1
Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay
Ngày nay, khoa học nhận dạng ảnh đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể, đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng kỹ thuật và đời sống Nhận dạng ảnh vân tay, một lĩnh vực nghiên cứu lâu đời, đã được áp dụng rộng rãi Sự phát triển của thiết bị phần cứng, từ khả năng thu nhận đến tốc độ xử lý, đã mở ra nhiều cơ hội mới cho công nghệ này Công nghệ nhận dạng ảnh vân tay giúp giải quyết các vấn đề như giám sát tự động, bảo mật dữ liệu và xác thực cá nhân trong các cơ quan và ngân hàng.
Công nghệ sinh trắc vân tay là một trong những ứng dụng phổ biến và lâu đời nhất, giúp phân biệt giữa các cá nhân nhờ vào dấu vân tay độc nhất Công nghệ này không chỉ mang lại nhiều thành tựu trong lĩnh vực khoa học công nghệ mà còn cải thiện đời sống con người Hiện nay, vân tay được coi là một trong những phương thức bảo mật hiệu quả nhất, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm như máy tính, két sắt, khóa cửa và máy chấm công Các quốc gia phát triển đã bắt đầu tích hợp công nghệ nhận dạng vân tay vào các loại giấy tờ như chứng minh thư và hộ chiếu điện tử.
Tính cấp thiết của đề tài
Cách giữ xe cổ điển thường gặp nhiều nhược điểm như chậm chạp, gây ùn tắc, đặc biệt trong giờ cao điểm khi có nhiều xe ra vào Số lượng nhân viên giữ xe có khi không đủ để xử lý tình huống, và việc mất thẻ giữ xe có thể gây rắc rối lớn, khi mà nhiều nơi yêu cầu giấy tờ như cà vẹt, CMND hoặc hộ khẩu để lấy xe Trong thế kỷ 21, với sự phát triển của kỹ thuật số, đã đến lúc chúng ta từ bỏ bãi giữ xe cổ điển để chuyển sang hệ thống giữ xe hiện đại, tiện lợi, an toàn và thông minh hơn.
Xuất phát từ tình hình hiện tại, báo cáo này tập trung vào việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ nhận dạng vân tay trong thiết kế bãi giữ xe Đề tài “THIẾT KẾ BÃI GIỮ XE ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NHẬN DẠNG DẤU VÂN TAY” được chọn làm khóa luận tốt nghiệp nhằm đáp ứng các yêu cầu nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này.
Đề tài nghiên cứu này nhằm cải thiện công tác an ninh và giải quyết những vấn đề còn tồn tại tại các bãi giữ xe hiện nay, đáp ứng nhu cầu thực tiễn trong việc nâng cao hiệu quả quản lý và bảo vệ tài sản.
Vân tay của mỗi người là duy nhất, giúp xác thực danh tính khi gửi xe Khi gửi xe, người gửi sẽ quét vân tay, trong khi hệ thống ghi lại biển số và hình ảnh khuôn mặt của chủ xe Khi lấy xe, người gửi lại quét vân tay, và hệ thống sẽ hiển thị hình ảnh đã chụp trước đó Nhân viên giữ xe sẽ so sánh và xác nhận để quyết định cho xe ra.
Hệ thống sử dụng vân tay đảm bảo an toàn tuyệt đối, giúp khách hàng yên tâm mà không lo mất thẻ giữ xe Chỉ có bạn mới có thể lấy xe của mình, mang lại sự an tâm tối đa Việc áp dụng công nghệ vân tay không chỉ làm cho hệ thống hoạt động hiệu quả và an toàn hơn, mà còn tiết kiệm chi phí so với các hệ thống giữ xe khác trên thị trường hiện nay.
Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng chương trình quản lý xe ra/vào tại các bãi giữ xe hiện nay ở Việt Nam
Nghiên cứu ứng dụng và xây dựng phần mềm phát hiện và nhận dạng dấu vân tay của người gửi xe
Thiết kế máy quét vân tay.
Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu các vấn đề lý luận chung về Board Arduino và ứng dụng của nó
Tìm hiểu về thực trạng của những bãi giữ xe hiện nay
Đề xuất một phương pháp thiết kế hệ thống giữ xe sử dụng công nghệ nhận dạng dấu vân tay nhằm khắc phục những hạn chế của các bãi giữ xe hiện tại.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Module nhận dạng vân tay R305
Cơ sở dữ liệu và giao tiếp máy tính.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu tài liệu
Phương pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động (Hệ thống giữ xe dùng thẻ từ)
Phương pháp phân tích, tổng hợp, …
Bố cục đồ án
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang3
Bố cục gồm có 6 chương:
Chương này xoay quanh giới thiệu chung về đề tài, lý do chọn đề tài, mục tiêu của đề tài, …
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Giới thiệu tổng quan về lý thuyết liên quan cũng như các thiết bị phần cứng sử dụng trong hệ thống
Chương 3: Công nghệ sinh trắc học trong nhận dạng dấu vân tay
Giới thiệu về công nghệ sinh trắc học trong nhận dạng dấu vân tay và những ứng dụng của nó
Chương 4: Thiết kế hệ thống
Chương này trình bày các yêu cầu và chức năng của phần cứng, bao gồm sơ đồ khối chi tiết, chức năng của từng khối, và sơ đồ nguyên lý cho từng khối Ngoài ra, chương cũng xây dựng lưu đồ giải thuật cho cả phần cứng và phần mềm.
Trình bày kết quả đạt được của đề tài
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Đánh giá các kết quả đã được, những hạn chế thiếu sót, kết luận và hướng phát triển của đề tài tương lai
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang4
4
Kit Arduino Uno R3
2.1.1 Lịch sử ra đời của Arduino
Arduino đã tạo ra một làn sóng mạnh mẽ trong cộng đồng DIY toàn cầu, tương tự như sự ảnh hưởng của Apple trong lĩnh vực thiết bị di động Sự phổ biến của Arduino đã thu hút một lượng lớn người dùng đa dạng, từ những người mới bắt đầu cho đến những sinh viên đại học, khiến ngay cả những nhà sáng lập cũng phải ngạc nhiên về sự phát triển vượt bậc này.
Hình 2.1: Những thành viên khởi xướng Arduino
Arduino là một nền tảng mở được ưa chuộng bởi sinh viên và nhà nghiên cứu tại các trường đại học hàng đầu như MIT, Stanford và Carnegie Mellon Sự quan tâm này không chỉ đến từ khả năng sáng tạo mà còn từ sự hỗ trợ của các tập đoàn lớn như Google, với việc phát hành bộ kit Arduino Mega ADK nhằm phát triển ứng dụng Android tương tác với cảm biến và thiết bị khác.
Arduino là một bo mạch vi xử lý cho phép lập trình và tương tác với các thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ và đèn Điểm nổi bật của Arduino là môi trường phát triển dễ sử dụng, với ngôn ngữ lập trình dễ học, phù hợp cho cả những người không có nhiều kiến thức về điện tử Hiện tượng Arduino còn được thúc đẩy bởi mức giá phải chăng, chỉ khoảng 30 USD, cùng với tính chất nguồn mở từ phần cứng đến phần mềm.
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang5 đã có thể sở hữu một bo Arduino có 20 ngõ I/O có thể tương tác và điều khiển chừng ấy thiết bị
Arduino được phát triển tại thị trấn Ivrea, Ý, và mang tên vị vua King Arduin từ thế kỷ thứ 9 Sản phẩm này chính thức ra mắt vào năm
Vào năm 2005, Arduino được phát triển như một công cụ khiêm tốn dành cho sinh viên của giáo sư Massimo Banzi tại trường Interaction Design Institute Ivrea (IDII) Mặc dù không được tiếp thị mạnh mẽ, Arduino nhanh chóng lan tỏa nhờ vào những lời truyền miệng tích cực từ người dùng đầu tiên Hiện nay, Arduino đã trở nên nổi tiếng, thu hút nhiều người đến thăm thị trấn Ivrea, nơi sản sinh ra công nghệ này.
2.1.2 Các loại board mạch của Arduino
Phần cứng Arduino gốc được sản xuất bởi công ty Smart Projects tại Italy, trong khi một số board dẫn xuất được thiết kế bởi SparkFun Electronics ở Mỹ Đến nay, đã có 9 phiên bản phần cứng Arduino được sản xuất thương mại.
