基于STM32的人脸识别门禁系统的设计
《2024年基于STM32的智能门禁系统的设计》范文
《基于STM32的智能门禁系统的设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，智能门禁系统已广泛应用于各个领域，如小区管理、企业安全、学校及公共设施等。
这些系统对于提升安全性和便捷性起到了至关重要的作用。
本文将详细介绍基于STM32的智能门禁系统的设计思路、实现方法及优势。
二、系统概述本系统以STM32微控制器为核心，通过集成指纹识别、密码输入、读卡器等多种身份验证方式，实现对门禁的智能控制。
系统具有高安全性、便捷性、可扩展性等特点，可广泛应用于各种场景。
三、硬件设计1. 微控制器：采用STM32系列微控制器，具有高性能、低功耗、易于扩展等优点。
2. 身份验证模块：包括指纹识别模块、密码输入模块和读卡器模块，可根据需求进行配置。
3. 通信模块：采用蓝牙、Wi-Fi或有线网络等通信方式，实现与上位机的数据传输。
4. 执行机构：包括电机驱动模块、电磁锁等，用于实现对门的开关控制。
5. 电源模块：采用稳定可靠的电源供电，确保系统稳定运行。
四、软件设计1. 操作系统：采用实时操作系统（RTOS），确保系统的实时性和稳定性。
2. 身份验证：通过比对指纹信息、密码或卡片信息，进行身份验证。
验证成功后，系统将发送开锁指令。
3. 通信协议：与上位机通信时，采用标准的通信协议，确保数据传输的准确性和安全性。
4. 数据处理：对采集的数据进行存储、分析和处理，为后续的优化提供依据。
五、功能实现1. 身份验证：系统支持指纹识别、密码输入和读卡器等多种身份验证方式，确保只有经过授权的用户才能通过门禁。
2. 远程控制：通过手机APP或电脑端软件，实现对门禁的远程控制，方便用户随时随地进行操作。
3. 报警功能：当非法入侵或门禁状态异常时，系统将发出报警信号，提醒管理人员进行处理。
4. 数据记录：系统可记录每次开门的时间、用户信息等数据，为后续的数据分析和优化提供依据。
六、优势分析1. 高安全性：采用多种身份验证方式，确保只有经过授权的用户才能通过门禁。
基于STM32的人脸识别智能门禁系统设计
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。
stm32智能门人脸识别原理
stm32智能门人脸识别原理
智能门人脸识别基于STM32的原理如下：
1. 相机采集：STM32通过相机模块采集门口的人脸图像，可以选择使用CMOS或者其他类型的相机。
2. 图像处理：采集到的人脸图像通过STM32的图像处理模块进行预处理，包括去噪、增强对比度等操作，以便提取更准确的特征。
3. 特征提取：图像处理后，STM32通过人脸识别算法提取人脸图像中的关键特征点，比如眼睛、嘴巴的位置，形成一个特征向量。
4. 特征匹配：STM32会将当前提取到的特征向量与已知的人脸特征库中的特征向量进行匹配。
5. 结果判断：STM32根据匹配结果判断门口的人脸是否属于已知的人脸库中的人，如果存在匹配，则判断为有效人员，可以授权开门；如果匹配失败，则判断为陌生人或者非法人员，禁止开门。
需要注意的是，该方案需要事先建立一个人脸特征库，并将合法人员的人脸特征存储在该库中。
同时，算法的准确性和识别速度等性能也会受到STM32处理能力的限制。
基于STM32的智能门禁系统的设计
基于STM32的智能门禁系统的设计基于STM32的智能门禁系统的设计1. 引言随着科技的不断发展，智能化已经成为人们生活的一部分。
智能门禁系统作为现代化社会的重要组成部分，能够提供高效、安全、智能化的门禁控制功能。
本文将介绍一种基于STM32的智能门禁系统的设计方案。
2. 设计目标与需求分析智能门禁系统的设计目标是提供快速准确的门禁控制功能，并增加一些智能化的功能以提升用户体验和系统安全性。
通过对用户需求的分析，我们确定了以下主要设计目标：- 快速响应和准确识别合法用户；- 实现对多种方式的开门方式支持；- 支持远程控制和监控；- 具备数据存储和操作记录功能；- 能够实现用户身份认证和权限管理；- 具备报警和异常事件处理能力。
3. 系统硬件设计基于STM32的智能门禁系统的硬件设计主要包括：门禁控制模块、身份识别模块、开门方式适配模块、网络通信模块和报警模块。
（1）门禁控制模块：STM32作为主控芯片，负责整个门禁系统的控制和管理。
它连接各个模块，通过输入输出口与外设进行通信。
（2）身份识别模块：采用一种高精度生物识别技术，如指纹或人脸识别等，来识别用户身份。
该模块通过与STM32的接口，传输识别结果。
（3）开门方式适配模块：针对不同的开门方式，如密码、IC 卡、手机蓝牙等，设计相应的适配模块。
这些模块可以通过串口、蓝牙等方式与STM32进行通信。
（4）网络通信模块：为了实现远程控制和监控，需要加入网络通信模块，如Wi-Fi模块或以太网模块，以实现与远程服务器或用户手机的通信。
