一、方案背景

由于受到脱机容量、速度的限制，脱机指纹机中加入大量指纹（如上万枚指纹）的可能性比较小。即使能够扩充容量，脱机运行速度也难以很好地保证；其运行速度和目前的PC相比较，速度是慢多了，基于以上原因，在一些大型的指纹验证系统中，要求指纹容量大、比对效率高，脱机很难承担，故提出一种能够承担大容量指纹且高效率的指纹解决方案，即指纹后台验证服务器系统解决方案。

以脱机（目前为A5-R、F4PLUS-R）作为指纹采集器，当然保留脱机验证功能，借助A5-R（或F4PLUS-R）自身的网络功能，可以将采集来的指纹验证模板、指纹图像等数据传送至PC，进行验证，将比对结果存储于后台服务器，验证结果显示于A5-R（或F4PLUS-R）的 LCD 上，完成验证过程。当然，为什么不直接使用单独指纹采集器呢？具体分析，有几点原因，单独采集器没有网络功能，只能直接连接PC，作为PC 的外接设备，没有强大的独立处理能力，且指纹采集器一般如URU4000B为USB 连接，其网络拓展功能不佳，不能远距离传输，需要直接连接PC USB；验证结果如果在没有附加设备的情况下，只能将验证结果显示于PC；相对于A5-R（或F4PLUS-R）而言，A5-R（或F4PLUS-R）具有独立处理能力，功能容易拓展，可随时随地接入以太网，远距离传输完全交于网络，利用光纤、双绞线进行数据传输，可将验证终端延伸至几十公里外，环境适应能力强，依赖性比较小；A5-R（或F4PLUS-R）有LCD ，可以直接在A5-R（或F4PLUS-R）上显示验证结果；在网络不通的情况下，A5-R（或F4PLUS-R）有脱机验证的功能，可做为应急处理。

为满足大容量、高效率指纹验证需求的前提下，故提出指纹后台验证服务器系统解决方案。验证算法采用ZKsoftware 自主知识产权算法biokey；普通PC 即可担当后台指纹验证服务器，对整个验证系统要求低，算法效率高，保证方案的可行性、易用性。

方案目标：大容量指纹验证识别，强化企事业单位内部管理，智能控制和人员出入管理。

二、指纹验证服务器架构

基本模式为C/S模式，如下图（图1A和图1B）：

对于各层，其职责功能如下：

从图2分析，影响整个系统验证效率的主要因素有以下几点：

1．网络环境。首先要有高效、稳定的网络环境，只有通畅的网络环境，才能保证数据高效流通。

2．服务器性能。理论上，在没有增加用户数量（指纹模板数）的前提下，每一台服务器对应终端数量即A5-R（或F4PLUS-R）数量没有限制，但是服务器性能有所限制，且需要快速完成比对，如果连接的终端机数量太多，则比对速度会下降。

当然，在一些大型的验证系统中，指纹信息数据分配的问题要关注，如人员流动、如跨厂区工作。假设某单位总共有5000 人，其中有1000 人不定期流动，每人采集2 枚指纹，则需要给所有二级服务器中加入2000 枚指纹，现在有A_server 、B_server ，共1000人同时加载于这两个服务器，在实际工作中人员流动不是定期到达某个厂区的，有一种情况随之产生，1000个人中大部分很少去B_server，但是B_server 却一直加载着这些人的指纹，这无疑是对资源的一种浪费；但是如果人为动态加载指纹模板，则又加大了人力投入，对人力也是一种浪费，管理不是十分方便。其次，系统服务器档机问题，如果某一台服务器档机，则该服务器对应的终端不能继续进行验证。图３、４构架出了整个系统的逻辑架构，在具体实现上，提出以下几个新概念：

1．区域。

2．类DNS。

请参下图（图3）：

区域直接的关系如图5，图5只是一个逻辑图，和具体网络环境无关。现在再研究一下人员流动问题，使某一人处于某一区域，人员的流动不再是部门或工作组之间的流动，人事部门对人员的调动或安排，抽象为逻辑区域，易于计算机处理，减少人为干预，节省人力，提高整个系统的自动化和智能化。继续研究一下现在服务器的资源利用情况，服务器只是加载所在区域的指纹，人员可以到该区域任何地方跨部门流动，而无需固定谁为流动人员，使得资源得以充分利用。区域默认为两个组，固定组和流动组；如下例：有A….E 等人，处于区域1，但是其中X 人需要流动到区域2中去，X人到达区域2后，通过终端键盘输入自己的工号（现以工号作为人员唯一标示），进行验证，这个过程即告诉区域2，“我到你这里了”，区域2 中的服务器即知道该人员刚到区域2，将X人的指纹模板加入到区域2中的流动组，如果X人长期在区域2进行验证，则自动把该人指纹加入到区域2中；反之，如果X人在一段时间内没在区域2中进行验证，则服务器程序认为此人离开区域2，从区域2中删除该人。综上所述，在人员流动过程中，将人员的人事分配流动脱离出来，不必要在人事部门让人员流动的时候手动修改，简化操作，实现任意人员的流动，而不是固定人员的流动。当然，也可以手动修改某人所在的区域，区域的概念也可以是将人员、终端、服务器虚拟到一个范围中，这个范围就是区域。

