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1、沈阳理工大学 硕士学位论文 指纹识别PDA的设计与实现 姓名：邓万鹏 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：张明扬 20090101 摘 要 随着计算机技术的不断发展，嵌入式系统已经成为计算机领域的一个重要组成部 分。作为嵌入式系统中的重要产品PDA 也随着嵌入式系统的发展而不断提高。随 着嵌入式技术的迅速发展以及 PDA 应用范围的逐渐扩大， 利用嵌入式 Linux 来搭建其 操作系统已经成为最具潜力的 PDA 技术发展方向。 指纹识别 PDA 以 ARM 开发板为硬件平台，以 Linux 为系统平台，结合指纹识别 模块，为学校提供考生生物信息识别服务。PDA 系统硬件平台的内
2、核模块采用 ARM920T的S3C2410嵌入式处理器， 外部包含64M的SDRAM和64M的NANDFlash。 本文主要对基于嵌入式 Linux 系统的 PDA 进行了深入研究，以建立 PDA 系统的 软硬件平台为目标，重点研究了以下三部分内容：PDA 硬件平台的构建、嵌入式操作 系统的建立和 PDA 图形用户界面的实现。 嵌入式操作系统的建立研究范围包括交叉编 译环境的建立，引导程序的选择，Linux 内核的移植，以及文件系统的建立。最后本 文对指纹信息的采集过程和指纹信息比对过程进行了详细的阐述。 指纹识别 PDA 最终 实现了基于指纹生物信息的身份验证功能。 性能优良的 PDA 在各
3、个领域都发挥着重要的作用，基于开放平台的 PDA 技术的 研究具有非常重要的现实意义。 关键词：PDA；嵌入式；Linux；指纹识别 沈阳理工硕士学位论文 Abstract With the development of computer technology,embedded system,being the center of interest in the rising research in recent years,has been becoming an important component in this field. PDA(personal digital assistan
4、t),as one of the most important products from embedded technology， is becoming better and better with the development of the embedded systems. With the rapid development of embedded Linux PDA applications, use to build its embedded Linux operating system has become the most potential in the developm
5、ent of PDA technology. The fingerprint identification system hardware platform is ARM development board,the system platform is Linux.It combines fingerprint identification module,to provide users with bioinformatics recognition services . The main research and development of task is the PDA hardware
6、 and software platform based on ARM and Linux.The CPU of its core module is S3C2410 embedded processer based on ARM920T coer,around it has 64M SDRAM and 64M NAND Flash. This paper mainly makes research on embedded Linux based PDA software system.Aiming at the establishment of software platform of PD
7、A system.this paper introduces the following two parts of contents:the establishment of embedded operating system and the realization of Graphical User Intearfce. The scope of this study covers build of cross-compiler environment， select of the Bootloader， transplant of the Linux kernel and build of
8、 the root file system. Finally this paper had a elaborate introduction about the process of fingerprint information collection and the process of fingerprint information comparison. In the civil and military realm the excellent PDA is greatly useful.The research on the PDA technology based on the op
