基于STM32的人脸识别门禁系统的设计.doc

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1、基于STM32的人脸识别门禁系统的设计作者：胡慧之陈从悦惠蕴心秦瑶来源：《电脑知识与技术》2018年第34期        摘要：为了提高智能门禁的安全性和控制设计成本，本文提出了基于STM32的人脸识别门禁系统的设计方案。系统以STM32单片机为控制核心，以串口触摸屏为人机交互窗口，以家用USB摄像头为图像采集设备，以WIFI模块传输图像数据和匹配结果，实现了刷脸开锁。通过测试，系统功能稳定，且易于实现，具有一定的应用价值。        关键词：STM32;人脸识别;智能门禁;WIFI模块        中图分类号：TP311;;;文献标识码：A;;;文章编号

2、：1009-3044（2018）34-0176-02        1引言        随着科技的迅猛发展和人们物质水平的提高，人们对居住安全的要求也越来越高。门禁控制作为安全防范系统的重要组成部分，越来越受到人们的关注。钥匙、密码键盘、IC卡等传统方式在使用过程中存在取用不便、易丢失、易窃取等缺陷，安全性较低，已无法满足现代人的需要。        近年来，随着生物识别技术的不断发展与成熟，其具有的便携性、非易失性、不会被遗忘、难盗用等优势也逐步应用到门禁系统中。常见的生物识别技术有：指纹、虹膜、语音、人脸等多种识别方式[1]。虽然人脸识别容易受到光照强度、采

3、集角度等诸多因素的影响，但它具有非接触式、可在人们毫无察觉的情况下进行图像采集和不易被仿造、识别率较高的优势，具有广泛的应用价值和市场前景。因此，本文将人脸识别技术和智能门禁系统有机结合，设计了一种使用方便、可靠性高、应用范围广的新型智能门禁系统。        2系统总体方案设计        本系统主要以STM32系列单片机作为微控制器，以串口触摸屏为人机交互窗口，以家用USB摄像头为图像采集设备，另外加入了人体红外感应模块、LED灯和语音提示等部件，系统总体设计框图如图1所示。        当人体红外检测模块检测到人体时，USB摄像头采集图像，通过WIFI

4、上传至上位机，与预先存储的用户人脸图像数据进行识别匹配，匹配完成后再将结果经由WIFI发送回STM32单片机。STM32单片机根据接收到的信息控制门锁的开合，并在串口触摸屏上显示相关信息，同时辅以语音提示。若在光线较暗的情况下检测到人体，可由STM32单片机驱动LED灯进行照明，提高人体识别的准确度。        3硬件设计        3.1主控模块设计        本系统选用的主控芯片是STM32F103，它是首款基于ARMv7-M体系结构的32位标准RISC（精简指令集）处理器，具有执行代码效率高，外设资源丰富等众多优点。该系列微处理器工作频率设定在7

5、2MHz，有高达128K字节的内置Flash存储器和20K字节的SRAM，方便程序编写，而且具有丰富的通用I/O端口。其最小系统电路主要由主控芯片、电源模块、时钟电路、复位电路、JTAG调试接口电路和启动模式选择电路组成。        3.2WIFI模块        本系统选择OpenWRTWIFI模块实现图像传输、图像的实时显示以及匹配结果的传输，在上位机中使用MySQL数据库存储用户信息及开门记录。OpenWRT是一个高度模块化与自动化的嵌入式Linux系统，装载有强大的网络接口，并且具有很强的扩展性[2]。本WIFI模块的核心芯片是高通AR9331，集成

6、MIPS24K内核、1个五端口百兆以太网交换机、高速串口和USB2.0Host/Device接口[3]，最高主频400MHz，板载64MBDDR2RAM和8MBflash;支持IEEE802.11b/g/n，无线传输速率最大150Mbps，无线传输距离100m。WIFI模块与STM32单片机的连接如图2所示，通过串口进行通信，WIFI模块的RXD接STM32的TXD，TXD接STM32的RXD。        3.3串口触摸屏模块        本系统选用可编程的串口触摸屏实现人机交互，它拥有先进的人机界面处理系统和美观的嵌入式图形界面。串口屏是由液晶屏+单片机+

7、存储器三部分构成的，由计算机将图片和汉字点阵通过GpuMaker程序预先存储到串口屏的存储器中，然后由单片机通过串口发送指令调用显示即可。在串口屏上还可以设置热区，当触摸热区时，串口屏会返回热区编号给单片机，单片机识别后进行相应的控制。        本系统选用的4.6寸的串口触摸屏有4个标准的引出脚+5v、RX、TX、GND;支持波特率2400～，存储器8M，自带汉字库，支持横竖屏显示;支持点，线，圆，方框，填充框等基本图形显示;内部集成触摸屏标准界面，支持32个热区。串口屏接口电路如图3所示，VCC5（+5V）和DGND对等连接，串口屏的RX接STM32的TX

8、，TX接S