嵌入式多功能门禁系统的设计与实现

论文摘要

当今社会是科学技术日新月异、飞速发展的信息时代。人们感受着高科技带来的极大方便和益处,同时,对于高科技服务于生活的要求也越来越高。如何运用科学技术的力量使人们的安全防范措施更加可靠,更有效的阻止盗窃、抢劫等犯罪行为的侵犯,成为了热门问题。传统的门禁系统多采用钥匙,智能卡,用户ID+密码等方式,使用钥匙或者智能卡的系统存在钥匙或者智能卡遗失或被盗取等问题。随着计算机技术和模式识别等科技的飞速发展,使运用生物特征识别技术来研制安全监测系统成为可能。文中介绍一种以人脸特征为控制信息的嵌入式多功能门禁系统的设计与实现。该系统采用Intel嵌入之星EC5-1719CLDNA嵌入式双核处理器硬件平台,通过对图像的采集和处理,实现系统的多功能控制。该门禁系统具有的功能有人脸自动检测识别、自动照明、无人状态,语音提示、来访申请等。系统核心部分是对人脸进行自动检测识别,进行门禁控制,提高了家居的安全性。本论文详细描述了嵌入式多功能门禁系统的结构框架,主要包括系统的各个功能模块的硬件设计和软件的设计以及开发实现过程。首先,介绍了嵌入式门禁系统的研究背景及意义,人脸识别方法的科研究现状;其次,介绍了嵌入式多功能门禁系统的整体结构和功能的设计;第三,详细介绍了各个模块的具体的硬件设计和应用软件设计,主要介绍了图像采集,走廊环境监测,自动照明、语音提示部分、来访申请、无人状态等功能模块的设计与实现;第四,详细介绍了系统中人脸检测识别软件的设计与实现,主要有图像预处理,人脸检测定位,fisherface方法的人脸识别方法。第五,介绍系统的硬件与软件测试。本系统最终实现了人脸自动检测识别、自动照明、自动监测、语音提示、来访申请等功能,为使用者的家居生活带来安全与方便。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 人脸识别技术的研究现状
• 1.3 论文内容与结构
• 2 嵌入式多功能门禁系统总体设计方案
• 2.1 嵌入式多功能门禁系统概述
• 2.2 系统硬件总体设计
• 2.3 系统软件流程设计
• 3 系统各功能模块设计与实现
• 3.1 图像采集功能设计
• 3.1.1 图像采集硬件设备
• 3.1.2 CMOS图像传感器结构原理
• 3.1.3 图像获取实现
• 3.2 走廊环境监测设计与实现
• 3.3 自动照明功能设计与实现
• 3.3.1 照明模块硬件设计
• 3.3.2 自动照明功能软件设计
• 3.4 语音提示功能设计与实现
• 3.4.1 声音模块接口设计
• 3.4.2 音频播放器的实现
• 3.5 来访申请功能设计与实现
• 3.5.1 申请功能设计
• 3.5.2 图像播放软件实现
• 3.6 无人状态自动监测功能设计与实现
• 3.6.1 无人状态自动监测功能软件流程
• 3.6.2 邮件自动发送功能
• 4 人脸检测识别功能设计
• 4.1 图像预处理
• 4.2 人脸检测功能设计
• 4.2.1 人脸特征搜索定位
• 4.2.2 人脸区域几何归一化处理
• 4.3 人脸识别设计与实现
• 4.3.1 人脸识别方法概述
• 4.3.2 人脸识别功能设计与实现
• 5 门禁系统的测试
• 5.1 功能模块测试
• 5.2 整体性能测试
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