CN1959742A - 嵌入式人像考勤机 - Google Patents
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Abstract
一种嵌入式人像考勤机，属于嵌入式系统和图像自动识别技术领域，其特征是：存储芯片U2、系统内存芯片U3、复位按钮U4、系统时钟U5、网络芯片U6、时钟芯片U7、电源转换芯片U8、U9、串口芯片U10、用户操作按钮U11、LED指示灯U12分别与DSP的U1各接口连接，图像传感器U13通过图像传感器接口JP1、JP2与U1连接，PC机U14通过JP5接口连接。有益效果是：系统速度快、成本低、实时性好、使用方便、可靠性高。
Description
技术领域
本发明属于嵌入式系统和图像自动识别技术领域。
背景技术
嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术以及各个行业的具体应用相结合的产物，是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。同时，人像识别技术因其可靠性高、使用方便而越来越多地应用于身份识别和身份验证等应用领域。目前，传统的打卡式考勤机并未实现对考勤工作的自动统计管理，也容易出现代为打卡等现象；指纹考勤系统也受到手指清洁等因素的干扰，并且是接触式方式。这些都因现行系统的局限性而无法避免，而且不可避免地要受到人为因素的影响。因此，解决这类问题的最好方法是真正实现考勤自动化，减少人为因素影响，使新的考勤系统科学化，且快速方便。
发明内容
本发明的目的是：
提供一种嵌入式人像考勤机，它是将嵌入式软件、嵌入式硬件与人脸识别技术相结合的新型考勤机，它的成本低、速度快、可靠性高，能有效解决传统考勤系统中单纯的打卡式考勤所带来的诸如代为打卡以及人工监督等问题，且具有非触摸、非接触、隐蔽性强的特点。
本发明的技术方案是：
预先建立员工的图像信息数据库，对不同单位的员工可以建立不同的人像数据库，每个员工的图像样本约5张左右。对图像库中的标准人像信息进行存储、学习训练。考勤机通过镜头和图像传感器捕获要进出本单位人员的人像信息并进行图像识别，同图像库中的人像信息进行比照和查询，认定员工的身份。如果身份认定合法，则自动记录员工出入的日期和时间，并自动计算其迟到或早退的时间；对非法访问者系统将予以报警，同时记录错误日志。
其电路框图是：
存储芯片U2、系统内存芯片U3、复位按扭U4、系统时钟U5、网络芯片U6、时钟芯片U7、电源转换芯片U8、U9、串口芯片U10、用户操作按钮U11、LED指示灯U12分别与DSP的U1各接口连接，图像传感器U13通过图像传感器接口JP1、JP2与U1连接，PC机U14通过JP5接口连接。
其电路图是：
DSP的U1的PF4-PF7脚连接四个LED指示灯U12的输入脚，PF0-PF3脚连接四个户操作按钮U11的输出脚，PP10-11、TMR0-TMR2通过接口JP2连接图像传感器U13与存储芯片U2的VDDEXT脚连接，引脚58-65，67-69，72-76通过接口JP1连接图像传感器U13的1-20脚，引脚83-87，94通过接口JP3与存储芯片U2的83-87，94脚连接，引脚81-82连接串口芯片U10的T2IN-R2OUT脚，存储芯片U2的A1-A19脚连接DSP U1的A1-A19脚，存储芯片U2的D0-D15脚连接DSP U1的D0-D15脚，内存芯片U3的D0-D15脚连接DSP