基于Arduino控制指紋傳感器模塊的指紋識別使用方案

本篇文章主要介紹如何在Arduino開發(fā)板上使用指紋傳感器模塊FPM10A。我們將向您介紹如何注冊新的指紋ID，以及如何查找匹配的指紋。

指紋傳感器模塊簡介

通過使用下圖所示的指紋傳感器模塊可以使指紋識別更易于實現(xiàn)，并且易于添加到您的項目中。這意味著指紋采集、注冊、比較和搜索是非常容易實現(xiàn)的。

這些模塊帶有FLASH存儲器，用于存儲指紋，并可與TTL串行接口的任何微控制器或系統(tǒng)一起使用。這些模塊可以添加到安全系統(tǒng)、門鎖、考勤系統(tǒng)等等。

產品規(guī)格

以下是我們使用的指紋傳感器模塊的規(guī)格（您應該檢查供應商提供的傳感器數(shù)據手冊或規(guī)格書 - 它們的參數(shù)應該差別太大）：

● 工作電源：DC 3.6至6.0V

● 電流：《120mA

● 背光顏色：綠色

● 接口：UART

● 波特率：9600

● 安全等級：五級（從低到高：1、2、3、4、5）

● 錯誤接受率（FAR）：《0.001％（安全級別3）

● 錯誤拒絕率（FRR）：《1.0％（安全級別3）

● 能夠存儲127個不同的指紋

傳感器模塊引腳

傳感器模塊有六個引腳，如下圖所示。

這個項目中使用的指紋傳感器模塊帶有顏色相同的導線，因此需要焊接易于區(qū)分的導線。我們建議根據引腳功能使用不同的顏色。在我們的示例中：

● DNC - 白線

● VCC - 紅線

● TX - 藍線

● RX - 綠線

● GND - 黑線

下表顯示了傳感器與Arduino的連接方式。

指紋傳感器Arduino

VCC5V（它也適用于3.3V）

TXRX（數(shù)字引腳2，串行）

RXTX（數(shù)字引腳3，串行）

GNDGND

安裝Adafruit指紋傳感器庫

使用Arduino控制指紋傳感器模塊的最簡單方法是使用該傳感器的Adafruit庫。按照下面的說明安裝庫：

1. 首先下載Adafruit指紋傳感器庫。下載完成后，您將得到一個.zip文件；

2. 解壓縮.zip文件，你會看到一個Adafruit-Fingerprint-Sensor-Library-master文件夾；

3. 將Adafruit-Fingerprint-Sensor-Library-master文件夾重命名為Adafruit_Fingerprint_Sensor_Library文件夾；

4. 將文件夾移動到您的Arduino IDE安裝庫文件夾；

5. 最后，重新打開Arduino IDE。

注冊一個新的指紋

將指紋傳感器模塊連接到Arduino，請按照下面的步驟注冊新的指紋。確保您之前安裝了Adafruit指紋傳感器庫。

1. 在Arduino IDE中，轉到File 》 Examples 》 Adafruit Fingerprint Sensor Library 》 Enroll。

2. 上傳代碼到Arduino開發(fā)板，并以9600的波特率打開串行監(jiān)視器。

3. 這時您應該輸入指紋的ID。由于這是您的第一個指紋，請在左上角輸入1，然后單擊Send按鈕。

4.將手指放在掃描儀上，然后按照串行監(jiān)視器上的說明進行操作。

系統(tǒng)會要求您將同一根手指放在掃描儀上兩次。如果您收到“Prints matched！”消息，如下所示，您的指紋已成功存儲。如果沒有，重復這個過程，直到你成功。

使用此方法存儲您想要的指紋。

找到一個匹配的指紋

你現(xiàn)在應該保存有幾個不同ID的指紋。要找到與指紋傳感器匹配的指紋，請按照下面的說明進行操作。

1. 在Arduino IDE中，轉到File 》 Examples 》 Adafruit Fingerprint Sensor Library 》 Fingerprint ，然后將代碼上傳到Arduino開發(fā)板。

