Nghiên cứu và thiết kế hệ thống nhận dạng vân tay thiết bị đầu cuối PLC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP Hồ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN KHẮC TUẤN NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHẬN DẠNG VÂN TAY THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI PLC Chuyên ngành : TỰ ĐỘNG HÓA LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2012 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS TRƯƠNG ĐÌNH CHÂU Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM, ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá L.V Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc - -o0o Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN KHẮC TUẤN Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 09/05/1980 Nơi sinh: Nghệ An Chuyên ngành: TỰ ĐỘNG HÓA MSHV: 09150047 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHẬN DẠNG VÂN TAY THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI PLC 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Xây dựng hệ thống nhận dạng vân tay kết nối mạng Ethernet + Thực nhận dạng vân tay + Thực truyền thông theo chuẩn Modbus TCP/IP 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 06/02/2012 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/06/2012 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS TRƯƠNG ĐÌNH CHÂU Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thơng qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MƠN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Khoảng thời gian học tập trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh mơn tự động hóa, khoa Điện - Điện Tử, giúp tơi tích lũy nhiều kiến thức cần thiết để thực đề tài luận văn Trong q trình hồn thành đề tài này, trước hết xin cảm ơn ba mẹ, gia đình ln nguồn động viên chỗ dựa vững tơi Kính gửi đến thầy TS Trương Đình Châu lời cảm ơn chân thành sâu sắc, cảm ơn thầy tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình thực luận văn Thạc sĩ Xin cảm ơn quý thầy cô môn Điều Khiển Tự Động khoa Điện-Điện Tử tận tình giảng dạy, trang bị cho tơi kiến thức bổ ích; cảm ơn bạn học giúp đỡ, trao đổi tài liệu khoảng thời gian học cao học thực luận văn Thạc sĩ Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2012 Nguyễn Khắc Tuấn TÓM TẮT LUẬN VĂN Nhận dạng vân tay phận nhận dạng sinh học Khoa học nhận dạng vân tay hình thành từ lâu Nhưng tới thời gian gần đây, với đời máy tính đạt nhiều kết quan trọng trở thành phương pháp sinh trắc có độ tin cậy Embedded Linux có phát triển vượt bậc có sức hấp dẫn ứng dụng khơng địi hỏi thời gian thực như; hệ server nhúng, ứng dụng giá thành thấp đòi hỏi thời gian đưa sản phẩm thị trường nhanh Mặt khác Linux phần mềm mã nguồn mở nên hiểu thay đổi theo ý Linux hệ điều hành có cấu trúc module chiếm nhớ Windows khơng có ưu điểm Cùng với phát triển vượt bậc công nghệ viễn thông công nghệ thông tin Các hệ thống SCADA ngày cho phép thu thập liệu, điều khiển giám sát phạm vi rộng lớn hơn, lên đến hàng ngàn hay chí hàng chục ngàn kênh Input/Output