Датчики отпечатков пальцев: Полное руководство для начинающих по безопасной аутентификации

Датчик отпечатков пальцев

Схема датчика отпечатков пальцев — это отличная идея для проекта инженера или дизайнера, создающего приложение для безопасности.

Поскольку отпечатки пальцев уникальны для каждого человека, датчик добавляет дополнительный уровень безопасности для любой системы защиты, которую вы планируете построить.

Несомненно, создание датчика отпечатков пальцев звучит сложно, особенно если вы новичок-инженер. Но это не ракетостроение.

В этой статье мы покажем, как работают датчики отпечатков пальцев, их применение и как установить их на ваших устройствах.

Что такое датчик отпечатков пальцев?

Люди склоняются к биометрии, когда существует высокий спрос на безопасность. К тому же, она обеспечивает передовые уровни защиты при сочетании с другими формами защиты — например, паролями.

Таким образом, датчик пальца — это биометрическая система, способная захватывать и распознавать человеческий отпечаток пальца. Как мы упоминали ранее, у каждого человека уникальный отпечаток пальца, который помогает в легкой идентификации. Пальцы имеют папиллярные рисуны, которые создают до пяти различных типов отпечатков, включая вир, левую петлю, правую петлю, дугу и палатку.

Отпечаток пальца

Датчики отпечатков пальцев в основном работают для устройств, которым требуется лучшая производительность и точность, чем у обычных паролей.

Следовательно, вам не нужно беспокоиться о проблемах с похожими отпечатками пальцев. Датчики отпечатков пальцев поставляются со встроенными модулями обнаружения отпечатков, которые отличают их. И они достигают этого, обнаруживая концы папиллярных линий пальца.

Кроме того, датчики отпечатков пальцев предлагают более доступный и безопасный способ блокировки и разблокировки устройств. Также отпечатки пальцев могут служить цифровыми паролями, которые вы не можете забыть.

Безопасность устройства

Как работает датчик отпечатков пальцев?

Регистрация и сопоставление — это два основных фактора, формирующие принцип работы датчика отпечатков пальцев. Прежде чем вы сможете использовать любой датчик отпечатков пальцев, вам придется зарегистрировать свой отпечаток в базе данных устройства.

Допустим, вы купили новый мобильный телефон с датчиком отпечатков пальцев и хотите активировать свою биометрическую безопасность. Теперь устройство попросит вас приложить палец к датчику несколько раз, чтобы успешно зарегистрировать ваш отпечаток пальца на устройстве.

Но это только то, что происходит на поверхности. Во время регистрации датчик генерирует узор отпечатка пальца на основе вашего пальца и сохраняет его в виде кода для сопоставления.

После успешной регистрации датчик будет сканировать и превращать ваш отсканированный отпечаток пальца в код. Затем он сопоставляет код с тем, который хранится в его базе данных. После этого он автоматически разблокирует устройство или систему. Если он не совпадает, он откажет в доступе.

Три метода сканирования датчика отпечатков пальцев

Кроме того, датчик отпечатков пальцев может использовать три метода сканирования для регистрации и сопоставления отпечатков пальцев. Они включают: оптический, емкостной и ультразвуковой сканирование.

Оптические сканеры

Оптические сканеры направляют яркий свет на ваш палец, чтобы сделать высокоразрешающие цифровые фотографии вашего отпечатка пальца. Плюс, это похоже на то, как если бы вы положили руку на копировальный аппарат.

Но вместо того чтобы захватывать темную копию, он отправляет ваш захваченный отпечаток на устройство для хранения.

Оптические сканеры

Также оптические сканеры используют светочувствительные микросхемы для создания визуальных изображений. Эти светочувствительные микросхемы могут быть либо CCD, либо CMOS-сенсорами.

После этого устройство, подключенное к оптическому сенсору, делает три вещи:

• Анализирует изображение
• Выбирает только отпечаток пальца
• Превращает отпечаток пальца в код с помощью продвинутого программного обеспечения для сопоставления образов

Емкостные сенсоры

Как только вы кладете палец на любую поверхность, ваши папиллярные хрящи контактируют с поверхностью, в то время как впадины между ними не касаются поверхности точно. В противовес этому, емкостные сенсоры используют электрический ток для измерения вашего пальца.

Следовательно, существуют разные расстояния между частями вашего пальца и поверхностью, которую вы касаетесь. Опять же, это расстояние — то, что измеряет емкостной сенсор для генерации изображения вашего отпечатка пальца. Также емкостные сканеры похожи на сенсорные экраны телефонов и плохо работают с влажными пальцами.

