指纹识别技术在电力监控系统中的应用

《指纹识别技术在电力监控系统中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、指纹识别技术在电力监控系统中的应用佚名【减小字体】【增大字体】摘要：为改善目前集控屮心监控系统采用"用户ID+密码”的方式进行用户身份认证和权限控制的弊端，文章提出皋于指纹识别技术的监控系统身份识别的解决方案，介绍了方案设计思路，并利用指纹识别技术实现了监控系统身份识別功能。该指纹识别技术在监控系统的应用，可对电网女全运行提供彳j力的技术保障。关键词：指纹识别；监控系统；身份识别；识别算法中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-2374(2009)16-0038-02—、技术应用背景忖前国内大部分地区220KV和110KV变电站都已实现无人值班技术，进入了由集控屮心统一监控阶

2、段。一个集控中心一般监控7〜10个变电站，变电站站内开关和刀闸操作都通过集控中心遥控操作。在运行监控特别是拉闸限电期间，集控中心的遥控操作非常频繁，夏季期间平均每天要通过遥控操作拉限电100多条次。在这些频繁操作屮，目前集控中心监控系统采用“用户ID+密码”的方式进行用户身份认证和权限控制。每一步操作都需耍输入操作人用户名、监护人用户名及相应密码，一方面这些步骤需要花费较多时间，使得调度拆令执行不及时，H容易分散操作注意力；另一方而由于经常操作，密码比较简单，操作人员相互之间都知道，密码失去保密作用，容易发生操作人冒名监护人进行单人操作。这不但使集控中心监控系统存在女全隐患，更主要的是将对供

3、电安全产生严重的安全威胁。为解决“川户ID+密码”认证方式所出现的弊端，故提出将指纹识别技术应川于集控中心监控系统，以实现川户对变电站设备进行控制前的身份认证。二、指纹识别技术研究每个人的指纹图案、断点和交叉点各不相同，呈现唯一性且终生不变。据此，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过他的指纹和预先保存的指纹数据进行比较，就可以验证他的真实身份，这就是指纹识别技术。指纹识别技术可称为人体密码，是模式识别领域中使用最早的，也是最为成熟的牛物鉴左技术，它是集传感器技术、牛-物技术、电子技术、数字图像处理、模式识别于一体的高新技术。（一）指纹识别方案设计在用户登入电力监控系统前，首先集取集控屮

4、心操作人员指纹，木系统采用光电传感器作为指纹取像设备，并通过USB接口与监控系统服务器连接。指纹的图形及其他相关特征集取下来后传送至指纹采集程序中，经过运算及统计，在所采集图形中找出该指纹具有所谓“人人不同11终身不变的特性”的相关特征点,并将Z数位化。其次在进行遥控操作时，当系统需要认证操作人用户身份时，可调用该指纹的数位化数据，并经运算、验证其与指纹数据库屮的比对资料的和似程度，达到一定程度以上的统计相似度，即认为通过验证。然后通过同样的方法再验证监护人的指纹信息。只有操作用户和其监护人的指纹验证均通过，口不为同一人时，遥控操作程序才能继续执行。（二）识别算法设计在指纹识别过程中，我们把

5、识别算法设计为3个步骤：图像预处、指纹特征提取和指纹比对。采集的指纹图像容易受到各种因素的影响而使图像质量变差，比如手指按压的方向和力度、皮肤的干湿程度、传感器的特征差异等。因此，指纹识别算法首先要对指纹图彖进行预处理，以把有用的而景信息和背景区分开。在区分指纹的指纹区域和非指纹区域的指纹图像分割方法屮，采用了基于块的指纹图像分割方法，这个算法将指纹图像分割成大小固定的小块，根据每一小块的特性确定该块是而景（指纹区）还是背景（非指纹区）。经过研究分析，我们采用的识别算法为方并法进行图像分割。指纹图像的前景区域由指纹脊线和谷线组成，指纹脊线和睿线是黑白和间的纹理，因此方差比较大，而背景区域的灰

6、度变化不大，因此方差比较小。基于这一特征，利用图像的局部方差对指纹图像进行分割，首先将指纹图像分成w*w的小块，计算每一块图像的平均灰度值，aveg（k,1）=■,k=l,…，M；1=1,…，N；其中g（i,j）是第（k,1）块中笫i行笫J列像素的灰度值。M,N是指纹图像行块数和列块数；再计算每一块图像的灰度方差：var（k,1）二・，21,…，M；1=1,…，N；对于每一块图像，当var（k,1）大丁•阂值T1时，将其设为前景，否则设为背景；最后用3*3邻域进行平滑，去除孤立图像块。然后采用基于块方向图计算的方向滤波；接着利用动态阀值法进行二值化处理，以把指纹灰度图像转化为仅用0、1表示的

7、二值图像。对二值化厉的二值图像进行细化可得到骨架图象。接下來的特征提取阶段采川模板兀配的方法获取细节特征点（端点、分叉点）的位置、方向和类型信息。最后特征匹配则采用基于细节特征点匹配的算法。其识别算法流程图如图1所示：图1指纹识别算法流程三、监控系统身份认证设计与实现（一）数据库安全设计通过两个方面实现数据库系统信息安全：一是数据库管理系统本身提供的用户名/II令识别、使用权限控制、审计等管理措施；另一个就是