基于树莓派与RFID的多模态识别门禁系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于树莓派与RFID的多模态识别门禁系统，包括指纹识别模块、人脸采集模块、门禁刷卡模块、信息处理模块、通讯模块、LCD显示屏、终端；指纹识别模块采集指纹信息并将识别结果提供给信息处理模块；人脸采集模块使用树莓派3B+控制CSI摄像头采集人脸图像信息，采用YOLOV5目标检测算法将图像中的人脸部分框出，使用facenet进行人脸特征提取，进行特征比照，将识别结果提供给信息处理模块；门禁刷卡模块对门禁卡的UID进行读写操作，对门禁刷卡信息进行录入与识别操作。本发明专利技术通过采集三种模态的信息来对被识别人的身份进行鉴定，通过结合YOLOV5与facenet实现了一种轻量化的嵌入式人脸识别方法，极大地提高了识别精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
基于树莓派与RFID的多模态识别门禁系统


[0001]本专利技术涉及机器视觉与安全技术，特别是一种基于树莓派与RFID的多模态识别门禁系统。

技术介绍

[0002]当今作为信息时代，与信息安全相关的识别技术可以确保人们的信息安全与企业利益，而信息安全在门禁上的应用尤为广泛。目前，普通门禁采用单一的识别信息方法，如指纹识别、人脸识别、密码识别等。这种单一模态下的识别方式并不能准确地鉴定被识别人的身份，从而不能保护信息安全。因此需要一种准确性与安全性兼具的多模态门禁识别方法。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种基于树莓派与RFID的多模态识别门禁系统，可以同时收集被识别者不同模态的信息，用以识别后确定被识别人的身份，从而提高门禁识别的准确性与安全性。
[0004]技术方案：本专利技术所述的一种基于树莓派与RFID的多模态识别门禁系统，包括指纹识别模块、人脸采集模块、门禁刷卡模块、信息处理模块、通讯模块、LCD显示屏、终端。
[0005]所述指纹识别模块使用AS608光学指纹传感器采集指纹信息，并将采集到的指纹信息进行识别处理后通过通讯模块将识别结果提供给信息处理模块。
[0006]所述人脸采集模块使用树莓派3B+控制CSI摄像头采集人脸图像信息，对采集到的人脸图像信息采用YOLOV5目标检测算法将图像中的人脸部分框出，之后使用facenet对人脸特征进行特征提取，将得到的人脸特征与人脸数据库中的人脸特征进行比照，最后将识别结果提供给信息处理模块。r/>[0007]所述门禁刷卡模块使用RC522 RFID模块通过SPI接口连接树莓派3B+，能够对门禁卡的UID进行读写操作，能够对门禁刷卡信息进行录入与识别操作。
[0008]所述信息处理模块使用树莓派3B+，能够对人脸采集模块中得到的人脸图像进行人脸识别操作，对指纹识别模块、人脸采集模块、门禁刷卡模块采集到的相关数据进行分析。
[0009]所述通讯模块用于树莓派3B+与AS608指纹识别模块、RC522 RFID模块之间进行串口通信，其次用于树莓派3B+与终端之间通过mqtt协议进行数据通信；
[0010]所述LCD显示屏在反馈程序接收到门禁控制程序发送来的识别成功信息后，通过显示识别结果“识别通过”字样，若反馈程序接收到门禁控制程序发来的识别出错信息后，LCD显示屏显示“识别失败，请重新识别”字样；
[0011]所述终端用于反馈程序中的累加器B的数值达到3，树莓派3B+向终端发送识别失败的信息后的情况下，用户可以使用终端对树莓派3B+通过mqtt网络协议下发开锁指令控制电磁阀打开。
[0012]所述树莓派3B+上部署了OpenCV+TF
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Lite环境，能够使用YOLOV5模型与facenet结合进行人脸识别操作，树莓派3B+上部署的门禁相关程序包括：
[0013](1)指纹识别程序：
[0014]指纹识别程序包括指纹信息录入程序与指纹信息比照程序；树莓派3B+调用指纹信息录入程序通过串口发送指令给AS608指纹识别模块使其对指纹信息进行录入，生成指纹信息数据库；当AS608指纹模块采集到被识别人的指纹后，会将采集到的指纹信息通过串口发送到树莓派3B+中，树莓派3B+接收到指纹信息后调用指纹信息比照程序，会对当前收到的指纹信息与指纹信息数据库中的指纹信息进行比对，最终比对得分超过设定的最大阈值a则门禁控制系统的累加器A的值+1，反之，门禁控制系统累加器A的值
