1  系統設計構思

GPRS指紋身份驗證系統主要由指紋身份驗證終端和身份驗證服務器兩部分組成。系統工作原理圖如圖1所示。其中，GGSN（Gateway GPRS Support Node）為網關GPRS支持節(jié)點。

圖1  系統工作原理圖

指紋身份驗證終端和指紋身份驗證服務器均可劃分為更小的子模塊：前者包含指紋驗證模塊和GPRS模塊兩個子模塊；后者則由指紋錄入模塊和服務器管理軟件兩個子模塊構成。圖2給出了完整的系統結構框圖。

圖2  系統結構框圖

2  系統硬件設計

指紋身份驗證終端包括鍵盤模塊、時鐘模塊、液晶顯示模塊、指紋識別模塊和GPRS模塊，以及能夠直觀地提示系統運行狀態(tài)的指示燈。其硬件結構框圖如圖3所示。系統選用Freescale公司高性能、低功耗的MC68HC908GP32（簡稱GP32）芯片作為主控芯片。

圖3  指紋身份驗證終端硬件結構框圖

2.1  指紋識別模塊硬件接口設計

TFMDM1指紋識別模塊提供標準的串行通信接口，具有發(fā)送引腳UART_Tx和接收引腳UART_Tx。GP32通過內部集成的增強型串行通信接口，可以很方便地實現與指紋識別模塊之間的通信。由于雙方接口電平都為TTL電平，能夠相互驅動，不需要進行電平轉換，直接對應連接即可。

2.2  GPRS模塊硬件接口設計

本文利用GPRS模塊來實現終端與服務器端之間的數據收發(fā)。GPRS DTU（Data Terminal Unit，數據傳輸單元）對外提供RS232或者RS485的通信接口。由于GP32主控板與GPRS DTU之間的通信距離較短，一般不會超過50 cm，RS232接口足以保證兩者之間的正常通信。因此，選用RS232接口與GPRS DTU進行數據收發(fā)。

圖4給出了GP32與GPRS模塊的硬件接口。

圖4  GP32與GPRS模塊的硬件接口

3  系統軟件設計

本系統的軟件設計主要包括兩大部分，即指紋身份驗證終端的軟件設計和服務器管理軟件的設計。這兩大部分分別實現不同的功能，且互相配合共同實現基于GPRS的網絡指紋身份驗證功能。

3.1  指紋身份驗證終端的軟件設計

如圖5所示，終端軟件主要由3個模塊構成：分別為人機交互菜單、對指紋識別模塊二次開發(fā)以及控制GPRS模塊進行數據收發(fā)。其中人機交互菜單模塊實現了切換操作界面、掃描按鍵、錄入數據及管理選項等功能。

圖5  指紋身份驗證終端的軟件組成框圖

3.1.1  主函數的程序設計

圖6  系統主函數流程

圖6為主函數的程序流程。首先進行一系列的初始化工作，包括GP32芯片初始化（設置內部總線頻率為20 MHz和禁止COP模塊），鍵盤初始化（中斷允許），液晶初始化，串口初始化（波特率為19 200 bps、接收中斷允許等），系統數據初始化，中斷初始化（開放鍵盤中斷、串口接收中斷和總中斷）等。然后，查詢GPRS模塊的連接情況，若成功連接上指紋身份驗證服務器端，則進入主循環(huán)；若連接失敗，則退出程序并給出故障提示。