Hình 2.2: Arduino Duemilanove Hình 2.3: Arduino Diecimila
Hình 2.4: Arduino UNO Hình 2.5: Arduino Leonardo
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang6
Hình 2.6: Arduino Mega 2560 R3 Hình 2.7: Arduino Mega
Hình 2.8: Arduino Nano Hình 2.9: Arduino Due (nền tảng ARM)
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang7
Các bo mạch Arduino được phân thành hai loại chính: loại bo mạch chính sử dụng chip Atmega và loại bo mạch mở rộng chức năng, thường được gọi là shield.
Các bo mạch chính có chức năng tương tự nhau, nhưng khác biệt về cấu hình như số lượng I/O, dung lượng bộ nhớ và kích thước Một số bo mạch còn được trang bị thêm các tính năng kết nối như Ethernet và Bluetooth.
Các bo mở rộng chủ yếu bổ sung tính năng cho bo mạch chính, chẳng hạn như kết nối Ethernet, Wireless và điều khiển động cơ.
Hình 2.11: Shield Ethernet Hình 2.12: Shield LCD key
2.1.3 Một số ứng dụng nổi bật của Board Arduino
Arduino được sử dụng làm bộ não cho nhiều thiết bị, từ đơn giản đến phức tạp, nhờ khả năng thực hiện các nhiệm vụ đa dạng và phức tạp Dưới đây là danh sách các ứng dụng nổi bật của Arduino, thể hiện khả năng vượt trội của nó trong các lĩnh vực khác nhau.
Xoscillo: oscilloscope mã nguồn mở
Các thiết bị khoa học
Arduinome: một thiết bị điều khiển MIDI bắt chước Monome
OBDuino: một máy tính hành trình sử dụng giao diện chẩn đoán on-board được tìm thấy trong hầu hết các loại xe hơi hiện đại
Thiết bị đọc sách điện tử giá rẻ có khả năng kết nối với TV, cho phép người dùng lưu trữ tới 5.000 cuốn sách, bao gồm cả các biên soạn offline từ Wikipedia, trên một thẻ nhớ microSD.
Ardupilot: software / hardware máy bay không người lái
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang8
Hình 2.13: Máy in 3D Makerbot điều khiển bằng Arduino Mega2560
Hình 2.14: Thiết bị bay không người lái UAV
Hình 2.15: Robot di động tránh vật cản dùng Arduino nano và camera CMUCam
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang9
2.1.4 Tổng quan về Kit Arduino Uno R3
Arduino là một board mạch vi xử lý mở, giúp xây dựng các ứng dụng tương tác dễ dàng hơn với môi trường Phần cứng của Arduino sử dụng nền tảng vi xử lý AVR Atmel 8bit hoặc ARM Atmel 32-bit, với các model hiện tại được trang bị 1 cổng USB, 6 chân đầu vào analog và 14 chân I/O kỹ thuật số, tương thích với nhiều board mở rộng khác nhau.
Các nhà thiết kế của Arduino đã phát triển một phương pháp dễ dàng và tiết kiệm cho những người đam mê, sinh viên và chuyên gia để tạo ra các thiết bị tương tác với môi trường thông qua cảm biến và cơ cấu chấp hành Những dự án phổ biến cho người mới bắt đầu bao gồm robot đơn giản, hệ thống điều khiển nhiệt độ và phát hiện chuyển động Arduino còn cung cấp một môi trường phát triển tích hợp (IDE) trên máy tính cá nhân, cho phép người dùng lập trình bằng ngôn ngữ C hoặc C++.
Hiện nay, sự đa dạng của các loại vi điều khiển và việc lập trình chủ yếu bằng ngôn ngữ C/C++ hoặc Assembly đã tạo ra khó khăn cho những người không có kiến thức sâu về điện tử và lập trình Điều này trở thành rào cản cho những ai mong muốn tạo ra sản phẩm công nghệ riêng Vì vậy, Arduino đã được phát triển để đơn giản hóa quy trình thiết kế, lắp ráp linh kiện điện tử và lập trình vi xử lý, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận với thiết bị điện tử mà không cần quá nhiều kiến thức chuyên môn hay thời gian Dưới đây là những ưu điểm nổi bật của Arduino so với các nền tảng vi điều khiển khác.
