基于Arduino控制指纹传感器模块的指纹识别使用方案

本篇文章主要介绍如何在Arduino开发板上使用指纹传感器模块FPM10A。我们将向您介绍如何注册新的指纹ID，以及如何查找匹配的指纹。

指纹传感器模块简介

通过使用下图所示的指纹传感器模块可以使指纹识别更易于实现，并且易于添加到您的项目中。这意味着指纹采集、注册、比较和搜索是非常容易实现的。

这些模块带有FLASH存储器，用于存储指纹，并可与TTL串行接口的任何微控制器或系统一起使用。这些模块可以添加到安全系统、门锁、考勤系统等等。

产品规格

以下是我们使用的指纹传感器模块的规格（您应该检查供应商提供的传感器数据手册或规格书 - 它们的参数应该差别太大）：

● 工作电源：DC 3.6至6.0V

● 电流：《120mA

● 背光颜色：绿色

● 接口：UART

● 波特率：9600

● 安全等级：五级（从低到高：1、2、3、4、5）

● 错误接受率（FAR）：《0.001％（安全级别3）

● 错误拒绝率（FRR）：《1.0％（安全级别3）

● 能够存储127个不同的指纹

传感器模块引脚

传感器模块有六个引脚，如下图所示。

这个项目中使用的指纹传感器模块带有颜色相同的导线，因此需要焊接易于区分的导线。我们建议根据引脚功能使用不同的颜色。在我们的示例中：

● DNC - 白线

● VCC - 红线

● TX - 蓝线

● RX - 绿线

● GND - 黑线

下表显示了传感器与Arduino的连接方式。

指纹传感器Arduino

VCC5V（它也适用于3.3V）

TXRX（数字引脚2，串行）

RXTX（数字引脚3，串行）

GNDGND

安装Adafruit指纹传感器库

使用Arduino控制指纹传感器模块的最简单方法是使用该传感器的Adafruit库。按照下面的说明安装库：

1. 首先下载Adafruit指纹传感器库。下载完成后，您将得到一个.zip文件；

2. 解压缩.zip文件，你会看到一个Adafruit-Fingerprint-Sensor-Library-master文件夹；

3. 将Adafruit-Fingerprint-Sensor-Library-master文件夹重命名为Adafruit_Fingerprint_Sensor_Library文件夹；

4. 将文件夹移动到您的Arduino IDE安装库文件夹；

5. 最后，重新打开Arduino IDE。

注册一个新的指纹

将指纹传感器模块连接到Arduino，请按照下面的步骤注册新的指纹。确保您之前安装了Adafruit指纹传感器库。

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

2. 上传代码到Arduino开发板，并以9600的波特率打开串行监视器。

3. 这时您应该输入指纹的ID。由于这是您的第一个指纹，请在左上角输入1，然后单击Send按钮。

4.将手指放在扫描仪上，然后按照串行监视器上的说明进行操作。

系统会要求您将同一根手指放在扫描仪上两次。如果您收到“Prints matched！”消息，如下所示，您的指纹已成功存储。如果没有，重复这个过程，直到你成功。

使用此方法存储您想要的指纹。

找到一个匹配的指纹

你现在应该保存有几个不同ID的指纹。要找到与指纹传感器匹配的指纹，请按照下面的说明进行操作。

1. 在Arduino IDE中，转到File 》 Examples 》 Adafruit Fingerprint Sensor Library 》 Fingerprint ，然后将代码上传到Arduino开发板。

