基于树莓派的智能签到系统的研究与设计

Vol.

37

No.

5

Sep.

2019

第

37

卷第

5

期

2019

年

09

月

佳木斯大学学报

(

自然科学版)

Journal

of

Jiamusi

University

(

Natural

Science

Edition

)

文章编号

：

1008-1402(2019)05

-0715

-03

基于树莓派的智能签到系统的研究与设计①

章飞

，

侯国栋

，

李小珍

(安徽国防科技职业学院

，

安徽六安

237011)

摘要

：

随着计算机视觉

、

嵌入式技术和人工智能算法的发展

，

智能图像识别技术的应用日益

广泛

。

本文使用树莓派和计算机视觉技术实现一种高效的智能签到系统

，

系统的硬件部分用计

算机通过

WiFi

远程连接到树莓派来控制云台摄像头

，

软件部分利用

PCA

算法和

OpenCV

软件包

来实现快速的人脸识别

。

系统的设计目的是为满足课堂

、

办公室和车间等固定场所的人员管理

，

快速便捷的实现签到的自动化

，

降低管理成本

。

关键词

：

树莓派

;

OpenCV

；

计算机视觉

；

主成分分析

；

云台摄像头

中图分类号

：

TP391.41

文献标识码

：

A

0

引言

随着计算机视觉

、

嵌入式技术和人工智能算法

的发展

，

智能图像识别技术的应用日益广泛

，

也是

各国在物联网和智能机器人领域重点发展的核心

技术

。

本文的主要目的

，

是借助嵌入式平台

，

利用

计算机视觉技术和嵌入式技术来实现一个智能化

的签到系统

。

系统主要使用树莓派来控制云台摄

像头在固定的时间段扫描特定区域

，

利用人脸识别

技术记录下数据库中的人员是否出现在场所中

，

如

果扫描到了特定人员

，

就会记录下姓名

、

ID

和时间

。

1

系统的硬件设计和软件环境配置

树莓派由英国树莓派基金会开发

，

它的主控芯

片为博通的

64

位

ARM

芯片

，

自带

WiFi

,

视频输出

接口为

HDMI

。

树莓派支持多种嵌入式操作系统,

包括

Raspbian

、

Ubuntu

Mate

、

Windows

10

IoT

等

。

可以在树莓派上运行

Python

、

Java

、

C

等多种主流编

程语言

。

因为主板具有体积小

、

成本低等优势

，

很

多系统原型选用树莓派主板作为硬件⑴

o

本文设

计的智能签到系统主要由树莓派

、

云台摄像头和计

算机控制终端组成

。

1.1

计算机对树莓派的远程控制

计算机与树莓派之间的远程通信是通过

SSH

安全协议进行会话数据的加密

,

首先在树莓派的终

端输入指令

sudo

raspi

-

config

开启

SSH

,

并进行图

1

所示的配置使得每次开机自动启动

SSH

。

为了

能够在计算机终端看到树莓派系统的图形界面

,

还

需要在树莓派上安装

xrdp

瀚入指令

sudo

apt

install 

xrdp

即可成功安装

。

xrdp

软件包在树莓派上安装成

功后

,

就可以用远程桌面软件来控制树莓派了

O

硬件系统连接框图

无线

网络

图

1

系统硬件连接框图

1.2

云台舵机与树莓派的连接

舵机需要接外部

5V

的电源

，

舵机数据引脚与

树莓派

GPIO

口的连接为

：

GPIO

17

接仰角舵机;

①

收稿日期

：

2019-08-13

基金项目:安徽省高校自然科学研究重点项目

(

KJ2017A777

)

；

安徽省高校优秀青年人才支持计划重点项目

(

gxyqZD2016463

);

安

徽省高校自然科学研究重点项目

(

KJ2018A0890

,

KJ2018A0891

)

。

作者简介:章飞

(1983

-),

男,安徽枫阳人

，

讲师

，

工程师

,

硕士

，

研究方向:计算机视觉与机器学习