基于VC指纹IC卡考试管理系统.doc

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1、摘要众所周知：每个人的指纹是唯一的并且终生不变的。依靠这种唯一性和稳定性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这就是指纹识别技术。作为生物特征识别的一种，由于它具有其它特征识别所不可比拟的优点，使得自动指纹识别被广泛地应用于各种安全系统中：简单保险柜/箱系统；较复杂的门禁系统；指纹与智能卡结合应用；基于指纹识别系统的网络安全等。本文详细介绍指纹IC卡考生身份认证系统，该系统应用了指纹识别技术、IC卡技术。包括进行考生的指纹采集、考试卡的发放、考生身份的认证等功能。本文详细介绍了系统的详细分析以及实现过程。关键字：指纹，考试，I

2、C卡设计任务书一、名称指纹IC卡考试管理系统二、来源及依据 现行的考试大多使用准考证的方法来进行考生的身份认证。实际上这种方案隐含着一些问题。例如，准考证容易遗失、伪造，经常有些考生利用伪造的准考证弄虚作假。随着指纹技术的成熟以及个人计算机的飞速发展、运算速度的提高使得在微机甚至单片机上进行两个指纹的比对运算成为可能。由于指纹的特有特性，作为考生的身份认证，具有不易失、无法伪造等优点。三、开发环境及工具1、操作系统：Microsoft Windows Xp2、开发工具：Microsoft Visual C+四、应达到的要求1、系统的功能：考生指纹的采集、考生基本信息的登记、考试磁卡的发放、修改

3、、考生身份的认证目 录第一章 前 言51、指纹识别技术简介52、指纹识别的基本原理63、可靠性问题84、研究现状9第二章 系统方案的可行性论证101、指纹作为考生身份认证的可行性102、IC卡作为存储介质的可行性12第三章 系统方案确定131、基本原理132、系统方案133、系统方案示意图144、系统流程图15第四章 系统需求分析161、系统功能分析162、存储卡的数据格式分析163、系统的数据流图183.1新建考生信息数据流图183.2指纹比对数据流图183.3修改考试磁卡数据流图194、数据字典194.1文件条目194.2数据项条目：20第五章 系统的设计231、录取指纹程序流程图：232

4、、制作指纹模板程序流程图：243、考生身份验证程序流程图：254、写磁卡的程序流程图：26第六章系统的实现271、总体界面设计272、新建档案界面设计273、修改考生磁卡信息界面设计294、考生身份认证界面设计305、系统基本设置界面设计30第七章 小结32参考文献(Refences)33附录34附录A英文翻译341英文原文342译文43附录B智能卡SLE4428内容格式设计50第一章 前 言1、指纹识别技术简介随着科技的进步，指纹识别技术已经开始走入了我们的日常生活之中。目前世界上许多公司和研究机构都在指纹识别技术的研究中取得一些突破性技术，从而推出了许多新产品，这些产品已经开始在诸多领域得

5、以运用。我们手掌及其手指、脚、脚趾内侧表面的皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种各样的图案。这些纹路的存在增加了皮肤表面的摩擦力，使得我们能够用手来抓起重物。人们也注意到，包括指纹在内的这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术，指纹识别是生物识别技术的一种。指纹人人都有，人人不同，它具有唯一性、稳定性、再生性的特点。现代科学界的结论是：人类人口按60亿计，则需300年才可能出现重复的指纹，概率几乎

6、为零；其次，一个人在母腹7个月时指纹就定型，随着年龄的变化，人的相貌体格都在变化，而指纹却保持不变；另外，只要不伤及真皮组织，指纹即使被磨掉，也很快会长出来。基于以上特征性，指纹在越来越多的领域如社会安全、办公安全、资讯安全、金融安全、家庭安全、个人安全等方面得到广泛的应用，被认为是身份辨认的物证之首。指纹识别技术的发展得益于现代电子集成制造技术和快速可靠的算法研究。指纹识别技术是一种生物测定学技术，并且是使用最早也最为成熟的生物测定学技术，它涉及到传感器技术、数字图像处理、模式匹配等诸多学科。近年来无论是电子集成制造技术还是指纹识别算法的研究，都取得了很大的发展。指纹识别技术主要涉及四个功能