với tốc độ nhanh độ tin cậy cao nhờ vào giao thức mở mạng truyền thông mạng PROFIBUS, WAN, LAN, INTHENET mạng Internet Hầu hết phần mềm SCADA ngày có hỗ trợ kết nối Internet Mặt khác, hệ thống SCADA ngày có PLC có khả đảm nhận việc giám sát điều khiển điểm cục Sự đời công nghệ truyền thông với giao thức Modbus TCPcùng với mạng Ethernet làm thay đổi phạm vi ứng dụng hệ thống điều khiển - giám sát Với lợi mình, kết nối mạng Ethernet với chuẩn giao thức Modbus TCP trở thành mạng phổ biến hệ thống SCADA công nghiệp Để thấy rõ lợi ích đó, đề tài luận văn này, xây dựng ứng dụng nhận dạng vân tay hệ điều hành linux phát triển Embedded Linux có truyền thơng qua mạng modbus TCP/IP MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Tình hình nghiên cứu cơng nghệ nhận dạng vân tay CHƯƠNG THUẬT TOÁN NHẬN DẠNG VÂN TAY 2.1 Các phương pháp nhận dạng vân tay 2.2 Hình thức thể đặc tả vân tay 2.3 Các nguyên lý nhận dạng vân tay 2.4 Xây dựng hệ thống nhận dạng vân tay ảnh số 2.5 Trích chọn minutiae cho đối sánh vân tay 10 2.5.1 Chuẩn hóa ảnh đầu vào 11 2.5.2 Chuẩn hóa kích thước ảnh 12 2.5.3 Ước lượng hướng ảnh 12 2.5.4 Ước lượng tần số ảnh 14 2.5.5 Tăng cường ảnh phương pháp lọc Gabor 16 2.6 Trích chọn minutiae 18 2.6.1 Nhị phân hóa làm mảnh đường vân 19 2.6.2 Phát minutiae 19 2.6.3 Ước lượng khoảng cách đường vân 20 2.6.4 Lọc đặc trưng (minutiae filtering) 21 2.7 Đối chiếu vân tay để định danh mẫu 22 CHƯƠNG KẾT NỐI MẠNG ETHERNET SỬ DỤNG SOCKET CỦA UNIX 25 3.1 Tổng quan mạng Ethernet 25 3.2 Giới thiệu socket UNIX 26 3.3 Cách làm việc socket 26 3.3.1 Thuộc tính socket 26 3.3.2 Giao thức socket (protocol) 28 3.4.Thiết lập kết nối mạng Ethernet socket unix 29 3.4.1 Tạo socket 29 3.4.2 Định địa cho socket 30 3.4.3 Đặt tên cho socket 30 3.4.4 Tạo hàng đợi cho socket 31 3.4.5 Chờ chấp nhận kết nối 32 3.4.6 Yêu cầu kết nối 32 3.5 Giao thức truyền thông Modbus TCP 36 3.5.1 Giới thiệu chung 36 3.5.2 Đáp ứng thời gian (Determinism) 38 3.5.3 Modbus Protocol 41 CHƯƠNG MƠ HÌNH ỨNG DỤNG HỆ THỐNG NHẬN DẠNG VÂN TAY 48 4.1 Ứng dụng bảo mật vân tay hệ thống SCADA 48 CHƯƠNG KẾT LUẬN - HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 53 5.1 Các kết đạt 53 5.2 Hạn chế cần khắc phục 53 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, công nghệ sinh trắc học ứng dụng rộng rãi đời sống Trong đó, cơng nghệ nhận dạng vân tay ứng dụng nhiều Người ta nhận thấy đặc trưng vân tay dễ dàng bị thay thế, chia sẽ, hay giả mạo, … Ngoài dấu vân tay người không giống ai, kể sinh đôi trứng xác suất trùng lấp dấu vân tay người với người gần 0%, không đổi suốt đời Do việc nhận dạng người, công nghệ xem đáng tin cậy so với phương pháp truyền thống như: dùng mật khẩu, mã thẻ, Trên thực tế, việc nhận dạng dấu vân tay thực cách sử dụng máy tính số trường hợp cần thiết thiết bị phải hoạt động liên tục 24/7 việc sử dụng hệ thống nhúng có nhiều ưu điểm tiêu tốn lượng hoạt động ổn định liên tục Với phát triển khoa học kỹ thuật có nhiều hãng sản xuất lõi có tốc độ xử lý cao, kết nối với nhiều thiết bị ngoại vi… , đáp