python人脸识别门禁系统_树莓派人脸识别门禁系统图文教程
前面发布了人脸识别门禁系统的系列视频教程，现在补上图文版，方便查看指令和代码，这篇文章也是对之前的文章的更新与完善。
本系统中树莓派调用百度智能云人脸识别API，实现人脸识别门禁，主要分为三个模块来实现：
一、人脸识别API的注册于人脸库管理
1.1创建应用
在百度智能云人脸识别项目中创建应用，
1.2下载SDK
创建完毕后，下载SDK文档，因为是在树莓派中运行，所以选中python HTTP SDK下载到本地。
1.3 记录AppID
查看应用详情，记录下AppID、API Key和Secret Key，在后面的代码中会用到。
1.4 在人脸库管理中添加人脸数据
在人脸库管理中新建用户组，再从用户组中新建人脸id和照片；
二、树莓派本地环境搭建
2.1 sdk传输至树莓派上
把下载好的SDK压缩包解压，可以通过ftp或者smb的方式， 如何使用smb,请见我的另一篇文章树莓派安装Samba服务把文件传输到到树莓派你想放的目录下，然后cd进入该目录；
2.2 安装pip以及setuptools
如果你的树莓派以及安装好了这两款软件，直接跳至2.3，如果还没，可以按一下步骤安装这两款重要的软件；2.2.1 安装setuptools
到官网（https://pypi.org/project/setuptools/） a)下载 setuptools 安装包wget https://files.pythonhosted.org/packages/37/1b/b25507861991beeade31473868463dad0e58b1978c209de27384ae541b0b/setuptools-40.6.3.zip
b)解压缩unzip setuptools-40.6.3.zip
c)安装cd setuptools-40.6.3
sudo python setup.py build
sudo python setup.py install2.2.2 安装pip
a)下载 到官网（https://pypi.org/project/pip/）下载pip安装包wget https://files.pythonhosted.org/packages/45/ae/8a0ad77defb7cc903f09e551d88b443304a9bd6e6f124e75c0fbbf6de8f7/pip-18.1.tar.gz
2）解压tar zxvf pip-18.0.tar.gz
3）安装cd ../pip-18.0/
sudo python3 setup.py install
2.3 安装人脸识别SDK
当你的树莓派装好pip以及setuptools之后，进入到树莓派的SDK目录下，执行一下命令：sudo pip install baidu-aip //安装百度AI模块
显示如下界面百度AI模块就成功了：
再继续安装当前的API，sudo python3 setup.py install
2.4 测试人脸识别是否成功
以上我们就把树莓派的人脸识别基础环境配置好了，现在我们测试一下系统是否能够正常运行 可以直接在sdk文件夹aip-python-sdk-2.2.15里创建一个测试文件test.py,from aip import AipFace
from picamera import PiCamera
import urllib.request
import RPi.GPIO as GPIO
import base64
import time
#百度人脸识别API账号信息
APP_ID = '18333248'
API_KEY = 'HrfpWmTASGVQTGQ2UQO29IGY'
SECRET_KEY ='7x8m9vuKWH5XeVV8GeLkly8OkqUpzfPz'
client = AipFace(APP_ID, API_KEY, SECRET_KEY)#创建一个客户端用以访问百度云
#图像编码方式
IMAGE_TYPE='BASE64'
camera = PiCamera()#定义一个摄像头对象
#用户组
GROUP = 'yusheng01'
#照相函数
def getimage():
camera.resolution = (1024,768)#摄像界面为1024*768
camera.start_preview()#开始摄像
time.sleep(2)
camera.capture('faceimage.jpg')#拍照并保存
time.sleep(2)
#对图片的格式进行转换
def transimage():
f = open('faceimage.jpg','rb')
img = base64.b64encode(f.read())
return img
#上传到百度api进行人脸检测
def go_api(image):
result = client.search(str(image, 'utf-8'), IMAGE_TYPE, GROUP);#在百度云人脸库中寻找有没有匹配的人脸
if result['error_msg'] == 'SUCCESS':#如果成功了
name = result['result']['user_list'][0]['user_id']#获取名字
score = result['result']['user_list'][0]['score']#获取相似度
if score > 80:#如果相似度大于80
if name == 'yusheng_02':
print("欢迎%s !" % name)
time.sleep(3)
if name == 'xiaoming':
print("欢迎%s !" % name)
time.sleep(3)
