STM32驱动的人脸识别与红外测温系统设计

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资源摘要信息: "基于stm32人脸识别和红外测温" 本资源是一个涉及STM32微控制器、人脸识别技术和红外测温技术的嵌入式系统设计项目。系统核心为STM32F103C8T6单片机,配合K210芯片实现人脸识别功能以及使用非接触式红外测温模块进行体温检测。该系统不仅能够识别人脸,还能测量并显示人体的体温,并具有时钟显示及调整功能。 ### 关键技术与组件 1. **STM32F103C8T6单片机** STM32F103C8T6是ST公司生产的一款基于ARM Cortex-M3内核的高性能微控制器,广泛应用于嵌入式系统。其丰富的I/O端口、多样的通信接口和较高的处理性能使其适合用于各种复杂控制任务。 2. **Kendryte K210人脸识别芯片** K210是专用于视觉处理和机器学习的芯片,支持卷积神经网络(CNN)运算,能够高效地处理图像数据,用于人脸识别等AI应用。 3. **非接触人体红外测温模块** MLX90614是Melexis公司生产的一种高精度红外温度传感器模块,该模块通过非接触的方式测量物体表面温度,可以测量人体体温,并具有多种通信接口。 4. **OLED屏幕** 用于实时显示红外测温数据,OLED屏幕具有响应速度快、低功耗、高分辨率和视角宽等特点,适合用于小型显示系统。 5. **独立按键** 系统设置有两个独立按键,一个用于人脸录入,另一个用于人脸识别操作。按键操作简单直观,用户易于上手。 ### 系统功能与特点 1. **人脸信息采集与识别** 系统通过摄像头采集人脸信息,并使用K210芯片进行人脸数据的处理与识别。支持人脸的录入和实时识别,实现用户验证或身份识别。 2. **连续识别功能** 系统支持连续30秒的人脸识别,适用于动态监控场合,提高识别的准确度和效率。 3. **非接触式红外测温** 利用MLX90614红外测温模块,系统能够实时测量人体体温。测量距离1-1.5cm,距离过近可能导致测量数据偏大,提示用户正确使用。 4. **OLED显示与时间显示** OLED屏幕实时显示体温数据和时间信息,用户可以直观地获取当前体温和时间状态。系统还支持通过按键调整显示时间。 5. **时钟显示与调整** 系统具有内置时钟显示功能,能够实时更新和显示当前时间。用户通过按键操作,能够方便地调整系统时间。 ### 应用场景 本系统适合应用于需要身份验证和体温检测的场合,例如智能门禁系统、体温监控站、安全监测点等。该系统集成了多种功能,不仅能够识别个人身份,还能够监测人的健康状态,提高了监控和安全系统的智能化水平。 ### 实现原理 - **人脸识别原理** 人脸识别基于K210芯片的CNN运算能力,通过摄像头获取人脸图像,然后对图像进行处理,提取特征数据,并与已录入的人脸数据进行比对,实现身份识别。 - **红外测温原理** MLX90614红外测温模块工作时发射红外光线,通过对反射回来的红外能量进行测量,计算出被测物体的表面温度。由于人体发射的红外辐射与体温成正比,因此可以用来非接触测量体温。 ### 结论 基于STM32的人脸识别红外温度检测和时钟显示系统是一个集成了多种技术的复杂嵌入式系统。通过高性能的STM32单片机和专门的芯片,能够实现高效、准确的人脸识别和非接触式红外测温。系统整体设计注重用户体验和操作的便捷性,具有实际应用价值和市场潜力。
2021-04-20 上传
