长春工业大学毕业设计（论文）（2010 届）题目：基于单片机的数字签名采集和预处理系统学院：计算机科学与工程学院专业：电子信息工程姓名：学号：指导教师：年月日中文摘要论文阐述了如何利用电阻式触摸屏来采集在线签名笔迹的多维数据，实现了利用电阻式触摸屏来采集在线签名笔迹的多维数据，相比以前的签名数据，由于加入了压力信息，使得签名笔迹更加难以伪造，解决了笔迹签名识别的一个主要缺憾，大大地提高了笔迹签名的安全性。
数据采集系统采用电阻式触摸屏和触摸屏控制器ADS7846来采集书写在触摸屏上的笔迹信息从而实现身份识别，给出了采集的数据出现错误的原因以及解决办法，同时对数据进行了各种预处理，使后续的匹配识别更加准确。
而且相比其他设备来说，签名认证系统设备成本的较为低廉，更为签名认证的大规模推广奠定了良好的基础。
完成的整体硬件设计和软件设计方案，再加上后续算法的不断完善和丰富，笔迹签名认证系统能够较好的完成身份识别工作，能进一步加快社会的信息化和数字化的进程。
本课题对个人电子身份认证进行了有意义的探索与研究，可以实现一个使用、携带方便的嵌入式系统产品，使其能够成为一种高效的身份识别方法。
这对加快我国信息化的进程以及促进国民经济的发展都将有着重要的意义。
经实验证明方案合理有效。
关键字：触摸屏压力测量数据采集预处理AbstractPaper explains how to use resistive touch screen to collect online signatures was multi-dimensional data, achieved using resistive touch screen to collect online signatures was multi-dimensional data, compared to the previous signature data, due to added pressure of information, making Signatures more difficult forged signature identification handwriting solved a major shortcoming, which greatly improved the safety of handwriting signature. Data acquisition system with resistive touch screen and touch screen controller ADS7846 to capture written in handwriting on the touch screen information in order to achieve identification, data collection is given the reasons for errors and solutions, while the data of various pretreatment so that more accurate identification of follow-up match. And compared to other devices, the signature verification system relatively low equipment costs, more extensive promotion of signature verification has laid a good foundation. Completion of the overall hardware design and software design, coupled with continuous improvement and follow-up algorithm is rich in handwriting signature verification system can better work to complete identity, to further speed up the information society and digital process. The subject of electronic authentication of individuals to conduct a meaningful exploration and research, you can achieve one to use, portable embedded system products, it can become an efficient method of identification. This will speed up the process of China's information and promotion of national economic development will be of great significance. The program proved reasonable and