ứng tốt ứng dụng giám sát, đo lường điều khiển từ xa qua mạng Với thực tế luận văn thực chương trình nhận dạng vân tay hệ điều hành LINUX nhằm mục đích phát triển chạy hệ thống nhúng ARM9 đồng thời thực giao tiếp PC hệ thống nhúng với thiết bị công nghiệp qua mạng Ethernet, truyền thông theo chuẩn Modbus TCP hệ điều hành Linux từ tích hợp hệ thống bảo mật sử dụng vân tay cho hệ thống SCADA với giao thức Modbus TCP/IP 1.2 Mục tiêu đề tài • Mục tiêu đề tài : Xây dựng hệ thống nhận dạng vân tay, truyền thông với PLC qua Modbus TCP/IP Hệ thống xây dựng ngơn ngữ C hệ điều hành Linux để phát triển chạy hệ thống nhúng • Xây dựng hệ thống nhận dạng vân tay hệ điều hành Linux • Thực giao tiếp hệ thống nhận dạng vân tay với PLC qua truyền thông Modbus TCP/IP • Tích hợp hệ thống bảo mật vân tay với hệ thống SCADA theo giao thức TCP/IP 1.3 Tình hình nghiên cứu cơng nghệ nhận dạng vân tay Con người biết sử dụng dấu vân tay từ sớm Vào thời cổ đại, thương gia Babylon biết dùng dấu vân tay in lên viên đất sét trao đổi hàng hóa Ở Trung Quốc, người ta tìm thấy ngón tay in lên dấu đất sét Nhưng kỷ 19, dấu vân tay đưa vào nghiên cứu thức • Năm 1823, nhà phẫu thuật Jan Evangelista Purkyne thuộc trường đại học Breslau trình bày luận án mẫu vân tay • Năm 1858, William Herschel dựa vào vết vân tay để nhận dạng tù nhân • Năm 1880, bác sĩ Người Anh Henry Faulds đưa kiến nghị lấy dấu vân tay tội phạm trường xảy vụ án đưa lý luận gien vân tay Năm 1882, theo sáng kiến A Bertion, lần cảnh sát Paris áp dụng lăn ngón tay hồ sơ cước [31] • Năm 1892, Francis Galton người đầu chia vân tay thành nhóm: xốy, móc, sóng [31] Việc sử dụng nghiên cứu khoa học dấu vân tay kỷ 19 làm tiền đề sau cho việc ứng dụng rộng rãi công nghệ nhận dạng vân tay nhiều lĩnh vực sống • Năm 1924, FBI (Federal Bureau of Investigation) thu thập lưu trữ 250 triệu dấu vân tay người dân việc điều tra tội phạm nhận dạng người bị giết • Nước Anh sớm sử dụng biện pháp đến năm 1944, họ lưu trữ tới 90 triệu dấu vân tay tất binh lính người dân Với việc sử dụng dấu vân tay để nhận dạng, cảnh sát truy tìm tung tích tội phạm, người chết, thẻ cước mắc bệnh tâm thần lú lẫn, • Năm 1977, chương trình IAI's Certified Latent Print Examiner đời áp dụng để xác nhận phạm nhân tòa án Với phát triển ngày nhanh chóng khoa học kỹ thuật, ứng dụng công nghệ áp dụng rộng rãi thành công giới Trên máy tính cá nhân, dựa vào kích thước CSDL vân tay người ta chia sản phẩm ứng dụng vân tay thành hai loại chính: • Hệ thống vân tay loại nhỏ Đặc điểm chung hệ thống hỗ trợ số vân tay dưới1000 vân tay Chương trình nhận dạng vân tay máy IBM Think Pad T43 cho phép người dùng đăng nhập vào windows XP cách đặt ngón tay vào vùng quét máy thay phải đánh mật • Hệ thống vân tay loại lớn Những hệ thống nhận dạng vân tay loại lớn thường có điểm chung có kích thước CSDL vân tay lớn, từ vài chục nghìn đến hàng triệu vân tay Đối tượng sử dụng tập đoàn đa quốc gia có chi nhánh tồn cầu, phủ điện tử cao cấp Điều địi hỏi hệ thống phải có lực xử lý mạnh, đáp ứng hàng chục ngàn yêu