世界高新科技——托普集團成功開發出IC卡生物信息識別技術

一、概述
　　托普集團研制開發出的IC卡式生物信息指紋識別器，于日前在成都托普集團西部軟件園內完成第一批次的試生產，樣品的性能和工藝都達到了設計的要求，正式生產的準備工作現已在緊鑼密鼓地進行之中。該識別器采用了美國LAEPFROG公司的專利，并已在美國完成了硬件軟件的設計、調試工作。這種指紋識別器采用了生物信息技術，是應用于指紋識別領域和身份識別領域的新技術，在全球范圍內處于領先地位，使識別的精度達到了一個新的水平。
二、技術分析
　　目前，傳統的指紋識別器中最重要的技術部件——傳感器主要有兩類，第一類是采用壓敏元件開發的壓力傳感器；第二類是運用光學原理使用CCD采集指紋圖象信息再送入計算機進行圖象處理。對于第一類，識別的精度受到傳感器上壓敏元件分布的精度和密度的影響，壓敏元件分布的越均勻，壓敏元件的密度越大，則傳感器的精度就會越好，但目前的資料顯示，該類指紋識別系統的精度不是很高。對于第二類，即采用CCD鏡頭的指紋識別器，因為CCD鏡頭中的感光元件的密度可以做到很高的水平，所以采用CCD鏡頭的指紋識別系統也能夠達到很高的精度，但是價格昂貴是阻止這類識別器進入市場的主要原因。
托普集團開發的指紋識別器運用了生物信息傳感技術，根據此技術開發的微電場檢測傳感器，是生物信息指紋識別器區別于通常指紋識別器的一個最重要的閃光點。我們知道不同形狀的物體在周圍產生的電場的形狀也會不同，微電場檢測傳感器利用了該特性來確定指紋。與前兩類識別器所采用的傳感器相比較，微電場傳感器具有很多突出的優點：
　　第一，電場是無處不在，運用電場檢測，與常規的指紋識別器相比，在某種意義上說具有“透視”的功能。一般說來沾有灰塵、手指受過傷、指紋較淺…等因素會造成使用壓力傳感器或CCD鏡頭采樣的識別器的精度下降，但使用微電場傳感器能夠透過表皮，完全不受以上幾個方面因素的影響，更深入的說，就目前我們使用的微電場傳感器器甚至可以檢測到手指骨的形狀，這就是前面所說的“透視”功能。
　　第二，其次由于采用電場檢測，使得我們可以采集到的更大面積的指紋，與壓力傳感器相比，我們采集的指紋信息不僅僅包括與傳感器接觸處的指紋，還包括了該手指上接觸處周圍的指紋，數據量的增加，可以為用戶提供更高的安全保證。我們不難看出，微電場檢測傳感器的使用，提高了指紋識別器的安全性，可靠性和方便性。雖然手指處的電場非常的微弱，精確的測量存在極大的困難，但目前的加工工藝已能達到要求，從而使識別器的性能得到了保證。
　　生物信息指紋識別器中采用了全新的獨特的壓縮算法，試驗證明，該算法是科學的、有效的、實用的，對于其它產品，我們沒有更詳細的資料，不易說明比較各自的優劣。性能比較見表1。
　　　　　　　

三、產品介紹
　　1、生物信息指紋識別器采用了高集成電路,結構簡單，共采用芯片9片，芯片位置布放合理：
●微處理器采用90系列單片機，工作頻率7.3728MHZ；
●傳感器采用美國LEAPFROG公司專利產品，工作頻率16.0000MHZ；
●通過一片FIFO芯片（STC16C2550CJ44）降低傳感器傳送出的數據的速度, 實現傳感器與微處理器之間的通訊；
●MC74ACT573、MC74ATC139實現微處理器的外圍接口；
●LT1131ACSW用于微處理器與上級PC之間的通訊。
　　電路原理見圖1：
　　　　　　
　　2、指紋比對通過比較指紋斷點的矢量位置及數目來確定人員身份，存儲在IC卡中的數據根據斷點的數量的不同占據400到500個字節不等，用于該識別器的IC卡沒有特殊的要求，符合國際統一標準的IC卡均可用于該識別器。
　　3、識別器可通過RS232或PS2與上級計算通訊。
　　4、對信息的計算和比較由上級微機進行，指紋圖象顯示在上級微機的屏幕上。
四、系統組成
　　我們現在的產品，可以通過串口或者PS/2口直接與上級計算機通訊。一套基本的系統應該包括兩級：第一級是識別器組成。在該級中使用者的指紋信息被識別器采集，經過一定的處理后將和從IC卡中讀出的數據一起送入上級計算機；第二級為系統處理層，在該層將包括一臺計算機，在該層中將對從第一級送來的數據進行再處理，比較通過傳感器采集到的信息和IC卡中存儲的信息，確定使用者是否合法。一個基本的組成見圖2。
　　如果用戶有需要，還可以增加第三級。即再向上增加一級服務器，對所有的用戶進行集中管理，美方公司與美國海軍簽定的合同中就增加了第三級，需要說明的是如果增加第三級，那么這里需要一個網絡來進行數據交換。這個網絡可以按照標準的模式來進行鋪設。
　　　　　　

　　　　　　　　　　
五、市場預測
　　以指紋識別來作為IC卡中的密鑰，在安全性、可靠性、方便性等方面將使IC卡得到很大的改進。在國內，預測未來十年中，按金卡工程的總體目標為二億張左右，簡單的認為若將指紋識別技術只用于要求保密性能好，需要身份識別的環境中，估計若使ATM的應用達到臺灣當前的水平，全國需要4.5萬臺，若ECR和POS在全國各大中商場的配備率達到20%，則至少需要200萬臺。而對于世界，從包括金融、存取控制與身份識別等有需要使用指紋識別技術的行業看，則需IC卡10億張，大批的讀寫設備需要安裝或改造，這里都為指紋識別技術的推廣應用提供了廣闊的空間。

六、結束語
　　托普集團采用微電場傳感器生產的生物信息指紋識別器在實用性、可靠性、價格等各個方面都能滿足用戶的需求。我們目前所采用的技術水平在世界上也處于領先的地位。但我們也感到目前的產品還有補足之處：因為受到識別器中微處理芯片工作的速度影響，識別器還不能獨立完成傳感器采集到的指紋信息的處理工作以及將采集的指紋信息與IC卡中存儲的指紋數據相比較。所以我們下一步的目標將是開發以586一級或以上的CPU芯片作為處理器的指紋識別器，實現單機操作，更一步降低系統的價格，擴大識別器在應用中的使用范圍。