（5）报警模块：当系统发生异常事件或安全威胁时，报警模块能够及时发出声光报警信号，警示用户。
4. 系统软件设计基于STM32的智能门禁系统的软件设计主要包括：操作系统、身份识别算法、权限管理、远程控制和监控以及数据存储和操作记录。
（1）操作系统：选择适合的操作系统可以提高系统的稳定性和可靠性。
嵌入式操作系统如FreeRTOS或UCOS等可以满足门禁系统的需求。
基于STM32的人脸识别门禁系统的设计
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：1009-3044（2018）34-0176-021 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。
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《基于STM32的智能门禁系统的设计》篇一一、引言随着科技的发展，智能门禁系统已经广泛应用于各个领域，如住宅、办公楼、工厂等。
本文将详细介绍基于STM32的智能门禁系统的设计，包括硬件设计、软件设计以及系统的调试与优化等方面。
二、系统概述本系统以STM32微控制器为核心，结合门禁控制模块、读卡器模块、显示模块、电源模块等组成。
系统可实现门禁卡识别、开门记录、报警提示等功能，具有高可靠性、低功耗、操作简便等优点。
三、硬件设计1. STM32微控制器：作为系统的核心，负责整个系统的控制与数据处理。
STM32系列微控制器具有高性能、低功耗、易于编程等优点，可满足门禁系统的需求。
2. 门禁控制模块：负责接收微控制器的指令，控制门的开关。
该模块采用电磁锁，具有低功耗、可靠性高等特点。
3. 读卡器模块：用于读取门禁卡的信息。
该模块采用非接触式读卡技术，可快速准确地读取门禁卡内的信息。
4. 显示模块：用于显示系统状态及开门记录等信息。
该模块采用LED显示屏，具有高亮度、低功耗等优点。
5. 电源模块：为整个系统提供稳定的电源。
该模块采用锂电池供电，具有长寿命、低自放电率等优点。
四、软件设计1. 操作系统：采用RTOS（实时操作系统），可实现多任务管理，提高系统的响应速度和稳定性。
2. 通信协议：系统采用通用的通信协议，如485总线或Wi-Fi等，实现与其他设备的通信。
3. 算法设计：包括门禁卡识别算法、开门记录处理算法等。
门禁卡识别算法采用非接触式读卡技术，可快速准确地读取门禁卡内的信息；开门记录处理算法用于处理开门记录，包括时间、人员等信息。
4. 软件架构：软件采用模块化设计，便于后期维护和升级。
主要包括主程序模块、门禁卡识别模块、开门记录处理模块、报警提示模块等。
五、系统调试与优化1. 调试过程：首先对各个模块进行单独调试，确保其功能正常。
然后进行系统联调，测试整个系统的性能和稳定性。
2. 优化措施：针对系统运行过程中出现的问题，采取相应的优化措施。
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《基于STM32的智能门禁系统的设计》篇一一、引言随着科技的发展，智能门禁系统已经成为现代家庭和企事业单位不可或缺的安保设备。
它不仅能够实现安全防范，还可以为人们提供便利的生活体验。
本文将详细介绍基于STM32的智能门禁系统的设计思路、系统架构及其实现方法。
二、系统概述基于STM32的智能门禁系统主要包括STM32微控制器、门禁控制模块、通信模块、输入设备（如密码键盘、刷卡器等）和输出设备（如电磁锁、门铃等）。
系统采用低功耗设计，具有良好的稳定性、安全性和易用性。
三、系统架构设计1. 硬件设计硬件部分主要包括STM32微控制器、门禁控制模块、通信模块等。
STM32微控制器作为核心部件，负责整个系统的控制、数据处理和通信等功能。
门禁控制模块包括电磁锁、门状态检测等，用于实现门禁的开关控制和状态检测。
通信模块采用无线或有线通信方式，实现与上位机的数据传输。
2. 软件设计软件部分主要包括操作系统、驱动程序、应用程序等。
操作系统采用实时操作系统，保证系统的实时性和稳定性。
驱动程序用于驱动硬件设备，实现与硬件的通信和数据交换。
应用程序负责实现门禁系统的各种功能，如密码验证、刷卡验证、远程控制等。
四、功能实现1. 密码验证功能用户通过密码键盘输入密码，STM32微控制器对密码进行验证。
若密码正确，则控制电磁锁打开，允许用户通行。
若密码错误，则进行报警提示或延迟一段时间后再次尝试。
2. 刷卡验证功能用户通过刷卡器刷卡，STM32微控制器读取卡片信息并进行验证。
若验证通过，则同密码验证一样控制电磁锁打开。
此外，系统还可以实现多卡通行和黑名单管理等功能。
3. 远程控制功能通过通信模块，上位机可以对门禁系统进行远程控制。
例如，上位机可以远程控制电磁锁的开关、查看门禁状态、设置密码等。
此外，系统还可以实现报警功能，当门禁系统发生异常时，及时向上位机发送报警信息。