7、：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示特征数据，一种单方向的转换，可以从指纹转换成特征数据，但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为“特征点”(minutiae)的点，也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约490个数据。有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个特征点之

8、间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。总之，这些数据，通常称为模板或特征值，保存为1K大小的记录。至于它们是怎样组成的，至今仍然没有一种模板的标准，也没有一种公开的抽象表示算法。最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。2、 指纹识别的基本原理指纹其实是比较复杂的。尽管指纹只是人体皮肤的一小部分，但用于识别的数据量相当大，对这些数据进行比对也不是简单的相等与不相等的问题，而是使用需要进行大量运算的模糊匹配算法。现代电子集成制造技术使得我们可以制造相当小的指纹图像读取设备，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上

9、可以进行两个指纹的比对运算的可能。另外，匹配算法可靠性也不断提高，指纹识别技术已经非常实用。与人工处理不同，许多生物识别技术公司并不直接存储指纹的图像。多年来在各个公司及其研究机构产生了许多数字化的算法，指纹识别算法最终都归结为在指纹图像上找到并比对指纹的特征。2.1.指纹的特征我们定义了指纹的两类特征来进行指纹的验证：总体特征和局部特征。在考虑局部特征的情况下，英国学者E.R.Herry认为，只要比对13个特征点重合，就可以确认为是同一个指纹。2.2.总体特征总体特征是指那些用肉眼直接就可以观察到的特征，包括：A.纹形其他的指纹图案都基于这三种基本图案。仅仅依靠纹形来分辨指纹是远远不够的，这

10、只是一个粗略的分类，通过更详细的分类使得在大数据库中搜寻指纹更为方便快捷。B.模式区(Pattern Area)模式区是指指纹上包括了总体特征的区域，即从模式区就能够分辨出指纹是属于哪一种类型的。有的指纹识别算法只使用模式区的数据。SecureTouch的指纹识别算法使用了所取得的完整指纹而不仅仅是模式区进行分析和识别。C.核心点(Core point)核心点位于指纹纹路的渐进中心，它在读取指纹和比对指纹时作为参考点。许多算法是基于核心点的，即只能处理和识别具有核心点的指纹。核心点对于SecureTouch的指纹识别算法很重要，但没有核心点的指纹它仍然能够处理。D.三角点(Delta)三角点位

11、于从核心点开始的第一个分叉点或者断点、或者两条纹路会聚处、孤立点、折转处，或者指向这些奇异点。三角点提供了指纹纹路的计数跟踪的开始之处。E.纹数(Ridge Count)指模式区内指纹纹路的数量。在计算指纹的纹数时，一般先在连接核心点和三角点，这条连线与指纹纹路相交的数量即可认为是指纹的纹数。2.3. 局部特征局部特征是指指纹上的节点特征，这些具有某种特征的节点称为特征点。两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的局部特征特征点，却不可能完全相同。指纹纹路并不是连续的、平滑笔直的，而是经常出现中断、分叉或打折。这些断点、分叉点和转折点就称为“特征点”。就是这些特征点提供了指纹唯一性的确认信息。

12、指纹上的节点可以用四种特性来描述。A.特征点的类型特征点有以下几种类型，最典型的是终结点和分叉点。终结点(Ending)一条纹路在此终结。分叉点(Bifurcation) 一条纹路在此分开成为两条或更多的纹路。分歧点(Ridge Divergence) 两条平行的纹路在此分开。孤立点(Dot or Island) 一条特别短的纹路，以至于成为一点。环点(Enclosure) 一条纹路分开成为两条之后，立即又合并成为一条，这样形成的一个小环称为环点。短纹(Short Ridge) 一端较短但不至于成为一点的纹路。B. 方向(Orientation)节点可以朝着一定的方向。C. 曲率(Curvat

