MS滑动式指纹模块使用指导手册.docx

1、MS滑动式指纹模块使用指导手册MS真皮滑动式指纹模块使用手册版本号：V2.0二零一一年一月声 明1 为了您能正确使用本公司产品，并得到最佳性能和保证长久使用，请详细阅读本手册。2 因技术发展的需要，本公司保留未经通告而变更本手册及产品性能指标的权利。3. 注意爱护是延长产品寿命的最好方法。MS是半导体滑动式指纹模块。它采用世界领先的生物识别技术打造高速度、高稳定性、高性价比的生物识别产品。该模块采用美国真皮指纹传感器、快速指纹图像信号处理器、板载Flash指纹储存器、串口接口组成。为指纹生物识别领域提供脱机或联机产品的方案，满足不同层次客户的需求。1.产品特征:安装方便：外形小巧的一体化模块适

2、应性高：半导体真皮指纹采集，指纹图像准确应用迅速：模块内置全套指纹处理算法，通过串口或者USB口进行功能调用用途广泛：模块能快速集成到指纹锁/指纹保险箱等脱机系统或者PC联机系统2.技术参数：指纹处理板功能内置完整的指纹处理算法，进行指纹的采集，储存，比对，搜索功能尺寸24*45mm传感器半导体滑动式真皮指纹传感器分辨率500DPIESD抗静电15KV (IEC61000-4-2 level)耐磨次数 20,000,000 次DSP 速度120MHz安全等级五级（从低到高：1、2、3、4、5）FRR 0.1% (安全级别为第3级)FAR 0.001% (安全级别为第3级)指纹模板512 字节指

3、纹容量120Users （可扩展至800枚）比对时间0.8秒对比模式1:N ，1:1通讯波特率(UART)9600bps115.2Kbps3.串行硬件接口5位1.0MM间距的FPC插头物理接口，最左边为1脚。引脚号名 称功 能1VCC正电源输入2TD串行数据输出,TTL 逻辑电平,3.3V3RD串行数据输入,TTL 逻辑电平,3.3V4STARTStart轻触开关，按键按下时候对地短接5GND信号地,内部与电源地连接1.硬件连接模块通过串行通讯接口，可直接与采用3.3V的单片机进行通讯：模块数据发送脚（2脚TD）接上位机的数据接收端（RXD）, 模块数据接收脚（3脚RD）接上位机的数据发送端（

4、TXD）。若需与RS-232电平（例如：PC机）的上位机进行通讯，请在模块与上位机之间增加电平转换电路（例如：MAX232电路）。2.串行协议采用半双工异步串行通讯。默认波特率为9600bps，可通过命令设置为9600115200bps。传送的帧格式为10位，一位起始位，8位数据（低位在前）和一位停止位，无校验位。3.上电延时时间模块上电后，约需500mS时间进行初始化工作。在此期间，模块不能响应上位机命令。 4.电气参数A.电源输入项 目参 数单位备 注最小典型最大电源电压Vin3.656V正常工作值极限电压Vinmax-0.3-7V超出此范围可能会造成永久性损坏工作电流Icc9010011

5、0mA峰值电流Ipeak-150mAB.TXD（输出，TTL逻辑电平）项目条 件参 数单位备注最小典型最大VOLIOL=4mA0-0.4V逻辑0VOHIOH= 4mA2.4-3.3V逻辑1C.RXD脚（输入，TTL逻辑电平）项目条 件参 数单位备注最小典型最大VIL0-0.6V逻辑0VIH2.4-VCCV逻辑1IIHVIH =5V-1-mAVIH =3.3V-30-uAVImax-0.33.6V极限输入电压4.系统资源为满足不同客户需求，模块系统提供了大量资源提供给用户系统使用。1.用户记事本模块在FLASH 中开辟了一个512 字节（16 页32 字节）的存储区域开放给上位机使用，作为用户记

6、事本。用户可将自己需要断电保护的数据存储（参见WriteNotepad 指令）在该空间指定的页面或读出（参见ReadNotepad 指令）指定页的内容。注意写记事本某一页的时候，该页32 字节的内容被整体写入，原来的内容被覆盖。2.缓冲区模块RAM 内设有一个图像缓冲区ImageBuffer 与二个512 bytes 大小的特征文件缓冲区CharBuffer1 和CharBuffer2。用户可以通过指令读写任意一个缓冲区。图像缓冲区和两个特征文件缓冲区中的内容在模块断电时不保存。1.图像缓冲区图像缓冲区ImageBuffer 用于存放图像数据和模块内部图像处理使用。通过UART 口上传或下载图