五、系统优势1. 稳定性高：采用STM32微控制器和实时操作系统，保证系统的稳定性和实时性。
基于STM32的人脸识别门禁系统设计
基于STM32的人脸识别门禁系统设计顾思远 郁汉琪 管宜朋（南京工程学院，江苏 南京 211167）摘 要：为解决传统人脸识别算法存在的识别速度慢、准确率低等问题，笔者提出一种采用深度学习人脸识别算法与在线计算的门禁系统解决方案。
根据方案设计将系统分为上位机与下位机两部分，下位机负责图像采集与传输，上位机负责人脸识别。
下位机选择STM32F407核心板作为微控制器模块，选择OV2640数字摄像头作为图像采集模块，选择ESP8266-01S 作为无线通信模块。
上位机人脸识别算法由两部分构成，第一部分使用MTCNN 卷积网络完成对人脸特征点的定位，第二部分使用FaceNet 卷积神经网络将人脸图片映射为512维的特征向量，以此实现人脸识别、身份认证的功能。
试验结果表明：该人脸识别门禁系统解决方案可实现人脸识别与身份认证的功能，达到辨别访客的目的。
关键词：人脸识别；深度学习；MTCNN；FaceNet中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2020）10-075-04Design of Face Recognition Access Control System Based on STM32Gu Siyuan, Yu Hanqi, Guan Yipeng(Nanjing Institute of Engineering, Nanjing Jiangsu 211167, China)Abstract: In order to solve the problems of slow recognition speed and low accuracy of traditional face recognition algorithm,the author proposes a solution of access control system which adopts deep learning face recognition algorithm and online computing. According to the scheme design, the system is divided into two parts: the upper computer and the lower computer. The lower computer is responsible for image acquisition and transmission, and the upper computer is responsible for face recognition. The lower computer selects stm32f407 core board as the microcontroller module, ov2640 digital camera as the image acquisition module, and esp8266-01s as the wireless communication module. The upper computer face recognition algorithm consists of two parts. The first part uses mtcnn convolution network to locate the face feature points, and the second part uses facenet convolution neural network to map the face image into 512 dimensional feature vectors, so as to realize the function of face recognition and identity authentication. The experimental results show that the face recognition access control system solution can realize the functions of face recognition andidentity authentication, and achieve the purpose of identifying visitors.Key words: face recognition; deep learning; MTCNN; FaceNet作者简介：顾思远(1996—)，男，江苏启东人，硕士研究生。
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基于STM32的人脸识别门禁系统的设计
发表时间：2019-04-04T09:00:02.960Z 来源：《防护工程》2018年第35期作者：曾荣