13、ure)描述纹路方向改变的速度。D.位置(Position)节点的位置通过(X,Y)坐标来描述，可以是绝对的，也可以是相对于三角点或特征点的。2.4. 验证和辨识应用系统利用指纹识别技术可以分为两类，即验证和辨识。验证就是通过把一个现场采集到的指纹与一个己经登记的指纹进行一对一的比对(onetoone matching),来确认身份的过程。作为验证的前提条件，他或她的指纹必须在指纹库中已经注册。指纹以一定的压缩格式存贮，并与其姓名或其标识(ID，PIN)联系起来。随后在比对现场，先验证其标识，然后，利用系统的指纹与现场采集的指纹比对来证明其标识是合法的。验证其实是回答了这样一个问题：他是他自称

14、的这个人吗?这是应用系统中使用得较多的方法。辨识则是把现场采集到的指纹同指纹数据库中的指纹逐一对比，从中找出与现场指纹相匹配的指纹。这也叫一对多匹配(onetomany matching)。验证其实是回答了这样一个问题：他是谁?辨识主要应用于犯罪指纹匹配的传统领域中。一个不明身份的人的指纹与指纹库中有犯罪记录的人指纹进行比对，来确定此人是否曾经有过犯罪记录。验证和辨识在比对算法和系统设计上各具技术特点。例如验证系统一般只考虑对完整的指纹进行比对，而辨识系统要考虑残纹的比对；验证系统对比对算法的速度要求不如辨识系统高，但更强调易用性；另外在辨识系统中，一般要使用分类技术来加快查询的速度。3、 可

15、靠性问题由于计算机处理指纹时，只是涉及了指纹的一些有限的信息，而且比对算法并不是精确匹配，其结果也不能保证100准确。指纹识别系统的特定应用的重要衡量标志是识别率。主要由两部分组成，拒判率(FRR)和误判率(FAR)。我们可以根据不同的用途来调整这两个值。FRR和FAR是成反比的。用01.0或百分比来表达这个数。ROC(Receiver Operating Curve)曲线给出FAR和FRR之间的关系。尽管指纹识别系统存在着可靠性问题，但其安全性也比相同可靠性级别的用户ID密玛方案的安全性高得多。例如采用四位数字密码的系统，不安全概率为0.01，如果同采用误判率为0.01指纹识别系统相比，由于

16、不诚实的人可以在一段时间内试用所有可能的密码，因此四位密码并不安全，但是他绝对不可能找到一千个人去为他把所有的手指(十个手指)都试一遍。正因为如此，权威机构认为，在应用中1的误判率就可以接受。FRR实际上也是系统易用性的重要指标。由于FRR和FAR是相互矛盾的，这就使得在应用系统的设计中，要权衡易用性和安全性。一个有效的办法是比对两个或更多的指纹，从而在不损失易用性的同时，极大地提高了系统安全性。4、研究现状4.1理论研究：指纹图象从图象本质上而言，属于纹理图象模式识别范畴。主要集中在算法研究上，包括指纹图象预处理算法（滤波、增强、二值化、细化）；指纹的自动分类与特征值提取算法、细节特征匹配算

17、法、指纹图象压缩算法等。国内：国内研究起步稍晚，但研究的学术机构较多，国内最高研究水平的学术单位及代表人物是北京大学及该校石青云教授（院士）。石青云教授从80年代初期开始研究指纹自动识别技术，在此领域先后公开发表学术论文20篇。通过对数字图象几何拓扑性质的深入研究,首先提出了直接从灰度图象精确计算指纹纹线局部方向和所考虑数字点处纹线不可定向性程度的理论与算法,得到了指纹的方向图和不可定向性图。随后在承担国家“七五”和“八五”科技攻关项目中,又在指纹方向图和不可定向性图的基础上,进一步提出和实现了指纹自动分类、定位、形态和细节特征提取,以及指纹匹配的全套高效算法。国外：国外在此领域研究非常活跃，

