Подключение модуля распознавания отпечатков пальцев AS608 к Arduino UNO

Сегодня расскажу об универсальном сканере отпечатков пальца AS608, с помощью которого можно легко организовать доступ в помещении по отпечатку. Модуль включает в себя чип, который обрабатывает полученные изображение и сравнивает его записанными ранее. А с использованием программного обеспечения можно отобразить фотографию отпечатка пальца на компьютере и самое замечательное, что есть библиотека для подключения сканера к arduino.

Технические параметры:

► Напряжение питания: 3.0 — 3.6 В;
► Рабочий ток: 30-60 мА;
► Время обработки изображения отпечатка: < 1.0 секунды;
► Количество одновременно записываемых файлов: 127 файла;
► Интерфейс: UART, USB;
► Скорость передачи данных (Baud rate): 9600, 19200, 28800, 38400, 57600 (по умолчанию 57600);
► Габариты: 56 x 20 x 21 мм;
► Вес: 20 грамм.

Общие сведения

Модуль AS608, является высокопроизводительный оптический модуль распознавания отпечатков пальце. В качестве микроконтроллера используется чип распознавания отпечатков пальцев AS608 компании Hangzhou Shengyuan Chip Technology Co., Ltd. (Synochip). Чип оснащен встроенным арифметическим блоком DSP и встроенным алгоритмом распознавания отпечатков пальцев, который позволяет эффективно и быстро собирать изображения и идентифицировать признаки отпечатков пальцев. Модуль оснащен последовательным портом (UART) и интерфейсом связи (USB). Для использования не нужно изучать сложные алгоритмы обработки изображений и распознавания отпечатков пальцев, а необходимо только управлять модулем через UART и USB.

Для подключения, на модуле установлен 8 контактный разъем с шагом 1,25 мм, назначение контактов показана на рисунке ниже. Модуль имеет встроенную схему обнаружения пальцев (емкостной датчик), считать показания которого можно с вывода WAK (по умолчанию всегда положительный).
Внимание: В моем случаи модуль ZA620_M5 и контакты перевернуты по сравнению с модулем ATK-AS608.

Назначение контактов:
► U- — Вывод USB D-;
► U+ — Вывод USB D+;
► Vt — Вывод питания сенсорного датчика;
► WAK — Вывод обнаружения касания;
► GND — Выход питания;
► Rx — Логический вывод TTL;
► Tx — Логический вывод TTL;
► Vi — Вывод питания 3.3 В;

Подключение модуля распознавания отпечатков пальцев AS608 к Arduino UNO

Необходимые детали:
► Arduino UNO R3 x 1 шт.
► Модуль распознавания отпечатков пальцев AS608 x 1 шт.
► Провод DuPont, 2,54 мм, 20 см, F-M (Female — Male) x 1 шт.
► Кабель USB 2.0 A-B x 1 шт

Описание:
В примере покажу несколько программ, в первой отсканируем отпечаток пальца и сохраним его в AS608, а во второй будем сравнивать отпечаток пальца с сохраненным. В качестве контроллера воспользуемся Arduino UNO R3, все показания выведем на последовательной порт.

Подключение:
По принципиальной схеме ниже подключаем сканер отпечатков пальцев AS608 к Arduino UNO, в которой всего 4 провода (не забываем что модуль питается от 3.3В)

Установка библиотек:
Для работы программы, необходимо дополнительно установить библиотеку «Adafruit_Fingerprint«, для этого перейдите в Скетч —> Подключить библиотеку —> Управление библиотеками.

В строке поиска введите «Fingerprint», найдите библиотеку «Adafruit_Fingerprint» и установите данную библиотеку.

Программа №1 — Регистрация отпечатка пальца.
Открываем среду разработки Arduino IDE и загружаем первую программу в Arduino UNO. С помощью данной программы можно записать в память AS608 до 127 различных отпечатков.

