中期报告基于人面识别的智能控制系统——下位机设计

西安工业大学北方信息工程学院西安工业大学北方信息工程学院 毕业设计 论文 中期报告毕业设计 论文 中期报告 题目 基于人面识别的智能门禁控制系统题目 基于人面识别的智能门禁控制系统 下位机设计下位机设计 系 别 电子信息系 专 业 电子信息工程 班 级 B 姓 名 魏思宇 学 号 B 导 师 任安虎 2014 年 3 月 28 日 设计 论文 进展状况设计 论文 进展状况 1 主要研究内容与方案主要研究内容与方案 本课题的名称是基于人面识别的智能门禁控制系统 下位机设计 主要完 成的是基于人面智能门禁控制系统中对来访者信息的采集以及识别后对来访者身 份识别后的控制以及语音报警处理 系统框图如图一所示 热释红外电路 串行通信接口 单 片 机 89C51 继电器 控制电路 光敏采集 电路A D 语音提示及报警电路 照明灯 电动门 图一 系统原理图 本课题主要设计智能门禁系统下位机设计部分 下位机从上位机接收到信号 后通过 89C51 单片机控制继电器从而打开电动门 或者执行语音提示 语音报警 热释红外电路主要用于感应来者 把检测到的信号转换成电信号并及时的反应给 89C51 单片机处理模块 单片机将上位机采集到的来者图像与数据库中的照片进行 比对 比对成功则控制继电器电路打开电动门 若比对不成功则控制语音提示电 路提醒来者进行图像采集并控制光敏采集电路进行光补偿 进行二次采集 传输 图像给单片机进行比对 比对成功则识别来者身份 若不明确则启动报警电路及 语音警示 2 2 设计进展情况设计进展情况 2 1 从开题到中期 课题的进展情况如下 1 通过对设计方案进行分析 了解了各部分硬件电路的基本芯片 如 MX232 串口电路 光敏采集电路的主要芯片 ADC0832 熟悉了 protel 的使用 2 完成了硬件原理的设计 并利用 protel 软件设计了硬件原理图 首先 根 据设计方案的要求 确定了实现各个模块功能所需要的器件以及器件的型号 串 口数据通信使用 MX232 芯片 处理器使用 89C51 单片机 光敏采集电路使用 ADC0832 语音报警电路使用 ISD4004 芯片 3 串口通信接口与上位机进行数据通信 将采集到的来访者的信息传输给上 位机 实现数据的传输 串口通信选择 MX232 MX232 是 TTL RS232 电平转换的 典型芯片 按照芯片的推荐电路 取振荡电容为 uF 的时候 若输入为 5V 输出可 以达到 14V 左右 输入为 0V 输出可以达到 14V 在扇出电流为 20mA 的时候 处 处电压可以稳定在 12V 和 12V 4 热释近红外电路感应是否有来访者 当有来访者时输出为高电平 人离开 时自动延时关闭 输出低电平 5 光敏采集电路感应外界的光信号 经过 A D 转换为数字信号送给单片机进 行处理 以决定是否打开照明灯 满足图像采集部分对光线的要求 当感应到有 来访者时 由单片机 P1 0 输出低电平 电路开始由光敏采集外界光线 送给 A D 转换芯片 ADC0832 信号送给单片机 P1 2 脚输入 6 单片机电路主要包括复位电路 晶振 RS232 串口电路及按键检测电路 单片机通过软件处理红外检测信号 光敏采集电路的数据 与上位机交互实现控 制电动门的开关及语音报警电路工作 7 语音提示及报警电路芯片采用 ISD4004 ISD4004 是美国 ISD 公司制造 的一种新款语音芯片 ISD4004 系列工作电压为 3V 单片录放时间为 8 16 分钟 音质好 该芯片采用 CMOS 技术 内含振荡器 抗混叠滤波器 平滑滤波器 音频 放大器 自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列 2 22 2 完成了一篇 基于特征脸方法的人脸识别系统 的一篇设计类外文文献 大约字数 3300 字左右 2 32 3 设计了系统程序流程图 学习了 protel99 的使用 并进行了硬件电路的设 计 2 42 4 进行了系统工作状态的软件设计 程序流程图如图 2 所示 开始 初始化 是否有人 来访 采集光线 向上位机 PC送 工作信号 是否达阈 值 姿态调 整 接收上位机 PC 的控制信号 Y N N 打开照明灯 播放姿态调 整语音提示 N Y Y 开门 打开门 照明灯 亮 语音报警 关照明灯 N Y Y N 图 2 程序流程图 3 3 存在问题及解决措施存在问题及解决措施 在课题的研究过程中 存在的问题及相应采取的解决措施如下 1 硬件电路的设计过程中 protel 软件库里没有需要的器件 解决措施 根据自己的实际需要 创建库文件 画出所需要的元器件 之后 添加库 并使用 2 语音及报警电路的芯片电压与单片机的外部电压不符合 解决措施 利用电压转换芯片获得所需要的两种电压 4 4 后期工作安排后期工作安排 接下来的工作主要是对设计好的硬件电路进一步的优化 随后对相对应的软件 程序使用 keil 软件进行编写 之后根据原理图焊接电路板 完成调试后与同一大 课题的同学对整个电路进行反复的调试和实验 后期的工作具体安排如下 第 7 8 周 优化硬件电路的设计 第 9 10 周 