cầu nhận dạng giây Những hệ thống thường hoạt động mơi trường mạng internet có kiến trúc client – server, bao gồm trung tâm xử lý nhận dạng lưu trữ vân tay nhiều client nằm khắp nơi mạng internet toàn cầu làm nhiệm vụ thu nhận dấu vân tay Không dừng lại đó, với phát triển mạnh sản phẩm nhúng thị trường thiết bị nhúng tiềm vô to lớn; việc đưa kết nghiên cứu công nghệ Nhân dạng vân tay lên thiết bị nhúng điều tất yếu nhằm phục vụ cho mục đích tiện dụng, chuyên dụng, phổ biến thực tế Các thiết bị nhúng tiêu biểu ứng dụng công nghệ nhận dạng vân tay: Frame liệu Modbus truyền thống nhúng vào TCP Frame, phần ERROR check Address bị loại bỏ, thay vào MBAP Modbus Application Protocol (MBAP) Header MBAP có độ dài byte, bao gồm : • Transaction Identifier ( byte ) : Để nhận biết yêu cầu có nhiều tin nhắn Client gởi qua kết nối TCP mà khơng chờ ưu tiên • Protocol Identifier (2 byte ) : Ln có giá trị • Length Field ( byte ) : Độ dài ( số byte ) cùa phần lại frame liệu, bao gồm byte Unit ID • Unit ID ( byte ) : Nhận biết Slave kết nối Serial, thường gán giá trị 00 FF Modbus - Application Layer Trong mô hình mạng OSI, tầng ứng dụng FTP, HTTP, DNS … tùy theo mục đích sử dụng chúng Còn Modbus TCP/IP tầng ứng dụng Modbus Dữ liệu Modbus có cấu trúc đơn giản, bao gồm loại sau : • Discrete Input • Coil (Output) • Input Register (Input Data) • Holding Register (Output Data) 42 Các ghi giá trị Modbus thiết bị định địa sau : Địa Giải thích 0xxxx Read/Write Discrete Output or Coil 1xxxx Read Discrete Input 3xxxx Read Input Register 4xxxx Read/Write Output or Holding Register Tất địa gói liệu Modbus Ví dụ ghi 40001 đinh địa 0000 frame truyền Modbus Funtion Code Code Chức Địa tham chiếu 01 (01H) Read Coil (Output)Status 0xxxx 03 (03H) Read Holding Registers 4xxxx 04 (04H) Read Input Registers 3xxxx 05 (05H) Force Single Coil (Output) 0xxxx 06 (06H) Preset Single Register 4xxxx 15 (0FH) Force Multiple Coil (Outputs) 0xxxx 16 (10H) Preset Multiple Registers 4xxxx 17 (11H) Report Slave ID - Khi Slave đáp ứng yêu cầu Master, sử dụng giá trị Function Code để thực yêu cầu, có lỗi xảy ra, bit có trọng số lớn set lên Ví dụ Read Holding Registers có giá trị 03H (0000 0011), bình thường Slave trả nguyên giá trị này, có lỗi xảy trả lại giá trị 83H (1000 0011) 43 Một số ví dụ Frame truyền Frame đáp ứng Modbus TCP : Read Coil Status (01H) Modbus Request ADU MBAP Header Giá trị (hex) Transaction ID High 00 Transaction ID Low 01 Protocol Identifier High 00 Protocol Identifier Low 00 Length High Length Low Unit ID FF 00 PDU Field Name Giá trị (hex) Function Code 01 Starting Address High 00 Starting Address Low 00 Number of Point High 00 Number of Point Low 04 Ví dụ đọc trạng thái đầu ra, địa 0001 - 0004 Chuỗi đáp ứng (Modbus Respond) MBAP Header Giá trị (hex) 44 Transaction ID High 00 Transaction ID Low 01 Protocol Identifier High 00 Protocol Identifier Low 00 Length High Length Low Unit ID FF 00 Field Name Giá trị (hex) Function Code 01 Byte Count 01 Data (Coil 3-0) 0A Giá trị cuộn Coil 0…3 : ON-OFF-ON-OFF (0000 