Lập trình Arduino hỗ trợ đa nền tảng, cho phép người dùng thực hiện trên nhiều hệ điều hành khác nhau, bao gồm Windows, Mac OS, Linux cho desktop và Android cho thiết bị di động.
Ngôn ngữ lập trình đơn giản dễ hiểu
Module cảm biến vân tay R305
Hình 2.25: Cảm biến vân tay R305
2.2.1.2 Kết nối với vi điều khiển
Module cảm biến vân tay R305 hỗ trợ hai phương thức kết nối với vi điều khiển: qua chuẩn USB và qua UART Để thiết lập giao tiếp qua UART, cần thực hiện kết nối theo hướng dẫn cụ thể.
R305_RX (Xanh dương) MCU_TX
2.2.1.3 Các thông số kỹ thuật
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của cảm biến vân tay R305
Power DC 3.6V – 6.0V Interface UART(TTl logical level)/ USB 1.1
Baud rate (9600*N)bps, Character file size 256 bytes
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang20
Nguyên lí hoạt động của module cảm biến vân tay cơ bản gồm 2 phần:
Lấy dữ liệu hình ảnh của vân tay
Kết hợp các dữ liệu để tạo ra mẫu vân tay
Khi thu thập dữ liệu hình ảnh vân tay, module sẽ thực hiện quá trình quét hai lần thông qua cảm biến quang học, sau đó xử lý hai hình ảnh này để tạo ra một mẫu vân tay chính xác.
Quá trình kết hợp dữ liệu để tạo ra mẫu vân tay diễn ra sau khi đã có hình ảnh vân tay Trong bước này, hai mẫu hình ảnh vân tay được kết hợp để tạo thành một mẫu duy nhất Hệ thống sẽ xử lý và lưu trữ mẫu này vào thư viện vân tay của module.
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang21
2.2.3 Giao tiếp với vi điều khiển thông qua UART
Giao tiếp thông qua UART với tốc độ Baud mặc định là 57600 và có thể cài đặt tốc độ này trong dải từ 9600 115200
Khung truyền định dạng 10 bit
Hình 2.26: Khung truyền định dạng 10 bit
Theo đó, khung truyền gồm 1 bit Start, 8 bit Data với LSB bit là biết đầu tiên và 1 bit Stop
2.2.4 Giao thức truyền gói dữ liệu
Định dạng gói dữ liệu
Package content (Instruction/Data/Parameter)
Header (2 byte): 2 byte truyền đầu tiên trong gói dữ liệu Được mặc định giá trị 0xEF01
Adder (4 byte): 4 byte địa chỉ của module Giá trị mặc định ban đầu là 0xFFFFFFFF
Package identifier(1 byte): Định dạng loại gói dữ liệu
- 0x08 : Gói kết thúc dữ liệu
Package length (2 byte): chiều dài gói dữ liệu tính từ Package content đến Checksum Đơn vị chiều dài là byte
Package content : Dữ liệu Có thể là lệnh, dữ liệu, xác nhận
Checksum (2 byte) : Là tổng số học của Package identifier, Package length, Package content
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang22
Chuẩn truyền dữ liệu
Giao tiếp nối tiếp là chuẩn phổ biến trên các bo mạch Arduino, với nhiều cổng Serial cứng được tích hợp sẵn Ngoài ra, các cổng digital còn lại có thể thực hiện giao tiếp nối tiếp qua phần mềm nhờ vào thư viện có sẵn, giúp người dùng không cần viết mã Mức tín hiệu của các cổng này là TTL 5V, trong khi cổng nối tiếp RS-232 trên thiết bị hoặc PC sử dụng mức tín hiệu UART 12V Để kết nối giữa hai mức tín hiệu khác nhau, cần sử dụng bộ chuyển mức như chip MAX232.
Số lượng cổng Serial cứng của Atmega328 là 1 và của Atmega2560 là 4
Với tính năng giao tiếp nối tiếp, các bo Arduino có thể giao tiếp được với rất nhiều thiết bị như PC, touchscreen, các game console…
Các bo Arduino tiêu chuẩn được trang bị cổng USB để kết nối với máy tính nhằm tải chương trình Tuy nhiên, các chip AVR không có cổng USB, vì vậy các bo Arduino cần có phần chuyển đổi từ USB sang tín hiệu UART Do đó, máy tính nhận diện cổng USB này như cổng COM thay vì cổng USB tiêu chuẩn.
