世界高新科技——托普集团成功开发出IC卡生物信息识别技术

一、概述
　　托普集团研制开发出的IC卡式生物信息指纹识别器，于日前在成都托普集团西部软件园内完成第一批次的试生产，样品的性能和工艺都达到了设计的要求，正式生产的准备工作现已在紧锣密鼓地进行之中。该识别器采用了美国LAEPFROG公司的专利，并已在美国完成了硬件软件的设计、调试工作。这种指纹识别器采用了生物信息技术，是应用于指纹识别领域和身份识别领域的新技术，在全球范围内处于领先地位，使识别的精度达到了一个新的水平。
二、技术分析
　　目前，传统的指纹识别器中最重要的技术部件——传感器主要有两类，第一类是采用压敏元件开发的压力传感器；第二类是运用光学原理使用CCD采集指纹图象信息再送入计算机进行图象处理。对于第一类，识别的精度受到传感器上压敏元件分布的精度和密度的影响，压敏元件分布的越均匀，压敏元件的密度越大，则传感器的精度就会越好，但目前的资料显示，该类指纹识别系统的精度不是很高。对于第二类，即采用CCD镜头的指纹识别器，因为CCD镜头中的感光元件的密度可以做到很高的水平，所以采用CCD镜头的指纹识别系统也能够达到很高的精度，但是价格昂贵是阻止这类识别器进入市场的主要原因。
托普集团开发的指纹识别器运用了生物信息传感技术，根据此技术开发的微电场检测传感器，是生物信息指纹识别器区别于通常指纹识别器的一个最重要的闪光点。我们知道不同形状的物体在周围产生的电场的形状也会不同，微电场检测传感器利用了该特性来确定指纹。与前两类识别器所采用的传感器相比较，微电场传感器具有很多突出的优点：
　　第一，电场是无处不在，运用电场检测，与常规的指纹识别器相比，在某种意义上说具有“透视”的功能。一般说来沾有灰尘、手指受过伤、指纹较浅…等因素会造成使用压力传感器或CCD镜头采样的识别器的精度下降，但使用微电场传感器能够透过表皮，完全不受以上几个方面因素的影响，更深入的说，就目前我们使用的微电场传感器器甚至可以检测到手指骨的形状，这就是前面所说的“透视”功能。
　　第二，其次由于采用电场检测，使得我们可以采集到的更大面积的指纹，与压力传感器相比，我们采集的指纹信息不仅仅包括与传感器接触处的指纹，还包括了该手指上接触处周围的指纹，数据量的增加，可以为用户提供更高的安全保证。我们不难看出，微电场检测传感器的使用，提高了指纹识别器的安全性，可靠性和方便性。虽然手指处的电场非常的微弱，精确的测量存在极大的困难，但目前的加工工艺已能达到要求，从而使识别器的性能得到了保证。
　　生物信息指纹识别器中采用了全新的独特的压缩算法，试验证明，该算法是科学的、有效的、实用的，对于其它产品，我们没有更详细的资料，不易说明比较各自的优劣。性能比较见表1。
　　　　　　　

三、产品介绍
　　1、生物信息指纹识别器采用了高集成电路,结构简单，共采用芯片9片，芯片位置布放合理：
●微处理器采用90系列单片机，工作频率7.3728MHZ；
●传感器采用美国LEAPFROG公司专利产品，工作频率16.0000MHZ；
●通过一片FIFO芯片（STC16C2550CJ44）降低传感器传送出的数据的速度, 实现传感器与微处理器之间的通讯；
●MC74ACT573、MC74ATC139实现微处理器的外围接口；
●LT1131ACSW用于微处理器与上级PC之间的通讯。
　　电路原理见图1：
　　　　　　
　　2、指纹比对通过比较指纹断点的矢量位置及数目来确定人员身份，存储在IC卡中的数据根据断点的数量的不同占据400到500个字节不等，用于该识别器的IC卡没有特殊的要求，符合国际统一标准的IC卡均可用于该识别器。
　　3、识别器可通过RS232或PS2与上级计算通讯。
　　4、对信息的计算和比较由上级微机进行，指纹图象显示在上级微机的屏幕上。
四、系统组成
　　我们现在的产品，可以通过串口或者PS/2口直接与上级计算机通讯。一套基本的系统应该包括两级：第一级是识别器组成。在该级中使用者的指纹信息被识别器采集，经过一定的处理后将和从IC卡中读出的数据一起送入上级计算机；第二级为系统处理层，在该层将包括一台计算机，在该层中将对从第一级送来的数据进行再处理，比较通过传感器采集到的信息和IC卡中存储的信息，确定使用者是否合法。一个基本的组成见图2。
　　如果用户有需要，还可以增加第三级。即再向上增加一级服务器，对所有的用户进行集中管理，美方公司与美国海军签定的合同中就增加了第三级，需要说明的是如果增加第三级，那么这里需要一个网络来进行数据交换。这个网络可以按照标准的模式来进行铺设。
　　　　　　

　　　　　　　　　　
五、市场预测
　　以指纹识别来作为IC卡中的密钥，在安全性、可靠性、方便性等方面将使IC卡得到很大的改进。在国内，预测未来十年中，按金卡工程的总体目标为二亿张左右，简单的认为若将指纹识别技术只用于要求保密性能好，需要身份识别的环境中，估计若使ATM的应用达到台湾当前的水平，全国需要4.5万台，若ECR和POS在全国各大中商场的配备率达到20%，则至少需要200万台。而对于世界，从包括金融、存取控制与身份识别等有需要使用指纹识别技术的行业看，则需IC卡10亿张，大批的读写设备需要安装或改造，这里都为指纹识别技术的推广应用提供了广阔的空间。

六、结束语
　　托普集团采用微电场传感器生产的生物信息指纹识别器在实用性、可靠性、价格等各个方面都能满足用户的需求。我们目前所采用的技术水平在世界上也处于领先的地位。但我们也感到目前的产品还有补足之处：因为受到识别器中微处理芯片工作的速度影响，识别器还不能独立完成传感器采集到的指纹信息的处理工作以及将采集的指纹信息与IC卡中存储的指纹数据相比较。所以我们下一步的目标将是开发以586一级或以上的CPU芯片作为处理器的指纹识别器，实现单机操作，更一步降低系统的价格，扩大识别器在应用中的使用范围。