7、像时为了加快速度，只用到像素字节的高四位，即采用16 级灰度，每字节表示两个像素（高四位为一个像素，低四位为同一行下一相邻列的一个像素，即将两个像素合成一个字节传送）。由于图象为16 个灰度等级，上传到PC 进行显示时（对应BMP 格式），应将灰度等级进行扩展（扩展为256 级灰度，即8bit 位图格式）。通过USB 口传送则是整8 位像素，即256 灰度等级。2.特征文件缓冲区特征文件缓冲区CharBuffer1 或CharBuffer2 既可以用于存放普通特征文件也可以用于存放模板特征文件。3.指纹库模块在FLASH 中开辟了一段存储区域作为指纹模板存放区，即俗称的指纹库。指纹库中的数据是

8、断电保护的。指纹模板按照序号存放，若指纹库容量为N，则指纹模板在指纹库中的序号定义为：0、1、2-N-2、N-1。用户只能根据序号访问指纹库内容。4.系统配置参数为方便用户使用，模块开放部分系统参数，允许用户通过指令，单个修改指定（通过参数序号）的参数数值。参见设置模块系统基本参数指令SetSysPara 和读系统参数指令ReadSysPara。上位机发修改系统参数指令时，模块先按照原配置进行应答，应答之后修改系统设置，并将配置记录于FLASH，系统下次上电后，将按照新的配置工作。1.波特率控制该参数控制模块与上位机通过UART 通讯时的通讯波特率，若参数值为N(N 取值范围围(112)，对应

9、波特率为(9600N)bps。2.安全等级该参数控制指纹比对和搜索时比对阀值，分为5 级，取值范围为：1、2、3、4、5。安全等级为时认假率最高, 拒认率最低。安全等级为5 时认假率最低, 拒认率最高。3.数据包长度该参数控制模块与上位机通讯时，每次传送时允许数据中包内容的最大长度，取值范围为：0、1、2、3，对应长度（字节数）分别为：32、64、128、256。5.系统状态寄存器系统状态寄存器表示模块当前工作状态。可通过指令ReadSysPara 指令读取，长度为1Word。其各位定义如下：位号15 43210意义ReservedImgBufStatPWDPassBusy6.模块口令模块上电

10、复位后，将首先检查设备握手口令是否被修改。若未被修改，则模块认为上位机没有验证口令的需求，直接进入正常工作状态；即模块口令为默认口令时，可以不验证口令。口令为4 字节, 出厂时默认口令为：FFH, 0FFH, 0FFH, 0FFH。如果模块内部口令已经被修改过（参见设置口令指令SetPwd），则必须首先验证设备握手口令，口令通过后模块才进入正常工作状态。否则模块拒绝执行任何指令。口令修改后，新口令保存于Flash 中，断电依然保存。参见验证口令VfyPwd 指令和设置口令SetPwd 指令。7.模块地址每个模块都有一个识别地址，在模块与上位机通讯时，每条指令/数据都以数据包的形式传送，每个数据

11、包都包含一个地址都包含地址项。模块只对包含与自身地址相同的地址的指令和数据包有所反应。模块地址为4 字节，出厂时默认缺省值为：0xFFFFFFFF。用户可通过指令修改模块地址（参见设置模块地址指令SetAdder）。模块地址修改后，新地址在模块断电后依然保存。8.随机数产生器模块内部集成了硬件32 位随机数生成器（不需要随机数种子），用户可以通过指令让模块产生一个随机数并上传，参见采样随机数指令GetRandomCode。5.通讯协议通信协议定义了MS-0231模块与上位机之间信息交换的规则。无论硬件上采用UART 还是USB 接口型式，都采用同一套通讯协议和指令集。如果上位机采用PC 机，建

12、议定购USB 接口型式的模块，以提高系统速度（由于采用USB 时上传图像灰度级多且速度快，此时模块可做指纹采集仪使用）。1.数据包格式模块与上位机通讯，对命令、数据、结果的接收和发送，都采用数据包的形式进行。数据包格式包头包标识地址码保留字包长度包内容（指令/数据/参数）校验和数据包详细定义表名称符号长度 说 明包头Start2字节固定为0xEF01, 传送时高字节在前，低字节在后包标识PID1字节01H 表示是命令包（command packet）02H表示是数据包(Data packet),且有后续包数据包不能单独进入执行流程，必须跟在指令包或应答包后面07H表示是应答包（ACK pack