SPI là một chuẩn giao tiếp nối tiếp đồng bộ sử dụng bus với 4 dây, cho phép các bo Arduino kết nối với nhiều thiết bị như LCD, bộ điều khiển video game, cảm biến và đọc thẻ nhớ SD và MMC.
TWI (I2C) là một chuẩn giao tiếp đồng bộ với chỉ hai dây, cho phép các bo Arduino kết nối với nhiều loại cảm biến như thermostat CPU, tốc độ quạt, màn hình OLED/LCD, đọc đồng hồ thời gian thực và điều chỉnh âm lượng cho một số loa.
Giao tiếp máy tính và cơ sở dữ liệu
Cổng USB là giao diện quan trọng để tải mã từ máy tính lên vi điều khiển, đồng thời cũng hoạt động như một kết nối serial để truyền dữ liệu giữa vi điều khiển và máy tính.
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang23
Hình 2.27: Cáp USB kết nối Arduino với máy tính và cấu tạo của nó
2.4.1.1 Giới thiệu về chuẩn giao tiếp USB
USB (Universal Serial Bus) là một chuẩn kết nối đa dụng cho máy tính, cho phép kết nối các thiết bị ngoại vi một cách dễ dàng Thiết kế của USB thường bao gồm các đầu cắm tuân theo chuẩn "cắm là chạy", cho phép người dùng kết nối và ngắt kết nối thiết bị mà không cần khởi động lại hệ thống, nhờ vào tính năng cắm nóng.
USB có những đặc trưng sau đây:
Cho phép mở rộng 127 thiết bị kết nối cùng vào một máy tính thông qua một cổng USB duy nhất (bao gồm các hub USB)
Các sợi cáp USB đơn lẻ có chiều dài tối đa lên tới 5 mét, nhưng khi sử dụng các hub, tổng chiều dài có thể mở rộng đến 30 mét bằng cách kết nối 6 sợi cáp nối tiếp từ cổng cắm trên máy tính.
USB 2.0 hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu tối đa lên đến 480 Mbps, trong khi USB 3.0 có khả năng truyền với tốc độ lý thuyết lên đến 4,8 Gbps, mang lại hiệu suất vượt trội cho người dùng.
Cáp USB gồm hai sợi nguồn (+5V và dây chung GND) cùng một cặp gồm hai sợi dây xoắn để mang dữ liệu
Trên sợi nguồn, máy tính có thể cấp nguồn lên tới 500mA ở điện áp 5V một chiều (DC)
Các thiết bị tiêu thụ công suất thấp như chuột, bàn phím và loa máy tính có thể nhận điện năng trực tiếp từ các cổng USB mà không cần nguồn cung cấp riêng Ngày nay, ngay cả các thiết bị giải trí số như SmartPhone và PocketPC cũng sử dụng cổng USB để sạc.
Báo cáo đồ án tốt nghiệp trang 24 đề cập đến việc sử dụng nguồn công suất lớn cho các thiết bị như máy in và máy quét Những thiết bị này không nên sử dụng nguồn điện từ đường truyền USB làm nguồn chính, mà chỉ nên coi đó là phương tiện so sánh mức điện thế của tín hiệu Để cung cấp đủ điện năng cho các thiết bị kết nối qua USB, hub có thể được trang bị nguồn cấp điện riêng, bởi mỗi cổng USB chỉ cung cấp một công suất nhất định.
Các thiết bị USB có tính năng cắm nóng, cho phép người dùng kết nối hoặc ngắt kết nối thiết bị một cách dễ dàng mà không cần khởi động lại hệ thống.
Cấu trúc cơ bản của mạng USB là hình sao, bao gồm nhiều thiết bị ngoại vi (Peripherals), Hub và một chủ duy nhất (Host Controller), thường là máy tính Chủ điều khiển kết hợp với Hub gốc (Root Hub) để mở rộng các điểm nối đến chủ, từ đó kết nối đến các thiết bị hoặc Hub khác Hub được sử dụng để mở rộng số lượng cổng kết nối.
