基于单片机的远程指纹采集终端的设计

在网络层，由于系统要求能够在Intranet进行通信，因此系统要实现IP协议。同时，为了能够测试系统与网络的连接，系统实现了ICMP协议中的Ping应答协议。

在传输层，TCP为2台主机提供面向连接的、可靠的、无重复的双向数据流传输服务，但其实现对系统资源的耗费非常大。而UDP的实现比较简单，它在嵌人式应用场合可以很好的应用。考虑到系统的简化及速度的要求，采用UDP协议，为了确保UDP数据的到达，在应用程序中采用了重复发送、回复确认的方式来保证数据的正确性。

在应用层，由于本嵌入式系统无HTTP，FTP等应用，所以其中的协议无需实现。

3.2.2 TCP／IP协议实现

首先对协议中使用的公共数据结构进行定义：如MAC地址格式、IP地址格式、系统的地址配置、缓冲区格式及大小。其中MAC，IP地址格式都是固定的，系统的配置用于确定系统的IP地址及端口以及MAC地址值。由于系统中传送的数据较大，必须定义用于传送数据的缓冲区，长度为1 500 B，而接收的数据十分简单，因此无需缓冲区。

其次，定义ARP数据帧头结构及ARP高速缓冲表，数据帧必须根据标准定义，高速缓冲表至少要含有IP地址及相对应的MAC地址2项。由于本系统连接的对象只有数据服务器，因此，在系统初始化建立连接时填入ARP缓冲表信息，而不必实现定时更新。

接着，根据以太网标准定义IP及ICMP数据帧格式。网络层的的主要工作有：对上一层传下来的数据包，加上IP首部和IP校验和，发往下一层；以及对下一层传上来的数据包，进行校验和检查，若正确去掉IP首部，送往上一层；对收到的ICMP的回显请求包，按照格式组装1个ICMP的回显应答包并发送，以便于响应服务器的PING程序。

最后，根据标准定义UDP数据帧格式。这一层的主要工作有：对应用层传下来的数据包，加上UDP首部和UDP校验和，发往下一层。以及对下一层传上来的数据包，进行校验和检查，若正确去掉UDP首部，提出数据送给应用层。

3.3 数据通信的实现

根据系统上传数据量大而接收数据量很小的特点，加之单片机的处理速度有限，系统将数据传送程序放人到主程序中进行调用，而接收数据采用中断方式。

当本地系统有数据要发送时，首先在传输层将数据加上UDP首部，再调用网络层函数给其加IP首部，然后到链路层从ARP表中查询MAC地址，填入相应位置，并发给网络驱动程序传到以太网上。

当收到网络中断就读取数据，根据包的种类分别传给ARP或IP协议，由每一层自行处理数据，最后调用显示程序显示接收到的识别结果。

4 结 语

系统针对目前嵌人式指纹识别设备存储量小、处理速率慢的现状，采用高性能51系统单片机作为处理核心与MBF200连接并工作于MCU模式下，设计实现了一款高性的网络指纹采集识别终端。系统利用数据处理服务器海量存储及处理速度高，可实现快速复杂匹配算法的优点。系统采集速率高，识别性能好。系统可广泛应用于各类企业考勤应用。