ترنم باران

در گذشته حسگر اثر انگشت تنها در گوشی های پرچمدار و رده بالا استفاده می شد. اما امروزه این قابلیت در گوشی های مقرون به صرفه و حتی برخی گوشی های ارزان قیمت تعبیه شده است و اکثر گوشی های هوشمند به این سنسورها مجهز هستند. انواع مختلفی از این سنسورها وجود دارد که هر کدام ویژگی ها و ویژگی های متفاوتی دارند. از آنجایی که این سنسورها مورد استقبال گسترده مردم قرار گرفته اند، شرکت های تولید کننده سعی در بهبود این فناوری کرده اند و امروزه شاهد چندین نسل از حسگرهای اثر انگشت در گوشی های هوشمند هستیم که هر کدام بهتر از مدل های قبلی هستند. عملکرد بهتر و سریع تری دارند.

حسگر اثر انگشت چگونه کار می کند

همانطور که می دانید اثر انگشت هر فرد از یک سری خطوط و برآمدگی های ایجاد شده در نوک انگشت تشکیل شده است. در واقع این خطوط و برجستگی ها به فرد کمک می کند تا هنگام لمس اجسام مختلف از افتادن آن ها جلوگیری کند و این امر با ایجاد اصطکاک بین جسم و انگشتان شما انجام می شود.

با توجه به اطلاعات دریافتی، اثر انگشت هر فرد منحصر به فرد است، یعنی اثر انگشت هر فرد منحصر به فرد است. این بدان معناست که اثر انگشت دو فرد متفاوت نمی تواند یکسان باشد. از آنجایی که اثر انگشت برای افراد مختلف روی کره زمین منحصر به فرد است، اکنون به عنوان یکی از ویژگی های امنیتی بیومتریک گوشی های هوشمند استفاده می شود.

حسگر اثر انگشت تلفن همراه اثر انگشت شما را برای تجزیه و تحلیل به یک تصویر دو بعدی تبدیل می کند و آن را به صورت دیجیتالی در بخشی امن و رمزگذاری شده از حافظه گوشی ذخیره می کند. اگر می خواهید از حسگر اثر انگشت گوشی خود برای رمزگذاری استفاده کنید، مراحل زیر را دنبال کنید.

ثبت اثر انگشت: اولین کاری که برای باز کردن قفل گوشی با اثر انگشت خود باید انجام دهید این است که اثر انگشت خود را روی گوشی خود ثبت کنید. برای این منظور لازم است یک اثر انگشت بر روی حسگر اثر انگشت تعبیه شده در گوشی هوشمند خود قرار دهید تا این حسگر با اسکن اثر انگشت شما و آنالیز آن، اطلاعات مربوط به اثر انگشت را ذخیره کند.انگشت شما به صورت کد در پایگاه داده شما . برای استفاده از آن برای رمزگشایی تلفن های آینده.

احراز هویت: بعد از اینکه اثر انگشت خود را در تلفن هوشمند خود ثبت کردید، تلفن شما از اطلاعات اثر انگشت ثبت شده در پایگاه داده خود برای احراز هویت و باز کردن قفل استفاده می کند. در این فرآیند باید اثر انگشت خود را روی این سنسور قرار دهید تا حسگر اثر انگشت شما را اسکن کند و آن را با داده های پایگاه داده مطابقت دهد. اگر اثر انگشت شما با داده های پایگاه داده مطابقت داشته باشد، رمز عبور گوشی باز می شود و می توانید به قسمت های مختلف گوشی دسترسی داشته باشید.

انواع حسگر اثر انگشت

انواع مختلفی از حسگرهای اثر انگشت توسط سازندگان مختلف تولید و وارد بازار شده است که از جمله آنها می توان به سنسورهای نوری یا نوری، حسگرهای خازنی، سنسورهای اولتراسونیک یا اولتراسونیک اشاره کرد. در ادامه به بررسی کامل این سنسورها می پردازیم.

سنسورهای نوری

از قدیمی ترین اسکنرهای اثر انگشت موجود در بازار، سنسورهای نوری هستند که از نور برای ثبت و اسکن اثر انگشت استفاده می کنند. حسگرهای فوق یک تصویر دیجیتالی از اثر انگشت کاربر می گیرند و از الگوریتم های تعریف شده خود برای مطابقت با الگوهای منحصر به فرد خطوط و لبه های اثر انگشت در مناطق تاریک و روشن تصویر و مطابقت با الگوهای موجود در پایگاه داده استفاده می کنند. تایید می شوند.

