R308指纹模块用户手册(精简指令2015).pdf

R308

光学指纹识别模块

用 户 手 册

杭州城章科技有限公司

2014 年 12 月 Ver: 1.5

第一章 概述

R308 独立式指纹识别模块是以高速专用 DSP 处理器为核心，配合不同类型的指纹传感器，在

无需上位机参与管理的情况下，具有指纹录入、图像处理、指纹比对、搜索和模板储存等功能的智

能型模块。

指纹处理包含两个过程：指纹登录过程和指纹匹配过程［其中指纹匹配分为指纹比对（1:1）和

指纹搜索（1:N）两种方式］。

指纹登录时，对每一枚指纹录入 2~4 次，将多次录入的图像进行处理，合成模板存储于模块

中。指纹匹配时，通过指纹头传感器，录入要验证指纹图像并进行处理，然后与模块中的指纹模板

进行匹配比较（若与模块中指定的一个模板进行匹配，称为指纹比对方式，即 1:1 方式；若与多个

模板进行匹配，称为指纹搜索方式，即 1:N 方式），模块给出匹配结果（通过或失败）。

为方便用户使用，在模块内部内置了手指探测电路，并提供硬件接口供用户使用。

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第二章 主要技术指标

供电电压： DC 4.3~6V

工作电流： 约 40mA 最大电流： <150mA 匹配方式： 比对方式（1:1） 存储容量： 120，500 枚 认假率(FAR)：＜0.001%

搜索方式（1:N）

拒真率(FRR)：＜0.5%

搜索时间：＜0.5 秒 （1:120，搜索到时，均值）

＜1.0 秒 （1:120，未搜索到时，均值）

上位机接口：

UART（3.3V 逻辑电平）

通讯波特率(UART)： 57600bps

硬件接口：6 芯 1.27 间距接口（用户可用探测手指接口）

工作环境： 温 度：-20℃－+40℃ 相对湿度：40％

RH－85％RH (无凝露)

储存环境：

温 度：-40℃－+85℃

相对湿度：＜85％H（无凝露）

外形尺寸(L╳W╳H)：

55.5 ╳ 21.5 ╳ 20.5（mm）

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第三章 硬件接口

在 PCB 板上，模块与用户设备的接口采用 6 芯 1.25 间距单排插座。

R308 接口引脚定义如下： 引脚 名 称 类型 功 能 描 述 1 2 4 Vt Vin TXD in in out 探测手指电路电源（DC3.6～6V、约 5uA）。 3 串行数据输出。TTL 逻辑电平。 模块电源正输入端。 RXD 5 GND in － 串行数据输入。TTL 逻辑电平。 信号地。内部与电源地连接。 50mA），需外接上拉电阻。 6 Touch out 手指探测到信号，开漏输出低（耐压>25V,最大输出电流

注： 1：类型栏中， in 表示输入到模块， out 从模块输出。

2：6 芯接口，若用户不使用手指探测功能，1 脚和 6 脚可以不接，此时模块与 4 芯

接口完全相同。

硬件连接

模块通过串行通讯接口，可直接与采用 3.3V 电源的单片机进行通讯：模块数据发送脚 （TXD）接上位机的数据接收端（RXD）, 模块数据接收脚（RXD）接上位机的数据发送端（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）。

串行协议

采用半双工异步串行通讯。默认波特率为 57600bps。

传送的帧格式为 10 位，一位 0 电平起始位，8 位数据（低位在前）和一位停止位，无校验位。

起始位 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

10位帧格式

停止位

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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。

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第四章 通讯协议

通信协议定义了 R308 指纹识别模块与上位机之间信息交换的规则， 指令包/数据包格式： 指令/数据包共分三类 命令包 结束包

包标识=01 包标识=08 数据包，且有后续包 包标识=02 所有的数据包都要加包头：0xEF01 01 命令包格式 字节数 2bytes 4bytes 1byte 2bytes 1byte … … 2bytes 名称 内容 模块地址 包标识 包长度 指令 参数 1 … 参数 n 校验和 01H N= 0xEF01 xxxx 包头 02 数据包格式 N bytes … 字节数 2bytes 4bytes 1byte 2bytes 2bytes 名称 内容 模块地址 包标识 包长度 数据 02H 0xEF01 xxxx 包头 校验和 08 结束包格式

字节数 2bytes 4bytes 1byte 2bytes N bytes … 2bytes 校验和 名称 内容 模块地址 包标识 包长度 数据 0xEF01 xxxx 08H 包头

◇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。 ◇下载或上传的数

据包格式相同。 ◇包长度=包长度至校验和（指令、参数或数据）的总字节数，包含校验和，但不包含

包长度本身的字节数。 ◇校验和是从包标识至校验和之间所有字节之和，超出 2 字节的进位忽略。

◇模块地址在没有生成之前为缺省的 0xFFFFFFFF，一旦上位机通过指令生成了模块地 址，则所有的数据包都必须按照生成的地址收发。模块将拒绝地址错误的数据包。

3.3 指令应答

应答是将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收包情况与指令执行情况， 2bytes 4bytes 1byte 2bytes 1byte N bytes 2bytes 0xEF01 模块地址 包标识 07 包长度 确认码 返回参数 校验和