[导读] 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。
4228261981****5513
摘要：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。
本文对STM32的人脸识别门禁系统的设计进行探讨。
关键词：STM32；人脸识别；智能门禁；WIFI模块
引言：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。
虽然人脸识别容易受到光照强度、采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。
1 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。
图1总体设计框图
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。
2 硬件设计
2.1 主控模块设计
本系统选用的主控芯片是STM32F103，它是首款基于AR?Mv7-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72MHz，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。
2.2 WIFI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。
本WIFI模块的核心芯片是高通AR9331，集成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。
图3 串口屏接口
2.4 人体红外检测模块
本系统中使用红外热释电传感器来感应人体，只有当检测到人体时，由单片机启动摄像头进行图像采集并进行数据传输，以此减小系统功耗。
本系统选用的红外检测模块是微型SR602人体感应模块，此模块灵敏度高，响应速度快，静态功耗小、体积小巧。
模块工作电压为3.3V~15V，可全自动感应，感应距离0~5米；在感应范围内感应到人体后，输出高电平，可重复触发；IC置于铁壳内，抗干扰能力强，
EMI小。
模块为数字开关量输出，输出脚OUT可直接连接单片机通用I/O端口。
2.5 语音提示模块
本系统选择XFS5152CE语音合成芯片实现系统工作时的状态播报，如：当系统启动时播报“人脸识别门禁系统已就绪！”；当人脸识别成功开锁后，播报“门已打开”等，同时可通过按键来控制音量。
XFS5152CE是一款高集成度的语音合成芯片，可实现中文、英文语音合成；并集成了语音编码、解码功能，可支持用户进行录音和播放；除此之外，还创新性地集成了轻量级的语音识别功能，支持30个命令词的识别，并且支持用户的命令词定制需求。
它支持UART、I2C、SPI三种通讯方式，UART串口支持4种通讯波特率可设：4800bps、9600bps、57600bps、115200bps。
本系统中采用的是串口通信模式。
3 软件设计
系统软件设计分为单片机程序和上位机程序两部分。
单片机部分程序主要由系统主程序、底层驱动程序、各功能模块子程序组成，各程序均由独立的C语言文件编写。
主程序流程图如图5所示。
系统软硬件配置好后，首先对系统进行初始化处理，确定整个系统正常运行。
当在感应区内检测到人体时，打开摄像头进行图像采集并通过WIFI上传至上位机，在上位机中将采集到人脸信息与库中保存的人脸信息进行匹配，匹配完成后再将结果通过WIFI传给单片机，由单片机控制相应部件工作。
图5 主程序流程图
上位机软件主要完成人脸识别任务，可以通过软件平台对系统进行开发。
选择合适的软件平台，不仅能给开发人员带来方便，而且还能节省开发时间。
本文选用Linux操作系统和OpenCV开源计算机视觉库进行系统软件开发。
OpenCV应用的系统很多，它的移植性强，其库函数大部分为C函数，源代码完全对外开放，包含很多图像处理和计算机视觉方面的算法，并且代码基本免费，所以对于开发人员来说是一个很好的选择。
结束语
本文介绍了基于STM32单片机的智能门禁系统的设计方案及实现过程，系统以高性能单片机、串口触摸屏、摄像头、WIFI模块等核心部件实现了人脸识别门禁功能。
通过测试表明，已录入系统的用户可通过人脸识别实现开锁功能，并能通过串口屏人机交互实现删除用户、增加用户等功能。
系统的人脸信息采集通过家用USB摄像头，人脸识别功能是通过WIFI传输到上位机上完成，整个系统兼容性高、可移植性强。
参考文献：
[1]谭铁牛. 智能化时代生物识别的机遇与挑战[J].重庆理工大学学报,2015(10).
[2]张浩. 基于WIFI可视化门禁系统的设计与实现.信息技术与信息化方案与应用,2018(4).
[3]张萍. 基于Android平台的WIFI遥控智能小车的设计.计算机测量与控制,2018,26(6).。