基于opencv与face++人脸识别+树莓派的门禁管理系统设计

本项目以树莓派model B为主板，编写python程序实现USB摄像头自动拍照（如果摄像头前没有人脸会一直拍照下去），试图开门者靠近摄像头并让其对自己正脸拍照，程序拍照后调用opencv与face++的API对照片进行人脸识别并与本地权限人照片（拥有开门权限的有两人）比较，以控制继电器实现电子门锁的开关（如若是拥有权限者试图开门，继电器由长闭一边打到另一边），所有试图开门的记录都存储在树莓派的数据库mysql中，可以在自己编写的安卓客户端中查看所有记录。 ### 基于OpenCV与Face++人脸识别+树莓派的门禁管理系统设计 #### 一、项目背景与概述 本项目旨在利用树莓派Model B作为核心控制器，结合OpenCV与Face++的人脸识别技术，开发一套智能门禁管理系统。该系统能够自动识别试图进入的人员是否具有权限，并通过控制继电器来实现门锁的开关。 #### 二、关键技术与组件介绍 1. **树莓派Model B**： - 树莓派是一款基于ARM架构的微型电脑主板。 - 支持1至4个USB接口、10/100以太网接口、视频模拟信号输出接口以及HDMI高清视频输出接口。 - 体积小巧，便于携带和集成。 2. **USB摄像头**： - 用于实时捕捉图像数据，是实现人脸识别的基础。 - 通过USB接口与树莓派连接。 3. **OpenCV**： - 开源的跨平台计算机视觉库。 - 支持多种编程语言，如Python等。 - 提供了大量的图像处理和计算机视觉算法。 4. **Face++**： - 新型视觉服务平台，由北京旷视科技有限公司提供。 - 通过API、SDK等形式提供人脸识别技术。 - 相较于OpenCV，Face++的人脸识别准确率更高。 5. **MySQL**： - 轻量级的关系型数据库管理系统。 - 支持远程连接，便于数据管理和查询。 - 用于存储门禁系统的使用记录。 6. **JDBC**： - Java Database Connectivity，即Java数据库连接。 - 一种用于执行SQL语句的Java API，支持多种关系数据库。 - 在本项目中用于实现Android客户端与树莓派MySQL数据库之间的连接。 7. **抓图软件fswebcam**： - 用于实现USB摄像头的拍照功能。 - 可以设置拍照间隔时间等参数。 8. **Python图像处理库**： - 如Python Imaging Library (PIL)等。 - 用于处理图像数据，准备供OpenCV或Face++进行人脸识别。 9. **Face++的Python SDK包**： - 提供了调用Face++ API所需的工具和方法。 - 简化了人脸识别的过程。 #### 三、系统设计与实现 1. **方案选择**： - 树莓派作为主控平台，因其体积小、成本低且易于编程。 - 使用Python语言编写程序，因为Python简单易学且树莓派操作系统自带Python环境。 - 结合OpenCV和Face++，利用两者的优势互补。 - MySQL作为数据库存储门禁记录，便于管理和查询。 - Android客户端通过JDBC连接树莓派数据库，实现数据的可视化展示。 2. **实践流程**： - 完成树莓派的基本配置和环境搭建，确保能够正常工作。 - 使用fswebcam软件进行自动拍照。 - 调用OpenCV和Face++ API进行人脸识别，与本地已授权人脸进行匹配。 - 根据识别结果控制继电器，实现门锁的开闭。 - 记录每次尝试开门的信息，存入MySQL数据库。 - 设计并实现Android客户端，用于查看历史记录。 #### 四、系统功能与特点 1. **自动拍照与人脸识别**： - 当检测到有人接近摄像头时，自动进行拍照。 - 如果未检测到人脸，则继续拍照直至捕获到人脸图像。 - 通过OpenCV和Face++对拍摄的照片进行人脸识别。 2. **门锁控制**： - 识别到授权用户时，自动打开门锁。 - 非授权用户无法开启门锁，确保安全性。 3. **记录管理**： - 所有尝试开门的行为都会被记录在MySQL数据库中。 - 记录包括但不限于时间、尝试者身份信息等。 - Android客户端可以实时查看这些记录。 #### 五、总结 本项目通过树莓派、OpenCV、Face++等技术手段，成功实现了基于人脸识别的智能门禁管理系统。不仅提高了安全性，还提供了便捷的数据记录与查询功能，适用于多种应用场景。未来还可以进一步扩展功能，如增加语音识别、多模态生物特征识别等，以满足更高级别的安全需求。