完成相应的软件设计 并焊接实物电路 第 11 12 周 完成调试工作 第 13 15 周 撰写毕业论文 进行毕业答辩 指导教师签字 年 月 日 附件原理图附件原理图 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 28 Mar 2014Sheet of File C Users Administrator Desktop 件件件件 件件件件件件件件 89c51 ddbDrawn By p1 0 p1 0 p1 1 p1 1 p1 2 p1 2 p1 3 p1 3 p1 4 5 p1 5 37 p1 6 38 p1 7 39 RST 40 P3 0 RXD 41 P3 1 TXD 42 P3 2 INT0 43 P3 3 INT1 44 P3 4 T0 45 P3 5 T1 46 P3 6 WR 47 P3 7 RO 48 XTAL2 49 XTAL1 50 GND 51 VCC 52 P0 0 AD0 53 P0 1 AD1 54 P0 2 AD2 55 P0 3 AD3 56 P0 4 AD4 57 P0 5 AD5 58 P0 6 AD6 59 P0 7 AD7 60 EA VPP 61 ALE PROG 62 PSEN 63 P2 7 A15 64 P2 6 A14 65 P2 5 A13 66 P2 4 A12 67 P2 3 A11 68 P2 2 A10 69 P2 1 A9 71 P2 0 A8 72 U3 89C51 C1 1 C1 3 C2 4 C2 5 T1in 11 T2in 10 R1out 12 R2out 9 VCC 16 V 2 GND 15 V 6 T1out 14 T2out 7 R2in 8 R1in 13 U1 MX232 C6 10uF R8 100 R9 RES1 5V S3 SW PB Y1 XTAL C8 33PF C7 33pF R5 4 7K R4 4 7K S1 SW PB S2 SW PB 5V 5V R1 RES1 D1 LED 5V 5V C1 100pF C2 0 1uF C5 0 1uF C3 0 1uF C4 0 1uF 1 6 2 7 3 8 4 9 5 J1 REC PLAY 10K ISN sgn 100 1011 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 2 Apr 2014 Sheet of File D BISHE isd4004 ddbDrawn By R16 RES2R15 RES2 3 3V C11 CAP C12 22V uF 3 3V C13 0 22uF3 3V R18 RES2 R17 RES2 R19 RES2 3 3V C4 CAP C16 0 1uF C17 1uF C15 1uF R23 10K IN 3 IN 2 BYPASS 7 VCC 6 OUT 5 GAIN 1 GAIN 8 GND 4 U9 LM386M 1 5V C19 47nF R22 100 C21 10uF R24 RES2 SCLK INT RAC MICIN C20 CAPPAL1 220uF LS1 SPEAKER R19 RES2 R3 RES2 R19RES2 R20 RES2 3 3V C18 CAP Q3 2N3094 1 5K SS MOSI MISO 4 7K 4 7K 0 22uF 0 1uF 2 2K MICIN GND SS 1 MOSI 2 MISO 3 Vssd 4 NC 5 NC 6 NC 7 NC 8 NC 9 NC 10 Vssa 11 Vssa 12 AUD OUT 13 SCLK 28 Vccd 27 XCLK 26 INT 25 RAC 24 Vssa 23 NC 22 NC 21 NC 20 NC 19 Vcca 18 IN 17 IN 16 NC 15 AM CAP 14 R RES2 ISD4004 U8 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize A4 Date 2 Apr 2014 Sheet of File D BISHE isd4004 ddbDrawn By R16 RES2R15 RES2 3 3V C11 CAP C12 22V uF 3 3V C13 0 22uF3 3V R18 RES2 R17 RES2 R19 RES2 3 3V C4 CAP C16 0 1uF C17 1uF C15 1uF R23 10K IN 3 IN 2 BYPASS 7 VCC 6 OUT 5 GAIN 1 GAIN 8 GND 4 U9 LM386M 1 5V C19 47nF R22 100 C21 10uF R24 RES2 SCLK INT RAC MICIN C20 CAPPAL1 220uF LS1 SPEAKER R19 RES2 R3 RES2 R19RES2 R20 RES2 3 3V C18 CAP Q3 2N3094 1 5K SS MOSI MISO 4 7K 4 7K 0 22uF 0