18、最早投入研究和应用的单位为美国FBI。美国密西根大学模式识别与图象处理实验室 、IBM公司的计算机视觉研究小组等在该领域取得了较高的成绩。日本NEC、北美Morpho以及美国COGENT公司在算法研究和应用系统研究上也非常有影响。研究的热点：近年来,在以视觉感知特性为指导的图象压缩新方法的研究中,基于小波变换的方法既有成熟的数学工具,便于快速计算,又能实现对图象的多通道表示和处理,便于显著提高压缩比和复现图象质量。因此,基于小波变换的图象数据压缩方法的研究是研究的热点。此外遗传算法、演化程序、模拟退火算法、智能人工神经网络理论、分形理论等在指纹识别领域的应用也是研究热点。研究难点：主要集中在如

19、何对采集进来的各种有噪声图象进行滤波和增强、如何抽取指纹的全局和局部特征、如何进行在图象不能完全定位和图象可能发生扭曲变形情况下的特征匹配上。4.2应用研究：国内集中在简单保险柜/箱；较复杂的门禁系统；指纹与智能卡结合应用；基于指纹识别系统的网络安全；此外，融合数字加密技术，数字签名技术的应用研究正成为研究热点。美国已经在众多领域投入实用，现阶段正致力于多种生物特征集成的生物认证研究；日本的指纹识别在电子商务上的应用领域研究取得了较领先的地位。我国目前在该领域技术上受制于人的致命一点是，我国的指纹传感器几乎完全依赖于西方发达国家。第二章系统方案的可行性论证1、指纹作为考生身份认证的可行性现行的

20、考试大多使用准考证的方法来进行考生的身份认证。实际上这种方案隐含着一些问题。例如，准考证容易遗失、伪造，经常有些考生利用伪造的准考证弄虚作假。而生物认证确定考生的身份是建立在用户提交的特殊的生理或行为特征的真实性之上的,所利用的生物特征先天地决定了一个人的身份特征,由于人的身体特征具有不可复制的特点,因此这些特征具有惟一性和稳定性。许多生理或行为特征每个人彼此不同,生物认证就必定在区分授权人和冒名顶替者方面比基于知识的和基于令牌的技术更加可靠;并且生物特征无须记忆,不会遗忘和丢失，更无法伪造。因此,生物认证比基于知识的和基于令牌的身份认证技术更加安全和可靠。 目前,大量生物特征识别技术或者是在

21、广泛使用或者是在研究,已经有很多生物特征识别技术可用于身份认证。除指纹识别外,这些技术还包括:虹膜识别、视网膜识别、面部识别、签名识别、声音识别、手形识别、脸部温度记录图识别等（见图2-1）,这些识别技术各有其特点。当以上识别技术应用于身份认证时,要考虑到设备成本、易用性、用户接受程度、对用户健康影响、对环境要求、识别速度、精确性、生物特征的稳定性等各方面的因素。（见表2-1） （a）面部温度 (b) 虹膜 (c)视网膜 （d）声音 (e) 签名 (f) 脸部 (g)指纹图2-1 不同生物特征表2-1 生物特征比较特性指纹掌纹视网膜虹膜面部签名声音易用性高高低低中等高高误认影响因素干燥、脏、年

22、老手伤、年老带眼镜光照差光照、年老、眼镜、长发签名变化噪音、风、天气准确性高高很高很高高高高成本*用户接受程度中等中等中等中等中等很高高安全级别高中等高非常高中等中等中等长期稳定性高中等高高中等中等中等*由于非常多的复杂因素不易进行简单的成本比较.综合分析后我们认为,虽然指纹识别技术一般要求大量的计算资源,但目前的计算机系统性能完全可以满足这一要求;在身份认证系统中,应用指纹作为身份确认依据是理想的,其优点有:唯一性 指纹是独一无二的,不存在相同的指纹,这样可以保证被认证对象与要验证的身份依据之间严格的一一对应关系。每个指纹一般都有70-150个基本特征点。从概率学的角度，在两枚指纹中只要有1