Hình 2.28: Cấu trúc mạng USB
Máy chủ nhận diện thiết bị kết nối vào bus bằng cách thực hiện việc hỏi vòng qua các Hub liên tục Khi một thiết bị được cắm vào cổng của Hub, Hub sẽ thông báo cho máy chủ về sự kết nối này.
Khi một thiết bị USB được kết nối, chủ USB sẽ cấp phép và đặt lại cổng, sau đó thiết bị sẽ phản hồi và cung cấp bản mô tả Từ bản mô tả này, chủ USB có thể xác định yêu cầu, trạng thái, loại thiết bị và lớp hỗ trợ của nó Thiết bị sẽ được gán một địa chỉ duy nhất và phần mềm điều khiển sẽ được khởi động Các thiết bị hỗ trợ driver trong hệ thống thường có những đặc điểm chung và được phân loại vào các lớp Khi một thiết bị khai báo thuộc lớp nhất định, hệ thống sẽ tự động gọi phần mềm điều khiển và cho phép trao đổi dữ liệu mà không cần cài đặt thêm driver Ví dụ, nếu một thiết bị khai báo thuộc lớp HID (Human Interface Device), hệ thống sẽ tự động nhận diện và nạp driver điều khiển cho thiết bị đó.
Hình 2.29: Thiết bị kết nối vào hub USB
Dữ liệu giữa thiết bị USB và máy tính được trao đổi thông qua bốn kiểu truyền chính: truyền điều khiển, truyền ngắt, truyền khối và truyền đồng bộ.
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang26
Truyền điều khiển (Control Transfers) là phương thức thường được sử dụng để cài đặt phần cứng và gửi lệnh điều khiển thiết bị, hoạt động ở mức ưu tiên cao với khả năng kiểm soát lỗi tự động Mỗi gói tin có thể truyền tối đa 64 byte Đề tài cấp bộ liên quan đến việc thiết kế và chế tạo máy phân tích đa kênh (1024 kênh) kết nối với máy tính qua cổng USB.
Truyền ngắt (Interrupt Transfers) là phương thức truyền dữ liệu dành cho các thiết bị cần gửi một lượng dữ liệu nhỏ theo hướng vào, thường được sử dụng bởi chuột và bàn phím Khác với cơ chế ngắt, máy tính sẽ kiểm tra theo chu kỳ để xác định xem có thiết bị nào gửi dữ liệu hay không, thay vì nhận yêu cầu ngắt từ thiết bị Mỗi lần truyền, các thiết bị này thường gửi 8 byte dữ liệu tới máy tính Ngoài chuột và bàn phím, phương thức truyền ngắt cũng có thể áp dụng cho các thiết bị đo lường khác.
Truyền theo khối (Bulk Transfers) là phương pháp lý tưởng cho việc truyền tải lượng dữ liệu lớn với yêu cầu kiểm soát lỗi, mà không cần gấp rút về thời gian Phương pháp này thường được sử dụng cho các thiết bị như máy in và máy quét, giúp đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình truyền dữ liệu.
Truyền đồng bộ (Isochronous Transfers) là phương pháp lý tưởng cho việc truyền tải lượng dữ liệu lớn với tốc độ cố định, thường được áp dụng trong các thiết bị như card âm thanh Phương pháp này duy trì một giá trị tốc độ dữ liệu nhất định mà không cần hiệu chỉnh lỗi, vì các lỗi nhỏ không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng truyền Trong lĩnh vực đo lường và điều khiển bằng máy tính, kiểu truyền điều khiển được ưa chuộng do có mức ưu tiên cao và khả năng kiểm soát lỗi Ngoài ra, trong một số ứng dụng cụ thể, có thể thực hiện các giao thức truyền riêng để tiếp tục xử lý dữ liệu.
2.4.1.4 Giao diện vật lý Bus USB
41
Công nghệ sinh trắc học
Công nghệ sinh trắc học (biometric) là một hệ thống nhận diện con người dựa trên các thuộc tính vật lý, mẫu hành vi và đặc điểm sinh học như dấu vân tay, mống mắt, giọng nói, khuôn mặt và dáng đi Đây là một công cụ kiểm tra cá nhân hiệu quả, mang lại độ chính xác cao và an toàn, đánh dấu bước tiến vượt bậc trong lịch sử công nghệ nhận diện.