13、et），可以有后续包08H表示是最后一个数据包， 即结束包(EndData packet)地址码ADDER4字节默认值为0xFFFFFFFF, 用户可通过指令生成新地址。模块会拒绝地址错误的数据包。传送时高字节在前包长度LENGTH2 字节最大值为256 字节；包长度指的是包内容(指令/数据)的长度加上效验和的长度, 以字节为单位的长度。传送时高字节在前包内容ii可以是指令、数据、指令的参数、应答结果等。（指纹特征值、指纹模板都是数据）校验和SUM2 字节是从包头到包内容的最后一个字节的算术累计和6.数据包的校验与应答指令只能由上位机下给模块，模块向上位机应答。模块收到指令后，会通过应答包，将

14、有关命令执行情况与结果上报给上位机。应答包含有参数，并可跟后续数据包。上位机只有在收到模块的应答包后才能确认模块的收包情况与指令执行情况。应答包的内容包括一个字节的确认码（必须有）和可能有的返回参数。确认码定义表：1. 00h：表示指令执行完毕或OK；2. 01h：表示数据包接收错误；3. 02h：表示传感器上没有手指；4. 03h：表示录入指纹图像失败；5. 06h：表示指纹图像太乱而生不成特征；6. 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；7. 08h：表示指纹不匹配；8. 09h：表示没搜索到指纹；9. 0Ah：表示特征合并失败；10. 0Bh：表示访问指纹库时

15、地址序号超出指纹库范围；11. 0Ch：表示从指纹库读模板出错或无效；12. 0Dh：表示上传特征失败；13. 0Eh：表示模块不能接受后续数据包；14. 0Fh：表示上传图像失败；15. 10h：表示删除模板失败；16. 11h：表示清空指纹库失败；17. 13h：表示口令不正确；18. 15H：表示缓冲区内没有有效原始图而生不成图像；19. 18H：表示读写FLASH 出错；20. 19H：未定义错误；21. 1AH：无效寄存器号；22. 1BH：寄存器设定内容错误号；23. 1CH：记事本页码指定错误；24. 1DH：端口操作失败；25其它：系统保留7.指令列表代码助记符功能说明代码助记

16、符功能说明01HGetImage录指纹图象 0FHReadSysPara 读系统参数02H GenChar图象转特征 10HEnroll注册模板03H Match指纹比对11HIdentify验证指纹04H Serach 搜索指纹 12H SetPwd 设置口令05H RegModel 特征合成模板 13H VfyPwd 效验口令06H StoreChar存储模板 14H GetRandomCode 采样随机数07H LoadChar 读出模板 15H SetAdder 设置地址08H UpChar 上传特征 17H Control 端口控制09H DownChr 下载特征18H WriteN

17、otepad 写记事本0AH UpImage 上传图象 19H ReadNotepad 读记事本0BH DownImage 下载图象 1AHBurnCode烧写片内FLASH0CH DeletChar删除模板 1BH HiSpeedSearch 高速搜索指纹0DH Empty 清空指纹库1DH TempleteNum 读指纹模板数0EH WriteReg设置系统参数8.指令详解1.录入图像GetImage 功能说明： 探测手指，探测到后录入指纹图像存于ImageBuffer。返回确认码表示：录入成功、无手指等。 输入参数： none 返回参数： 确认字 指令代码： 01H 指令包格式：2byt

18、es4bytes1 byte2 bytes1byte2 bytes包头芯片地址包标识01包长度指令码校验和0xEF01xxxx01H03H01H05H应答包格式：2bytes4bytes1 byte2 bytes1byte2 bytes包头芯片地址包标识01包长度确认码校验和0xEF01xxxx07H03HxxHsum注：确认码=00H 表示录入成功；确认码=01H 表示收包有错；确认码=02H 表示传感器上无手指；确认码=03H 表示录入不成功；sum 指校验和2.生成特征GenChar功能说明： 将ImageBuffer 中的原始图像生成指纹特征文件存于CharBuffer1 或CharB

19、uffer2(为SOC内存) 输入参数：BufferID(特征缓冲区号) 返回参数：确认字 指令代码：02H 指令包格式：2bytes4bytes1 byte2 bytes1byte1byte2 bytes包头芯片地址包标识01包长度指令码缓冲区号校验和0xEF01xxxx01H04H02HBufferIDsum注：缓冲区CharBuffer1、CharBuffer2 的BufferID 分别为1h 和2h，如果指定其他值，按照CharBuffer2 处理 应答包格式2bytes4bytes1 byte2 bytes1byte2 bytes包头芯片地址包标识01包长度确认码校验和0xEF01x

20、xxx07H03HxxHsum注：确认码=00H 表示生成特征成功；确认码=01H 表示收包有错；确认码=06H 表示指纹图像太乱而生不成特征；确认码=07H 表示指纹图像正常，但特征点太少而生不成特征；确认码=15H 表示图像缓冲区内没有有效原始图而生不成图像；sum 指校验和3.精确比对两枚指纹特征Match 功能说明：精确比对CharBuffer1 与CharBuffer2 中的特征文件 输入参数：none 返回参数：确认字，比对得分 指令代码：03H 指令包格式：2bytes4bytes1 byte2 bytes1byte2 bytes包头芯片地址包标识01包长度指令码校验和0xEF0

