Memahami Sistem Identifikasi Sidik Jari Otomatis: Cara Kerja dan Aplikasinya

Sistem Identifikasi Sidik Jari Otomatis – Modul & Aplikasi

Pengantar Sistem Identifikasi Sidik Jari

Sistem Identifikasi Sidik Jari atau Daktiloskopi adalah proses unik identifikasi dengan mencetak sidik jari individu. Ini menggunakan fakta bahwa tidak ada dua individu yang memiliki pola sidik jari yang sama. Ini adalah salah satu teknik yang banyak digunakan untuk mendapatkan detail seseorang dan merupakan cara mudah dan nyaman untuk mengidentifikasi seseorang.

Gambar 1: Jenis-jenis Sidik Jari

Setiap kulit jari manusia memiliki pola garis gelap (ridges) bersama dengan garis putih (valleys) di antaranya. Titik di mana struktur ridge berubah dikenal sebagai Minutiae. Setiap jari manusia memiliki pola ridge yang berbeda. Pola-pola ini dapat berupa Arches (dimana ridges masuk dan keluar di sisi yang sama), Loops (dimana ridges masuk di satu sisi dan keluar di sisi lain) dan Whorls (lingkaran atau campuran pola berbeda)

Sidik jari dapat diperoleh dengan dua metode – Kimia dan Metode Identifikasi Otomatis

Pada metode pertama, permukaan disemprot dengan berbagai kimia seperti Cyanoacrylate, Ninhydrin, Magnetic Powder dll. dan pola sidik jari kemudian dapat diangkat menggunakan pita samar. Pada metode yang kedua, citra sidik jari diperoleh oleh berbagai sensor seperti Kapasitif Sensor (mendapatkan nilai piksel berdasarkan kapasitansi ridges sidik jari), Optical Scanner (menggunakan prism untuk mendeteksi perubahan refleksi cahaya oleh setiap ridge atau valley) dan Thermal Scanner (mengukur perbedaan suhu seiring waktu untuk membuat citra digital).

• Baca Juga: Berbagai Jenis Sistem Penyaluran & Metode Penyaluran Listrik

Pemrosesan Citra Digital dalam Sistem Identifikasi Sidik Jari

Langkah-langkah dasar untuk pemrosesan citra digital dalam Sistem Identifikasi Sidik Jari melibatkan aksi pengambilan, penyimpanan dan analisis data sidik jari.

Langkah pertama melibatkan pengambilan citra sidik jari dari berbagai sensor seperti – Optical atau Capacitive Sensor. Charge coupled device yang ada di optical scanner terdiri dari dioda sensitif cahaya yang mengeluarkan sinyal listrik saat diterangi cahaya. Titik-titik kecil ini ketika mengenai target spot membentuk piksel dan susunan piksel membentuk citra. Setelah jari ditempatkan pada layar, citra diambil dengan menerangi ridges jari.

Langkah kedua melibatkan penyimpanan dan pemrosesan citra dengan langkah-langkah berikut.

• Image Segmentation: Melibatkan penghapusan fitur yang tidak diinginkan dari citra yang diambil. Prosedur yang diikuti adalah Thresholding, di mana piksel yang memiliki intensitas (nilai abu-abu) lebih besar dari suatu ambang batas dipertimbangkan, sedangkan yang memiliki intensitas lebih kecil dari nilai ambang batas dihapus atau dihapus.
• Image Normalization: Melibatkan mendapatkan pola intensitas seragam untuk seluruh citra. Ini dilakukan sehingga piksel citra berada dalam rentang nilai abu-abu yang diinginkan
• Image Orientation: Citra dibentuk dengan menghitung orientasi di setiap titik. Orientasi ditentukan dengan menghitung rata-rata vektor ortogonal terhadap gradien setiap piksel di arah X dan Y.
• Image Filtering: Ini melibatkan penggunaan berbagai teknik seperti Gabor atau Butterworth Filters untuk menghilangkan noise yang tidak diinginkan.
• Image Binarization: Ini melibatkan konversi citra yang difilter menjadi citra biner menggunakan teknik thresholding, untuk meningkatkan kontras. Ini menggunakan teknik thresholding global, di mana nilai piksel lebih besar dari ambang batas diatur ke 1 dan nilai piksel lebih kecil dari ambang batas diatur ke 0.
• Image thinning: Ini dilakukan untuk mempertahankan konektivitas ridges dan melibatkan eliminasi piksel foreground.