if name == "xiaoyu":
print("欢迎%s !" % name)
else:
print("对不起，我不认识你！")
name = 'Unknow'
return 0
curren_time = time.asctime(time.localtime(time.time()))#获取当前时间
#将人员出入的记录保存到Log.txt中
f = open('Log.txt','a')
f.write("Person: " + name + " " + "Time:" + str(curren_time)+'\n')
f.close()
return 1
if result['error_msg'] == 'pic not has face':
print('检测不到人脸')
time.sleep(2)
return 0
else:
print(result['error_code']+' ' + result['error_code'])
return 0
#主函数
if __name__ == '__main__':
while True:
print('准备')
if True:
getimage()#拍照
img = transimage()#转换照片格式
res = go_api(img)#将转换了格式的图片上传到百度云
if(res == 1):#是人脸库中的人
print("开门")
else:
print("关门")
print('稍等三秒进入下一个')
time.sleep(3)
当你把py文件保存到树莓派中，
可直接通过Tonny打开它，而且可以直接运行该程序，
通过控制台打印输出，我们模拟了真实情况，已经可以知道现在树莓派的人脸识别已经能正常工作了。
三、Arduino蓝牙舵机控制程序
3.1 硬件准备树莓派3b
Arduino UNO R3
HC-05
舵机SG90
杜邦线若干
3.2 连接图
3.3 树莓派端配置
树莓派自带蓝牙功能，我们可以调用系统指令发送蓝牙信号，3.3.1 安装树莓派蓝牙模块pybluez
安装完成后再继续下一步操作；若想让树莓派使用bluetooth,必须给树莓派安装pybluez模块sudo apt-get install libbluetooth-dev //安装蓝牙开发库
python3 -m pip install pybluez //安装pybluez3.3.2 将树莓派手动连接至HC-05
打开树莓派桌面端，点击蓝牙图标后点击add device，鼠标在选择模块的时候，后面会有该模块的蓝牙地址，我们需要把它记下来，后面的蓝牙控制代码中需要用到。
选择HC-05模块，配对密码是1234；
配对成功后，后面程序就可以直接运行了
3.4 定义树莓派蓝牙控制功能
创建一个bluetooth_test.py文件，分别定义初始化指令、开门指令、关门指令，分别发送字符串’1‘，’2’，‘3’；import bluetooth
def servo_init():#初始化指令
bd_addr = "20:16:08:08:39:75" #arduino连接的蓝牙模块的地址
port = 1
sock=bluetooth.BluetoothSocket( bluetooth.RFCOMM )
sock.connect((bd_addr, port)) #创建连接
sock.send("1") #发送数据
sock.close() #关闭连接
def bt_open():#开门指令
bd_addr = "20:16:08:08:39:75"
port = 1
sock=bluetooth.BluetoothSocket( bluetooth.RFCOMM )
sock.connect((bd_addr, port))
sock.send("2")
sock.close()
def bt_close():#关门指令
bd_addr = "20:16:08:08:39:75"
port = 1
sock=bluetooth.BluetoothSocket( bluetooth.RFCOMM )
sock.connect((bd_addr, port))
sock.send("3")
sock.close()
3.5 Arduino连接方式3.5.1 Arduino与HC-05蓝牙模块的连接
由于我们用的是Arduino UNO R3没有蓝牙模块，要接收蓝牙数据，可以通过外接HC-05蓝牙模块解决。
HC-05===ArduinoRXD<==>TX
TXD<==>RX
VCC<==>5v
GND<==>GND
注意：HC-05的vcc一定要接5v，如果接3.3v，虽然可以亮灯工作，但是接收一次数据后会自动断开连接，刚开始我找半天没找到原因，原来是电压给低了，这是一个小细节要注意一下。3.5.2 Arduino与舵机模块的连接
SG90 舵机导线三种颜色，含义分别是：
棕色：GND
红色：VCC
黄色：DATA
舵机与Arduino的连接方式：
舵机SG90===ArduinoDATA<==>D9
VCC<==>5v
GND<==>GND
3.6 Arduino控制代码
创建工程烧录到Arduino开发板中即可#include
Servo myservo;
void setup() {
Serial.begin(9600); //监听软串口
myservo.attach(9); //舵机控制
myservo.write(0);
// delay(10000);
}
void loop() {
while(Serial.available())
{
char c;
c = Serial.read(); //读取串口数据
Serial.println(c);
switch(c)
{
case '1':servo_init();