effective.Keywords: touch screen pressure measurement data acquisition and pre目录第1章引言 (1)1.1关于生物特征身份识别的发展背景及其意义 (1)1.2常见生物特征身份识别系统及其各自优缺点 (1)1.3 签名认证在国内外发展情况 (3)1.4 本课题研究意义 (4)第2章系统构成 (5)2.1 系统功能设计 (5)2.2系统设计方案和电路框图 (5)2.2.1采集系统 (5)2.2.2通信系统 (5)2.2.3控制系统 (5)第3章采集系统 (7)3.1手写板 (7)3.2触摸屏 (7)3.3电阻式触摸屏工作原理 (8)3.4触摸屏控制器ADS7846 (10)3.4.1引脚功能和内部结构 (11)3.4.2内部结构 (11)3.4.3脉冲时序 (12)3.4.4工作方式 (12)3.4.5压力测量 (12)第4章控制与通信系统 (14)4.1 串行通信系统 (14)4.1.1 串行通信基本概念 (14)4.1.2 单片机串口 (14)4.2控制系统 ............................................................................... 错误！未定义书签。
4.2.1 单片机与触摸屏通信 (17)4.2.2 单片机与串行接口通信 (20)第5章数据预处理 (23)5.1数据预处理 (23)5.1.1 触摸屏初始化标定 (24)5.1.2 数据漏点内插 (25)5.1.3 重复采集点去除 (25)5.1.4 数据零值点去除 (26)5.1.5 书写位置校准 (26)5.1.6 数据分段 (28)5.2 特征提取与匹配方法 (29)第6章总结与展望 (31)6．1 总结 (31)6．2 展望 (31)参考文献 (32)附录： (33)第1章引言1.1关于生物特征身份识别的发展背景及意义在现代社会中，随着计算机及网络技术的高速发展，基于Internet等开放式网络的电子商务活动，打破以往的商务形式，凭借其高效、快捷、节省等优点，越来越受到商家的青睐。
在赞叹科技的发展为商业带来无限生机的同时，信息安全问题随之受到人们的重视，而身份鉴别作为一种信息安全保障技术，也面临了巨大的挑战。
传统的身份鉴别主要是基于持有物或口令等方式进行，但是持有物如证件等易丢失和盗用，而口令又容易忘记。
更为重要的是，在以网络为媒介的各个领域中，传统的身份鉴别方式显现出的局限和弊端，使其无法完全满足电子信息安全的要求。
因此，目前广泛使用的依靠证件、个人识别号码、口令等传统方法来确认个人身份的技术面临着严峻的挑战，并显得越来越不适应现代科技的发展和社会的进步。
人们希望有一种更加方便可靠的办法来进行身份鉴定。
生物特征识别技术给这一切带来可能。
人们可能会丢失他们的卡片或遗忘密码，但是人们却不可能遗忘或者丢失自己的生物特征如人脸、指纹、虹膜、签名等。
生物测定学是通过个体特有的生理和行为特征来进行身份识别或个体验证的一门科学。
因此基于生物特征识别技术的个人身份识别系统具有更好的安全性、可靠性和有效性，正越来越受到人们的重视，并开始进入我们社会生活的各个领域，迎接新时代的挑战。
生物特征识别技术可分为基于生理特证的生物识别技术和基于行为特征的生物识别技术。
所有基于生物特征的自动识别系统都有大体相同的工作原理和工作过程:首先是采集样本，这些样本可以是人脸的图像，或者是指纹，或者是签名的笔迹等;然后是进行特证提取，根据样本所具有的独特和唯一的特征，用一种算法为其分配一个特征代码，这一代码被存入数据库。
最后当需要对某人进行身份鉴定时，再用某种特征匹配算法将存入数据库的此人的特征代码与被识别人的特征相匹配，从而识别其身份。
1.2 常见的生物特征身份识别系统及其各自的优缺点目前主要的生物特征识别技术：指纹识别、掌纹识别、人脸识别、虹膜识别、视网膜识别、声音识别和签名识别等。
指纹识别是人们最早研究并利用的，且是最方便、最广泛的生物特征识别技术之一。
指纹是人类手指上出现的条状纹路。
它们的形成依赖于胚胎发育时的环境。
指纹鉴别的方法是将指纹图象的乳突线提取出来，在指纹中找到其特征点，凸起的纹线称为脊，脊与脊之间的部分称为谷。
对于脊和谷的结构，共定义有18种不同的类型，而中断点和分叉点是指纹识别系统中最重要的两种结构，称为细节点。
目前，指纹识别技术已经比较成熟，指纹识别算法较成熟、速度快、实时性好，在国内、外均有成形的产品，己进入商业应用阶段。
但指纹鉴别方法有其局限性，手指长期受到摩擦的体力劳动者的指纹质量极差，另外，还有少数人指纹的端点和分叉点极少，指纹鉴别方法对于这一类人群几乎无法适用。
掌纹识别是利用手腕和手指之间的手掌内侧纹理进行身份鉴别的生物特征识别技术。
掌纹由乳突纹、皱纹和曲肌线三种纹线组成。
乳突纹是手掌皮肤组织的凹凸结构显示在表面上的细小凹凸纹路，其具有唯一性和终身不变性。
皱纹是皮肤松弛活动形成的细小沟纹。
曲肌线是手掌关节长期的曲伸运动在一定部位上形成的固有的沟纹。
掌纹身份鉴别原理与指纹相似，利用掌纹曲肌线和乳突线的特征，对不同的被识别者加以区分。
与指纹识别相比，手掌识别的可接受程度较高，它的特征比指纹特征也要明显和稳定些。