光学指纹模组博立恒BLH9003D产品规格说明书V13.docx

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光学指纹模组博立恒BLH9003D产品规格说明书V13

文档编号：

BLH-10-P003D

博立恒

BLH9003D一体化光学指纹处理模块

规格说明书V1.3

2010.07

修改记录

版本号

修改日期

修改内容

修改人

V1.0

2010.05

Lau

V1.1

2010.07

Lau

V1.2

2010.07

Sheng

V1.3

2011.03

ren

1产品概述1

1.1产品特点1

1.2产品外观2

1.3产品安装结构特征2

1.4光学畸变3

1.5分辨率3

1.6成像面积3

1.7接口定义4

1.7.1FSC7002程序下载接口4

1.7.2电源与通讯接口4

1.7.3连接线缆类型4

1.7.4管脚说明4

2产品性能4

3产品电气指标5

4功能介绍5

4.1通信协议格式如下（默认波特率9600bps）6

4.2命令包6

4.2.1命令包格式6

4.2.2命令包详细定义表6

4.2.3命令包总表6

4.3应答包7

4.3.1应答包格式7

4.3.2应答包详细定义表7

4.3.3结果码汇总8

4.3.4应答包总表8

4.4指令说明10

4.4.1注册指纹模板Enroll10

4.4.2比对指纹模板Match12

4.4.3删除指纹模板Delete13

5环境要求14

博立恒一体化光学指纹处理模块

BLH9003D产品规格说明书

1产品概述

BLH9003D一体化光学指纹处理模块是一种接触式单指纹识别设备，由光路部分、成像部分和指纹识别处理模块构成。

光学传感器由于成像半导体面阵传感器安装在壳内封闭环境，与手指接触的是光学元件，相对于和手指直接接触的其他半导体采集仪器类型，具有耐磨耐侯耐腐蚀耐静电等优势。

经与指纹识别处理模块进行集成，大大减小了整个指纹识别处理模块的体积。

指纹识别模块采用成都方程式电子有限公司生产的高性能、低功耗指纹识别处理器，针对性的设计光路，并采用具有基本图像处理功能的新型1/7inchCMOS，提高了指纹识别处理模块的性能表现。

该光学指纹处理模块主要组成部分包括外壳、棱镜、面光源、透镜组、CMOS、指纹处理模块（FSC7002指纹处理芯片、指纹模板存储器、外部震荡电路、电源处理部分和通讯接口）等组成。