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1。
[0015](2)RC522 RFID模块读写程序：
[0016]对于没有身份信息的初始IC卡，树莓派3B+通过SPI接口与RC522 RFID模块进行通信，对IC卡进行覆写操作，使得IC卡得到规定的UID信息；当使用IC卡对RC522 RFID模块进行刷卡操作时，RC522 RFID模块对该IC卡进行UID信息读取操作，通过SPI接口将UID信息发送到树莓派3B+中，在树莓派3B+中与UID信息数据库进行比对，比对成功则门禁控制系统的累加器A的值+1，反之，门禁控制系统累加器A的值
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1。
[0017](3)人脸识别程序：
[0018]所述人脸识别程序包括人脸信息录入程序、人脸图像采集程序、人脸信息比照程序；人脸信息数据库准备阶段，将不同人的人脸照片放进对应名字的文件夹中，通过调用人脸信息录入程序，首先对每个文件夹中的图片进行访问，再通过facenet对图片中的人脸特征进行提取并保存，将保存好的人脸特征数据通过SVM进行训练最终输出人脸信息数据库；上述指纹识别程序过程中，树莓派3B+通过串口接收到指纹信息后会同时调用人脸图像采集程序控制CSI摄像头对被识别人的人脸图像进行拍照并存储的操作；得到被识别人的人脸图像后，树莓派3B+调用人脸信息比照程序，通过YOLOV5将图像中的人脸框出，将框出的人脸图像通过facenet对人脸特征进行特征提取，将得到的人脸特征与人脸信息数据库中的人脸特征进行比照，相似度达到最大阈值b则门禁控制系统累加器A的值+1，反之，门禁控制系统累加器A的值
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1。
[0019](4)门禁控制程序：
[0020]所述门禁控制系统查看上述指纹识别程序、RC522 RFID模块读写程序、人脸识别程序对累加器A值的改变，当累加器A的值大于等于2，树莓派3B+对控制电磁阀开关的继电器所连的引脚输入低电平，继电器开关跳转，电磁阀打开并向反馈程序发送识别成功信息，若累加器A的值小于2，则向反馈程序发送识别出错信息。
[0021](5)反馈程序：
[0022]所述反馈程序接收到门禁控制程序发送来的识别成功信息后，通过LCD显示屏显示识别结果“识别通过”字样，若反馈程序接收到门禁控制程序发来的识别出错信息后，通过LCD显示屏显示“识别失败，请重新识别”字样，并对累加器B进行+1操作。
[0023](6)报警程序：
[0024]当反馈程序中的累加器B的数值达到3后，树莓派3B+向终端发送识别失败的信息，用户需要通过终端对树莓派下发开锁指令控制电磁阀打开，所述终端与树莓派3B+通过mqtt网络协议进行远程通讯。
[0025]所述系统运行时包括以下步骤：
[0026]S1、AS608指纹模块检测到指纹信息、RC522 RFID模块读写程序得到刷卡信息后，树莓派3B+调用CSI摄像头对被识别人的人脸图像进行拍摄采集并保存。
[0027]S2、树莓派3B+调用指纹识别程序、RFID读写程序、人脸识别程序分别对被识别人的指纹信息、UID信息、人脸信息与它们相对应的数据库进行比照，每次比照得出结果若识别成功则累加器A的值+1，反之累加器A的值
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1。
[0028]步骤S2中的指纹识别程序具体为：
[0029]A、AS608指纹模块将采集到的指纹信息通过串口发送到树莓派3B+中；