23、2-13个特征点吻合，即可认定为同一指纹。按现有人口计算，上述概率120年才可出现两枚完全相同的指纹。稳定性 指纹是相当固定的,很难发生变化,可以保证用户安全信息的长期有效性。一般人的指纹在出生后9个月得以成型并终身不变。可行性 扫描指纹的速度很快,使用非常方便,便于获取指纹样本,易于开发认证系统,实用性强,而且指纹仪较易实现。而对视网膜则难于采样，也无标准的视网膜样本库供系统软件开发使用，这就导致视网膜识别系统难以开发，可行性较低. 安全性 一个人的十指指纹皆不相同,可以方便地利用多个指纹,提高系统的安全性,也不会增加系统的设计负担。 实用性 指纹识别中使用的模板并非最初的指纹图,而是从指纹

24、图中提取的关键特征,这样可使系统模板库的存储量减小。另外,对输入的指纹图提取关键特征后,可以大大减少网络传输的负担,便于实现指纹异地匹配。 从以上的技术优缺点、可行性、实用性分析可以看到,用指纹作为认证的依据相对于其它方法不仅具有许多独到的信息安全角度的优点,更重要的是还具有很高的实用性、可行性。随着固体传感器技术的发展,指纹传感器的价格正逐渐下降,在许多应用中基于指纹的生物认证系统的成本是可以承受的。2、IC卡作为存储介质的可行性指纹模板的存储位置取决于应用程序,模板可以存入生物认证系统的通用数据库或分发给个人的智能卡中(见图2-2)。基于生物特征的身份认证方式在实施时应考虑如下因素：（1）

25、 社会可接受程度（2） 用户可接受程度（3） 攻击对策（4） 易于使用（5） 便于维护和管理基于以上标准，我们对个人身份认证在网络上各种应用进行了研究，并进行了如下分析和比较。l 指纹模板存储在客户端（图 2-2（a）l 指纹模板存储在服务器端（图2-2（b）l 指纹模板存储在便携式终端（图2-2（c）l 指纹摸板存储在智能卡中（图2-2（c）图 2-2（a）客户端存储类型图 2-2（b）服务器存储类型 图2-2（c）智能卡或便携终端类型l 2-2中对模板存储的不同位置进行了比较。 表2-2 模板存储位置比较存储地点优点缺点服务器端. 模板的正确性能被判断. 所有终端都可用. 管理成本低. 服

26、务器故障则无法认证. 服务器负载很大. 不能鉴别传感器的数据客户端. 不需通过网络即可鉴别. 个体便可管理一个模板. 模板的正确性不能判断. 不能选择终端. 管理成本高智能卡. 所有终端可用. 管理成本低. 个体可管理模板. 模板正确性不能判断本系统中，通过上述分析，在网络方式的认证系统设计中，将考虑将指纹模板数据集中存储于服务器端数据库中，在离线方式系统中，考虑将指纹模板数据存储于智能卡中。第三章 系统方案确定1基本原理指纹识别系统（AFIS）可以分为注册阶段和识别阶段。 在注册阶段,合法用户的指纹特征由传感器首次扫描以获得指纹特征的数字化描述。为了加速匹配和减少存储需求,数字描述由特征提取

27、程序进一步处理以生成压缩但有表达能力的描述,称为模板。 在识别阶段,传感器再次捕获用户的指纹特征并转化成数字格式,此特征被特征提取程序进一步处理以产生与模板格式一样的描述。结果送到特征匹配程序后,与模板进行比较以确定用户身份是否合法。 图3-1指纹图象 图3-2 指纹细节特征 图2-4指纹验证系统 2系统方案系统功能设计如下：创建考生考试磁卡：对参加考试的考生进行考生信息的采集（考生基本信息+考生指纹模板），并把考生的这些信息写入磁卡中，发放于考生，作为考生的身份证明。修改考生考试磁卡：对考生的磁卡进行读取，并修改错误信息，然后把正确的考生信息写入磁卡。进行考生身份认证：读取考生的指纹数据，并

