物联网AI MicroPython传感器学习 之 AS608指纹识别模块

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一、产品简介

AS608指纹识别模块是一款高性能的光学指纹识别模块。它采用的是指纹识别芯片公司杭州晟元芯片技术有限公司生产的AS608指纹识别芯片。该芯片内置DSP运算单元，集成了指纹识别算法，能高效快速采集图像并对指纹特征进行识别。 该模块配备了串口和USB接口，用户无需研究复杂的图像处理及指纹识别算法，只需通过简单的串口、USB按照通讯协议便可控制模块。本模块可应用于各种考勤机、保险箱柜 、指纹门禁系统、指纹锁等场合。
本文中主控板和AS608模块之间使用UART进行通信，实际使用过程中最少只需要使用VCC/TX/RX/GND四根引脚和主控板进行通信。模块接口外观及其定义如下：
image.png

引脚定义

名称说明
VCC模块电源正极
TX串行数据输出，TTL逻辑电平
RX串行数据输入，TTL逻辑电平
GND地线
TOUCH触摸板感应信号，默认高电平有效
UA触摸板电源输入，3.3V
D+USB D+数据线
D-USB D-数据线

二、技术参数

  • 供电电压：3.0V~5.5V，典型值：3.3V
  • 工作电流：30~60mA，典型值：40mA
  • ADC测量速率：8Bps~860Bps，可设置
  • UART接口配置（默认波特率：57600，数据位：8，停止位1，校验位：none，TTL电平）
  • USB接口支持全速2.0标准
  • 图像处理时间：<0.4秒
  • 上电延时：<0.1秒，模块上电后需要约 0.1S 初始化工作
  • 指纹搜索时间：<0.3秒
  • 拒真率：<1%
  • 认假率：<0.001%
  • 指纹存容量：300枚
  • 工作环境：温度-20~60摄氏度，湿度<90%（无凝露）

三、软件接口

AS608(uartObj) - 创建AS608驱动对象

  • 函数原型：

as608Obj = AS608(uartObj)

  • 参数说明：
参数类型必选参数？说明
uartObjUART是传入uart对象
  • 返回值：

执行成功，返回指纹识别模块对象；创建失败，抛出Exception

  • 示例代码：
from machine import UART,Pin    # 驱动库
import as608               # AS608指纹识别模块库uartObj = UART(1, baudrate=57600,bits = 8,stop = 2, tx=Pin(33), rx=Pin(32))
as608Obj = as608.AS608(uartObj) # AS608指纹识别设备初始化
print("AS608 inited!")
  • 输出：
AS608 inited!

getEmptyPosition - 获取空白位置ID

  • 函数功能：
    查询AS608内部空闲指纹存储ID，即未存储有效指纹模板的存储空间
  • 函数原型：

AS608.getEmptyPosition()

  • 参数说明：

无

  • 返回值：
    成功返回非负值，代表可用指纹存储ID，失败返回as608.FAIL
  • 示例：
from machine import UART,Pin    # 驱动库
import as608               # AS608指纹识别模块库uartObj = UART(1, baudrate=57600,bits = 8,stop = 2, tx=Pin(33), rx=Pin(32))
as608Obj = as608.AS608(uartObj) # AS608指纹识别设备初始化
print("AS608 inited!")id = as608Obj.getEmptyPosition()
print("available id:", id)
  • 输出：
AS608 inited!
available id: 1

fingerEnroll - 指纹注册

  • 函数功能：
    开始指纹注册操作，指纹识别的是通过将采集到的指纹和指纹库中的指纹进行特征匹配，匹配成功则指纹识别通过；否则指纹识别失败。需要“指纹注册”过程才能完成向指纹库录入指纹的目的。
  • 函数原型：

AS608.fingerEnroll(id)

  • 参数说明：
参数类型必选参数？说明
idint是本次指纹注册成功后放在指纹识别库中的位置ID，范围为0~299
  • 返回值：
    成功返回as608.SUCCESS；失败返回as608.FAIL
  • 示例：
from machine import UART,Pin    # 驱动库
import as608               # AS608指纹识别模块库uartObj = UART(1, baudrate=57600,bits = 8,stop = 2, tx=Pin(33), rx=Pin(32))
as608Obj = as608.AS608(uartObj) # AS608指纹识别设备初始化
print("AS608 inited!")id = as608Obj.getEmptyPosition()
print("available id:", id)if id >= 0:fig.fingerEnroll(id)
  • 输出：
AS608 inited!
available id:1
wait for finger print on the pannel
finger detected
take off your finger, please
put on your finger again, please
creating finger model
store finger model
store finger model success

fingerSearch - 指纹识别

  • 函数功能：
    进行指纹识别操作
  • 函数原型：

AS608.fingerSearch()