[0030]B、树莓派3B+接收到指纹信息后调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于树莓派与RFID的多模态识别门禁系统，其特征在于，包括指纹识别模块、人脸采集模块、门禁刷卡模块、信息处理模块、通讯模块、LCD显示屏、终端；所述指纹识别模块使用AS608光学指纹传感器采集指纹信息，并将采集到的指纹信息进行识别处理后通过通讯模块将识别结果提供给信息处理模块；所述人脸采集模块使用树莓派3B+控制CSI摄像头采集人脸图像信息，对采集到的人脸图像信息采用YOLOV5目标检测算法将图像中的人脸部分框出，之后使用facenet对人脸特征进行特征提取，将得到的人脸特征与人脸数据库中的人脸特征进行比照，最后将识别结果提供给信息处理模块；所述门禁刷卡模块使用RC522 RFID模块通过SPI接口连接树莓派3B+，能够对门禁卡的UID进行读写操作，能够对门禁刷卡信息进行录入与识别操作；所述信息处理模块使用树莓派3B+，能够对人脸采集模块中得到的人脸图像进行人脸识别操作，对指纹识别模块、人脸采集模块、门禁刷卡模块采集到的相关数据进行分析；所述通讯模块用于树莓派3B+与AS608指纹识别模块、RC522 RFID模块之间进行串口通信，其次用于树莓派3B+与终端之间通过mqtt协议进行数据通信；所述LCD显示屏在反馈程序接收到门禁控制程序发送来的识别成功信息后，通过显示识别结果“识别通过”字样，若反馈程序接收到门禁控制程序发来的识别出错信息后，LCD显示屏显示“识别失败，请重新识别”字样；所述终端用于反馈程序中的累加器B的数值达到3，树莓派3B+向终端发送识别失败的信息后的情况下，用户可以使用终端对树莓派3B+通过mqtt网络协议下发开锁指令控制电磁阀打开。2.根据权利要求1所述的一种基于树莓派与RFID的多模态识别门禁系统，其特征在于，所述树莓派3B+上部署了OpenCV+TF
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Lite环境，能够使用YOLOV5模型与facenet结合进行人脸识别操作，树莓派3B+上部署的门禁相关程序包括：(1)指纹识别程序：指纹识别程序包括指纹信息录入程序与指纹信息比照程序；树莓派3B+调用指纹信息录入程序通过串口发送指令给AS608指纹识别模块使其对指纹信息进行录入，生成指纹信息数据库；当AS608指纹模块采集到被识别人的指纹后，会将采集到的指纹信息通过串口发送到树莓派3B+中，树莓派3B+接收到指纹信息后调用指纹信息比照程序，会对当前收到的指纹信息与指纹信息数据库中的指纹信息进行比对，最终比对得分超过设定的最大阈值a则门禁控制系统的累加器A的值+1，反之，门禁控制系统累加器A的值
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1；(2)RC522 RFID模块读写程序：对于没有身份信息的初始IC卡，树莓派3B+通过SPI接口与RC522 RFID模块进行通信，对IC卡进行覆写操作，使得IC卡得到规定的UID信息；当使用IC卡对RC522 RFID模块进行刷卡操作时，RC522 RFID模块对该IC卡进行UID信息读取操作，通过SPI接口将UID信息发送到树莓派3B+中，在树莓派3B+中与UID信息数据库进行比对，比对成功则门禁控制系统的累加器A的值+1，反之，门禁控制系统累加器A的值
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1；(3)人脸识别程序：所述人脸识别程序包括人脸信息录入程序、人脸图像采集程序、人脸信息比照程序；人脸信息数据库准备阶段，将不同人的人脸照片放进对应名字的文件夹中，通过调用人脸信
息录入程序，首先对每个文件夹中的图片进行访问，再通过facenet对图片中的人脸特征进行提取并保存，将保存好的人脸特征数据通过SVM进行训练最终输出人脸信息数据库；上述指纹识别程序过程中，树莓派3B+通过串口接收到指纹信息后会同时调用人脸图像采集程序控制CSI摄像头对被识别人的人脸图像进行拍照并存储的操作；得到被识别人的人脸图像后，树莓派3B+调用人脸信息比照程序，通过YOLOV5将图像中的人脸框出，将框出的人脸图像通过facenet对人脸特征进行特征提取，将得到的人脸特征与人脸信息数据库中的人脸特征进行比照，相似度达到最大阈值b则门禁控制系统累加器A的值+1，反之，门禁控制系统累加器A的值
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1；(4)门禁控制程序：所述门禁控制系统查看上述指纹识别程序、RC522 RFID模块读写程序、...

【专利技术属性】
技术研发人员：章慧，刘冰涛，马鸿泰，王明旭，弭云国，单黎明，李烨，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：