28、于考生的考试磁卡中的指纹模板进行比对，以确定考生的身份。3系统方案示意图发卡示意图: 指纹模板制作（以存储两枚指纹模板为例） 第一个手指指纹模板制作（以两次录入为例） 第二次采集 第一次采集输入考生基本信息合法性判断采集指纹图像处理特征提取采集指纹图像处理特征提取制作模板1 第一个手指指纹模板制作（以两次录入为例） 第一次采集采集指纹图像处理特征提取 第二次采集采集指纹图像处理特征提取制作模板1指纹模板集考生基本信息绑定考生信息（考生基本信息+指纹模板集）写 卡发 卡考生身份认证示意图: 匹配从磁卡读取指纹模集分离各个指纹模板（2-4个指纹模板）指纹模板数组FMbDate采集指纹图像处理特征提

29、取特征值与各个指纹模板（FMbDatai）比对失败4系统流程图系统流程图如下：开始初始化功能选择输入考生基本信息录取指纹（见下图）调用Dll,生成指纹模板(PMbData)写(PMbData)+基本信息到磁卡显示写磁卡成功信息结 束录取指纹（见下图）从磁卡读取指纹模板(PMbData)调用Dll,比对算法出始化、比对指纹显示比对指纹结果结 束读取磁卡内存的考生数据显示考生信息修改考生信息 写考生信息到磁卡结 束录取指纹流程图：开始 录取 探测手指指纹指纹仪获得指纹数据上传指纹数据到上位机生成指纹图像结束提取特征值第四章 系统需求分析1系统功能分析在传统的考试中，通常包括准考证的发放和考生身份的

30、确认。当考生上考试部门报名参加考试时，考试部门通常会登记考生的姓名、性别、年龄、照片等考生基本信息并发放准考证给考生，通常准考证上贴有考生的相片，作为考生的身份的认证，而考生只有凭着准考证才能参加考试。通过上面分析，在指纹考生身份认证系统中应包括考生考试磁卡的发放和考生身份的认证。当考生报名参加考试时，考试部门应采集考生的基本信息和考生的指纹模板，并存储于考试磁卡中，发放于考生作为考生的考试准考证。而当考生参加考试时，应凭着考试磁卡才可参加考试，并当场采集考生的指纹与考试磁卡中的指纹模板进行比较，以确认考生的身份。当然采集考生信息时，有可能发生一些错误，所以系统应包括考试磁卡的修改功能。考生基

31、本信息包括：卡号+编号+考生姓名+考生英文名+性别+年龄+身份证号+民族+籍贯+政治面貌+学校+学历+专业+联系电话+邮政编码+联系地址+发卡单位+发卡时间 为了减少误判率通常采集多枚指纹模板（2 4枚）2存储卡的数据格式分析2.1 SLE4428型IC卡介绍本系统中采用接触式逻辑加密IC卡SIEMENS公司的产品SLE 4428。SLE 4428芯片内主要性能：含1024*8位EEPROM存储器和1024*1位保护存储器（固化数据）、至少100,000次擦写循环、至少10年数据保存期。该存储器具有可编程和对每一字节进行写保护的功能，存储器可以被一字节一字节地写或删除。写入时，将比较输入数据和