Công nghệ sinh trắc học, đặc biệt là nhận dạng vân tay, đã được áp dụng rộng rãi và lâu đời, đóng vai trò quan trọng trong việc phân biệt giữa các cá nhân Sự tiến bộ của công nghệ thông tin cho phép thu thập và lưu trữ hàng triệu dữ liệu dưới dạng số hóa Kỹ thuật này dự kiến sẽ là chìa khóa cho một cuộc cách mạng công nghệ mới, khi ngày càng nhiều thiết bị sử dụng nhận dạng vân tay để bảo vệ dữ liệu.
Công nghệ sinh trắc học sử dụng các đặc điểm như vân tay, mống mắt, giọng nói và các đặc điểm khuôn mặt để nhận diện mỗi cá nhân Trong số các phương pháp nhận dạng, vân tay được coi là ưu việt và phổ biến nhất, giúp xác định danh tính một cách chính xác.
Công nghệ sinh trắc học trong nhận dạng dấu vân tay
Với nhu cầu bảo mật ngày càng cao, công nghệ sinh trắc học đã trở thành phương pháp nhận diện tiên tiến cho thế hệ tiếp theo Trong số các công nghệ sinh trắc học, nhận dạng vân tay là phương pháp được sử dụng sớm nhất và mang lại nhiều cơ hội hơn so với các công nghệ khác.
Hình 3.1: Công nghệ sinh trắc học trong nhận dạng dấu vân tay
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trang 42
3.2.1 Lý do chọn dấu vân tay
Dáng đi, gương mặt và chữ ký của con người có thể thay đổi theo thời gian và có khả năng bị làm giả hoặc mô phỏng Ngược lại, vân tay là đặc điểm duy nhất, không thể thay đổi và luôn cố định theo từng cá nhân.
Vân tay là các đường vân trên da ở đầu ngón tay và lòng bàn tay, mang tính riêng biệt và không thay đổi từ khi sinh ra đến khi chết Khi tiếp xúc với bề mặt nhẵn bóng, vân tay dễ dàng để lại dấu ấn Sự độc nhất này chứng minh rằng nhận dạng vân tay là phương pháp chính xác và hiệu quả hơn so với các phương pháp nhận dạng khác.
Nhận dạng vân tay là một trong những phương pháp sinh trắc học phức tạp nhất, được xác thực qua nhiều ứng dụng Công nghệ này đã chứng minh tính hiệu quả cao và được coi trọng trong ngành điều tra tội phạm suốt hơn một thế kỷ qua.
Vân tay có thể được chụp và số hóa bằng thiết bị giá rẻ, giúp tiết kiệm dung lượng lưu trữ cho lượng dữ liệu lớn Nhờ những ưu điểm này, nhận dạng vân tay đã trở thành một yếu tố quan trọng trong thị trường an ninh và đang tiếp tục cạnh tranh với các phương pháp khác trên toàn cầu.
3.2.2 Lịch sử của công nghệ vân tay
Việc sử dụng vân tay đã có từ rất lâu, với dấu vân tay được ghi nhận trên các tấm thẻ đất sét trong giao dịch kinh doanh từ thời Babylon cổ đại Tại Trung Quốc, dấu vân tay cũng đã được phát hiện, chứng tỏ tầm quan trọng của nó trong các hoạt động thương mại và pháp lý từ xa xưa.
Vào thế kỷ 19, nghiên cứu khoa học về công nghệ vân tay bắt đầu được công bố rộng rãi, đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc áp dụng và phát triển lĩnh vực này.
Việc ứng dụng công nghệ vân tay, bắt nguồn từ những nghiên cứu khoa học vào thế kỷ 19, đã có bước tiến quan trọng vào đầu thế kỷ 20 Năm 1924, FBI đã lưu trữ 250 tỷ vân tay của công dân nhằm phục vụ điều tra tội phạm và nhận dạng những người không rõ danh tính Đầu những năm 1900, công nghệ vân tay chứng kiến sự chuyển mình lớn với sự ra đời của phương pháp "live-scan", cho phép thu thập hình ảnh vân tay mà không cần sử dụng mực in Khi FBI công bố kế hoạch ngừng sử dụng thẻ vân tay giấy cho các thành viên mới của AFIS (IAFIS), đây thực sự là một bước nhảy vọt cho công nghệ Live-Scan hiện nay.
