[发明专利]一种基于面部识别的智能电子门锁系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能识别装置，具体涉及一种基于面部识别的电子门锁系统。

背景技术

随着社会经济的发展，技术的革新，人们渐渐达到小康社会的高生活水平，而且安防意识也在不断提高。由此，如何利用新的技术手段设计更安全、便捷、可靠的安全防卫系统，提高居民生活质量，已经成为智能安防领域关注的焦点。其中，门锁作为智能安防系统中的首道关卡，是整个安防系统的重中之重。传统门锁系统的身份验证方式有：钥匙、密码、磁卡等，然而这些验证手段都与用户具有可分离性，容易被复制、破译和盗用，已不能完全满足现代安防理念。现今，人体生物特征如指纹、面部、虹膜等因其具有唯一性，不变性和不可分离的特性，已经被广泛利用在智能安防领域。因此设计针对安全防卫的智能门锁识别系统，对社会的发展有重要的经济价值与实用意义。

发明内容

当今社会，基于生物识别技术的智能安防设备越来越受欢迎，由于生物识别技术具有的唯一性、不变性和不可分离等特点，是其它技术所缺乏的重要特征。而面部识别也是其中被广泛研究的话题之一。近年来基于面部识别的智能门锁系统也开始升温，但由于其市场价格十分昂贵，识别成功率受环境、光照等因素影响比较大，所以推广起来还非常困难，相比其它安防系统，其市场占有率稍低，但发展空间巨大。

本发明通过以下技术方案实现：采用ARM Cortex-M3嵌入式芯片设计，降低硬件成和运行功耗，提升硬件的性能。同时基于MATLAB图像处理平台，提出了改进的2DPCA面部识别算法，在样本训练阶段，分别对每一类人物构建不同的特征子空间，而在面部图像识别阶段，则将待识别图像分别投影到每一类人的特征子空间中进行匹配，寻找最大匹配度来确定待识别人物的归属。同时采用基于肤色特征算法定位面部信息，减低环境背景影响，提高面部识别率。

在面部识别的基础上，利用设备对门外的人物进行识别与分析，然后与可以通行的人物照片进行比对，然后判断是否一致，再确定是否开锁允许进入。

一种基于面部识别的电子门锁系统，包括stm32主控模块、摄像头、串口通讯模块、人体红外感应模块、存储模块、电控锁驱动模块、显示模块、声光提示模块、电源转换模块、电源开关、遥控接收模块、声光报警模块，摄像头和电机驱动模块，其特征在于，门锁系统工作时由其他模块传递信息给主控模块，经主控模块处理后反馈给各个模块，并执行相应工作。此硬件系统具有与较强的适应性和移植特性，不需要改变硬件系统，即可进行不同环境的移植，只需要修改软件参数即可扩展成为不同环境下的门锁系统。

优选地，所述硬件系统中，由摄像头模块、串口模块、人体红外感应模块、TFT-LCD模块等传递信息给主控模块，经主控模块处理后反馈给各个模块，并执行相应工作。

优选地，所述硬件系统包括电控锁驱动模块、TFT-LCD显示模块、声光提示模块、DC电源转换模块、摄像头模块、CH340G串口通信模块、人体红外感应模块和SD卡存储模块等9大硬件模块组成。

优选地，所述软件系统程序部分主要分为两大块，MATLAB程序设计和STM32主控程序设计。

优选地，所述MATLAB程序设计，可分为串口通信、面部检测、面部匹配、用户数据库管理等四大块，使上位机基于MATLAB软件，设计出面部识别智能门锁系统的监控软件，监控程序界面简洁清晰，用户只需要点击程序界面中几个按钮就可以实现系统的实时监控，并与下位机STM32构成完整的面部识别智能门锁系统。

优选地，所述STM32主控程序设计，其与硬件系统各个硬件模块相对应，包括面部定位摄像头程序、电机锁驱动模块程序、TFTLCD显示模块驱动程序、SD卡存储模块程序、人体红外检测程序、CH340通信模块程序以及低功耗模式程序等等。