#include <Adafruit_Fingerprint.h>

SoftwareSerial mySerial(2, 3); 
Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial);
uint8_t id;

void setup()  
{
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);  
  delay(100);
  Serial.println("\n\nAdafruit Fingerprint sensor enrollment");

  // 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); }
  }
}

uint8_t readnumber(void) {
  uint8_t num = 0;
  
  while (num == 0) {
    while (! Serial.available());
    num = Serial.parseInt();
  }
  return num;
}

void loop()                   
{
  Serial.println("Ready to enroll a fingerprint!");
  Serial.println("Please type in the ID # (from 1 to 127) you want to save this finger as...");
  id = readnumber();
  if (id == 0) {// ID #0 not allowed, try again!
     return;
  }
  Serial.print("Enrolling ID #");
  Serial.println(id);
  
  while (!  getFingerprintEnroll() );
}

uint8_t getFingerprintEnroll() {

  int p = -1;
  Serial.print("Waiting for valid finger to enroll as #"); Serial.println(id);
  while (p != FINGERPRINT_OK) {
    p = finger.getImage();
    switch (p) {
    case FINGERPRINT_OK:
      Serial.println("Image taken");
      break;
    case FINGERPRINT_NOFINGER:
      break;
    case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR:
      Serial.println("Communication error");
      break;
    case FINGERPRINT_IMAGEFAIL:
      Serial.println("Imaging error");
      break;
    default:
      Serial.println("Unknown error");
      break;
    }
  }

  // OK success!

  p = finger.image2Tz(1);
  switch (p) {
    case FINGERPRINT_OK:
      Serial.println("Image converted");
      break;
    case FINGERPRINT_IMAGEMESS:
      Serial.println("Image too messy");
      return p;
    case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR:
      Serial.println("Communication error");
      return p;
    case FINGERPRINT_FEATUREFAIL:
      Serial.println("Could not find fingerprint features");
      return p;
    case FINGERPRINT_INVALIDIMAGE:
      Serial.println("Could not find fingerprint features");
      return p;
    default:
      Serial.println("Unknown error");
      return p;
  }
  
  Serial.println("Remove finger");
  delay(2000);
  p = 0;
  while (p != FINGERPRINT_NOFINGER) {
    p = finger.getImage();
  }
  Serial.print("ID "); Serial.println(id);
  p = -1;
  Serial.println("Place same finger again");
  while (p != FINGERPRINT_OK) {
    p = finger.getImage();
    switch (p) {
    case FINGERPRINT_OK:
      Serial.println("Image taken");
      break;
    case FINGERPRINT_NOFINGER:
      break;
    case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR:
      Serial.println("Communication error");
      break;
    case FINGERPRINT_IMAGEFAIL:
      Serial.println("Imaging error");
      break;
    default:
      Serial.println("Unknown error");
      break;
    }
  }

  p = finger.image2Tz(2);
  switch (p) {
    case FINGERPRINT_OK:
      Serial.println("Image converted");
      break;
    case FINGERPRINT_IMAGEMESS:
      Serial.println("Image too messy");
      return p;
    case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR:
      Serial.println("Communication error");
      return p;
    case FINGERPRINT_FEATUREFAIL:
      Serial.println("Could not find fingerprint features");
      return p;
    case FINGERPRINT_INVALIDIMAGE:
      Serial.println("Could not find fingerprint features");
      return p;
    default:
      Serial.println("Unknown error");
      return p;
  }
  
  Serial.print("Creating model for #");  Serial.println(id);
  
  p = finger.createModel();
  if (p == FINGERPRINT_OK) {
    Serial.println("Prints matched!");
  } else if (p == FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR) {
    Serial.println("Communication error");
    return p;
  } else if (p == FINGERPRINT_ENROLLMISMATCH) {
    Serial.println("Fingerprints did not match");
    return p;
  } else {
    Serial.println("Unknown error");
    return p;
  }   
  
  Serial.print("ID "); Serial.println(id);
  p = finger.storeModel(id);
  if (p == FINGERPRINT_OK) {
    Serial.println("Stored!");
  } else if (p == FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR) {
    Serial.println("Communication error");
    return p;
  } else if (p == FINGERPRINT_BADLOCATION) {
    Serial.println("Could not store in that location");
    return p;
  } else if (p == FINGERPRINT_FLASHERR) {
    Serial.println("Error writing to flash");
    return p;
  } else {
    Serial.println("Unknown error");
    return p;
  }   
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

#include <Adafruit_Fingerprint.h>

SoftwareSerial mySerial(2, 3);

Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial);

uint8_t id;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

while (!Serial);

delay(100);

Serial.println("\n\nAdafruit Fingerprint sensor enrollment");

// 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); }

}

uint8_t readnumber(void) {

uint8_t num = 0;

while (num == 0) {

while (! Serial.available());

num = Serial.parseInt();

}

return num;

}

void loop()

{

Serial.println("Ready to enroll a fingerprint!");

Serial.println("Please type in the ID # (from 1 to 127) you want to save this finger as...");

id = readnumber();

if (id == 0) {// ID #0 not allowed, try again!

return;

}

Serial.print("Enrolling ID #");

Serial.println(id);

while (! getFingerprintEnroll() );

}

uint8_t getFingerprintEnroll() {

int p = -1;

Serial.print("Waiting for valid finger to enroll as #"); Serial.println(id);

while (p != FINGERPRINT_OK) {

p = finger.getImage();

switch (p) {

case FINGERPRINT_OK:

Serial.println("Image taken");

break;

case FINGERPRINT_NOFINGER:

break;

case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR:

Serial.println("Communication error");

break;

case FINGERPRINT_IMAGEFAIL:

Serial.println("Imaging error");

break;

default:

Serial.println("Unknown error");

break;

}

// OK success!

p = finger.image2Tz(1);

switch (p) {

case FINGERPRINT_OK:

Serial.println("Image converted");

break;

case FINGERPRINT_IMAGEMESS:

Serial.println("Image too messy");

return p;

case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR:

Serial.println("Communication error");

return p;

case FINGERPRINT_FEATUREFAIL:

Serial.println("Could not find fingerprint features");

return p;

case FINGERPRINT_INVALIDIMAGE:

Serial.println("Could not find fingerprint features");

return p;

default:

Serial.println("Unknown error");

return p;

}

Serial.println("Remove finger");

delay(2000);

p = 0;

while (p != FINGERPRINT_NOFINGER) {

p = finger.getImage();

}

Serial.print("ID "); Serial.println(id);

p = -1;

Serial.println("Place same finger again");

while (p != FINGERPRINT_OK) {

p = finger.getImage();

switch (p) {

case FINGERPRINT_OK:

Serial.println("Image taken");

break;

case FINGERPRINT_NOFINGER:

break;

case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR:

Serial.println("Communication error");

break;

case FINGERPRINT_IMAGEFAIL:

Serial.println("Imaging error");

break;

default:

Serial.println("Unknown error");

break;

}

p = finger.image2Tz(2);

switch (p) {

case FINGERPRINT_OK:

Serial.println("Image converted");

break;

case FINGERPRINT_IMAGEMESS:

Serial.println("Image too messy");

return p;

case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR:

Serial.println("Communication error");

return p;

case FINGERPRINT_FEATUREFAIL:

Serial.println("Could not find fingerprint features");

return p;

case FINGERPRINT_INVALIDIMAGE:

Serial.println("Could not find fingerprint features");

return p;

default:

Serial.println("Unknown error");

return p;

}

Serial.print("Creating model for #"); Serial.println(id);

p = finger.createModel();

if (p == FINGERPRINT_OK) {

Serial.println("Prints matched!");

} else if (p == FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR) {

Serial.println("Communication error");

return p;

} else if (p == FINGERPRINT_ENROLLMISMATCH) {

Serial.println("Fingerprints did not match");

return p;

} else {

Serial.println("Unknown error");

return p;

}

Serial.print("ID "); Serial.println(id);

p = finger.storeModel(id);

if (p == FINGERPRINT_OK) {

Serial.println("Stored!");

} else if (p == FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR) {

Serial.println("Communication error");

return p;

} else if (p == FINGERPRINT_BADLOCATION) {

Serial.println("Could not store in that location");

return p;

} else if (p == FINGERPRINT_FLASHERR) {

Serial.println("Error writing to flash");

return p;

} else {

Serial.println("Unknown error");

return p;

}

Далее открываем «Последовательный монитор«, первое что необходимо сделать, это указать индивидуальный идентификатор, доступно от 1 до 127, в моем случаи выбран 10.

Далее необходимо приложить палец к сенсору, чтоб получить первое изображение отпечатка пальца.