Хотя емкостные сенсоры более безопасны и быстры, чем оптические сенсоры, вы можете повредить их статическим электричеством. И это, если вы используете их постоянно с влажными пальцами.

Емкостные сенсоры

Ультразвуковые сканеры отпечатков пальцев

Альтернативно, ультразвуковой датчик отпечатков пальцев использует ультразвук для анализа ваших отпечатков пальцев вместо электричества или света. Следовательно, вы можете найти ультразвуковые сканеры на смартфонах новых моделей. Плюс, ультразвуковые сенсоры сканируют отпечатки пальцев в 3D — что делает их более безопасными, чем оптические сканеры. Однако ультразвуковые сканеры обычно медленнее емкостных сенсоров.

Ультразвуковой датчик отпечатков пальцев

Как установить датчик отпечатков пальцев?

Вы можете установить USB-датчик отпечатков пальцев на своем устройстве или установить его с Arduino. Давайте посмотрим на оба варианта подробнее.

USB-датчик отпечатков пальцев

Сначала подключите свой сканер отпечатков пальцев к устройству через USB-порт. Если он работает, ваш компьютер распознает устройство. Далее установите программное обеспечение для вашего считывателя. Вы можете использовать установочный диск, идущий с считывателем, или загрузить соответствующее программное обеспечение онлайн.

После установки программного обеспечения вы можете использовать свои датчики отпечатков пальцев. Затем попробуйте приложить палец к сенсору и зарегистрировать свой отпечаток пальца. Если это работает, то ваше подключение успешно. Однако некоторые модели могут потребовать настройки дополнительных параметров.

После этого вы можете начать использовать свой отпечаток пальца для разблокировки устройства.

Датчик отпечатков пальцев с Arduino

Вам понадобятся всего несколько компонентов для подключения датчиков отпечатков пальцев к Arduino. Эти компоненты включают:

• Модуль датчика отпечатков пальцев
• Макетная плата
• Пауэрбанк
• Соединительные провода
• TFT-дисплей
• Плата Arduino

Шаг 1: Выводы датчиков отпечатков пальцев включают выводы DNC, VCC, TX, RX и GND. Следовательно, используйте белый провод для подключения вывода DNC, красный для VCC, синий для TX, зеленый для RX и черный для GND.

Шаг 2: Для подключения датчиков отпечатков пальцев к Arduino соедините черный провод с выводом GND, красный с выводом 5V, зеленый с выводом 2, а белый с выводом 3.

Шаг 3: Вы также можете подключить дисплей к Arduino, соединив в следующем порядке:

1. Соедините VCC TFT-дисплея с выводом 5V Arduino
2. GND с GND
3. Вывод CS с цифровым выводом 10
4. Вывод RST с цифровым выводом 9
5. Вывод A0 с цифровым выводом 8
6. Вывод SDA с цифровым выводом 11
7. Вывод SCK с цифровым выводом 13
8. И вывод LED с выводом 3.3V

После следующих подключений загрузите код ниже, используя библиотеку Adafruit fingerprint для сенсора. И библиотеки Adafruit GFX и Sumotoy для дисплея.

Код Arduino

Код Arduino

Не работает

Если ваш датчик отпечатков пальцев не работает после успешного подключения, вы можете либо устранить неполадки, либо заменить его. Плюс, вы можете проверить руководство для вариантов устранения неполадок.

Если вы используете подключение Arduino, убедитесь, что все выводы подключены правильно, или проверьте, есть ли неисправное оборудование.

Применение

Датчики отпечатков пальцев в основном работают для приложений безопасности. Следовательно, вы можете использовать их для защиты своих телефонов, компьютеров, получения доступа к зданиям и даже сбора данных.

Доступ по отпечатку пальца

Заключительные слова

Сканирование отпечатков пальцев

Сканирование отпечатков пальцев более популярно, чем любая другая форма биометрической безопасности. Одним из преимуществ использования сканирования отпечатков пальцев является защита вашего устройства, информации или имущества от преступников или злоумышленников. Плюс, это легко использовать и безопасно хранить данные.

Следовательно, если вам нужен лучший способ защитить свою частную информацию, вы должны использовать датчик отпечатков пальцев. У вас не будет проблем, как забывание пароля или ключей снова.

Если у вас есть дополнительные вопросы о датчиках отпечатков пальцев, не охваченные здесь, не стесняйтесь обращаться к нам.