2. 以9600的波特率打開串行監(jiān)視器。您應該會看到以下消息：

3. 在掃描儀中放置要識別的手指。

4. 在串行監(jiān)視器上，您可以看到與指紋匹配的ID。同時它也顯示了信心值 - 信心值越高，表示該指紋與存儲的指紋越相似。

項目示例 - 在OLED顯示屏上顯示匹配的指紋

在這個項目的例子中，我們將從兩個不同的人注冊兩個指紋。然后，我們會在OLED顯示屏上顯示相應的匹配問候消息。

所需的組件

對于這個例子，你需要以下幾部分：

● Arduino UNO 開發(fā)板

● 指紋傳感器模塊

● 0.96英寸的OLED顯示屏

● 面包板

● 跳線

原理圖

下面是這個項目制作電路的接線圖。

安裝0.96英寸OLED庫

要控制OLED顯示屏，您需要使用“Adafruit_GFX.h”庫和“Adafruit_SSD1306.h”庫。按照下面的步驟安裝這些庫：

安裝Adafruit_GFX庫

1. 點擊此處下載Adafruit GFX庫。下載完成后，您將得到一個.zip文件；

2. 解壓縮此.zip文件，您會看到一個Adafruit-GFX-Library-master文件夾；

3. 將Adafruit-GFX-Library-master文件夾重命名為Adafruit_GFX_Library（確實需要用“_”替換那些“ - ”）；

4. 將Adafruit_GFX_Library文件夾移至Arduino IDE安裝庫文件夾；

5. 最后，重新打開你的Arduino IDE。

安裝adafruit_SSD1306庫

1. 點擊此處下載Adafruit_SSD1306庫。下載完成后，您將得到一個.zip文件；

2. 解壓縮此.zip文件，您會看到一個Adafruit_SSD1306-master文件夾；

3. 將Adafruit_SSD1306-master文件夾重命名為Adafruit_SSD1306；

4. 將Adafruit_SSD1306文件夾移至Arduino IDE安裝庫文件夾；

5. 最后，重新打開你的Arduino IDE。

代碼

在上傳代碼之前，您需要注冊來自不同人員的不同指紋。轉到上面的“注冊一個新的指紋”部分，上傳給定的代碼并按照說明注冊兩個指紋。然后，修改代碼，使指紋ID與登記人員的姓名一致。最后，你可以上傳提供的代碼。

導入庫

代碼首先導入所需的庫以寫入OLED顯示屏，然后創(chuàng)建一個名為display的Adafruit_SSD1306對象。

#include 《Wire.h》

#include 《Adafruit_GFX.h》

#include 《Adafruit_SSD1306.h》

#define OLED_RESET 4

Adafruit_SSD1306 display（OLED_RESET）;

我們還需要導入指紋傳感器所需的庫：Adafruit_Fingerprint.h和SoftwareSerial.h。

#include 《Adafruit_Fingerprint.h》

#include 《SoftwareSerial.h》

SoftwareSerial mySerial（2， 3）;

以下行設置引腳2和3上的串行接口。引腳2為RX，引腳3為TX。

SoftwareSerial mySerial（2， 3）;

然后，我們在之前設置的串行引腳上創(chuàng)建一個名為finger的Adafruit_Fingerprint對象。

Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint（&mySerial）;

接下來的兩行創(chuàng)建變量來保存指紋ID和IDname。

int fingerprintID = 0;

String IDname;

setup（）函數(shù)

在setup（）中，指紋傳感器和OLED顯示器都被初始化。我們還在串口監(jiān)視器上打印一條消息，以便我們知道指紋傳感器是否成功找到。

void setup（）{

//Fingerprint sensor module setup

Serial.begin（9600）;

// set the data rate for the sensor serial port

finger.begin（57600）;

if （finger.verifyPassword（）） {

Serial.println（“Found fingerprint sensor！”）;

}

else {

Serial.println（“Did not find fingerprint sensor ：（”）;

while （1） { delay（1）; }

}

//OLED display setup

Wire.begin（）;

display.begin（SSD1306_SWITCHCAPVCC， 0x3C）;

//displays main screen

displayMainScreen（）;

}

loop（）函數(shù)

在loop（）中，代碼在OLED顯示屏上顯示主屏幕 - 這是在displayMainScreen（）函數(shù)中完成的。然后，代碼不斷檢查傳入的指紋。如果傳感器找到保存的指紋，則Arduino將相應的ID保存在fingerprintID變量中。

然后，代碼有一個if / else語句來檢查指紋所對應的ID。您應該使用相應的ID和名稱編輯以下代碼行。

if（fingerprintID == 1 || fingerprintID == 3 || fingerprintID == 4 || fingerprintID == 5）{

IDname = “Sara”;

displayUserGreeting（IDname）;

}

else if（fingerprintID == 2）{

IDname = “Rui”;

有時，如果傳感器以不同的ID保存多次，傳感器會更好地識別指紋。識別ID名稱后，OLED會顯示一個問候語 - 這是在displayUserGreeting（）函數(shù)中完成的，

演示程序

現(xiàn)在，當保存指紋的人將手指放在傳感器上時，它會顯示一條問候消息。

總結

在本篇文章中，我們向您展示了如何使用指紋傳感器模塊：注冊指紋并找到匹配的指紋。

有時，如果您的手指沒有像保存時那樣放置手指的話，特別是女性的指紋（我們不知道為什么會發(fā)生這種情況），傳感器很難識別指紋。我們注意到，如果您將手指緩慢放在掃描儀上，傳感器效果會更好。

在我們看來，指紋傳感器模塊工作得很好，并且它是將生物識別技術識別添加到項目中的最經濟實惠的方式。
編輯：hfy