32、被寻址的地址单元中的内容，只写那些还没有被写入的位。删除操作只能按字节进行，但可以独立写位。每一字节可以通过设置一个保护位来进行写/删除保护。保护位仅能一次编程且不能被删除。此外SLE 4428还具有PIN验证逻辑。除PIN外，其余的存储器永远可读，但写/删除操作只有在验证PIN后才能进行。8次不正确的PIN验证后将锁住以后的PIN验证和写/删除操作。SLE 4428的控制命令字、地址和数据都是通过I/O端口传送的。2.2 接触式智能卡的存储结构本系统采用的卡片从功能上看，主要分为两个部分，一部分是EEPROM单元阵列，一部分是保密逻辑部分，如图所示：ADR高位CLKD015I/O地址计数器行

33、驱动器EPROM单元阵列列选择器输入输出缓冲密码比较电路地址译码器内部寄存器逻辑控制阵列图5-2 SLE 4428卡的功能框图SLE 4428卡具有如下的存储分区：制造代号区（Fabrication Zone）由制造厂商在出厂时写入，用于记录卡片的制造信息；发行代号区(Issuer Zone) 在发行给个人时写入，用于记录卡片的发行信息；用户密码区(Security Code) 当卡片个人化完成后，由该密码保护卡内的应用区域；密码比较计数区(Security Code Attemps Count) 处于安全保护的目的，防止人为的对密码进行猜测，需要限制密码比较次数。用户个人区(Code Pro

34、tected Zone) 记载用户的个人身份标识。应用区(Application Zone) 擦除密码(Erase Key) 该区用以记录应用区的保护密码。擦除计数(Erase Counter) 该区中的每一个1表示可以对应用区进行一次擦除操作。存储分配如图所示 用户存储区 保护存储区 256 Byte1K Byte 图5-3 SLE4428存储器分配图2.3 智能卡数据格式的设计智能卡中的数据在用户存储器中以树形文件结构形式组织存放，文件分三种层次：一是主文件MF，是文件系统的根，相当与DOS中的根目录，二是专有文件DF，存放于主文件之下，相当于DOS中的目录，三是基本文件EF，主要存储实际

35、应用数据和相应的系统管理信息。文件的管理由片内操作系统COS(chip operation system)负责，COS在本质上更加接近于监控程序，而不是真正意义上的操作系统。智能卡中存储用户的身份描述数据，在IEEE 1484.2 的2.0版本（SID）中，给出了学生身份标识符相关的ISO编码标准，但没有进一步给出学生标识符的标准编码方式；在IEEE 1484.2的3.0版本（SHI）中，给出了人的简单标识方法，其适用范围较为广泛，有一定的指导意义。本设计参照上述模型，给出用户身份标识格式模型，详细内容参见附录D。3系统的数据流图根据上面的分析划出系统的数据流图如下：3.1新建考生信息数据流图

36、考生基本信息考生信息指纹模板集指纹模板数组指纹模板指纹特征值集指纹特征值指纹特征值数组考生基本信息指纹.bmp图像指纹指纹数据 考生采集仪采集指纹数据上位机指纹数据处理显示指纹图像生成指纹模板管理员录入考生信息绑定考生信息（基本信息+指纹模板）磁卡3.2指纹比对数据流图比对结果指纹特征值指纹模板指纹模板数组指纹模板集指纹特征值指纹特征值考生信息指纹.bmp图像指纹数据指纹考生采集仪采集指纹数据上位机指纹数据处理显示指纹图像考生磁卡提取考生指纹模板指纹比对显示比对结果3.3、修改考试磁卡数据流图考生信息指纹模板新指纹模板数组指纹模板集指纹模板集指纹指纹模板集考生基本信息旧指纹模板数组考生基本信息

37、考生基本信息考生基本信息考生信息考生磁卡分离考生信息修改考生基本信息组合新的指纹模板组考生获取指纹模板磁卡绑定考生信息（基本信息+指纹模板） 4数据字典4.1文件条目文件名称：指纹（FingerPrint）简 述：考生的手指的指纹文件名称：指纹数据(FingerImgData)简 述：保存指纹采集仪采集的指纹数据组 成：FingerImgData 是一个128*128的unsigned char型二维数组定 义：unsigned char FingerImgData128128文件名称：指纹bmp文件（FingerPrintFile）简 述：存放由指纹数据转换得到的指纹图像文件名(包括存放的路

