总体结构设计方案优化

基于树莓派的人脸识别门禁系统分为树莓派控制系统和管理员系统，分别实现门禁控制和人脸库管理的功能。

树莓派控制系统主要分为图像采集、人脸检测、人脸识别、信息处理、硬件控制5个模块，每个模块中都有对应的硬件连接和软件控制，如图9－9所示。

图9－9　树莓派控制系统的主要模块

管理员系统的主要功能是人脸库管理，主要分为人脸注册、人脸更新、用户删除、获取用户列表、查看实时监控5个模块，如图9－10所示。

图9－10　管理员系统的主要模块

人脸库管理使用了百度人脸识别SDK的接口，人脸照片以Base64编码的方式传送到百度云进行存储，登录控制台也可以进行管理，该管理员系统的开发主要是对前者的管理方法进行改进，提高实用性，更加方便管理员操作，且可以与树莓派控制系统功能相关联，提供查看实时监控的功能。

由于管理员系统主要由管理员使用，实际应用中批量上传的情况比较多，因此本系统的各项功能中活体检测的参数设置为“低”，避免管理员使用下载的图片进行操作时受到系统限制。

系统的界面设计采用Python的tkinter库，生成简单快捷的文本框、按钮等插件。

9.2.3.1　硬件设计

树莓派控制系统使用的硬件部分的主体是树莓派3B＋开发板，如图9－11所示。

(www.xing528.com)

图9－11　树莓派3B＋开发板

从图9－12可知，树莓派控制系统硬件部分的主体只有信用卡大小，比一般的单片机还简洁，而又具备了一般计算机的所有功能，这是本书设计方案选择树莓派控制系统的一个重要原因。

图9－12　树莓派3B＋开发板各模块长度

如图9－13所示，树莓派控制系统中还包含的硬件有PiCamera、USB摄像头、按钮、继电器，通过树莓派3B＋开发板的GPIO接口和扩展板连接起来，具体参数和功能将在对应模块中进行分析。

图9－13　树莓派控制系统的硬件展示

9.2.3.2　软件设计

树莓派控制系统的软件部分由Python编写，运行环境为Raspberry Pi系统，开机运行Python脚本启动系统，通过硬件和微信通知进行反馈，具体参数和功能将在对应模块中进行分析，系统流程如图9－14所示。

图9－14　树莓派控制系统流程

管理员系统由Python编写，运行环境为Windows10，使用简单的界面链接百度人脸识别SDK的接口完成人脸库管理，人脸库数据存储在百度云，故无须使用数据库。