1010 hay 0AH) Force Single Coil (05H) Force Single Coil Query and Respond Field Name Giá trị (hex) Function Code 05 Coil Address High 00 Coil Address Low 03 Force Data High FF Force Data Low 00 Giá trị FF00H set Coil lên mức 1, giá trị khác không ảnh hưởng Read Holding Registers (03H) 45 Đọc giá trị ghi có địa 40006 - 40008, giá trị trả byte cho ghi Read Holding Registers Query Field Name Giá trị (hex) Function Code 03 Coil Address High 00 Coil Address Low 05 Force Data High 00 Force Data Low 03 Read Holding Registers Respond Function Code 03 Byte Count 06 Data High (Register 40006) 3A Data Low (Register 40006) 98 Data High (Register 40007) 13 Data Low (Register 40007) 88 Data High (Register 40008) 00 Data Low (Register 40008) C8 Ví dụ trên, đọc nội dung ghi liên tiếp có địa bắt đầu 40006 ( tương ứng với địa 0x0005 ), nội dung trả giá trị ghi : (thanh ghi : 0x3A98, ghi : 0x1388, ghi : 0x00C8) Preset Single Register Lệnh ghi giá trị vào ghi Đáp ứng lệnh chuỗi liệu gởi 46 Ví dụ sau cho phép ghi giá trị 07 vào ghi 100 (0x64) Preset Holding Registers Query and Response Field Name Giá trị (hex) Function Code 06 Coil Address High 00 Coil Address Low 64 Force Data High 00 Force Data Low 07 47 CHƯƠNG MƠ HÌNH ỨNG DỤNG HỆ THỐNG NHẬN DẠNG VÂN TAY 4.1 Ứng dụng bảo mật vân tay hệ thống SCADA Sử dụng hệ thống nhận dạng vân tay để bảo mật cho hệ thống SCADA Chương trình nhận dạng vân tay cài đặt máy tính board ARM 9, kết nối với hệ thống SCADA qua mạng modbus TCP/IP cho phép người sử dụng vận hành hệ thống vân tay người nhận dạng đúng, sai người dùng khơng phép vận hành điều khiển hệ thống SCADA PC/ARM USB PLC tc p/ ip Computer m od bu s FS80 SWITCH Hình 4.1 Sơ đồ kết nối hệ thống Các thiết bị hệ thống gồm: • Đầu đọc dấu vân tay thiết bị sử dụng để chụp hình ảnh dấu vân tay đưa liệu vào máy tính hay hệ thống nhúng để sử dụng áp dụng nhận dạng Hiện có nhiều loại đầu đọc dấu vân tay hệ thống sử dụng đầu đọc dấu vân tay Futronic FS80 với tính chính: 48 Chụp gửi hình ảnh dấu vân tay có độ phân giải 480x320 pixel, 500 DPI 100ms, Chỉ đọc dấu vân tay sinh học tránh trường hợp giả mạo dấu vân tay cao su, nilon, silicol … Truyền liệu qua cổng USB 2.0 Hoạt động hệ điều hành Windown 2000/XP/Vista 32 bit 64 bit, Linux, Windows CE 5.0 6.0 • Máy tính để đảm bảo giám sát thu thập liệu Màn hình giám sát có đặc điểm: LCD, TV/Monitor , máy tính chạy trình ứng dụng SCADA xây dựng phần mềm Vijeo citect truyền thông qua mạng Modbus TCP/IP có chức tạo giao diện, điều khiển, giám sát • 2.3 Kit ARM9 MINI2440 Mini 2440 máy tính đơn bảng dựa vi xử lý ARM S3C2440 Samsung Hình 4.2 Board ARM9 EM2440 Phần cứng 49 CPU: Samsung S3C2440A, 400MHz, Max 533Mhz SDRAM; 64M SDRAM, 32bit DataBus, SDRAM Clock 100MHz Flash 64M or 128M Nand Flash, 2M Nor Flash,BIOS cài đặt TFT 64K màu, 3.5 inches đến 12.1 inches, lên tới 1024x768 pixels Ethernet 10/100M RJ-45(DM9000) Serial Port USB Host USB Slave loại B SD Card Stereo Audio out， Micro In； PWM Hổ trợ hệ điều hành - Linux 2.6 - Android - WinCE and Đặc trưng boar ARM – Tính