  • 参数说明：

无

  • 返回值：
    (result, id, confidence)，返回值说明如下：
参数类型说明
resultintas608.SUCCESS代表在指纹库中搜索到指纹；as608.FAIL代表未搜索到指纹
idint该指纹在指纹库中的位置
confidenceint可信度，范围：0~65535，数值越大，可信度越高
  • 示例：
from machine import UART,Pin    # 驱动库
import as608               # AS608指纹识别模块库uartObj = UART(1, baudrate=57600,bits = 8,stop = 2, tx=Pin(33), rx=Pin(32))
as608Obj = as608.AS608(uartObj) # AS608指纹识别设备初始化
print("AS608 inited!")result, id, confidence = as608Obj.fingerSearch()if result == as608.SUCCESS:print('finger search successs,', id, confidence)
else:print('your finger was not enrolled')
  • 输出：
AS608 inited!
finger search successs, 0, 190

deleteModel - 从指纹库中删除特定指纹

  • 函数功能：
    从指纹库中删除特定指纹
  • 函数原型：

AS608.deleteModel(id)

  • 参数说明：
参数类型必选参数？说明
idint是要删除的指纹在指纹识别库中的位置ID，范围为0~299
  • 返回值：
    成功返回as608.SUCCESS；失败返回as608.FAIL
  • 示例：
from machine import UART,Pin    # 驱动库
import as608               # AS608指纹识别模块库uartObj = UART(1, baudrate=57600,bits = 8,stop = 2, tx=Pin(33), rx=Pin(32))
as608Obj = as608.AS608(uartObj) # AS608指纹识别设备初始化
print("AS608 inited!")id = 0
as608Obj.deleteModel(id)
print("model delete done")
  • 输出：
AS608 inited!
model delete done

emptyDatabase - 清空指纹库

  • 函数功能：
    清空指纹库

!慎用！

  • 函数原型：

AS608.emptyDatabase()

  • 参数说明：

无

  • 返回值：
    成功返回as608.SUCCESS；失败返回as608.FAIL
  • 示例：
from machine import UART,Pin    # 驱动库
import as608               # AS608指纹识别模块库uartObj = UART(1, baudrate=57600,bits = 8,stop = 2, tx=Pin(33), rx=Pin(32))
as608Obj = as608.AS608(uartObj) # AS608指纹识别设备初始化
print("AS608 inited!")as608Obj.emptyDatabase()
print("empty database done")
  • 输出：
AS608 inited!
empty database done

下面的API是AS608模块提供的原子功能的API，如果开发者对这个模块的功能比较熟悉，可以采用，但如果开发者对这个模块不熟悉，不建议直接使用下面的API。

getImage - 采集指纹图片

  • 函数功能：
    清空指纹库

!慎用！

  • 函数原型：

AS608.getImage()

  • 参数说明：

无

  • 返回值：
    成功返回as608.SUCCESS；失败返回as608.FAIL
  • 示例：
    请参考fingerEnroll函数实现里边的用法

image2Character - 指纹图片生成特征值

  • 函数功能：
    清空指纹库

!慎用！

  • 函数原型：

AS608.image2Character(bufferId)

  • 参数说明：
参数类型必选参数？说明
bufferIdint否转换后的特征值存储缓冲区ID, 1代表将特征值存储在Buffer1中；2代表将特征值存储在Buffer2中
  • 返回值：
    成功返回0；失败返回as608.FAIL
  • 示例：
    请参考fingerEnroll函数实现里边的用法

createModel - 合并特征并生成模板

  • 函数功能：
    合并特征并生成模板
  • 函数原型：

AS608.createModel()

  • 参数说明：

无

  • 返回值：
    成功返回as608.SUCCESS；失败返回as608.FAIL
  • 示例：
    请参考fingerEnroll函数实现里边的用法

storeModel - 存储模板

  • 函数功能：
    将指纹对应的特征模板存放到指纹数据库中
  • 函数原型：

AS608.storeModel(id)