9、ened platform has huge worthiness. Key Words: PDA ; Embedded; Linux ;Fingerprint identification 沈阳理工大学 硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明:本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独 立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考 文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承 担。 作者（签字） ： 日 期 ： 年
10、月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规 定，即：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或其它复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日 期： 日 期： 第 1 章 绪论 -1- 第 1 章 绪论 1.1 PDA 概述 PDA，英文全称 Personal Digital Assistant，即个人数字助理，一般是指掌上电脑。 相
11、对于传统电脑，PDA 的优点是轻便、小巧、可移动性强，同时又不失功能的强大， 缺点是屏幕过小，且电池续航能力有限。PDA 具备了一台电脑主机的基本结构，因此 它也拥有电源开关、屏幕开关、硬启动和软启动按钮。PDA 通常采用手写笔作为输入 设备，而存储卡作为外部存储介质。由于 PDA 将很多资料保存在 RAM 中，因此它时 时刻刻需要电力。在无线传输方面，大多数 PDA 具有红外和蓝牙接口，以保证无线传 输的便利性。许多 PDA 还能够具备 Wi-Fi 连接以及 GPS 全球卫星定位系统。 1.2 课题研究的背景和意义 现在的考生身份核对制度中，准考证扮演着举足轻重的角色。但由于利益驱使人 为造
12、假准考证现象频繁发生，使得替考行为有了可乘之机，考试成绩的真实性和公信 力大打折扣，极大地损害了教育考试的公平性。替考现象严重影响了高校的学风、校 风，干扰了正常的教学秩序。为维护教育考试的公平、公正，保护学生的切身利益， 保障考试的公平性已经成为学校积极健康发展的要务之一。除了采取积极的教育手段 以外，更加准确和便捷的考场考生的身份识别手段将成为杜绝替考的有效方法之一。 随着市场需求和指纹识别技术的不断成熟， 指纹身份识别 PDA 的出现将解决这个 问题，尤其在考场身份识别这个领域显示出了一般身份验证手段不可比拟的优势。用 指纹身份验证代替准考证等其它传统的考场身份验证方式的优越性不言而喻。
13、 随着个人数字助理与人们生活各方面的联系日益密切，研究及实现有现实需求的 个人数字助理在某种程度上具有很强的现实意义。本文针对目前如何便捷准确的确认 考生身份，提出了一种解决方案，构建了基于 Linux+MiniGUI+C 的应用开发环境，在 某种程度上为个人数字助理系统的开发提供了一种新的思路和技术手段。 沈阳理工硕士学位论文 -2- 1.3 国内外研究现状 第一款 PDA 是 1992 年由苹果电脑出品的 Newton。随着 PDA 市场的发展，微软 进入这一个领域，微软在 1998 年推出的 Windows CE 就是专为 PDA 产品设计的操作 系统，可以说 Windows CE 最大
14、的特色就是桌面型 Windows 操作系统的缩小版本，它 在数据的传输上可拥有与现有 PC 机绝对的兼容性，并且为了提升竞争力，微软特别 在 Windows CE 操作系统中加入简易版的 Office Word 与 Office Excel， 使用户在 PC 机 上的使用习惯可以顺利地延续到 Windows CE 上。然而 Windows CE 除了将 Windows 操作系统的优点传承下来之外，同时也将 Windows 体积庞大、开机及运算速度缓慢的 缺点反映在 PDA 上， 为此微软在市场上吃了不少的苦头， 市场占有率远远的被 Palm 05 抛在后面。 嵌入式Linux操作系统自1991
15、年发展以来， 在开放原始码及自由软件的理念之下， 不断的快速发展，俨然成为微软的劲敌。由于 Linux 的稳定性及灵活度都优于目前现 有的操作系统， 自然成为硬件厂商新选择。 另一方面， 以 Linux 操作系统为基础的 PDA 拥有成本低廉、 开发弹性高的特性， 可将现有数以千计的 Linux 应用软件转换成 Linux PDA 所使用的软件，若再加上目前为 Linux 开发软件的速度来看，要与 Palm 05 上万 的应用软件并驾齐驱将不是一件难事。因此在如此强大的软件支持下，相信除了目前 市面上少数的几款 Linux PDA 外，将来会有更多的 PDA 厂商加入 Linux 中。 1.4
16、 课题研究的主要内容 (1) 研究内容： 在深入研究嵌入式系统的基础上，设计并实现了一个具有良好扩展能力、可以灵 活配置的通用嵌入式软件平台作为指纹识别 PDA 的原型系统。 在此基础上， 根据用户 的需求，设计开发相应的功能模块,完成指纹识别 PDA 的设计与实现。 (2) 所作工作： 搭建基于嵌入式 Linux 系统的 PDA 系统硬件平台； 用于 S3C2410微处理器的交叉编译工具链的建立； 嵌入式 Linux 操作系统的剪裁和移植； 建立根文件系统； 第 1 章 绪论 -3- PDA 图形界面应用程序的开发。 1.5 论文组织结构 论文的章节结构组织如下： 第1章 绪论：简要介绍本论文的研究背景以及 PDA 系统的发展和现状。 第2章 PDA 系统的总体设计：给出