欢迎下载研华科技主题白皮书: 【深度剖析】研华多核异构ARM核心板之机器视觉应用案例 [摘要] TI Sitara系列AM5718/5728是采用ARM+DSP多核异构架构,可以实现图像采集、算法处理、显示、控制等功能,具有实时控制、低功耗、多标准工业控制网络互联、工业人机界面的优化、2D/3D图形处理、1080 HD的高清视频应用、工业控制设备的小型化等特点。广泛应用在机器视觉、工业通讯、汽车多媒体、医疗影像、工厂自动化、工业物联网等领域。 https://www.eefocus.com/resource/advantech/index.p... OpenMV Cam概述: OpenMV项目旨在通过开发开源的低成本机器视觉摄像机,为业余爱好者和制造商提供机器视觉。OpenMV项目于2015年成功通过Kickstarter资助。第一代OpenMV摄像机基于STM的STM32F ARM Cortex-M MCU和Omnivision OV7725传感器。OpenMV摄像机可以在Python3中进行编程,并附有大量的图像处理功能,如面部检测和跟踪,关键点描述符,彩色斑点跟踪,QR和条形码支持,AprilTags,GIF和MJPEG记录等等。 OpenMV摄像机板内置RGB和红外LED,用于编程和视频流的USB FS,uSD插座和I / O头,可以分解PWM,UART,SPI和I2C。此外,OpenMV还支持使用诸如WiFi,BLE,Thermal(FIR)和LCD屏蔽等I / O头的扩展模块(屏蔽)。 OpenMV配备了专门用于支持OpenMV摄像机的跨平台IDE(基于QT创建者)。IDE允许查看帧缓冲区,访问传感器控制,上传脚本并通过串行通过USB(或WiFi / BLE(如果可用))在相机上运行它们。 STM32 机器人视觉摄像机OpenMV Cam实物截图: STM32 机器人视觉摄像机OpenMV Cam特性: 所有I / O引脚输出3.3V并具有5V容限。 在标准的M12镜头座上配有一个2.8mm镜头,便于其他镜头交换。 全速USB(12Mbs)接口到您的计算机。您的OpenMV摄像机在插入时将显示为虚拟COM端口和USB闪存驱动器。 一个能够100Mb读/写的微型SD卡插槽,允许您的OpenMV摄像头记录视频并轻松拉取机器视觉资产从微型SD卡。 SPI总线可以运行高达45Mbs,使您可以轻松地将系统中的图像数据传输到LCD屏蔽,WiFi屏蔽或另一个微控制器。 I2C总线,CAN总线和异步串行总线(TX / RX),用于与其他微控制器和传感器接口。 12位ADC和12位DAC。 两个用于伺服控制的I / O引脚。 所有I / O引脚上的中断和PWM(板上有9个I / O引脚)。 另外还有一个RGB LED和两个高功率的850nm红外LED。 由MacroFab在美国制造的OpenMV LLC OpenMV Cam M4 与 M7区别: STM32 机器人视觉摄像机OpenMV Cam应用: 标记跟踪 您可以使用您的OpenMV Cam来检测组的颜色,而不是独立的颜色。这允许您创建可以放置在对象上的色彩制作者(2个或更多颜色标签),允许您的OpenMV Cam了解标签对象的内容。视频演示这里。 人脸检测 您可以使用OpenMV Cam(或任何通用对象)检测Faces。您的OpenMV Cam可以处理Haar Cascades进行通用对象检测,并配有内置的Frontal Face Cascade和Eye Haar Cascade来检测脸部和眼睛。 眼睛追踪 您可以使用眼动跟踪与您的OpenMV摄像头来检测某人的注视。然后,您可以使用它来控制机器人。眼睛跟踪检测瞳孔的位置,同时检测图像中是否有眼睛。 光流 您可以使用光流来检测您的OpenMV摄像机正在查看的翻译。例如,您可以使用四通孔上的光流来确定其在空气中的稳定性。 QR码检测/解码 您可以使用OpenMV Cam在其视野中读取QR码。通过QR码检测/解码,您可以使智能机器人能够读取环境中的标签。您可以在此处查看我们的视频。 边缘/线路检测 您可以通过Canny Edge Detector算法或简单的高通滤波进行边缘检测,然后进行阈值处理。在您拥有二进制图像后,您可以使用霍夫检测器查找图像中的所有行。通过边缘/线检测,您可以使用OpenMV Cam来轻松检测对象的方向。 模板匹配 您可以使用与OpenMV Cam模板匹配来检测翻译的预先保存的图像何时被视图。例如,可以使用模板匹配来查找PCB上的基准或读取显示器上的已知数字。 图像捕获 您可以使用OpenMV摄像头捕获多达320x240 RGB565(或640x480灰度)BMP / JPG / PPM / PGM图像。您可