2. 以9600的波特率打开串行监视器。您应该会看到以下消息：

3. 在扫描仪中放置要识别的手指。

4. 在串行监视器上，您可以看到与指纹匹配的ID。同时它也显示了信心值 - 信心值越高，表示该指纹与存储的指纹越相似。

项目示例 - 在OLED显示屏上显示匹配的指纹

在这个项目的例子中，我们将从两个不同的人注册两个指纹。然后，我们会在OLED显示屏上显示相应的匹配问候消息。

所需的组件

对于这个例子，你需要以下几部分：

● Arduino UNO 开发板

● 指纹传感器模块

● 0.96英寸的OLED显示屏

● 面包板

● 跳线

原理图

下面是这个项目制作电路的接线图。

安装0.96英寸OLED库

要控制OLED显示屏，您需要使用“Adafruit_GFX.h”库和“Adafruit_SSD1306.h”库。按照下面的步骤安装这些库：

安装Adafruit_GFX库

1. 点击此处下载Adafruit GFX库。下载完成后，您将得到一个.zip文件；

2. 解压缩此.zip文件，您会看到一个Adafruit-GFX-Library-master文件夹；

3. 将Adafruit-GFX-Library-master文件夹重命名为Adafruit_GFX_Library（确实需要用“_”替换那些“ - ”）；

4. 将Adafruit_GFX_Library文件夹移至Arduino IDE安装库文件夹；

5. 最后，重新打开你的Arduino IDE。

安装adafruit_SSD1306库

1. 点击此处下载Adafruit_SSD1306库。下载完成后，您将得到一个.zip文件；

2. 解压缩此.zip文件，您会看到一个Adafruit_SSD1306-master文件夹；

3. 将Adafruit_SSD1306-master文件夹重命名为Adafruit_SSD1306；

4. 将Adafruit_SSD1306文件夹移至Arduino IDE安装库文件夹；

5. 最后，重新打开你的Arduino IDE。

代码

在上传代码之前，您需要注册来自不同人员的不同指纹。转到上面的“注册一个新的指纹”部分，上传给定的代码并按照说明注册两个指纹。然后，修改代码，使指纹ID与登记人员的姓名一致。最后，你可以上传提供的代码。

导入库

代码首先导入所需的库以写入OLED显示屏，然后创建一个名为display的Adafruit_SSD1306对象。

#include 《Wire.h》

#include 《Adafruit_GFX.h》

#include 《Adafruit_SSD1306.h》

#define OLED_RESET 4

Adafruit_SSD1306 display（OLED_RESET）;

我们还需要导入指纹传感器所需的库：Adafruit_Fingerprint.h和SoftwareSerial.h。

#include 《Adafruit_Fingerprint.h》

#include 《SoftwareSerial.h》

SoftwareSerial mySerial（2， 3）;

以下行设置引脚2和3上的串行接口。引脚2为RX，引脚3为TX。

SoftwareSerial mySerial（2， 3）;

然后，我们在之前设置的串行引脚上创建一个名为finger的Adafruit_Fingerprint对象。

Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint（&mySerial）;

接下来的两行创建变量来保存指纹ID和IDname。

int fingerprintID = 0;

String IDname;

setup（）函数

在setup（）中，指纹传感器和OLED显示器都被初始化。我们还在串口监视器上打印一条消息，以便我们知道指纹传感器是否成功找到。

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（）函数

在loop（）中，代码在OLED显示屏上显示主屏幕 - 这是在displayMainScreen（）函数中完成的。然后，代码不断检查传入的指纹。如果传感器找到保存的指纹，则Arduino将相应的ID保存在fingerprintID变量中。

然后，代码有一个if / else语句来检查指纹所对应的ID。您应该使用相应的ID和名称编辑以下代码行。

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

IDname = “Sara”;

displayUserGreeting（IDname）;

}

else if（fingerprintID == 2）{

IDname = “Rui”;

有时，如果传感器以不同的ID保存多次，传感器会更好地识别指纹。识别ID名称后，OLED会显示一个问候语 - 这是在displayUserGreeting（）函数中完成的，

演示程序

现在，当保存指纹的人将手指放在传感器上时，它会显示一条问候消息。

总结

在本篇文章中，我们向您展示了如何使用指纹传感器模块：注册指纹并找到匹配的指纹。

有时，如果您的手指没有像保存时那样放置手指的话，特别是女性的指纹（我们不知道为什么会发生这种情况），传感器很难识别指纹。我们注意到，如果您将手指缓慢放在扫描仪上，传感器效果会更好。

在我们看来，指纹传感器模块工作得很好，并且它是将生物识别技术识别添加到项目中的最经济实惠的方式。
编辑：hfy