基于STM32的人脸识别智能门禁系统设计.pdfVIP

基于STM32的人脸识别智能门禁系统设

计

摘要

宿舍的门禁系统在门禁终端和管理平台的互动中发挥了重要作用，既保证了

学生的安全，又保证了校园和社会的安全。目前，大学主要使用机械和电子门禁，

随着计算机技术、通信技术、电子科学技术含量的发展，宿舍的智能门禁系统也

越来越完善。智能系统使用各种智能控制策略来确保门禁设备的安全。这种有用

的模式可以大大保护宿舍管理平台和门禁设备的安全，因此，开发一个易于使用、

稳定可靠、符合宿舍门禁要求的嵌入式系统成为本研究的目的。通过该系统，设

计并实现了一种带有STM32控制核心的便携式智能门禁控制器，通过计算机和控

制平台，以STM32微控制器为控制核心，完成通信、数据信息管理等功能。并且

该控制器选择STM32系列的低功耗、高性能微控制器。体积小，成本低，便于携

带；采用ARM内核的STM32单片机实现数据处理功能，同时采用LwIP协议，传

输系统从计算机端接收图像信息，系统从计算机端接收软件，在相应的主机上安

装，最终实现图像采集、显示、存储、传输和控制功能。

关键词：智能门禁；STM32嵌入式系统；视频传输；

I

吉林建筑科技学院电气信息工程学院

一、系统整体方案设计

在本文中，硬件配置主要分为四类：采集模块、处理模块、存储模块和数据

传输模块。第一个图像采集模块用于初始化整个系统，其任务是采集原始图像。

第二个模块是主要的图像采集模块，其主要任务是全面分析和处理采集的图像数

据，并获取和传输图像。第三个存储器是暂时储存从图像处理模块传输来的图像

数据的地方。第四传输系统的主要任务是与主系统进行通信，将采集到的图像数

据传输到主计算机进行显示和存储；STM32控制器用于智能访问控制，使用各种

通信协议实现外部控制。显示器在屏幕上显示系统时间，同时提供屏幕上的系统

菜单，供用户紧急配置。记录功能：主要是存储用户的开启密码和开启日志，以

便日后查阅文件。外部开放模块主要是一个业务终端，从包括面部识别模块、读

卡器模块和键盘模块。该系统的组成部分如图2所示：

图2整体方案实现框图

（一）操作可行性分析

第一个步骤：启动装置，开启内部和外部的断路接线；

第二个步骤：当系统发现有键盘输入命令的时候，就会启动CPU和移动摄像

机的数据传输；

第三个步骤：开启CPU与TFTLCD的连接，此时摄像机捕捉到的图像将被

即时地投影到LCD屏幕上；

第四个步骤：在SD卡里把相片以JPEG的形式保存下来。

图2-1显示了在启动时将执行上述步骤的运行过程。

图2-1试验流程

（二）图像处理控制器选择

作为整个控制系统的心脏和核心，控制器是整个嵌入式系统中最重要的环节，

整个系统的性能和平稳运行直接取决于其控制机制，目前市场上有各种各样的控

制器芯片，ARM的性能复杂、成本高、功耗大，在各种应用中使用ARM作为主控

制器是普遍的做法。它们也是完全不同的。新开发的控制器芯片是项目的核心，

提供图像控制、视频信息和视频数据传输，操纵，在为每个模块选择组件时，必

须充分考虑整体性能和功耗。最后，必须评估该系统的可扩展性，所以在本文中，

STM32F407ZGT6被用来作为图像控制器。除了良好的器件配置外，本文所选择的

STM32F407还包含了许多必要的信息：STM32F407具有广泛的功能，本文只对其

中最重要的功能进行描述。

与传统的单片机芯片（如STC89C52）相比，它的计算速度有了很大的提高。该芯片基

于32位RISCCortex-M4微控制器架构，工作速度高达168MHz，并有一个浮点运算模块[1]。

引脚图见图2-2。

图2-2引脚图

具体来说，首先，它具有绝对的数量优势，如两个主要的FPU和DSP功能，

192KSRAM板载存储器，1024KB闪存和两个定时器，都是32位的。此外，共有

六个其他接口，包括三个SPI，12位ADC和IC，12位DAC，两个CAN，DMA控制

器（共16个通道），三个串行接口（DCMI，SDIO和FSMC）和112个常规I/O接

口它还具有一个外部以太网MAC控制器，用于10/100M以太网通信。STM32F407

的帧率（如2600W像素/芯片）明显优于FM32F407F4系列。只