بنابراین وقتی انگشت خود را جلوی اسکنر می گیرید تا امواج و خطوط روی آن را ضبط کنید، اسکنر یک محیط تاریک ایجاد می کند. در نتیجه از یک LED به عنوان فلاش برای ثبت یک تصویر واضح استفاده می شود. اساساً سنسورهای نوری مانند دوربین های عکاسی کار می کنند، بنابراین وضوح های متفاوتی دارند. بدون شک سنسورهای با وضوح بالا به دلیل اینکه تصاویر باکیفیت می گیرند امنیت بالایی خواهند داشت و احتمال خطا و اشتباه در افراد کمتر از انواع دیگر خواهند بود. همانطور که قبلاً گفتم سنسور اثر انگشت نسل اول یک سنسور اپتیکال است که امروزه کمتر از آن استفاده می شود و تنها در برخی از گوشی های گران قیمت شاهد استفاده از این حسگر اثر انگشت هستیم. از دلایل نامحدود بودن این سنسور و جایگزینی آن با سنسورهای دیگر می توان موارد زیر را برشمرد:

طیف وسیع: از امروز بسیاری از مصرف کنندگان و کسب و کارها ترجیح می دهند از گوشی هایی با ابعاد سبک و باریک استفاده کنند. در نتیجه این سنسورها به تدریج منسوخ شدند زیرا مدارهای بزرگتری داشتند و با دو سنسور جدید با مدارهای کوچکتر جایگزین شدند.

سطح پایین امنیت: از آنجایی که این سنسورها هر دو طرف تصویر را برای جستجوی اثر انگشت آنالیز می‌کردند، از نظر امنیتی ضعیف بودند و با استفاده از عکس‌های باکیفیت یا انگشتان مصنوعی می‌توان امنیت آنها را زیر سوال برد.

اسکنر اثر انگشت گوشی

این سنسورها از قابلیت تشخیص اثر انگشت استفاده می کنند. خازن وسیله ای الکترونیکی است که انرژی الکتریکی را در یک مدار الکتریکی ذخیره می کند. اثر سنسور نوری دو بعدی بود و امکان ثبت اثر انگشت با جزئیات کوچک وجود داشت. اما خوشبختانه سنسور خازنی با ثبت دقیق داده های دست و ثبت تمام جزئیات با استفاده از سیگنال های الکتریکی توانست این نقص را پوشش دهد. در واقع این دستگاه ها برای ذخیره اطلاعات اثر انگشت از مدار ردیابی متشکل از خازن های کوچک استفاده می کنند. خطوط فوق در واقع یک سری خازن های کوچک هستند.

نحوه کار این خازن های کوچک به این صورت است که این خازن ها دارای بار الکتریکی هستند و زمانی که اثر انگشت کاربر روی سنسور قرار می گیرد، بار الکتریکی آنها تغییر می کند و در صورت عدم تماس، تغییری در آن شارژها ایجاد نمی شود. تغییراتی که در شارژ خازن ایجاد می شود با تغذیه تقویت کننده عملیاتی تشخیص داده می شود و در مرحله بعد مبدل آنالوگ به دیجیتال تغییرات بار را تشخیص می دهد و در مرحله آخر با استفاده از الگوریتم های موجود در این مدارها. ، اثر انگشت کاربر با داده هایی که قبلاً در پایگاه داده ذخیره شده است مطابقت دارد و در صورت مطابقت، قفل گوشی باز می شود.

برای انجام این کار برای اولین بار، باید اثر انگشت کاربر را در یک پایگاه داده ذخیره کنم تا بتوانم آن را بیشتر تجزیه و تحلیل کنم و هنگام باز کردن قفل گوشی، اعتبار کاربر را تأیید کنم. در این زمان، تصویر به صورت دو بعدی ذخیره نمی شود، بنابراین می توان گفت که ایمنی سنسور خازنی نسبت به سنسور نوری بالاتر است. در نتیجه، نمی‌توانید اسکنرهای خازنی را با عکس‌های با کیفیت اثر انگشت یا پروتزهای مصنوعی باز کنید. به همین دلیل است که اسکنرهای ذکر شده در بالا در بین مشتریان محبوبیت بیشتری پیدا می کنند و امروزه شاهد استفاده گسترده از این سنسورها در طیف گسترده ای از گوشی های هوشمند هستیم.