  • 参数说明：
参数类型必选参数？说明
idint否指纹存储在指纹库中的位置，范围[0,299]
  • 返回值：
    成功返回as608.SUCCESS；失败返回as608.FAIL
  • 示例：
    请参考fingerEnroll函数实现里边的用法

search - 在指纹库中搜索指纹

  • 函数功能：
    在指纹库中搜索特征模板
  • 函数原型：

AS608.search()

  • 参数说明：
    无
  • 返回值：

(result, id, confidence)，变量说明如下：

参数类型说明
resultintas608.SUCCESS代表在指纹库中搜索到指纹；as608.FAIL代表未搜索到指纹
idint该指纹在指纹库中的位置
confidenceint可信度，范围：0~65535，数值越大，可信度越高
  • 示例：
    请参考fingerSearch函数实现里边的用法

四、接口案例

  • 案例代码：
from machine import UART,Pin    # 驱动库
import as608               # AS608指纹识别模块库uartObj = UART(1, baudrate=57600,bits = 8,stop = 2, tx=Pin(33), rx=Pin(32))
as608Obj = as608.AS608(uartObj) # AS608指纹识别设备初始化
print("AS608 inited!")id = as608Obj.getEmptyPosition()
print("empty record id:", id)ret = as608Obj.fingerEnroll(id)
if ret:print("finger enroll failed!")
else:print("finger enroll success!")while True:ret, id, score = as608Obj.fingerSearch()print(ret, id, score)
  • 输出：
AS608 inited!
empty record id:1
wait for finger print on the pannel
finger detected
take off your finger, please
put on your finger again, please
creating finger model
store finger model
store finger model success
finger enroll success!

五、通信协议

主控芯片和AS608之间采用UART进行通信。
发往AS608模块的指令都遵循如下的格式：

名称包头芯片地址包标识包长度指令标识参数1…参数n校验和
字节数（单位：bytes）24121NNN2
内容0xEF01xxxx01N=

AS608模块回复的响应都遵循如下的格式：

名称包头芯片地址包标识包长度确认码返回参数校验和
字节数（单位：bytes）24121N2
内容0xEF01xxxx01N=

AS608模组共提供31条指令，实际使用中最常用的指令有如下几条：

指令码功能说明
01H从传感器上读入图像存于图像缓冲区
02H根据原始图像生成指纹特征存于CharBuffer1或CharBuffer2
03H精确比对CharBuffer1与CharBuffer2中的特征文件
04H以CharBuffer1或CharBuffer2中的特征文件搜索整个或部分指纹库
05H将CharBuffer1与CharBuffer2中的特征文件合并生成模板存于CharBuffer1与CharBuffer2
06H将特征缓冲区中的文件储存到flash指纹库中
0CH删除flash指纹库中的一个特征文件
0DH清空flash指纹库
0EH设置系统参数
0FH读系统基本参数
1BH高速搜索FLASH
1DH读有效模板个数

AS608模块回复的响应包中的确认码如下：

确认码功能说明
00H表示指令执行完毕或OK
01H表示数据包接收错误
02H表示传感器上没有手指
03H表示录入指纹图像失败
04H表示指纹图像太干、太淡而生不成特征
05H表示指纹图像太湿、太糊而生不成特征
06H表示指纹图像太乱而生不成特征
07H表示指纹图像正常，但特征点太少（或面积太小）而生不成特征
08H表示指纹不匹配
09H表示没搜索到指纹
0aH表示特征合并失败
0bH表示访问指纹库时地址序号超出指纹库范围
0cH表示从指纹库读模板出错或无效
0dH表示上传特征失败
0eH表示模块不能接受后续数据包
0fH表示上传图像失败
10H表示删除模板失败
11H表示清空指纹库失败
13H表示口令不正确
15H表示缓冲区内没有有效原始图而生不成图像
18H表示读写 FLASH 出错
19H未定义错误
1AH无效寄存器号
1BH寄存器设定内容错误号
1CH记事本页码指定错误
1DH端口操作失败
1EH自动注册失败
1FH指纹库满

实际控制此指纹识别模块进行指纹录入和指纹识别的流程请参考下图。
image.png

参考文献及购买链接

[1] AS60x指纹识别SoC通讯手册
[2] AS60x指纹识别购买链接

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