类DNS，目的是为了让系统稳定运行，达到资源均匀分配提高效率，处理档机等突发情况，让整个系统或部分在突发情况下能够正常运行，达到资源在区域内部均匀负担。

以图6作为类DNS描述。

假设在某区域中共有3台服务器，为pc_server1，pc_server2，pc_server3，在系统运行中，终端机会从自己对应的服务器上取得一个DNS列表，该列表反映目前区域中服务器的繁忙程度，若此时pc_server2最为空闲，如果此时pc_server1档机，则pc_server1对应的终端会转向pc_server2进行验证，当然服务器有终端数量限制，如果太多的终端连接它，则拒绝连接，终端会试图连接另外一个比较空闲的服务器。如图6所示，即为DNS转向的整个过程。

当然有很极端的情况，服务器和终端都断电了，但是终端重新启动了，对应服务器没有启动，这个时候终端从对应服务器上得不到DNS 列表，如何转出呢？可以对终端设置其他验证服务器作为备份。

在整个系统中，服务器性能不尽相同，要用性能好的服务器多连接终端，繁忙的服务器，可以让其他空闲服务器分担一部分验证，可以设定服务器连接的最大数量，灵活利用DNS 功能，让资源得到充分的利用。

在项目的具体实施中，需要做些什么呢？以下以某一项目作为案例分析：

项目实施环境，共4个厂区，且4厂区之间距离相对较远，最远为30公里。厂区网络环境如下图（图7），

从上图可以看出，厂区之间网络是连通的，即保证所有服务器都能够访问到中心数据库，加载区域指纹。所以，整个项目的第一步是拥有稳定流畅的网络环境，下图以某一分厂作为特例，其分厂简单网络拓朴如下图（图8）所示，某一食堂网络拓朴如图9 所示。

以上两图为厂区1网络拓朴图和某一食堂的布线图，在有可靠的网络环境下，根据人数分布，在门卫、楼1、楼2、楼3，食堂1、食堂2、食堂3、食堂4、楼5共9处设置9台验证服务器，厂区总共3000多人，指纹为6000多枚，即该区域总共有6000多枚指纹，平均一台服务器连接4台终端；其中楼2服务器处于计算机中心，即为验证服务器，也为数据库服务器（SqlServer服务器），整个系统在硬件部分已经构建起来，接下来，进行指纹初始化，即录入指纹，通过管理软件 + URU + PC，直接将指纹采集到中心数据库中，这无疑为一种高效的指纹采集方法，厂区集中一点进行指纹采集，指纹采集为一个人采集2枚，2枚指纹都可以进行验证，高质量的指纹采集是保证验证效果的先决条件。在指纹采集完成后，即可对人员调配，对人员进行区域划分。在系统硬件和软件系统部署完成后，进入系统调试阶段，可以对一些系统细节问题做出条整，当然，在一些很小的应用中，调试周期应该很短。借助内部双绞线连接的局域网，只需要将终端接入网络，软硬件很快能够部署起来。上面几个步骤包含硬件安装、软件部署。在整个系统中，需要指纹采集、人员分配、服务器验证系统、考勤系统等软件系统支撑，其中就餐、考勤系统为整个系统的数据输出接口，其他过程都为数据输入过程，在通过考勤、就餐系统输出数据后，管理部门可以了解到每个员工的考勤、就餐情况，可以和财务挂钩等，做出相应的处理，实现智能化管理，节省人力，提高管理效率。

根据以上描述和分析，该方案可适合一些大型企业内部智能管理方案，在企业内部数据处理流向如下图（图10）所示：

四、后台验证服务器(RIS)使用说明

1．目前我们的产品A5-R（或F4PLUS-R）支持后台验证服务器（RIS），而且已经成功应用于江苏无锡兴澄钢铁有限公司近2万人的考勤。

2．后台验证服务器的工作原理是前台A5-R（或F4PLUS-R）到后台二级服务器进行指纹远程比对，并将比对的结果反映回A5-R（或F4PLUS-R）。

3．为了保证登记的指纹质量，更好的比对通过率，建议使用U.are.U4000登记指纹,且该U.are.U4000必须写SDK许可。如客户只购买一台带后台验证服务器的A5-R（或F4PLUS-R）机器进行测试，可以直接使用A5-R（或F4PLUS-R）考勤机进行登记指纹。

4．一级服务器的指纹存储量无限制，二级服务器的指纹存储量建议在5000枚左右，最好不要超过5000枚，否则比对速度会受到影响。

5．二级服务器管理的A5-R（或F4PLUS-R）建议不要超过5台，否则比对速度会受到影响。

6．A5-R（或F4PLUS-R）本地的存储量为1500枚指纹，5万条记录容量。

7．后台验证服务器指纹考勤系统是在局域网的环境下进行的。

五、系统组成