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第五章 模块指令系统

R308 模块专门针对锁具类应用，设计了精简指令。应用程序通过指令的不同组合，实现各种 指纹识别功能。

指令详解

1. 录入图像 GR_GetImage

功能说明： 探测手指，探测到后录入指纹图像存于 ImageBuffer。 输入参数： none 返回参数： 确认字 指令代码： 01H 指令包格式：

2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 2 bytes 校验和 包头 模块地址 包标识 包长度 xxxx 指令码 01H 0xEF01 01H 03H 05H 应答包格式： 2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 2 bytes 包头 模块地址 包长度 确认码 包标识 校验和

0xEF01 xxxx 07H 03H xxH sum 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 GR_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 CharBuffer2 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：

2 bytes

4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 1 byte 2 bytes 校验和 包头 模块地址 包标识 包长度 指令码 缓冲区号 BufferID 0xEF01 xxxx 01H 04H 02H sum

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

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应答包格式： 2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 2 bytes 校验和 包头 模块地址 包标识 包长度 确认码 xxH 0xEF01

xxxx 07H 03H sum 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. 搜索指纹 GR_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（相配指纹模板） 指令代码：04H 指令包格式：

2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes

1 byte 1 byte 2 bytes 2 bytes 2 包头 模块地 包标识 包长度 01H 指令码 缓冲区号 参数 参数 校验 0xEF01 xxxx

08H 04H BufferID StartPagePageNum sum 注：缓冲区CharBuffer1、CharBuffer2 的BufferID分别为 1h和2h 应答包格式： 2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 2 bytes 2 bytes 2 bytes 校验和 包 模块地址 包标识 包长度 确认码 页码 得分 0xEF01

xxxx 07 07H xxH PageID MatchScore sum

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0 sum 指校验和

4. 合并特征（生成模板）GR_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

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返回参数：确认字 指令代码：05H 指 令包格式：

2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 指令码 2 bytes 包头 模块地址 包标识 包长度 校验和 0xEF01 xxxx 01H 03H 05H 09H 应答包格式：

2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 2 bytes 包头 模块地址 包标识 包长度 确认码 校验和 0xEF01 xxxx 07H 03H xxH sum

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

5. 储存模板 GR_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：

2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 1 byte 2 bytes 2 bytes 校验和 包头 模块地址 包标识 包长度 指令码 缓冲区号 位置号 PageID 0xEF01 xxxx 01H 06H 06H BufferID sum

应答包格式： 注：缓冲区 CharBuffer1、CharBuffer2 的BufferID 分别为1h和2h 2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 2 bytes 校验和 包头 模块地址 包标识 包长度 确认码 xxH 0xEF01 xxxx 07H 03H sum

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

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6. 删除模板 GR_DeletChar

功能说明：删除 flash数据库中指定ID 号开始的N 个指纹模板 输入参数：PageID(指纹库模板号)，N 删除的模板个数。 返回参数：确认字 指令代码：0cH 指令包格式： 2 bytes

4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 2 bytes 2bytes 2 bytes 包头 模块地址 包标识 包长度 指令码 页码 删除个数 校验和 N 0xEF01 xxxx 01H 07H 0cH PageID sum 应答包格式： 2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 2 bytes 校验和 包头 模块地址 包标识 包长度 确认码 xxH 0xEF01 xxxx 07H 03H sum 注：确认码=00H表示删除模板成功；

确认码=01H表示收包有错； 确认码=10H表示删除模板失败； sum指校验和

7. 清空指纹库

GR_Empty

功能说明：删除 flash 数据库中所有指纹模板 输入参数：none 返回参数：确认字 指令代码：0dH 指令包格式： 2 bytes

4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 2 bytes 校验和 包头 模块地址 包标识 包长度 指令码 0dH 0xEF01 xxxx 01H 03H 0011H 应答包格式： 2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 2 bytes 包头 模块地址 包标识 包长度 确认码 校验和 0xEF01

xxxx 07H 03H xxH sum 注：确认码=00H 表示清空成功；

确认码=01H表示收包有错； 确认码=11H表示清空失败；

sum 指校验和

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8. 验证口令 GR_VfyPwd

功能说明：验证模块握手口令 输入参数：PassWord

返回参数：确认字 指令代码：13H 指 令包格式：

2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 4 byte 2 bytes 校验和 包头 模块地址 包标识 包长度 指令码 口令 0xEF01

xxxx 01H 07H 13H PassWord sum 应答包格式： 2 bytes 4bytes 1 byte 2 bytes 1 byte 2 bytes 包头 模块地址 包标识 07H 包长度 确认码 校验和 03H 0xEF01

xxxx xxH sum 注：确认码=00H 表示口令验证正确；

确认码=01H表示收包有错； 确认码=13H表示口令不正确； sum 指校验和

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第六章 产品开发指南

6.1 硬件配合

6.1.1：参考电路

针对某些锁具，平时单片机不能断电而处于休眠状态。此时，若使用模块的探测手指功能，可 参考下面的电路：

若平时整个电路都断电，而想使用模块的探测手指功能进行整机上电，可参考下面的电路形式：

上图中，如果电源上纹波较大，可以将总的滤波电容 C1 加大。C3 可酌情减小或不装。 6.1.2：模块供电情况下，如果需要临时给模块断电，至少等待在 300mS 后再给模块上电，以给充 足时间给模块内部电容放电（若上图中 C3 存在且容量较大，该时间还要延长）。

6.1.3：模块 UART 通讯接口为 3.3V 电平，但内部已设有保护电路，兼容 5V 逻辑。 6.1.4：当切断模块电源后，为避免单片机通过 UART 向模块漏电，建议将单片机 TXD、RXD 口均 置低。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/unbg.html