嵌入式人脸识别门禁系统的设计与实现

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1、嵌入式人脸识别门禁系统的设计与实现　　摘要：当前，嵌入式人脸识别门禁系统以其非接触性、稳定性好、采集设备简单及安全性高等优点被广泛应用到公共安全防护，信息保护与管理等领域中，具有良好的市场前景。因此，嵌入式人脸识别门禁系统在安防领域得到大多数研发机构的青睐。本文介绍了嵌入式人脸识别门禁系统的工作原理，并对嵌入式人脸识别门禁系统的设计进行了详细的介绍，以望能为有关需要提供参考借鉴。　　关键词：人脸识别；嵌入式门禁系统；设计　　0引言　　随着社会经济的快速发展，人们的生活水平也日益提高，对安全的需求也越来越强烈。门禁系统作为人们安全防护的一个重要组成部分，受到了人们的普遍重视。传统

2、的机械锁、单片机控制类的刷卡式等门禁系统由于需要近距离接触，容易丢失、损坏和复制等缺点，已经不能满足人们日益增长的安全需要。而嵌入式人脸识别门禁系统作为人脸识别技术和嵌入式技术结合，生产出的门禁系统，具有采集设备简单，难仿冒，抗攻击能力强，符合人们的生活使用习惯，安全性高等优点，越来越受人们的青睐，并得到广泛的应用。基于此，笔者对嵌入式人脸识别门禁系统进行了相关的介绍。　　1系统工作原理7　　门禁系统属于公共安全管理系统范畴，本系统基于人脸的脸部特征作为唯一的特征，人脸识别技术主要通过分析人脸的全局特征和局部特征。从摄像头中检测人脸，然后通过分析人脸的特征值和相对位置关系就可以

3、可靠的识别出一个人的身份信息。系统工作原理如下：　　（1）门禁权限授予　　本门禁系统目的是为了实现人员出入权限的控制及出入信息的记录。通过门禁权限的授予，可以对门禁进行管理，限制未经制受权的人员进出特定的区域，并且使已获受权人员在进出上更加便捷。本系统设计中，用户可以通过摄像头采集同一个人的脸部的不同角度，姿态图片，并登记相关的部门，姓名，工号等信息作为门禁授权，建立人脸门禁权限数据库。本系统授权的图片最多只需5张，最少一张。　　（2）门禁控制　　用户在需要进行控制的区域安装门禁系统以后，当有人员需要进出时，只需看着摄像头来核对身份。系统对该人员的脸部进行检测，识别，然后对数据

4、库进行匹配，以此来进行权限分析，如果已经获得授权，那么计算机上会显示该人员的部门，姓名，工号，识别时间等信息，驱动门锁装置开锁，人员可以自行通过。若该人员未获得门禁权限，那么门锁不会打开，并且记录同一个人违规的次数，超过3次识别失败，就会报警。　　（3）门禁系统设置　　可以在该系统中对人员的权限和信息进行注册，更改，取消等设置。　　（4）事件记录　　当系统正常运行时，对各种出入事件、异常事件及其人员图片进行记录，保存在数据库中，以备日后查询。7　　2系统设计思路　　2.1系统方案　　目前常用的嵌入式系统设计方案主要有视频采集芯片+DSP、视频采集芯片+ARM，ARM+人脸识别算

5、法软件等方案。对于人脸识别门禁系统而言，由于DSP不支持操作系统，因此不适合做嵌入式Linux的系统方案。而ARM作为系统控制比较好，DSP专门用来处理图片，考虑到开发成本及实际应用需求，笔者采用了ARM+Linux+人脸识别算法软件的方案设计。首先搭建好ARM+Linux的系统软硬件平台，并将相关驱动程序也移植成功；然后，移植人脸识别运行OpenCV计算机视觉库，为下一步移植和运行人脸识别程序提供环境，接着重点是优化人脸识别技术，或者采用更先进的人脸识别算法，从而提高识别率。　　2.2系统硬件设计　　该嵌入式人脸识别门禁系统的设计如图1：　　（1）控制CPU　　本设计中的AR

6、M9处理器采用S3C2440芯片，其主要功能是：采集摄像头中的数据，将数据以视屏的方式显示在LCD上，通过触摸屏来进行数据查询和人员登记，门锁驱动电路是通过CPU检测到的识别输出来控制门锁，蜂鸣报警器用于违规人员严重违规时报警，并且CPU负责实时显示或查询人员出入记录。　　（2）摄像头采集模块7　　摄像头采集模块是通过SCCB总线来进行数据传输，可以使用ARM9的IO口模拟SCCB总线来传输，其实SCCB总线就是IIC总线的子系统，将采集到的数据传输给ARM9，然后ARM9会通过Camera解码器、控制器来处理和控制数据，通过V4L2驱动接口来访问和操作视频数据。　　（3）LC

7、D液晶屏模块　　LCD液晶屏模块采用Linux自带的Framebuffer机制来模仿显卡的功能，将显卡的硬件结构抽象为数据结构，然后通过Framebuffer的接口直接对LCD进行读写操作。图2为LCD的接口电路。其中，VD[23：0]接口为LCD像素数据输出端口，VSYNC和HSYNC为垂直和水平同步信号，ENABLE为数据使能信号，DOTCLK为像素时钟信号，TSXM，TSYM，TSXP，TSYP等引脚用于触摸屏的，LCD_PWREN为LCD电源使能端口。　　（4）网络接口　　本系统采用