人脸指纹门禁设计.docx

毕业设计开题报告

题目

人脸指纹门禁系统设计

学生姓名

学号

班级

专业

一、研究背景

门禁系统作为安全防范的第一道防线，其重要性不言而喻，传统门禁系统主要依赖于钥匙、密码等物理介质进行身份验证，存在着诸多安全隐患，如钥匙容易丢失或复制，密码容易被窃取，无法有效防止非法入侵。此外，传统门禁系统操作繁琐，用户体验较差，难以满足现代快节奏生活的需求。生物识别技术通过提取人体固有的生理特征或行为特征进行身份识别，具有唯一性、稳定性、便捷性等优势，为门禁系统的发展提供了新的方向。目前，常用的生物识别技术包括指纹识别、人脸识别等。其中，指纹识别技术发展成熟，识别速度快、准确率高，但容易受到手指表面状况的影响；人脸识别技术非接触、用户体验好，但容易受到光照、姿态等因素的影响。单一生物识别技术难以满足所有应用场景的需求，将多种生物识别技术融合，可以优势互补，提高识别精度和系统安全性。近年来，多模态生物识别技术成为研究热点，其中，人脸和指纹识别作为两种应用广泛、技术成熟的生物识别技术，具有较高的融合价值。基于以上背景，本研究拟设计一种基于人脸和指纹双模态识别的门禁系统，通过融合人脸和指纹两种生物特征，提高门禁系统的用户体验，为构建安全、便捷的智能生活环境提供技术支撑。

二、国内外研究现状

近年来，国内学者在人脸识别和指纹识别门禁系统的设计与实现方面取得了显著进展。吴立军等人（2021）设计了一种基于人脸识别的智能门禁系统，该系统采用深度学习算法进行人脸特征提取，并结合嵌入式技术实现门禁控制，具有较高的识别精度和实时性。张玥等人（2023）基于树莓派平台设计了一种人脸识别门禁系统，通过优化算法和硬件配置，实现了低成本、高性能的门禁解决方案。杨淙喜（2020）针对船舶保安需求，设计了一种智能门禁系统，结合人脸识别和指纹识别技术，提升了船舶门禁的安全性。郝雪燕（2020）则针对学生宿舍场景，设计了一种基于人脸识别的门禁系统，通过数据库管理和实时监控功能，有效提升了宿舍安全管理水平。

国外在人脸指纹门禁系统的研究方面也取得了重要进展。KefengLi等人（2022）提出了一种基于时间访问控制的门禁系统设计，通过时间维度的权限管理，增强了门禁系统的灵活性和安全性。MusaAbubakarMuhammad等人（2023）研究了数据驱动设计在网络访问控制系统中的应用，通过异常检测算法提升了门禁系统的安全性和智能化水平。NicolasBoltz等人（2022）针对环境不确定性对门禁系统的影响，提出了一种设计时访问控制分析方法，通过动态调整策略提高了门禁系统的适应性和可靠性。因此，国内外在人脸指纹门禁系统的研究方面已取得一定成果，但仍存在一些挑战，如复杂环境下的识别精度、系统的实时性和成本控制等问题。本文将在现有研究基础上，结合深度学习、嵌入式技术和多模态生物识别技术，设计一种高效、安全、低成本的人脸指纹门禁系统，为相关领域的研究和应用提供参考。

三、研究方案

该系统以TMS320DM642为核心处理芯片，通过其丰富的外设接口和功能模块实现多种控制与数据处理任务。EMIF提供4GB的存储器空间，支持连接SDRAM和FLASH存储器，用于存储程序代码和数据。CPLD通过地址线与TMS320DM642连接，提供FLASH片选信号和页地址信号，控制FLASH存储器的访问；管理串口中断、时钟信号、I/O控制、复位信号和中断信号；并控制外设设备，如键盘、电磁锁、状态灯。MS320DM642的串口通过CPLD的片选信号和中断信号控制数据读取。指纹模块选用中控科技公司的ZEM100模块，通过串口连接，用于采集和传输指纹数据。TMS320DM642内置EMAC（10/100Mb/sEthernetMAC）和MDIO（ManagementDataInput/Output）接口，EMAC负责控制网络器件与DSP之间的数据包交换；MDIO用于配置和检测PHY的状态。视频口VP0连接视频解码器，将模拟NTSC或PAL视频信号转换为数字分量视频信号；视频口VP1连接视频编码芯片，将数字视频信号转换为PAL或NTSC格式的视频输出。系统框图如下：

主控模块STM32F03C8T6舵机模块显示模块键盘模块人脸识别模块电源模块

主控模块

STM32F03C8T6

舵机模块

显示模块

键盘模块

人脸识别模块

电源模块

密码存储器模块

蓝牙模块

报警模块

图1系统框图

四、预期达到的目标

经过查阅资料及对课题设计要求认真分析，完成人脸指纹门禁设计，预期能够完成以下功能：

（1）能够实现人脸和指纹的双重认证，提高门禁系统的安全性；

（2）能够优化识别算法，提高识别速度和准确率；