基于单片机的人脸识别的智能门禁系统设计

文章目录

  • 前言
  • 资料获取
  • 设计介绍
  • 功能介绍
  • 设计清单
  • 核心代码
  • 具体实现截图
  • 参考文献
  • 设计获取

前言

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资料获取

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设计介绍

普遍来讲门禁管理系统的主要在以下的范围使用：职员办公室、数据中心、实验室、社区出入口、高档宾馆房间门等重要场所。如今，门禁控制大多是机械结构的，由于机械门禁系统中缺乏电子设备，因此相对可靠。可以说，这是一种带有密码的机械密码门禁。机械门禁的内部结构非常简单，但安全系数很低，这也导致了时常会发生盗窃事件。
在当前的技术背景下，本文精心打造了一款前沿的视频识别门禁控制系统。该系统以STM32F103C8T6作为核心控制单元，用SG90作为舵机驱动开关门，TFT彩屏可以显示具体信息。该系统不仅支持传统的键盘手动输入方式，更融合了先进的人脸识别技术，为用户提供了更为便捷、智能的开门体验。这款智能门禁系统凭借其卓越的性能，展现了多个显著优势。首先，其高度灵敏的识别能力确保了用户操作的即时响应；其次，强大的保密性设计使得系统能够抵御各类非法入侵，保障用户安全；再者，高安全系数的设计使得系统更加稳定可靠，为用户提供了持久的安全保障。此外，系统内部活动部件的稀少或不存在，极大地减少了磨损，从而延长了使用寿命，为用户带来了更加经济实惠的选择。本文所设计的视频识别门禁控制系统，以其卓越的性能、便捷的操作体验和长久的使用寿命，无疑将成为未来门禁系统发展的新标杆。

功能介绍

本次设计的人脸识别的门禁控制系统其硬件部分是以STM32F103C8T6为核心的单片机，采用0V2640摄像头对人员的人脸识别，采用矩阵按键对系统的操作以及密码的输入，使用蜂鸣器来作为报警模块，开门装置是电子锁控制，显示设备采用OLED液晶显示，无线模块在一番思索后选择了蓝牙模块传输。[5]系统框图如图2.1所示：
在这里插入图片描述

图2.1 系统框图
要求达到功能如下：
(1)可从键盘进行相关设定和功能选择等；
(2)实现对到访人员人脸的视频检测功能，能够对用户人脸信息进行录入、删除、修改、识别等功能；
(3)能够实现键盘密码输入、在密码正确时解门禁，三次输入密码错误时，在一定时间内禁止密码输入并且蜂鸣器报警；
(4)LCD12864液晶可对相关信息进行显示；相关的报警信息会使用蓝牙模块发送到手机APP，可以使用手机APP远程对门禁的开启操作。

