基于嵌入式人脸识别考勤系统的设计分析

0引言

考勤系统在行业里面被称为考勤办公自动化管理系统，可以实现企业人事现代化的管理，评估员工的考勤，方便管理部门随时查询，有效地监控员工的情况，并且该系统还为支付给员工薪水提供重要统计信息依据。考勤系统主要应用在很多新兴技术领域，如通信，生物技术，计算机等，通常设置在公司门口。用51单片机作为处理器的早期考勤系统，只能实现基本的人脸图片的信息存储，检测，识别，但结构和功能相对简单，效率低，不能满✄足当前考勤系统的稳定性、实时性、前瞻性和灵活性的高需求，这已经远远不能满足人们的需求。由于传统的考勤方式不能满足我们企业的需求，所以新的考勤系统应运而生，此考勤系统配备了新一代的嵌入式处理器，集合了生物技术，通信，计算机等诸多领域中的不同的技术优势，同时设计网络管理员的权限就可以远程管理公司人员的考勤情况，并及时做出新的调整和新工作的协调、安排。目前，由于嵌入式技术的发展，再加上这两种技术的融合，嵌入式考勤系统的开发不断被认同和完善，这就为新的嵌入式系统平台快速发展奠定了坚实的基础。

1人脸识别考勤系统硬件的设计

1.1系统整体框图设计

本文基于嵌入式人脸识别考勤系统的设计方案选定后开始进行硬件平台的设计，硬件是该设计的底层部分，是整个系统的基础，是该系统的执行和实现部分。该设计的硬件设计按照如下流程进行:

需求分析:通过调研用户的实际需求从而进行功能模块分析，确定系统具体的设计功能;

方案设定:通过需求分析，进行功能模块的确定，选定元器件，明确整个系统的设计方法;

原理图设计:根据已经明确的方案，进行电路图的设计，再按照电路图，绘制PCB;

印刷电路板、焊接和调试:参照系统电路图，焊接元器件，下载调试程序到开发板进行调试。

1.2系统硬件电路设计

在基于嵌入式人脸识别考勤系统的设计过程中，采用了分模块的设计方式，总体设计出硬件方案，确定各个模块设计方法，这样按照方法、步骤有条不紊进行层次设计。由于该系统采用的是共同的总线和相同的接口方式，所以可根据需求扩展其他的功能，添加其他的系统模块，该系统具有可扩展性。该人脸识别考勤系统包含以下几个功能模块:基于S3C 2440A为核心的控制模块、人脸图像采集模块、外部存储器扩展模块、网络通信模块、键盘输入模块、LCD显 ت示模块。

本文设计了基于嵌入式的人脸识别考勤系统，系统采用了目前比较被认同的A R M 920T核，S3C 2440A处理芯片。S3C 2440A微处理器是一款三星半导体公司设计生产的具有高性能、低功耗、高集成度，并具有工业级温度范围和性能的微处理器，具有工业级温度范围，主频高达533MHz，具有数字摄像头接口，支持更多分辨率液晶屏，无需外围电路的触摸屏接口。网络通信芯片选择了DM9000，是一款完全集成和符合成本效益单芯片快速以太网MAC控制器与一般处理接口，一个自适应的PH Y和4KDW ORD值的SRAM。S3C 2440A处理器和其他类型嵌入式处理器相似，想要进行很好的工作必须扩展外部存储，该系统选择使用两片容量为32 M的H Y 57V 561620FTP-H芯片作为SDRAM的存储扩展芯片，Flash采用K 9F 1216U OA容量为64 M的N and-F lash容量作为F lash的存储扩展。该系统摄像头工具选取了130万像素的卫202 USB免驱微型摄像头，可以调节亮度、对比度、色调、饱和度、清晰度、白平衡等，支持320*240,640*480,800*600,1280*720分辨率图片的获取。最后进行了该系统电源电路、复位电路、时钟电路、JTAG电路、L웃CD电路等基本电路的设计。

2系统的软件设计

2.1嵌入式系统的搭建

构建嵌入式L roux系统需要包含的几点要素引导程序、根文件系统、Roux操作系ฅ统内核、嵌入式设备的驱动程序。想要在ARM的硬件平台上搭建嵌入式Roux系统，通常需要几个步骤:

从L roux技术网站上下载嵌入式L roux的源码包，进行交叉编译开发环境的搭建和开发环境的配置;

在PC机上进行B out oaf err的编译，并且使用串口或者网线将引导程序烧写到嵌入式开发板之中;

在PC机上进行嵌入式Roux系统内核的配置和编译，并且通过Boot Loader将配置好的内核系统烧写到嵌入式开发板中;

进行根文件系统制作，制作完成之后可以在根文件系统中加载自己的应用程序。

完成以上步骤的操作，这样就制作完成了一个基本的嵌入式Roux系统的结构体系。目标板与宿主PC机之间一般通过AG、串口✡或以太网接口建立连接关系.

2.2人脸识别考勤系统的设计

基于嵌入式的人脸识别考勤系统的设计包括人脸识别算法PCA和PC服务器上考勤系统的设计。考勤系统服务器使用数据库储存人脸信息、人脸图片、打卡记录，并能实时的更新员工资料和人脸图像;人脸识别算法模块，采用PCA算法，自动在所输入图像中找取人脸，并进行人脸定位，特征抽取，再把通过摄像头采集到的人脸图片与服务器数据库的人脸图片信息进行对比，从而确定考勤员工的身份团。PCA在服务器上用V 52010开发出考勤系统软件可对员工的考勤记录进行查询，通过ADO接口和SQ LSEVER进行数据存储管理。系统的使用流程如下:系统上电或复位后，首先进行自检工作，查看设备是否正常运行，然后进行初始化和基本配置设置，当有人员要进行考勤时，按下考勤键后发出视频采集控制信号，启动图像采集功能。将采集得到的图像以文件的格式存储到SDRAM中，完成图像信号存储后，图像进行人脸检测算法的处理，获得特征数据和人脸库进行对比，界面显示该员工的相关信息。并保存员工的考勤记录到服务器的数据库里面。

3结束语

本文设计了一套人脸识别考勤系统，该系统集合了嵌入式系统和人脸识别技术，进行了硬件核心芯片的选型和系统框图、流程图的绘制以及考勤系统的设计。在Roux操作系统的环境下，实现了摄像头图像采集，并且采用了大家普遍认可的特征提取的人脸识别算法PCA，完成了人脸图像的识别。该系统还可以根据用户需求进行扩展，系统具有高效、低成本、扩展性好等诸多优点，具有广阔的市场应用前景。