Затем еще раз прикладываем палец к сенсору, чтобы получить второе изображение отпечатка палька, в окне «Мониторинга порта» появится сообщение «Stored!«

Программа №2 — Алгоритм принятия и отклонения отпечатков пальцев.
Во второй программе, предполагается, что один или несколько отпечатков пальцев были зарегистрированы в AS608. Теперь проверим, сможет Arduino UNO и сканер отпечатков пальцев повторно идентифицировать зарегистрированные отпечатки пальцев и отклонять незнакомые отпечатки пальцев.

#include <Adafruit_Fingerprint.h>                             // Подключение библиотеки Adafruit Fingerprint

volatile int finger_status = -1;
SoftwareSerial mySerial(2, 3);  
Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial);

void setup()  
{
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial); 
  delay(100);
  Serial.println("\n\nAdafruit finger detect test");

  
  finger.begin(57600);                                       // Установите скорость передачи данных для последовательного порта датчика
  
  if (finger.verifyPassword()) {
    Serial.println("Found fingerprint sensor!");
  } else {
    Serial.println("Did not find fingerprint sensor :(");
    while (1) { delay(1); }
  }

  finger.getTemplateCount();
  Serial.print("Sensor contains "); Serial.print(finger.templateCount); Serial.println(" templates");
  Serial.println("Waiting for valid finger...");
}

void loop()                    
{
  finger_status = getFingerprintIDez();
  if (finger_status!=-1 and finger_status!=-2){
    Serial.print("Match");
  } else{
    if (finger_status==-2){
      for (int ii=0;ii<5;ii++){
        Serial.print("Not Match");
      }
    }
  }
  delay(50);            
}

int getFingerprintIDez() {
  uint8_t p = finger.getImage();
  if (p!=2){
    Serial.println(p);
  }
  if (p != FINGERPRINT_OK)  return -1;
  
  p = finger.image2Tz();
  if (p!=2){
    Serial.println(p);
  }
  if (p != FINGERPRINT_OK)  return -1;

  p = finger.fingerFastSearch();
  if (p != FINGERPRINT_OK)  return -2;
  
  // found a match!
  Serial.print("Found ID #"); Serial.print(finger.fingerID); 
  Serial.print(" with confidence of "); Serial.println(finger.confidence);
  return finger.fingerID; 
}

#include <Adafruit_Fingerprint.h> // Подключение библиотеки Adafruit Fingerprint

volatile int finger_status = -1;

SoftwareSerial mySerial(2, 3);

Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial);

void setup()

{

Serial.begin(9600);

while (!Serial);

delay(100);

Serial.println("\n\nAdafruit finger detect test");

finger.begin(57600); // Установите скорость передачи данных для последовательного порта датчика

if (finger.verifyPassword()) {

Serial.println("Found fingerprint sensor!");

} else {

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

while (1) { delay(1); }

}

finger.getTemplateCount();

Serial.print("Sensor contains "); Serial.print(finger.templateCount); Serial.println(" templates");

Serial.println("Waiting for valid finger...");

}

void loop()

{

finger_status = getFingerprintIDez();

if (finger_status!=-1 and finger_status!=-2){

Serial.print("Match");

} else{

if (finger_status==-2){

for (int ii=0;ii<5;ii++){

Serial.print("Not Match");

}

delay(50);

}

int getFingerprintIDez() {

uint8_t p = finger.getImage();

if (p!=2){

Serial.println(p);

}

if (p != FINGERPRINT_OK) return -1;

p = finger.image2Tz();

if (p!=2){

Serial.println(p);

}

if (p != FINGERPRINT_OK) return -1;

p = finger.fingerFastSearch();

if (p != FINGERPRINT_OK) return -2;

// found a match!

Serial.print("Found ID #"); Serial.print(finger.fingerID);

Serial.print(" with confidence of "); Serial.println(finger.confidence);

return finger.fingerID;

}

Открываем «Последовательный порт», где можно увидеть, что программа ожидает, когда приложим палец. Когда приложите палец к датчику отобразится фраза “Found ID”, если отпечаток пальца определен, и отображается фраза “Not MatchNot”, если отпечаток пальца не обнаружен.