21、1xxxx01H03H03H07H应答包格式：2bytes4bytes1 byte2 bytes1byte2byte2 bytes包头芯片地址包标识01包长度确认码得分校验和0xEF01xxxx07H05HxxHxxHsum注：确认码=00H 表示指纹匹配；确认码=01H 表示收包有错；确认码=08H 表示指纹不匹配；sum 指校验和4.搜索指纹Search 功能说明：以CharBuffer1 或CharBuffer2 中的特征文件搜索整个或部分指纹库。若搜索到，则返回页码。 输入参数：BufferID， StartPage(起始页)，PageNum（页数） 返回参数：确认字，页码（相配指纹模

22、板） 指令代码：04H 指令包格式：2bytes4bytes1 byte2 bytes1byte1byte2byte2byte2bytes包头芯片地址包标识01包长度指令码缓冲区号参数参数校验和0xEF01xxxx01H08H04HBufferIDStartPagePageNumsum注：缓冲区CharBuffer1、CharBuffer2 的BufferID 分别为1h和2h 应答包格式：2bytes4bytes1 byte2 bytes1byte2byte2byte2 bytes包头芯片地址包标识01包长度确认码页码得分校验和0xEF01xxxx07H07HxxHPageIDMatchSc

23、oresum注：确认码=00H 表示搜索到；确认码=01H 表示收包有错；确认码=09H 表示没搜索到；此时页码与得分为0sum 指校验和5.合并特征（生成模板） RegModel 功能说明：将CharBuffer1 与CharBuffer2 中的特征文件合并生成模板，结果存于CharBuffer1 与CharBuffer2。 输入参数：none 返回参数：确认字 指令代码：05H 指令包格式：2bytes4bytes1 byte2 bytes1byte2 bytes包头芯片地址包标识01包长度指令码校验和0xEF01xxxx01H03H05H09H 应答包格式：2bytes4bytes1 b

24、yte2 bytes1byte2 bytes包头芯片地址包标识01包长度确认码校验和0xEF01xxxx07H03HxxHsum注：确认码=00H 表示合并成功；确认码=01H 表示收包有错；确认码=0aH 表示合并失败（两枚指纹不属于同一手指）；sum 指校验和6.储存模板StoreChar 功能说明：将CharBuffer1 或CharBuffer2 中的模板文件存到PageID 号flash 数据库位置。 输入参数：BufferID(缓冲区号)，PageID（指纹库位置号） 返回参数：确认字 指令代码：06H 指令包格式：2bytes4bytes1 byte2 bytes1byte1by

25、te2byte2 bytes包头芯片地址包标识01包长度指令码缓冲区号位置号校验和0xEF01xxxx01H06H06HBufferIDPageIDsum注：缓冲区CharBuffer1、CharBuffer2 的BufferID 分别为1h 和2h 应答包格式：2bytes4bytes1 byte2 bytes1byte2 bytes包头芯片地址包标识01包长度确认码校验和0xEF01xxxx07H03HxxHsum注：确认码=00H 表示储存成功；确认码=01H 表示收包有错；确认码=0bH 表示PageID 超出指纹库范围；确认码=18H 表示写FLASH 出错；sum 指校验和7.读出

26、模板LoadChar 功能说明：将flash 数据库中指定ID 号的指纹模板读入到模板缓冲区CharBuffer1 或CharBuffer2 输入参数：BufferID(缓冲区号)，PageID(指纹库模板号) 返回参数：确认字 指令代码：07H 指令包格式：2bytes4bytes1 byte2 bytes1byte1byte2bytes2 bytes包头芯片地址包标识01包长度指令码缓冲区号位置号校验和0xEF01xxxx01H06H07HBufferIDPageIDsum注：缓冲区CharBuffer1、CharBuffer2 的BufferID 分别为1h 和2h 应答包格式：2bytes4bytes1 byte2 bytes1byte2 bytes包头芯片地址包标识01包长度确认码校验和0xEF01xxxx07H03HxxHsum注：确认码=00H 表示读出成功；确认码=01H 表示收包有错；确认码=0cH 表示读出有错或模板无效；确认码=0BH 表示PageID 超出指纹库范围；sum 指校验和8.上传特征或模板UpChar 功能说明：将特征缓冲区中的特征文件上传给上位机 输入参数：BufferID(缓冲区号) 返回参数：确认字 指令代码：08H 指令包