chuyên dụng cao – Ràng buộc hoạt động chế độ thời gian thực – Hạn chế nhớ, lượng, giá thành cao Tuy nhiên, đòi hỏi hoạt động với độ tin cậy cao tiêu tốn lượng • Embedded Linux chạy vi xử lý ARM Linux hệ điều hành mã nguồn mở (open-source OS) chạy hầu hết kiến trúc vi xử lý, bao gồm dòng vi xử lý ARM Linux hỗ trợ cộng đồng mã nguồn mở (GNU), điều làm cho Linux linh hoạt phát triển nhanh với nhiều tính không thua hệ điều hành khác Tất ứng dụng chạy hệ điều hành UNIX tương thích với Linux 50 Hầu hết Linux hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình, đặc biệt cơng cụ GCC cho phép người lập trình biên dịch thực thi ứng dụng viết nhiều ngơn ngữ lập trình khác nhau: C/C++, Java, v.v Ngồi ra, Linux cịn hỗ trợ ngơn ngữ lập trình để phát triển ứng dụng đồ họa như: JTK+, Qt, v.v Ngoài thiết kế hệ điều hành dành cho máy tính desktop máy chủ (server), nhà cung cấp hệ điều hành linux thiết kế chuyên biệt cho mục đích khác như: hỗ trợ kiến trúc máy tính, hệ thống nhúng (embedded Linux system), hệ thống bảo mật, an ninh mạng, v.v… Embedded Linux phát triển mạnh chiếm vị trí số Hiện 40% nhà thiết kế hệ nhúng cân nhắc sử dụng Embedded Linux cho ứng dụng sau đến hệ điều hành nhúng truyền thống Win CE Các đối thủ cạnh tranh Embedded Linux hệ điều hành nhúng tự tạo Windows CE Hình 4.3 Embedded Linux chạy ARM9 kit Embedded Linux có phát triển vượt bậc có sức hấp dẫn ứng dụng khơng địi hỏi thời gian thực như; hệ server nhúng, ứng dụng giá thành thấp đòi hỏi thời gian đưa sản phẩm thị trường nhanh Mặt khác Linux phần mềm mã nguồn mở nên hiểu thay đổi theo ý Linux hệ điều hành có cấu trúc module chiếm nhớ 51 Windows khơng có ưu điểm Bên cạnh ưu điểm Embedded Linux có nhược điểm sau: Embedded Linux hệ điều hành thời gian thực nên khơng phù hợp với số ứng dụng điều khiển trình, ứng dụng có yêu cầu xử lý khẩn cấp Embedded Linux thiếu chuẩn thống sản phẩm nhà cung cấp nên khả hỗ trợ kỹ thuật chưa cao Do thị trường sản phẩm nhúng tăng mạnh nên nhà sản xuất ngày sử dụng hệ điều hành nhúng để bảo đảm sản phẩm có sức cạnh tranh Embedded Linux sản phẩm hệ điều hành nhúng có uy tín chiếm vị trí số giới Phần mềm nhúng phần mềm tạo nên phần hồn, phần trí tuệ sản phẩm nhúng Phần mềm nhúng ngày có tỷ lệ giá trị cao giá trị sản phẩm nhúng 52 CHƯƠNG KẾT LUẬN - HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Các kết đạt • Nghiên cứu thuật toán nhận dạng vân tay - Tăng cường ảnh vân tay sử dụng lọc Gabor - Các thuật tốn rút trích đặc trưng - Các thuật tốn đối sánh vân tay • Nghiên cứu áp dụng lên hệ thống nhúng - Tìm hiểu khả hạn chế bo mini ARM9 EM 2440 - Tìm hiểu biên dịch hệ điều hành ứng dụng Embedded Linux • Tìm hiểu q trình giao tiếp mạng Ethernet thông qua socket Unix giao thức TCP/IP • Tìm hiểu giao thức truyền thơng Modbus TCP/IP 5.2 Hạn chế cần khắc phục • Chương trình nhận dạng vân tay xây dựng áp dụng lên bo ARM9 có tốc độ xử lý chậm chưa thể đáp ứng yêu cầu thực tế • Khi thực tính tốn xử lý hệ điều hành Embedded linux cho kết khơng xác so với thực hệ điều hành Linux hay Window