接口芯片。 0，模拟下一位的输入和输出，并重复此循环8次，一次SPI操作可以完成一次。如图1所示，ZW_W模拟EC（MOSI）的数据输出端子，ZW_CLK模拟SPI的SCK输出端子，ＺW_CS模拟SPI从设备选择端子开始，ZW_R模拟SPI的数据输入端子（M ISO） 。 EC模拟SPI串行输入，串行输出和串行输入，输出流程分别如图２、，图3和图4所示。图2输入子程序流程：开始：●使Z W _ CK L K！ ■输出为1●选择从站●设定周期数●将L8位数据发送到累加器A ccI1，使ZW＿C LK ｜ Out为0●延迟●向累加器ACC左移至最高位C●进位C发送到从机输入SP ISA线★使ZW ＿ CLK ｜输出为I＼ :, Luo（结束）图3输出子程序流程（开始）●使z wC LK输出为10选择从机★设置周期数★将8位数据发送到累加器AC。1使ZW_CLK输出0并延迟0从输出SP IS O将进位C向上移动并留给累加器AC C到最高位C'携带C发送从机输入SP ISA I山地使ZW _ C LK输出1◇否（末）图4笔记本电脑2指纹输入和输出子程序的设计与实现2指纹采集的接口方式MB F通过设置内部功能寄存器，可以完成200种图像获取形式。

必须首先初始化传感器：主要是启动内部ADC，并设置特殊功能寄存器CTR LB的第二位，以确定ADC之后的地址是否自动增加，同时设置芯片时钟源和启用传感器。该过程如图5所示。第二个是调整参数。该过程如图6所示，其中DTR是放电时间寄存器，DCR是用于设置放电电流速率的寄存器，PG C是可编程增益控制寄存器，主要用于设置放大器的增益。最后一步是获取指纹图像数据，过程如图7所示。（初始化开始）●启用AD c◆IcT RLB。2套◆l等待30 ps●我启用机舱●（初始化结束？图5初始化过程，开始调整●，LJ生J'D TR●写入D RC●写入PG C●，参数调整结束，.J图6参数调整过程Belle Li驱动ZW _ CS向低发送写操作符发送C TR LA地址发送数据0x02驱动器ZW _ CS正在等待行捕获时间22 22 [2 2驱动器ZW _ CS正在等待2 2 j [2发送读取操作符以发送C TT RL A地址三三[=读取数据◇单位转换\ 8少Il Guangsun Mianli 7图像的最高顺序“土星图像捕获是否完成图7图像获取流程图3指纹登录系统的设计和指纹锁加密的实现使用指纹而不是密码进行身份验证。如果登录成功与计算机模板库中的指纹模板匹配，计算机获取登录的身份并进入登录的个人桌面；如果登录名的指纹图像与计算机匹配模板库中的指纹模板不匹配，并且计算机提醒注册者重新获取图像或发出非法登录警告。

Win do sNT / 2000登录系统基本原理WIN DOS 2000 / NT共有3种系统状态[4 1：无用户登录3。我记录状态，成功的用户登录状态和工作站锁定状态。 Wmlogon是Windows2000 / NT操作系统的标准组件，可提供交互式登录支持。 Win登录包括三个主要组件：可执行文件Win登录。 EX EE（称为LO G ON），动态库G玳A（图形自动，图形标识和身份验证），提供图形界面验证功能，以及一些其他ID验证位置和网络服务提供了一个动态库（NetworkPro videod erD 1１）。该模型如图8所示。在Windows 2000中，在NT中，当系统启动时，首先启动内核，然后启动Win。启动来控制用户的标识和登录，然后通过调用当前的G IN A来赢得WinLogon.Ex。dll中的相关函数根据返回值判断下一步操作。

'图8. Wma x）GON参考模型W indows200 / NT允许用户自行开发GINA模块。本文使用GINA模块集成指纹识别设备，以达到增强系统安全性的目的。此模式仅适用于Windows 2000 / Nr，XP平台，当前不支持Windows 98平台。 3. 2 Windows指纹登录系统的设计和实现为了将指纹识别技术应用于Windows NT 12000登录系统，有必要自定义G INA并将自动指纹识别模块嵌入其中。身份验证之一。主要任务如下：①自定义S AS并监视指纹收集器上的指纹信息。如果在欢迎界面中收集了指纹，则将其视为SAS：如果在登录界面中收集了指纹，则将其视为用户的指纹验证身份。 ②提供用户输入指纹的界面。 ③将收集到的指纹与用户中的指纹模板进行匹配，找到匹配的用户，并读取用户信息。 ④完成指纹与用户信息的关联，修改系统原有的用户管理程序。 Ⅸ《测量与控制技术》 2007年第26卷增补Windows指纹登录系统的数据流程图如图9所示。