U1的D0-D15脚，U3的BA0-BA1脚连接U1的A18-A19脚，U3的A0-A9脚连接U1的A1-A10脚，U3的A10脚连接U1的SA10脚，U3的A11脚连接U1的SA12脚，U3的DQML-DQMH脚连接U1的ABE0-ABE1脚，U3的/RAS脚、/CAS脚、/WE脚、/CS脚分别与U1的SRAS#脚、SCAS#脚、SWE#脚、SMS#脚，U1的CLKOUT脚、SCKE脚分别与U3的CLK脚、CKE脚连接，复位按钮U4的RESET#脚与U1的/RESET脚连接，系统时钟U5的PC+脚与U1的CLKIN脚连接，网络芯片U6的SA0-SA11脚与U1的A1-A12脚连接，U6的SD0-SD15脚与U1的D0-D15脚连接，U6的RXD-脚、RXD+脚、TXD-脚、TXD+脚分别与JP5的RXD-脚、RXD+脚、TXD-脚、TXD+脚连接，时钟芯片U7的RTC-脚、RTC+脚连接到U1的RTXO脚和RTXI脚，电源转换芯片U8的VROUT脚连接U1的VROUT1脚和VROUT2脚，U8的VDDINT脚与U1的VDDINT脚连接，电源转换芯片U9的VDDEXT脚与U1的VDDEXT脚连接，串口芯片U10的T2IN脚、R2OUT脚分别与U1的TX脚、RX脚连接，U10的T2OUT脚、R2IN脚分别与JP4的T2OUT脚、R2IN脚连接，用户操作按钮U11的四个键分别对应U1的PF0-PF3脚，图像传感器U13的D0-D7脚与图像传感器接口JP1的D0-D7脚连接，U13的MASCLK脚、HSYNC脚、VSYNC脚、SICLK脚、SIEN脚、SIVAL脚、SHDN脚分别与JP1的MASCLK脚、HSYNC脚、VSYNC脚、SICLK脚、SIEN脚、SIVAL脚、SHDN脚连接，JP1与DSP的图像传感器接口JP2通过柔性电缆连接，其中JP1的SHDN脚、SIVAL脚、SIEN脚、SICLK脚、VSYNC脚、HSYNC脚、MASCLK脚、D0-D7脚分别与JP2的PF8脚、PF9脚、PF10脚、PF11脚、TMR2脚、TMR1、MASCLK脚、PPI0脚、PPI1脚、PPI2脚、PPI3脚、PF15脚、PF14脚、PF13脚、PF12脚对应连接，JP2的PF8脚、PF9脚、PF10脚、PF11脚、TMR2脚、TMR1、MASCLK脚、PPI0脚、PPI1脚、PPI2脚、PPI3脚、PF15脚、PF14脚、PF13脚、PF12脚分别与U1的PF8脚、PF9脚、PF10脚、PF11脚、TMR2脚、TMR1、MASCLK脚、PPI0脚、PPI1脚、PPI2脚、PPI3脚、PF15脚、PF14脚、PF13脚、PF12脚对应连接。
本发明的有益效果是：
1.系统速度快、成本低、实时性好、使用方便、可靠性高。
2.将实时捕获的人像信息同预先存储的人象样本进行比对。
3.利用人像识别技术验证员工的身份，实现非接触式鉴别员工的身份。
4.对员工的自然信息和图像进行资料加密处理。
5.系统识别准确率高，识别精确度可以与指纹识别系统相比。
6.系统可维护性强。系统具有学习训练功能，便于图像数据库的更新与维护，管理员可随时添加、删除、修改数据库。
7.事后跟踪能力强。具备系统日志功能，能记录事件的时间、访问人的人像信息。
8.系统适应于成本低、资源有限的嵌入式系统领域。
9.利用网络系统可以实现多点考勤。
附图说明
图1是考勤机硬件结构框图；
图2是DSPU1(1)芯片电路图；
图3是DSPU1(2)芯片电路图；
图4是Flash U2存储芯片电路图；
图5是DSP与SDRAM(U3)连接电路；
图6是复位按钮电路图；
图7是系统时钟电路图；
图8是网络芯片电路图；
图9是实时时钟电路图；
图10是电源转换芯片U8电路图；
图11是电源转换芯片U9电路图；
图12是串口芯片电路图；
图13是用户操作按钮电路图；
图14是LED指示灯电路图；
图15是图象传感器电路图；
图16是JP1电路图；
图17是JP2电路图；
图18是JTAG(JP3)电路图；
图19是RS232接口电路图；
图20是RJ45(JP5)接口电路图；
图21是系统去藕电容电路图；
图22是系统去藕电容电路图；
图23是软件框图；