đặc biệt hàm toán học Sin, Cos, Tan, … nên viết chương trình tính giá trị trước thay sử dụng hàm tốn học thư viện chuẩn • Nghiên cứu phương pháp tăng cường ảnh cải tiến cách lập trình giúp chương trình chạy nhanh để thực hệ thống nhúng • Nghiên cứu tiêu chí lựa chọn tham số ngưỡng thuật tốn nhằm tăng độ xác thuật tốn nhận dạng vân tay như: • Ngưỡng độ lệch khoảng cách phần đối sánh vân tay 53 • Ngưỡng độ lệch hướng phần đối sánh vân tay nhằm xác định độ tương đương hai đặc trưng với • Ngưỡng đối sánh nhằm xác định vân tay có giống hay khơng 54 Tài Liệu Tham Khảo [1] Maltoni D., Maio D., Jain A K., Prabhakar S., Handbook of FingerprintRecognition, Springer, 2003 [2] Hoover J E., The Science of Fingerprints Classification and Uses, United States Department of Justice, 2006 [3] Hong L., Automatic Personal Identification using Fingerprints, Michigan State Univesity, 1998 [4] Ratha N K., Chen S., Jain A K., Adaptiveow orientation based feature extraction in Fingerprint Recognition, Michigan State Univesity, 1995 [5] Gonzalez R C., Woods R E., Digital Image Processing, 2nd Edition, Prentice Hall 2002 [6] Gonzalez R C., Woods R E., Eddins S L., Digital Image Processing using MATLAB, Prentice Hall 2004 [7] Neto H V., Borges L D.,Fingerprint Classification with Neural Networks [8] Park H C., Park H., Fingerprint Classification using Fast Fourier Transform and Nonlinear Discriminant Analysis, University of Minnesota [9] Chickkerur S., Wu C., Govindaraju V., Cartwright A N., Fingerprint Image Enhancement Using STFT Analysis University at Buffalo [10] Chickkerur S., Wu C., Govindaraju V., A systemmatic approach for feature extraction fingerprint images, University at Buffalo [11] Komarinski P., Automated Fingerprint Identification Systems (AFIS), Elsevier, 2005 [12] Trần Hoài Linh Bài giảng “Mạng nơ-ron nhân tạo ứng dụng xử lý tín hiệu” [13] Wuzhili, Fingerprint Recognition, Hong Kong Baptist University, 2002 [14] “Introduction To Modbus TCP/IP”, Acromag [15] “Real-TimeEthernet—IndustryProspective” , MAXFELSER,MEMBER, IEEE [16] “Unity Pro - Program Languages and Structure Reference Manual ” , Schneider Electric 55 [17] “Mạng Truyền Thơng Cơng Nghiệp” - Hồng Minh Sơn [18] “Kỹ Thuật Ghép Nối Máy Tính”- Ngơ Diên Tập [19] “Mosbus protocol” http://www.modicon.com/techpubs/toc7.html [20] Các Luận Văn Tốt Nghiệp khố trước mơn ĐKTĐ 56 ... Nghệ An Chuyên ngành: TỰ ĐỘNG HÓA MSHV: 09150047 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHẬN DẠNG VÂN TAY THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI PLC 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Xây dựng hệ thống nhận dạng vân tay. .. dụng công nghệ nhận dạng vân tay: CHƯƠNG THUẬT TOÁN NHẬN DẠNG VÂN TAY 2.1 Các phương pháp nhận dạng vân tay Nhận dạng vân tay phận nhận dạng sinh học Khoa học nhận dạng vân tay hình thành từ lâu... sơ đồ khối hệ thống nhận dạng vân tay ảnh số Hệ thống có khả phân loại vân tay, tạo sở liệu nhận dạng vân tay • Kiểu nhận dạng identification, nghĩa mẫu cần nhận dạng (input) nhận kết cách đối