38、径)定 义：unsigned char* FingerPrintFile文件名称：指纹特征值（FRPTzData）简 述：保存由指纹数据提取得到的指纹特征值定 义：typedef struct FRPTzData unsigned char pTzData256;bool write; FRPTZDATA;注 释：结构中的write用来标示pTzData中保存的是否是指纹的特征值文件名称：指纹特征集（FRPTzData）简 述：存放一个手指各次采集获得的指纹特征值组 成：2FRPTzData3定 义：FRPTZDATA FRPTzData3;文件名称：指纹模板（FRMbData）简 述：存放一

39、个手指的指纹模板数据定 义：typedef struct FRMbData unsigned char pMbData128; bool write;FRMBDATA;注 释：结构中的write用来标示pMbData中保存的是否是指纹的模板数据文件名称：指纹模板集（FRMbData）简 述：存放一个考生的指纹模板数据组 成：2 FRMbData4定 义：FRMBDATA FRMbData4文件名称：考生基本信息(StudentBasicInfo)简 述：存放考生的基本信息组 成：卡号+编号+考生姓名+考生英文名+性别+年龄+身份证号+民族+籍贯+政治面貌+ 学校+学历+专业+联系电话+邮政编码

40、+联系地址+发卡单位+发卡时间文件名称：考生信息（StudentInfo）简 述：存放考生的信息组 成：考生的基本信息+指纹模板集4.2数据项条目：数据项名称：卡号变 量 名：m_CardID简 述：存放考生磁卡的卡号数据项组成：8个数字组成数据项名称：编号变 量 名：m_Num简 述：存放考生的编号数据项组成：12个数字组成数据项名称：考生姓名变 量 名：m_Name简 述：存放考生的姓名数据项组成：2汉字6数据项名称：考生英文名变 量 名：m_EName简 述：存放考生的英文名数据项组成：1英文字符20数据项名称：性别变 量 名：m_Sex简 述：存放考生的性别数据项组成：1|0注 释：0

41、代表男性，1代表女性数据项名称：年龄变 量 名：m_Age简 述：存放考生的年龄数据项组成：1数字3数据项名称：身份证号变 量 名：m_ID简 述：存放考生的身份证号数据项组成：18个数字组成数据项名称：民族变 量 名：m_Race简 述：存放考生的民族数据项组成：1汉字4数据项名称：籍贯变 量 名：m_NativePlace简 述：存放考生的籍贯数据项组成：1汉字10数据项名称：政治面貌变 量 名：m_PolicalVisage简 述：存放考生的政治面貌数据项组成：1汉字5数据项名称：学校变 量 名：m_School简 述：存放考生的所在学校或毕业学校数据项组成：1汉字20数据项名称：学历变

42、 量 名：m_EduBackGround简 述：存放考生的最高学历数据项组成：1汉字4数据项名称：专业变 量 名：m_Specialty简 述：存放考生所学的专业数据项组成：1汉字10数据项名称：联系电话变 量 名：m_Phone简 述：存放考生的联系电话数据项组成：1数字15数据项名称：邮政编码变 量 名：m_PostID简 述：存放考生的联系地址的邮政编码数据项组成：6个数字数据项名称：联系地址变 量 名：m_Address简 述：存放考生的联系地址数据项组成：1汉字30数据项名称：发卡单位变 量 名：m_SendedUnit简 述：存放考生磁卡的发放单位数据项组成：1汉字20数据项名称：发卡时间变 量 名：m_SendedTime简 述：存放考生磁卡的发卡时间或修改时间数据项组成：年+月+日+时+分注 释：当把考生信息写入磁卡时，系统会自动把当前时间存入磁卡第五章 系统的设计根据上面的系统流程图划出各部分程序流程图：1录取指纹程序流程图：FTFTFTFFTFT开始Sleep()Fla