毕业设计之 -- 基于单片机的人脸识别追踪

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1 简介

Hi，大家好，这里是丹成学长，今天向大家介绍一个学长做的单片机项目

基于单片机的人脸识别追踪

大家可用于 课程设计 或 毕业设计

技术解答
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2 项目简介

传统图像监控设备功能非常单一，仅有图像的采集与显示功能，已经不能满足现代技术要求。

本项目尝试物联网概念结合，不仅实现了包含传统的录像功能，还实现了如今同样很火暴的技术——人脸识别。

本项目的优点：

通过WIFI传输数据，只要哪里有电源插座，便可作为视频监控点。

通过WIFI传输，可远程操作摄像头运行模式（运行、停止、低功耗），实时性增强。

结合上位机人脸识别，自动记录、拍照人脸画面，不再需要像传统设备快进来查找出现人脸画面，追踪更加方便。

2 主要器件

• 开发板: NUCLEO-64 STM32F446

• 主控MCU：STM32F446RET6

功能特点：带有数字摄像头DCMI接口，不需要FIFO可直接连接并口摄像头。具有片内128KB的SRAM，存储空间大。

• WIFI模块：3080B

功能特点：具有STATION和AP功能，提供TCP SOCKET通信，能通过UART直接换TCP通信，非常方便。

• 摄像头：OV2640 200万像素

功能特点：提供多种分辨率选择，对于一帧QVGA图像(分辨率320*240)的RGB565所需的153600字节的空间，这对于该主控的SRAM来说，空间是不足够，而OV2640自带JPEG压缩技术，一帧QVGA图像经过JPEG压缩后不到10KB，极大节省SRAM存储空间。

• 摄像头转接板：

功能特点：连接开发板与摄像头，减少传输干扰导致的图像数据丢失。

主控引脚连接图：

3 硬件效果

4 软件设计

4.1 功能架构

开发平台采用：由于MBED平台暂时不支持摄像头接口，所以先暂时使用ST官方的HAL库，在完成所有功能实现后，将移植到MBED平台。

开发工具：keil 5.17

上位机开发: .C++ 与QT5.1，视觉库opencv

开发工具：visual stdio 2017

下位机软件驱动：

串口UART驱动：与WIFI模块3080B采用UART通信。

I2C驱动：对摄像头进行初始化设置。

DCMI驱动:设置从摄像头采集图像接口。

MCO1驱动：给摄像头模块提供时钟。

4.2 软件程序流程图

5 部分实现代码

下位机:

系统上电后，串口和摄像头进行初始化，进入拍照等待。

通过串口接收回调接收上位机发送过来的拍照指令，调用DCMI接口进行拍照。

通过DCMI的帧完成回调函数可知道图像采集完成，发送图像回上位机。

下位机核心逻辑代码：

while (1)
  {
     
  /* USER CODE END WHILE */
		if(takePhoto==1){
     
		  takePhoto=0;
			if(Rxbuffer[0]==0x12 &&Rxbuffer[1]==0x34){
     
				Rxbuffer[0]=0; 
				Rxbuffer[1]=0;
				//__HAL_DCMI_ENABLE(&DCMI_hdcmi);
				__HAL_DCMI_ENABLE_IT(&DCMI_hdcmi, DCMI_IT_FRAME);   //每次接收完一帧都需要重新使能捕捉FRAME中断
				while(HAL_DCMI_Start_DMA(&DCMI_hdcmi, DCMI_MODE_SNAPSHOT,(uint32_t)JpegBuffer, pictureBufferLength)!=HAL_OK);//开启捕捉图像
			}
			HAL_UART_Receive_IT(&UartHandle, (uint8_t *)Rxbuffer, 2);
		}
		if(getPicture==1){
     
			uint8_t dataHead[8]={
     'J','P','E','G'};
			pictureLength=pictureBufferLength-DCMI_hdcmi.DMA_Handle->Instance->NDTR;//这个NDTR存放了JPEG的长度
			pictureLength*=4;  //因为DCMI的FIFO是4字节，DMA也是满4字节传输一次，所以图像实际长度=传输次数*4;
			getPicture=0;
			(*(uint32_t*)(dataHead+4))=(uint32_t)pictureLength;   //data是8字节，前4字节用来放"JPEG",后4字节用来存放图像实际长度
			while(HAL_UART_Transmit_IT(&UartHandle, (uint8_t*)dataHead, 8)!=HAL_OK);  //先发送数据长度给上位机
			HAL_Delay(20);
			while(HAL_UART_Transmit_IT(&UartHandle, (uint8_t*)JpegBuffer, pictureLength)!=HAL_OK);//再发送数据给上位机

		}
  /* USER CODE BEGIN 3 */

  }

6 演示效果

图片采集与人脸追踪效果：

图片采集与人脸追踪效果：

6 最后

技术解答
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