基于指纹识别技术的驾校计时培训系统

摘要：旧的驾驶员培训系统存在着一些漏洞，例如驾校对学员的练车时间没有准确的记录和有力的约束，逃练或代练现象时有发生，这些导致了目前“马路杀手”的大量出现。为解决这一问题，设计采用了基于指纹识别的技术进行学员的身份认证，可以正确地识别出学员的真实身份，杜绝了隐患，极大地提高驾驶培训质量。
关键词：指纹识别；计时培训系统；路考；ZEM100

0 引言
    随着我国城乡居民生活水平的不断提高，私家车以迅猛的势头走进千家万户。然而在旧的驾照考试系统中，管理部门对于学员的练车时间虽然有规定，却缺乏有力的监督手段。驾校对学员的练车时间没有严格的考勤，学员学车偷时现象普遍存在，从而导致“马路杀手”大量出现。
    另一方面，目前基于指纹识别的身份认证技术已经成熟完善，认证准确率已经达到了99．99％以上。鉴于指纹验证具有诸多优点，本设计采用了基于指纹识别的技术来确定学员的身份，合格后才作为有效地练车时间，成为最后路考的凭证。这种作法有效的杜绝了驾校普遍存在的“偷学时”现象和冒名顶替现象，应用于实践中取得了很好的社会效益。

1 工作流程
    将计时仪安装在培训车的教练席旁，从点烟器取出汽车电瓶的12 V直流电作为供电电源。计时仪从学员IC卡里读出该学员的指纹信息，验证学员的指纹。当车门闭合且验证通过后，系统在车轮转动时就会开始记录学员的训练时间和里程。当结束键被按下或者车轮停止转动一段时间后，系统再次验证学员的指纹，以确保学员身份惟一。如认证通过，就把本次练车的学员号和练车时间分别写入学员IC卡和教练IC卡。教练下班后导入后台数据库备份。整个过程有语音自动提示操作，实现了智能化管理计时。

2 ZEM100指纹识别模块简介
    学员身份认证的核心采用了深圳中控科技出品的指纹识别模块ZEM100。该模块集成了光学指纹采集器、AD转换和指纹识别算法。它的认证精度高(拒真率小于1．4％，认假率小于0．000 01％)，工作方式灵活。例如其指纹模板既可以在板上FLASH中存放，也可以由外界通过串口按照一定的协议输入。利用后一种工作方式，把学员的指纹信息存储在IC卡中，则可以方便地实现学员练车时的身份认证。

3 硬件结构
    系统硬件由单片机主控模块、指纹验证模块、自动语音报时模块、IC卡读写模块、车载电源模块、人机接口模块等构成。其核心部分是单片机(Winbond W77e58)和指纹验证核心板ZEM100。
    单片机通过IC卡模块读出学员卡里的指纹信息后，通过串口把指纹信息传给指纹验证模块，并控制指纹验证模块开始验证用户的指纹。指纹验证模块把验证结果返回给单片机串口。单片机收到验证结果后再控制语音模块播报，同时控制计时模块，人机接口模块等进行相应的操作。其中语音播报模块采用的是华邦的ISD2560语音芯片，再配以音频放大电路构成。ISD2560可以分段存储和反复播放总共60 s的语音，每段分为100 ms，声音采用率8 kHz，语音质量能够满足要求。计时模块选用的是DS1302时间芯片，IC卡选用的是24C64。
    硬件结构框图如图1所示。

4 软件流程
    单片机软件采用Keil C51 7．0编程，按照操作的过程分类后划分为五个步骤。程序主体通过一个“状态机”结构的死循环来调度各个步骤有序执行。软件流程如图2所示。

5 结语
    基于指纹识别技术的驾校计时培训系统可以快速准确地识别学员身份，配以语音自动播报和后台数据库管理，可以行之有效地监控和记录学员的练车时间，从而有效的杜绝培训时逃课现象的发生，减少“马路杀手”的出现，已在实际应用中取得了非常好的社会效益。