设计清单

步进电机元件清单
1.7*9万用板
2.四位一体共阳.36数码管
3.STC89C51
4.步进电机

核心代码

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "key_m.h"
#include "lcd1602toOLED.h"
#include "buzzer.h"	
#include "stmflash.h"
#include "password.h"
#include "IOout.h"
#include "usart.h"
#include "usart2.h"
u8 err=0;
//u8 error = 0;
enum MODE_e{OPENDOOR=0,//搜索授权LOGIN_IC,//注册IC卡LOGOUT_IC,//注销IC卡LOGIN_FG,//注册指纹LOGOUT_FG,//注销指纹RESET_PW //重置密码   
};
//刷卡用
u8 ICbuf[4]={0};//IC缓存
char str[]="0123456789abcdef";
u8 refresh = 1;
u8 sta;
u8 error = 0;
u8 consgOK=0;
u8 size[4];
const u8 cmd1[]={0xEF,0xAA,0x12,0x00,0x00,0x00,0x00,0x12};//识别指令
const u8 cmd2[]={0xEF,0xAA,0x13,0x00,0x00,0x00,0x00,0x13};// 注册指令
void Relay(u8 _sta);
//显示函数
void DisIC_hex(void);
void Dis_LOGIN_IC(void);
void Dis_LOGOUT_IC(void);void sendAPP(void);void OPEN_THE_DOOR(u8 id)
{char str2[50];err = 0;LCD_GotoXY(3,1);//"0123456789abcdef"LCD_Print("授 权 进 入");switch (id){case 0://密码开锁sprintf(str2,"密码正确.-->已开锁\r\n");break;case 1://IC卡开锁sprintf(str2,"IC%02X%02X%02X%02X-->已开锁\r\n", ICbuf[0],ICbuf[1],ICbuf[2],ICbuf[3]);           break;case 2://指纹开锁sprintf(str2,"人脸识别正确-->已开锁\r\n");break;case 3:sprintf(str2,"wifi ctrl-->已开锁\r\n");//printf()break;default:break;}APPsendValue(str2,"","",0,0,0);delay_ms(1000);RelaySW(1);delay_ms(2000);RelaySW(0);   APPsendValue(" "," ","",0,0,0);	
}
extern void SaveFlash(void);
extern void ReadFlash(void);  
char str1[50];
int main(void)
{u8 cnt;u8 key;u8 sta;u8 mode=OPENDOOR;s8 i;u8 errCnt;//使用内部高速晶振HSI RC(8Mz)//配置SYSCLK->36MHz,HCLK->36MHz //APB1->36MHz,APB2->36MHz,ADC1,2->18MHzsysClockHSI_Config();MY_NVIC_PriorityGroupConfig(2);        delay_Init(SysClockFreq/1000000);uart_init(SysClockFreq/1000000,9600);USART2_Init(36,115200);	LED_Init();delay_ms(50);LCD_Init();Buzzer_Init();KeyM_Init();RelaySW(0);ReadFlash();LCD_GotoXY(0,1);
//    LCD_Print(str); delay_ms(1000);   Beep(200);
Start:      mode=OPENDOOR;LCD_Clear();LCD_GotoTitle(20);LCD_Print(" 人脸识别密码锁");disHome(); APPsendLable0("信息","提示","","","","");while(1){delay_ms(1);cnt++;if(cnt>200){cnt = 0;LED = !LED;//人脸识别成功if(consgOK==1){LCD_GotoXY(0,1);LCD_Print("  face id   ok  ");	SetBeep(1);delay_ms(1000);LCD_GotoXY(0,1);LCD_Print("    --------    ");SetBeep(0);consgOK = 0;Clr_InputPW();buzzer=1;LCD_GotoXY(0,0);LCD_Print("Authorization OK");LCD_GotoXY(0,3);LCD_Print(" Open The Door  ");delay_ms(600);buzzer=0;delay_ms(900);OPEN_THE_DOOR(2);error=0;delay_ms(500);goto Start;}//人脸识别失败else if(consgOK==2){LCD_GotoXY(0,1);LCD_Print("  face id   err ");SetBeep(1);	delay_ms(1000);LCD_GotoXY(0,3);LCD_Print("    --------    ");SetBeep(0);consgOK = 0;LCD_GotoXY(0,1);LCD_Print(" password error!");Beep(100);Beep(100);Beep(100);error++;if(error>=3){while(1){Beep(100);}}delay_ms(800);goto Start;}//sendAPP();if(err>=3){errCnt = 0;while(errCnt<50)//锁机时间{errCnt++;Beep(200);while(1){Beep(200);}}err = 0;}            }key = Key_Map(KeyScan(0));//扫描矩阵按键if(key==0){if(keyUSART){key = keyUSART;keyUSART = 0;}}if(key){Beep(200);              if(key=='C')//人脸注册{for(i=0;i<8;i++)Send_Char_Com2(cmd2[i]);		LCD_GotoXY(0,1);LCD_Print(" reg face  id   ");				delay_ms(1000);LCD_GotoXY(0,1);LCD_Print("    --------    ");			}else if(key=='D')//人脸识别{for(i=0;i<8;i++)Send_Char_Com2(cmd1[i]);LCD_GotoXY(0,1);LCD_Print(" conf face id   ");				delay_ms(1000);LCD_GotoXY(0,1);LCD_Print("    --------    ");			}else {sta = InputPassword(key);if(0xFF == sta){LCD_GotoXY(0,0);//"0123456789abcdef"LCD_Print(" Input A New PW."); disHome();        mode = RESET_PW;}else if(0x0F==sta)//开门{OPEN_THE_DOOR(0);goto Start;}else if(0xEE==sta)//密码错误{LCD_GotoXY(0,1);//"0123456789abcdef"LCD_Print("password [error]");//printf("password [error]");APPsendValue("password [error]","","",0,0,0);Beep(200);Beep(200);Beep(200);delay_ms(1000);err++;goto Start;}}            }while(mode == RESET_PW)//重置密码{key = Key_Map(KeyScan(0));if(key==0){if(keyUSART){key = keyUSART;keyUSART = 0;}}            if(key=='A'||key=='B'||key=='C'||key=='D')goto Start;//放弃密码重置else if(key){Beep(200);sta = SetPassword(key);if(sta==0xFF){LCD_GotoXY(0,1);//"0123456789abcdef"LCD_Print("reset PW. [OK]  ");//printf("reset PW. [OK]\r\n");APPsendValue("reset PW. [OK]","","",0,0,0);Beep(1000);delay_ms(1000);goto Start;    }else if(sta==0xEE){LCD_GotoXY(0,1);//"0123456789abcdef"LCD_Print("reset PW. [err] ");//printf("reset PW. [err]\r\n");APPsendValue("reset PW. [err]","","",0,0,0);Beep(200);Beep(200);Beep(200);delay_ms(1000);goto Start;    }}}                }     
}