1.1产品特点

Ø以独特的光路设计，实现了内部反射光抑制、外部透射光抑制、规避指纹残留影响。

使用白色光源，在保障成像质量的同时，提高了衰逝光穿透深度，在光物理层面本质性的提高了干手指成像采集能力。

Ø将成像器件密封在光学空腔中，防雾防尘。

基于简洁的结构设计，简化了生产安装过程，提高了产品的一致性、可生产性、可测试性、可维护性。

Ø内置人体感应器件，可有效识别塑胶手指、硅胶手指、橡胶手指、指模、指套等假手指。

Ø指纹识别模块集成在传感器背面，以标准输出与外界相连，体积小安装方便，且由于指纹识别处理过程完全对上位机透明，可实现组装式二次开发。

1.2产品外观

1.3产品安装结构特征

正视图

侧视图（阴影部分为线缆出线、PCB板占位留空位置）

1.4光学畸变

由于使用了非球面透镜组提高成像能力，简化了光路，从而避免了枕形形变等复杂变形。

基于FSC7002的梯形形变校正能力，容许一部分梯形形变,以获得成像质量的改善。

1.5分辨率

经FSC7002预处理后，等效分辨率折算为400DPI～500DPI，符合FSC7002指纹处理带宽大的特点。

1.6成像面积

可用成像面积18mm*16mm。

1.7接口定义

1.7.1FSC7002程序下载接口

FSC7002芯片专用烧写器下载程序接口线序1～7依次为：

RST#、ISP-SCK、ISP-SCS#、ISP-MOSI、GND、DVDD3.3V、MISO。

1.7.2电源与通讯接口

标准RS232串行通信接口，兼容I2C。

1.7.3连接线缆类型

7Pin单排针，间距1.25mm。

1.7.4管脚说明

Name

PinType

Function

GND

Ground

Powerground

RxD

Input

UARTInput

TxD

Output

UARTOutput

DVDD3.3V

Power

3.3Vpowersupply

WAKE

Output

Wakeupoutput,Higheffective

VCC

Power

5Vpowersupply（UPS）

2产品性能

Ø供电电压：

3.3V（-0.3V）

Ø动态工作电流：

190mA

Ø待机电流：

150mA

Ø图像格式（8-bit）：

RawRGB、YUV/YCbCr4:

2、RGB565/555/444

Ø图像传输速率（Max）：

VGA30fps@24Mhz、CIF80fps@24Mhz、QVGA90fps@24Mhz、QQVGA120fps@24Mhz

Ø信噪比：

42dB

Ø扫描格式：

逐行

Ø最大曝光：

4095Rowtime

3产品电气指标

4功能介绍

BLH9003D一体化光学指纹传感器应用提供了一个可用外部控制部分（上位机/外部MCU）通过串口，按照BLH9003D一体化程序通信协议交互通信，来实现一个指纹处理模块功能的平台。

博立恒一体化程序由若干子模块构成，每个子模块通过由外部控制部分（上位机/外部MCU）发送独立的指令来执行，执行状态通过串口反馈给外部控制部分（上位机/外部MCU）进行逻辑交互。

BLH9003D一体化程序的各个子模块功能设置固定，合理的选择子模块功能的组合就可以实现各种组合功能的指纹识别，而具体的指纹识别系统要实现的功能完全由外部控制部分（上位机/外部MCU）决定，方便进行2次开发。

