[发明专利]一种基于树莓派和嵌入式系统的小型门禁系统

说明书

本发明提供一种基于树莓派和嵌入式系统的小型门禁系统。本发明系统包括树莓派、USB摄像头、LCD液晶显示屏、Arduino板以及超声波测矩模块、舵机、供电模块；所述的树莓派中部署有门禁程序，通过与树莓派连接的USB摄像头和超声波测距模块采集待检测人员的图像信息和距离信息，判断待检测人员是否为用户，所述的Arduino板与舵机连接，通过基于Arduino的嵌入式系统控制安装在门锁上的舵机实现开关门锁；树莓派连接Arduino板，发送开关指令；树莓派连接LCD液晶显示屏发送显示内容；所有模块均由供电模块供电。本发明相对于市面上的面部识别门禁，成本低廉，安装简便并且适用于几乎所有门锁。对学校宿舍等场所进行改造十分方便经济。

技术领域

本发明属于人脸识别和智能门锁领域，涉及到基于树莓派和Dlib的人脸识别技术以及嵌入式系统设计和机械结构设计的技术。

背景技术

人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部识别的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。80年代后随着计算机技术和光学成像技术的发展得到提高，而真正进入初级的应用阶段则在90年后期，并且以美国、德国和日本的技术实现为主；人脸识别系统成功的关键在于是否拥有尖端的核心算法，并使识别结果具有实用化的识别率和识别速度；“人脸识别系统”集成了人工智能、机器识别、机器学习、模型理论、专家系统、视频图像处理等多种专业技术，同时需结合中间值处理的理论与实现，是生物特征识别的最新应用，其核心技术的实现，展现了弱人工智能向强人工智能的转化。

智能门锁是在传统的机械锁基础上进行改造，在用户安全性，识别，管理性方面更加智能化简便化的锁具，是门禁系统中锁门的执行部分。使用非机械钥匙进行用户识别，比如指纹锁，虹膜识别门禁，TM卡，面部识别等。

本发明是一种低成本小规模的人脸识别门禁系统，可适用于学校宿舍，宾馆等人员数量小的场所。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于树莓派和嵌入式系统的小型门禁系统。

本发明系统运用树莓派，Dlib，超声波测距模块等工具实现低成本高稳定性的本地面部识别门禁系统，使其能在人员数量少的场所，如学校寝室，宾馆房间实现智能门禁。

一种基于树莓派和嵌入式系统的小型门禁系统，包括树莓派、USB摄像头、LCD液晶显示屏、Arduino板以及超声波测矩模块、舵机、供电模块；

所述的树莓派中部署有门禁程序，通过与树莓派连接的USB摄像头和超声波测距模块采集待检测人员的图像信息和距离信息，判断待检测人员是否为用户，所述的Arduino板与舵机连接，通过基于Arduino的嵌入式系统控制安装在门锁上的舵机实现开关门锁；树莓派连接Arduino板，发送开关指令；树莓派连接LCD液晶显示屏发送显示内容；所有模块均由供电模块供电。

所述的显示内容包括用户距离提示(过近，过远，合适)和识别结果(通过，未通过)，在闲置状态LCD液晶显示屏显示日期时间；

所述的树莓派中部署的门禁程序包括括：

(1).测距程序，负责读取超声波测距模块的信息，判断是否有用户靠近并且通过LED屏幕提示用户调整到采集面部图像的合适距离。

(2).dlib 64点特征点检测模型，负责在采集到的图像中找到面部信息。

(3).ResNet人脸识别模型，负责分析面部信息，生成128维特征向量。

(4).判定程序，根据ResNet人脸识别模型生成的128维特征向量判断是否通过。

进一步的，门禁控制系统还包括照明模块，所述的照明模块采用LED灯，使其能在光线黑暗的场所应用；