具体实现截图

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在这里插入图片描述

参考文献

[01]贾川. 浅谈人脸识别技术应用及发展趋势[J]. 中国安防,2010,(03):91-94
[02]崇玉海. 基于二维图像表示的人脸检测与识别技术研究[D]. 中国优秀硕士学位论文全文数据库,2014,(03):
[03]姚丽君. 人脸识别技术的发展与应用[J]. 科技创新导报,2010,(21):35
[04]张红岩. 基于神经树的人脸识别方法研究[D]. 中国优秀硕士学位论文全文数据库,2011,(06):
[05]杨敏英, 陈辉煌, 杨阿弟, 佘明辉. 一种家庭智能门禁语音报警控制设计与实现[J]. 长春大学学报,2016,(4):6
[06]刘康, 林如威, 熊宇, 崔晓, 曾贵娥. LED控制器设计[J]. 电子技术与软件工程,2022,(17):4
[07]曹义 邢玉秀 张琳 刘亿文. PCB设计课程项目驱动教学改革的探索[J]. 电子世界,2014,(01):178-179
[08]田雅楠. 基于单片机的肥箱料位检测装置设计与试验研究[D]. 中国优秀硕士学位论文全文数据库.2020,(09):
[09]韩兴会. 基于STM32和LwIP的无线传感器网络网关研究与应用[D]. 中国优秀硕士学位论文全文数据库2018,(02):
[10]王静. 基于单片机的数据串口通信[D]. 中国优秀硕士学位论文全文数据库,2013,(02):
[11]王伟. 基于STM32的大功率LED老化电源的设计[D]. 中国优秀硕士学位论文全文数据库,2017,(04):
[12]陈隐宏. 简易船舶GPS、艏向显示仪的设计[D]. 中国优秀硕士学位论文全文数据库,2015,(11):
[13]孙强强, 丁小伟. 基于52单片机的机场智能寄存柜设计[J]. 长江信息通信,2021,(05):113-115
[14]周文龙. 基于单片机控制的电子密码锁设计[J]. 大众商务：下半月,2009,(3):2
[15]牛国锋. 基于瑞萨MCU的温度预警系统设计与实现[D]. 中国优秀硕士学位论文全文数据库,2013,(10):

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