内置的人体感应系统待机状态下所耗电流仅6uA左右，功耗低。

感应输出信号高有效。

4.1通信协议格式如下（默认波特率9600bps）

4.2命令包

上位机向子模块发送的命令，采用命令包的形式进行。

命令包只能由上位机下发给子模块，命令包固定8字节长度。

4.2.1命令包格式

包头

地址码

指令码

参数1

参数2

校验和

4.2.2命令包详细定义表

名称

符号

长度

说明

包头

Start

1字节

固定为0x3A（即ASCII：

）。

地址码

Addr

3字节

模块地址码。

传送时高字节在前，固定值0xFFFFFF。

与多模块通讯时，每个模块需要设置不同的地址码。

指令码

Cmd

1字节

操作命令代码。

参数1

Para1

1字节

命令附加第一参数；若无第一参数，默认为0x00。

参数2

Para2

1字节

命令附加第二参数；若无第二参数，默认为0x00。

校验和

Sum

1字节

从包头到参数2的所有字节的算术累计和的低字节。

4.2.3命令包总表

功能

包头

地址码

指令码

参数1

参数2

校验和

Detail

复位

0x3A

ADDR

0x00

Sum

复位

注册指纹模板

ADDR

0x02

0x01

ID号

注册首次采样：

获取首次有效指纹并提取模板

0x02

注册采样比对：

获取有效指纹模板并进行比对，成功后存入指定ID号

比对指纹模板

ADDR

0x03

指纹库中搜索区间[M,N],且N>=M，进行比对

删除指纹模板

ADDR

0x04

指纹库中删除区间[M,N],N>=M（M=N，表示删除某个模板）

4.3应答包

子模块收到命令包后，会通过应答包，将有关命令执行情况与结果上报给上位机。

应答包含有一个字节的执行结果代码和可能有的返回参数。

上位机只有在收到子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。

子模块只对与自身地址码一致的命令包反应，地址码不符合不予应答。

默认地址为0xFFFFFF，地址码可以修改。

子模块只对与用到的指令码范围内的的命令包反应，指令码范围不符合不予应答。

子模块只对校验和正确的命令包反应，校验和不正确不予应答。

4.3.1应答包格式

包头

指令码

结果码

参数长度

参数1

参数2

……

参数n

校验和

4.3.2应答包详细定义表

名称

符号

长度

说明

包头

Start

1字节

固定为0x3A。

指令码

Cmd

1字节

原操作命令。

结果码

Result

1字节

执行结果代码

参数长度

ParaLen

1字节

返回参数字节数n。

若无后续参数，该值为0x00。

参数1

Para1

1字节

返回参数1。

参数2

Para2

1字节

返回参数2。

……

参数n

Paran

1字节

返回参数n。

校验和

Sum

1字节

从包头到参数n的所有字节的算术累计和的低字节。

4.3.3结果码汇总

常用结果码：

0xAB：

指令已开始执行（适用于执行时间不可预测的指令：

登录和搜索）；

0xAA：

指令执行完成，结果为真（适用所有指令）；

0x55：

指令执行完成，结果为假（仅适用登录/搜索指令、检查有无模板）；

0x41：

命令参数错误；

0x45：

系统错误；

非常用结果码：

0x20：

图像质量差（适用登录和搜索指令）；

0x21：

录图像超时（适用登录和搜索指令）；

0x22：

面积小（适用登录和搜索指令）；

0x40：

无效命令代码；

0x42：

命令包效验和错误；

0x43:

比对时，指定比对的模板存储区域没有模板。

（适用于搜索指令）

0x58：

传感器错误；

4.3.4应答包总表

功能

包头

指令码

结果码

参数长度

参数1

校验和

Detail

指令参数1

指令参数2

注册指纹模板

0x02

0xAB

0x01

成功收到0x02指令后立即应答，表示注册模板功能正常且收到指令，等待注册模板

0xAA

指令执行完成，注册成功

0x55

指令执行完成，注册失败

0x20

指令执行完成，图像质量差

0x21

指令执行完成，图像录入超时

0x22

指令执行完成，图像面积小

0x41

指令参数错误

0x45

系统错误

0x5a

ID号码已经占用

0x5d

FLASH错误

0x5E

ID号码错误

0x58

传感器错误

0x57

处理超时

比对指纹模板

0x03

0xAB

0x01

ID号

成功收到0x03指令后立即应答，表示比对模板功能正常且收到指令，等待搜索指纹

0xAA

指令执行完成，比对成功

0x55

指令执行完成，比对失败

0x20

指令执行完成，图像质量差

0x21

指令执行完成，比对超时

0x22

指令执行完成，图像面积小

0x41

指令参数错误

0x43

指定比对区域无指纹模板

0x45

系统错误（传感器错误）

0xff

没有注册指纹

0x57

处理超时

0xff

没有注册指纹

删除指纹模板

0x04

0xAA

0x00

指令执行完成，删除指纹成功

0x55

指令执行完成，删除指纹失败

0x41

指令参数错误

0x45

系统错误

4.4指令说明

4.4.1注册指纹模板Enroll

指令代码：

0x02

功能说明：

Ø模块收到指令后，立即应答已执行应答包（0xAB）。

之后连续从传感器获取图像，探测到手指后，根据参数1执行操作并返回搜索结果。

Ø该命令有两个应答包。

Ø该命令可被Free指令中断执行。

Ø注册模板命令分为2个字命令，以便于每次子命令执行完成后，上位机可以根据执行结果控制发送语音命令，需要2个子命令都执行完成后，才能成功注册，其间上位机发送的ID号必须一致。

指令包格式：

1字节

3字节

1字节

包头

地址码

指令码

参数1

参数2

校验和

0x3A

Addr

0x02

Para1

ID号

Sum

输入参数：

参数1

参数2

功能说明

0x01

ID号

注册首次采样：

获取首次有效指纹并提取模板

0x02

ID号

注册采样比对：

获取有效指纹模板并进行比对

注：

2次注册ID号需保持一致，ID号序号从0开始。

应答包格式：

1字节

包头

指令码

结果码

参数长度

校验和

0x3A

0x02

Result

0x00

Sum

结果码说明：

0xAB：

指令已执行，等待注册模板（此标识固定为第一应答包返回值）；

0xAA：

表示指令执行完成，注册成功；

0x55：

表示指令执行完成，注册失败；

0x20：

表示指令执行完成，表示图像质量差；

0x21：

表示指令执行完成，表示录入图像超时；

0x22：

表示指令执行完成，表示图像面积小；

0x57:

