[发明专利]一种基于书写笔劲识别的身份验证系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种身份验证系统，尤其涉及一种基于书写笔劲识别的身份验证系统，属于单片机控制技术领域。

背景技术

在当今信息社会，个人隐私、商业机密和国家安全等越来越受到人们的重视，信息既需要能被方便的读取，又需要得到可靠地保护。然而，现今的一些身份认证方案很难尽善尽美，即使是被认为不可复制的虹膜和指纹识别，在犯罪分子获取当事人的眼球或手指等身体器官的极端情况下也会被冒充。由于成年人的书写习惯包括书写的字形、速度、力度和角度等，在较长一段时间内是固定不变的，长期以来都以签名的字形作为认证身份的依据。特别是汉字，由于其特征较为明显，经常被用来作为身份鉴定。但字形是直观的形态，比较容易被模仿，相比之下书写的劲道难以察觉，几乎是不可复制和模仿的。而电阻触摸屏由于其自身的构造，可以使用专用触摸屏控制芯片采集笔迹及笔劲信息。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供了一种基于书写笔劲识别的身份验证系统，本系统的硬件平台，采集了书写的压力信息，可以分析出不同的人书写的压力有明显的区别，实现身份识别。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种基于书写笔劲识别的身份验证系统，包括单片机、触摸屏控制模块、电阻触摸屏、上位机程序模块，单片机第一输出端通过触摸屏控制模块连接电阻触摸屏，单片机第二输出端连接到上位机程序模块；单片机和电阻触摸屏共同完成笔劲数据信息采集，再通过串口与计算机数据通信，由上位机程序模块进行笔劲信息数据库的建立，最终通过匹配比对算法完成用户的认证。

本发明的有益效果是：本系统的重点在于对以往单纯以书写的字形来识别身份的方式的改进，在相对成熟的笔迹识别技术基础上，辅以对书写笔劲的对比，可以更加精确地识别用户的身份，而且书写的笔劲在外观上是很难察觉的，故很难被模仿。系统中的书写笔劲的采集是直接基于触摸屏的，不用外加任何传感器和特殊的压力采集设备，简单易行，只需稍加改装。另外可以将笔劲转化为第三维度的信息，使用现在已经相当成熟的图像识别算法进行处理；本系统结合笔迹识别技术与书写劲道的认证，提高了身份认证的准确性。

附图说明

图1为系统结构原理图；

图2为压力测量原理图；

图3为AD7879典型接口电路；

图4为下位机程序流程图；

图5为上位机程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案实现方法进行说明：一种基于书写笔劲识别的身份验证系统，包括单片机、触摸屏控制模块、电阻触摸屏、上位机程序模块，单片机第一输出端通过触摸屏控制模块连接电阻触摸屏，单片机第二输出端连接到上位机程序模块；单片机和电阻触摸屏共同完成笔劲数据信息采集，再通过串口与计算机数据通信，由上位机程序模块进行笔劲信息数据库的建立，最终通过匹配比对算法完成用户的认证。

如图1所示，系统在整体上采用模块化设计，通过AD7879芯片、单片机和触摸屏共同完成笔劲数据信息采集，再通过串口完成与计算机的数据通信，将笔劲信息数据交与上位机；上位机利用LabVIEW构建出友好的用户界面，然后程序主体将所得的数据转换，经过加密存储后，按照一定的规律显示在屏幕上，同时，后台将完成提取特征值，与现有数据进行匹配，并将结果通过对话框的形式显示给用户。

通过分析电阻式触摸屏的结构可以知道，在按下触摸屏的时候，两层的金属膜之间肯定会有接触电阻，如图2所示，而触摸电阻值越大，则表示触摸压力越小，所以这里就可以得到一种测量触摸压力的方案。具体测量方法如下，将参考电压接在Y+和X-上，分别测量X+端的电压得出Z1和Y-端的电压得出Z2.则接触电阻的计算公式为：

R_TOUCH＝R_X×(Z₂/Z₁-1)×X_POS/2^X    (1)

公式中RTOUCH表示接触电阻，RX表示X方向的总电阻，其与实际触摸压力相关，XPOS为接触点处X方向电压采样值，N为采样深度。本项目中只关心压力的相对大小，所以无需知道RX的具体值，这保证了软件的可移植性。