حسگر اثر انگشت اولتراسونیک

فناوری جدید اسکن اثر انگشت که به بازار معرفی شد، دستگاه های اولتراسونیک است که شاهد استفاده گسترده آن در گوشی های هوشمند هستیم. اسکنرهای اثر انگشت فوق از صدای اولتراسونیک با فرکانس بالا برای تشخیص اثر انگشت با دقت و سرعت بسیار بالا استفاده می کنند.
این سنسور از فرستنده و گیرنده اولتراسونیک برای احراز هویت استفاده می کند. در طی این فرآیند، پالس‌های اولتراسوند از فرستنده به انگشتی که روی اسکنر قرار می‌گیرد ارسال می‌شود. بلافاصله پس از برخورد انگشت به این اسکنر، برخی رد می شوند و مقدار دیگر منعکس می شود.
پالس منعکس شده توسط گیرنده اولتراسوند دریافت می شود و بسته به شدت نبض یک تصویر سه بعدی از اثر انگشت به دست می آید. لازم به ذکر است که تغییرات در شدت نبض برگشتی به دلیل برجستگی ها و خطوط روی انگشت است. این سنسورها به عنوان سنسورهای خازنی بسیار دقیق و ایمن هستند.

گیرنده اولتراسونیک برای اینکه بتواند تغییر در شدت پالس منعکس شده را تشخیص دهد، تاثیر مکانیکی اثر انگشت روی اسکنر را در نظر می گیرد. در نتیجه هر چه زمان بیشتری برای قرار دادن انگشت روی اسکنر طول بکشد، جزئیات بیشتری از انگشت توسط اسکنر ثبت می شود و تصویر سه بعدی دقیق تری به دست می آید که می تواند به تشخیص دقیق تری کمک کند.

یکی از مزیت های ویژه این سنسورها نسبت به سایر سنسورها این است که شرکت های سازنده می توانند آنها را زیر بدنه فلزی یا پلاستیکی گوشی قرار دهند تا این سنسورها بدون افت کیفیت سنسورهای بالا را بسازند. انجام شده از معایب این اسکنرها به سرعت کمتر آن ها نسبت به سنسورهای قبلی اشاره می کنیم.

دلایل استفاده از حسگر اثر انگشت در گوشی هوشمند

یکی از دلایل اصلی استفاده از حسگرهای اثر انگشت مختلف در گوشی های هوشمند، امنیت بالای سنسورها است. علاوه بر این، پس از معرفی سنسورهای فوق به بازار، کاربران رمزگشایی گوشی را آسان‌تر کردند و دیگر نیازی به وارد کردن رمز عبور برای استفاده از گوشی نداشتند. البته حسگر اثرانگشت گوشی علاوه بر سخت افزار، از نرم افزاری نیز برای تشخیص اثر انگشت استفاده می کند. اساساً این سنسورها از آی سی و اسکنر اختصاصی استفاده می کنند و تصاویر ضبط شده را ذخیره و به نرم افزار تشخیص انتقال می دهند تا داده های دریافتی را پردازش کنند. اطلاعات و داده های ثبت شده توسط اسکنر در مکانی امن روی گوشی ذخیره می شود. به همین دلیل اطلاعات مربوط به این اسکنرها از دسترس سایر اپلیکیشن ها دور می ماند تا به راحتی به اطلاعات مهم گوشی دسترسی پیدا نکند و امنیت گوشی مختل و سخت شود.

نتیجه

یکی از پرکاربردترین فناوری هایی که در گوشی های هوشمند می بینیم، حسگر اثر انگشت است. حسگرهای اثر انگشت در سه نوع مختلف ارائه می شوند که نوع اپتیکال یا اپتیکال به دلیل عملکرد ضعیف نتوانسته به کار خود ادامه دهد و این نوع سنسورها امروزه عملا منسوخ شده اند. اما دو سنسور دیگر همچنان در گوشی های هوشمند استفاده می شوند و هر روز شاهد بهبود عملکرد این سنسورها در نسخه های جدید هستیم. گوشی هایی که با استفاده از حسگر اثر انگشت آنلاک می شوند در کنار سرعت رمزگشایی از امنیت بالایی نیز برخوردار هستند.

منبع: شهر سخت افزار مجله فناوری