表示处理超时；

0x58:

表示传感器错误；

0x5a:

表示ID号码已经占用。

注册流程图：

注册流程说明：

Ø从上图可以看处，当上位机发送注册首次采样命令后，FSC7002注册功能模块返回接收到命令的应答后，开始采集指纹。

Ø如果采集到的指纹有效，就会提取该指纹的生物特征并作为模板A存放在flash指定ID位置中，然后返回上位机注册首次采样成功的应答，上位机应该发送注册采样比对命令，来继续采集同一指纹，以实现注册的功能；反之返回注册首次采样失败的应答，并不操作flash，上位机根据应用逻辑再发送注册首次采样命令进行重新采集或者再发送删除flash该ID处模板的指令，再停止FSC7002工作。

Ø上位机发送注册采样比对命令后，FSC7002注册功能模块返回接收到命令的应答后，再次采集指纹。

Ø如果采集到的指纹有效，就提取该指纹的生物特征并作为模板B存放在shareRAM中，并与前次采集的模板A进行比对，以便确认是同一指纹，如果比对成功，则将采集到的质量最好的指纹模板存储到由上位机指定ID的flash存放空间中，返回上位机注册完成的应答，完成注册；反之，可以认为前后采集的2个指纹属于不同手指，FSC7002注册模块会将新的指纹模板写入flash该ID存储位置替换前次采集的指纹模板，并返回上位机注册失败的应答，由上位机根据其要实现的功能逻辑，再次发送注册采样比对的命令，以便完成注册，或者发送注册首次采样的命令重新采集手指更新指纹模板，或者发送删除flash该ID处模板的指令再停止FSC7002注册模块的工作。

4.4.2比对指纹模板Match

指令代码：

0x03

功能说明：

Ø模块收到指令后，立即应答已执行应答包。

之后连续从传感器获取图像，探测到有效手指后，使用当前图像搜索相应的指纹库区间进行比对，并返回比对结果。

Ø该命令有两个应答包。

Ø该命令可被Free指令中断执行。

输入参数：

指纹库中搜索区间[M,N],且N>=M

参数1：

起始ID号M。

参数2：

结束ID号N。

指令包格式：

1字节

3字节

1字节

包头

地址码

指令码

参数1

参数2

校验和

0x3A

Addr

0x03

Sum

应答包格式：

1字节

包头

指令码

结果码

参数长度

参数1

校验和

0x3A

0x03

Result

0x01

ID号

Sum

结果码说明：

0xAB：

指令已执行，等待搜索指纹（此标识固定为第一应答包返回值）；

0xAA：

表示指令执行完成，搜索指纹成功（参数1表示搜索到的ID号）；

0x55：

表示指令执行完成，未搜索到指纹；

0x20：

表示图像质量差；

0x21：

表示录图像过程超时；

0x22：

表示图像面积小；

0x57:

表示处理超时；

0x58:

表示传感器错误；

0xff:

没有注册指纹。

4.4.3删除指纹模板Delete

指令代码：

0x04

功能说明：

删除指纹库中部分或全部指纹模板。

输入参数：

指纹库中删除区间[M,N],（M=N，表示删除某个模板）。

参数1：

起始ID号M；

参数2：

结束ID号N；N>=M。

指令包格式：

1字节

3字节

1字节

包头

地址码

指令码

参数1

参数2

校验和

0x3A

Addr

0x04

Sum

应答包格式：

1字节

包头

指令码

结果码

参数长度

校验和

0x3A

0x04

Result

0x00

Sum

结果码说明：

0xAA：

表示指令执行完成，删除指纹成功；

0x55：

表示指令执行完成，但删除指纹失败。

5环境要求

Ø工作环境：

温度：

-20°C——60°C

相对湿度：

20%-95%

Ø储存环境：

温度：

-40°C——90°C

相对湿度：

10%-95%

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