Langkah ketiga melibatkan analisis citra, dengan mengekstrak detail minutiae dari citra yang telah diproses dan kemudian membandingkan detail-detail tersebut dengan template yang sudah tersimpan. Ini dicapai dengan menghitung crossing number (setengah dari jumlah selisih) antara pasangan piksel dalam lingkungan eight-connected. Ini memberikan identifikasi unik untuk setiap karakteristik sidik jari.

Modul Sidik Jari

Untuk mencapai identifikasi sidik jari menggunakan mikrokontroler, dua jenis modul sidik jari dapat digunakan – SM630 dan R305.

Mari kita paham singkat tentang keduanya.

a. R305:

Gambar 2: Scanner Sidik Jari R305

• Baca Selengkapnya: Arduino Serial: Komunikasi Serial oleh Arduino

Ini adalah modul 4 pin, kompatibel Transistor Transistor Logic (TTL), yang berkomunikasi dengan Mikrokontroler melalui komunikasi Serial UART.Sementara pin TD terhubung dengan pin RXD Mikrokontroler, pin RD terhubung dengan pin TXD Mikrokontroler. Ia mendukung komunikasi serial asinkron semiduplex dengan baud rate default 57600bps (baud rate yang dapat diterima dapat antara 9600 hingga 115200bps).

Frame yang ditransfer adalah frame 10 bit dengan start bit level rendah, 8-bit command atau data dan stop bit. Setelah dinyalakan, membutuhkan waktu sekitar 500 milidetik untuk inisialisasi. Sumber daya sistem terdiri dari memori 512 bytes , diatur sebagai notepad dan dua buffer karakter file 512 byte.

b. SM630:

Gambar 3: Scanner Sidik Jari SM630

• Baca Juga: USB Mini Fan (Buatan Rumah, sangat sederhana Menggunakan Motor Kipas PC 12V)

Serupa dengan R305 dalam hal konfigurasi pin dan teknik komunikasi yang digunakan. Fitur unggulan termasuk algoritma sidik jari yang dikembangkan sendiri, mekanisme penyesuaian parameter adaptif, biaya rendah dan konsumsi daya, mudah digunakan dan desain terintegrasi portabel. Ini terdiri dari 768 template sidik jari.

Di sini kita akan menggunakan sensor sidik jari R305 Sunrom yang terhubung ke papan antarmuka, 1125. Ini terdiri dari tiga tombol – ADD, EMPTY dan SEARCH. Tombol ini dapat digunakan atau perintah eksternal dapat dikirim ke papan dari mikrokontroler.

Dalam rangkaian di bawah, kami menghubungkan papan sensor sidik jari ke mikrokontroler 8051, AT89S51 melalui komunikasi serial. Hasil proses identifikasi ditampilkan pada LCD.

Setelah perintah ADD dikirim dari mikrokontroler, sidik jari ditambahkan ke database dan ID yang sesuai dikirim kembali ke mikrokontroler dan ditampilkan pada LCD. Dalam kasus kesalahan, kode (0xFF) dikirim dan pesan kesalahan ditampilkan pada LCD.

Setelah perintah EMPTY dikirim dari mikrokontroler, semua sidik jari yang ditambahkan dihapus dari database. Kode respons 0xCC menunjukkan eksekusi berhasil, sedangkan kode respons 0xFF menunjukkan kesalahan.

Setelah perintah SEARCH dikirim dari mikrokontroler, ID yang cocok yang sesuai dengan sidik jari dikirim sebagai kode respons dari mikrokontroler dan ID ditampilkan pada LCD. Dalam kasus kesalahan, kode respons 0xFF dikirim kembali.

Aplikasi Sistem Identifikasi Sidik Jari

1. Lokasi Kejahatan: Aplikasi utama dari sistem identifikasi sidik jari adalah mengidentifikasi pelaku kejahatan yang terlibat dalam kejahatan apapun. Salah satu bukti utama yang dicari dari lokasi kejahatan adalah sidik jari pada barang yang ditemukan. Ini membantu dalam menemukan pelaku berdasarkan sidik jari.
2. Organisasi: Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi anggota organisasi berdasarkan nomor identitas unik mereka. Ini memastikan hanya orang yang berwenang yang dapat memasuki area yang aman dari Organisasi dan bukan penyerbu. Ini juga menghitung kehadiran individu dan waktu yang dihabiskan di dalam tempat tersebut.
3. Toko Runcit: Teknik ini berguna untuk mengenali dan menagih kartu kredit atau debit yang sudah terdaftar pengguna.

Anda juga dapat membaca:

• Pemrograman Arduino: Apa itu Arduino dan Cara Memprogramnya?
• Perhitungan Desain Pencahayaan di Bangunan – Langkah demi Langkah
• Sekring dan Jenis-jenis Sekring