Công nghệ nhận dạng vân tay không chỉ phục vụ cho mục đích pháp lý mà còn được áp dụng chính thức trong kinh doanh từ năm 1968 tại Wall Street Hiện nay, vân tay được sử dụng như một phương pháp nhận dạng hiệu quả trong nhiều lĩnh vực, bao gồm tài chính, y tế, kinh tế điện tử và các ứng dụng kiểm soát truy cập Sự phát triển vượt bậc của công nghệ mắt đọc vân tay dạng nén đã đóng góp lớn vào ứng dụng hiện đại của công nghệ này.
Có hai phương pháp để lấy dấu vân tay:
Cách cổ điển để sao chép hình dạng vân tay là sử dụng máy quét để ghi nhận và xử lý thông tin từ việc lăn tay hoặc chạm vào một vật thể nào đó.
Hình 3.3: Lấy vân tay bằng phương pháp lăn tay
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trang 44
Cách thứ hai để nhận diện vân tay là "đọc" dòng điện dưới ngón tay thông qua hệ thống khuyếch đại xung điện, sau đó chuyển đổi thành vân tay Phương pháp này giúp giảm thiểu khả năng giả mạo vân tay, nhưng yêu cầu công nghệ cao và chi phí sử dụng lớn hơn nhiều so với phương pháp cổ điển Đây cũng là cách mà các thiết bị kỹ thuật số như điện thoại, laptop và ổ cứng USB sử dụng để mã hóa và bảo vệ dữ liệu.
Hình 3.4: Sử dụng thiết bị để lấy vân tay
Khi bạn đặt ngón tay lên thiết bị nhận dạng dấu vân tay, thiết bị sẽ quét và đối chiếu đặc điểm ngón tay với dữ liệu lưu trữ Quá trình này chuyển đổi dữ liệu sang dạng số và xác định tính hợp lệ của dấu vân tay để cho phép hệ thống thực hiện các chức năng tiếp theo Dấu vân tay chỉ có 7 loại cơ bản nhưng thể hiện sự đa dạng và không thay đổi suốt đời Tính độc nhất của hình dạng vân tay giúp các nhà sinh trắc học tạo ra chìa khóa riêng cho từng người, mang lại sự tiện lợi và tránh phiền toái trong cuộc sống.
Báo cáo thực tập tốt nghiệp trang 45 đề cập đến vấn đề trộm cắp, lạm dụng và giả mạo các loại giấy tờ tùy thân như thẻ ngân hàng và hộ chiếu Việc này đặt ra yêu cầu cao về đảm bảo an ninh và bảo mật thông tin cá nhân.
Ngày nay, sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin đã thúc đẩy nghiên cứu và phát triển công nghệ sinh trắc học, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về bảo mật và an toàn dữ liệu Các phương pháp sinh trắc học đang trở thành giải pháp tối ưu mà những phương pháp thông thường không thể thực hiện được.
Hình 3.5: Máy chấm công sử dụng công nghệ nhận dạng dấu vân tay
Hình 3.6: Máy ATM bảo mật bằng vân tay
Báo Cáo Thực Tập Tốt Nghiệp Trang 46
Công nghệ sinh trắc học được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như:
Hệ thống điều khiển truy cập là một giải pháp xác thực quan trọng, cho phép người dùng truy cập vào các khu vực hoặc tài nguyên như tài khoản ngân hàng, máy tính, mạng máy tính, website và cửa ra vào.
Quản lý công văn, hợp đồng
An ninh giám sát siêu thị, cửa hàng, tiệm vàng, tòa nhà cao tầng (hệ thống camera giám sát mặt người)
An ninh quốc phòng (hệ thống chống khủng bố sử dụng camera giám sát mặt người), quản lý nhập cảnh, hải quan (nhận dạng mắt - mống mắt)
Quản lý học sinh, sinh viên trong trường học
Thanh toán ngân hàng, ATM
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 47