break;
case '2':open_the_door();
break;
case '3':close_the_door();
}
}
}
void open_the_door() //舵机开门
{
myservo.write(170);
}
void close_the_door() //舵机关门
{
myservo.write(0);
}
void servo_init() //舵机初始化
{
myservo.write(10);
}
3.7 树莓派控制代码
我们的树莓派已经准备妥当了，在test.py的基础上，我们再修改一下：# 2020-3-16修正版本
from aip import AipFace
from picamera import PiCamera
import urllib.request
import RPi.GPIO as GPIO
import base64
import time
import bluetooth
from bluetooth_test import bt_open,servo_init,bt_close
#百度人脸识别API账号信息
APP_ID = '18332624'
API_KEY = '2QoqxCzAsZGT9k5CMeaIlPBs'
SECRET_KEY ='9wOlqd4sPvLc7ZKtLxMlBVkcikXHZ4rz'
client = AipFace(APP_ID, API_KEY, SECRET_KEY)#创建一个客户端用以访问百度云
#图像编码方式
IMAGE_TYPE='BASE64'
camera = PiCamera()#定义一个摄像头对象
#用户组
GROUP = 'yusheng01'
#照相函数
def getimage():
camera.resolution = (1024,768)#摄像界面为1024*768
camera.start_preview()#开始摄像
time.sleep(2)
camera.capture('faceimage.jpg')#拍照并保存
time.sleep(2)
#对图片的格式进行转换
def transimage():
f = open('faceimage.jpg','rb')
img = base64.b64encode(f.read())
return img
#上传到百度api进行人脸检测
def go_api(image):
result = client.search(str(image, 'utf-8'), IMAGE_TYPE, GROUP);#在百度云人脸库中寻找有没有匹配的人脸
if result['error_msg'] == 'SUCCESS':#如果成功了
name = result['result']['user_list'][0]['user_id']#获取名字
score = result['result']['user_list'][0]['score']#获取相似度
if score > 80:#如果相似度大于80
if name == 'yin_danli':
print("欢迎%s !" % name)
time.sleep(1)
if name == 'danli':
print("欢迎%s !" % name)
time.sleep(3)
if name == "yusheng_02":
print("欢迎%s !" % name)
time.sleep(3)
else:
print("对不起，我不认识你！")
name = 'Unknow'
return 0
curren_time = time.asctime(time.localtime(time.time()))#获取当前时间
#将人员出入的记录保存到Log.txt中
f = open('Log.txt','a')
f.write("Person: " + name + " " + "Time:" + str(curren_time)+'\n')
f.close()
return 1
if result['error_msg'] == 'pic not has face':
print('检测不到人脸')
time.sleep(3)
return -1
else:
print(result['error_code']+' ' + result['error_code'])
return 0
#主函数
if __name__ == '__main__':
servo_init() #舵机复位，初始化一次就够了
while True:
print('准备开始，请面向摄像头 ^_^')
if True:
getimage()#拍照
img = transimage() #转换照片格式
res = go_api(img) #将转换了格式的图片上传到百度云
if(res == 1): #是人脸库中的人
bt_open()
print("欢迎回家，门已打开")
elif(res == -1):
print("我没有看见你,我要关门了")
time.sleep(3)
bt_close()
else:
print("关门")
bt_close()
time.sleep(3)
print('好了')
time.sleep(5)
注意：
运行程序后，如果报错bluetooth.btcommon.BluetoothError: [Errno 112] Host is down
你则需要回到桌面端，将树莓派与HC-05重新配对一下，再运行一下就好了。至此，当我们运行该代码，把脸凑到摄像头前，舵机自动开门，把脸移开则舵机自动关门。至此 ，智能门禁系统就做好啦！
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