■在dw＃中是一个痴迷于用户数量\字母ll的用户的集合，这些用户拒绝我在指纹指纹登录系统中映射9W的顺序数据流程图系统包括两个大模块：G INA模块和用户指纹信息管理模块。 G INA模块已实现并通过W'm登录导出。用于交互的18个标准功能接口，包括W lx N tete te，W k Initia ze，W lx Log ged ed AS AS等。 GIN A中有两个地方需要验证其身份：一是启动系统时登录的用户需要验证；二是验证用户身份。另一种是当系统被锁定和解锁时，需要进行验证。对应于这两个过程的功能是Wlx Logge dOUTS AS和Wk Wk sta Locked S AS。为了获得指纹图像，指纹收集器需要一起工作，因此需要对指纹收集器进行一些初始化和关闭。因此，在实现该功能时，必须先激活指纹采集器，然后才能验证输入的指纹。如果通过，请登录用户并关闭指纹收集器。根据要求实现和Win登录。例如，与e交互的所有函数都封装到一个动态链接库中，并且相应的函数被输出到动态链接库中，然后将注册表项h HKΕ_LO CAL ＿ Ｍ Ａ Ｃ h Ｎ EW icr so f添加一个字符串在t \ WIN IND OW SS NT中输入名为G INA D LL键的类型，Curren Versiion ＼WIN LOGON ＼，其值为动态链接库的文件名和路径名。

重新启动计算机，G INA程序即可运行。如果已注册指纹，则可以直接使用指纹登录。下面简要介绍用户管理程序的设计。该程序的主要功能是注册指纹。用户管理程序是一个普通的可执行程序，需要实现三个主要功能：①来自SAM（SecurityAccountsManan ger）。读取中的用户信息。 ②使用树形控件显示用户信息。 ③为所选用户注册指纹模板。使用功能Netl_x，calGroup GetMembeers和NetL o calGroupEnum获取系统中所有用户的相关信息，并且可以使用Windows显示用户信息。 s的树控制就足够了，并且它的实现相对简单，因此在此不再赘述。用户的指纹注册采用自动指纹识别系统中的注册模块，用户输入的指纹由指纹采集器采集。可以为同一帐户注册多个指纹，或者可以使用不同的手指代表不同的用户。 ‘在计算机上安装系统后（安装Windows NT 12 00操作系统），您可以使用指纹登录计算机。这样，用户只需将手指放在指纹收集器上并轻轻按一下即可完成身份验证并登录到Windows系统。无需重新输入密码的乏味内容，也无需记住密码。 ，系统的安全性也得到了改善。

同时，为了与密码系统兼容，系统仍保留Windows的原始登录方法。 4结束语本文提出了一种在笔记本计算机中使用指纹锁的设计方案，并给出了系统的电路设计。由于使用EC和通过SPI接口连接的MBF 200，因此在EC内部使用该软件。该软件模拟SPI操作，介绍EC模拟SPI操作的方法和过程，然后描述指纹采集的固件设计：最后，详细介绍了基于Windows 2000的指纹。身份登录系统的设计与实现。参考文献：[11 Fujitsu。 MBF 20天一tash等[Z]。 2003. [2]步云观SPI串行总线在单片机8031应用系统中的设计与实现[J]。工业控制计算机，2000，13（１）：59-60。[3]易志明，等。SPI总线在51系列单片机系统中的实现。国外电子元器件，2003，（９）：21 -23。[4] Microsoft.Microsoft PlatformSDK [EB / OL] http://www.mcroso20d0n.com。口（续第294页）5结束语介绍了在V xW org操作系统中建立ID E文件系统的方法。本文已在实际工作中进行了调试和验证，可以很好地存储数据文件并从CF卡加载应用程序以执行。

由于系统的低功耗，高性能和更高的可靠性，以及能够插入不同容量的CF卡以满足不同需求的能力，因此在嵌入式系统中具有广阔的应用前景。参考文献：[1] CF ACF + ctFla spe c如果出现这种情况，请参见第4版。 0 [EB / OL]。 http：// w w w Com pac ctf la sh。组织，2006-05。 [2] MPC 8245集成Apro oc e sso ru ser的管理员，版本。 1 [EB / OL] http：llw ww。弗雷茨卡湖com，2001-10。 [3]用于PC 8 245的CompactFlash接口。 2 tEB / OL]。 http：// w w w弗雷斯卡湖Co in，20 06-09。 [4] MPC 8245集成警告软件，L'eV。 9 [EB / OL]。 http：H w w w。弗雷斯卡岛com，2007-01。 [5]李方敏。 V x W rk的高级编程f M]。北京：清华大学出版社，2004。口

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