其中：R是电阻、C是电容、D是二极管、L是电感、Y是晶振S是开关、U是芯片、JP是接口。
具体实施方式
实施例1：
如图所示，本发明的硬件部分由DSP(U1)、Flash(U2)、SDRAM(U3)、复位按钮(U4)、系统时钟(U5)、网络芯片(U6)、实时时钟(U7)、电源转换芯片(U8、U9)、串口芯片(U10)、用户操作按钮(U11)、LED指示灯(U12)、图像传感器(U13)、PC机(U14)、图像传感器接口(JP1、JP2)、JTAG接口(JP3)、RS232接口(JP4)、RJ45接口(JP5)等组成，图像传感器(U13)与接口JP1固化在子板上，其余组件固化在主板上。
各部件连接方式：
DSP(U1)是系统的CPU，主要处理图像，控制各个外围设备；Flash(U2)连接到DSP(U1)，用于存储程序与各种资料；SDRAM(U3)与DSP(U1)连接，用作系统内存；复位按扭(U4)与DSP(U1)连接，用于系统硬件复位；系统时钟(U5)与DSP(U1)连接，提供系统时钟；网络芯片(U6)与DSP(U1)连接，并且通过RJ45接口(JP5)与PC机(U14)连接，用于传输考勤日志，实现网络考勤；实时时钟(U7)与DSP(U1)连接，用于提供系统实时时钟；电源转换芯片(U9、U8)与DSP(U1)连接，分别为系统提供外围电源与内核电源；串口芯片(U10)分别与DSP(U1)连接、并通过RS232接口(JP4)与PC机(U14)连接，用于传输考勤日志，实现单机考勤；用户操作按钮(U11)与DSP(U1)连接，用于考勤，人脸更新，删除等操作；LED指示灯(U12)与DSP(U1)连接，用于指示操作状态；图像传感器(U13)通过子板上接口(JP1)和主板接口(JP2)与DSP(U1)连接，用于采集图像；JTAG接口(JP3)分别与PC机(U14)、DSP(U1)连接，用于在线调试程序；
工作原理及过程：
首先外部5v电压输入给电源转换芯片(U9)，U9输出3.3V电压给DSP及外围芯片，同时输出给电源转换芯片(U8)，经U8转换成1.8V电压给DSP芯片内核；通电后，系统时钟(U7)提供系统实时时钟；DSP(U1)内引导程序开始执行，将Flash(U2)中的程序及资料加载到SDRAM(U3)中，并完成系统初始化，在本发明中共使用了四片的Flash，每片Flash的容量为1MB。其中数据主要包括检测定位模板，平均脸矩阵，特征脸模板和比对模板等信息。当有人要考勤时，通过用户操作按钮(U11)给DSP(U1)一个中断信号，DSP(U1)响应中断后，控制图像传感器(U13)采集图像，采集的图像通过子板中JP1和主板中JP2传到SDRAM(U3)中，JP1与JP2通过柔性电缆连接；程序在SDRAM(U3)中处理图像后获得人脸特征值，最后将人脸特征值与人脸特征值模板库比对，计算相似度阈值。根据相似度阈值，DSP(U1)给LED指示灯(U12)信号来确认是否完成考勤，并将考勤日志保存在Flash(U2)中，在主板的四个LED中，第一个LED亮时则表示考勤成功，考勤失败报警时第二个LED亮，另外两个LED预留。对于网络版考勤机，DSP(U1)将考勤日志经网络芯片(U6)及RJ45接口(JP5)传输到PC机数据库中，同一数据库可以对应多个考勤机；对于单机版考勤机，DSP(U1)将考勤日志写入到Flash(U2)中，但由于Flash(U2)空间有限，也可以定期将考勤日志经串口芯片(U10)及RS232接口(JP4)传输到PC机数据库中。在主板上还有四个用户操作按钮，分别用于考勤、人脸数据更新、人脸资料删除和预留。
通过镜头和图像传感器获取进门访问者的人脸图像，经DSP和图像识别软件处理，将捕获到的图像同预先保存在人像数据库中的信息进行检索比对，认定人员的身份，对于认定合法者，记录其进出门的日期、时间、并自动计算其迟到或早退时间后予以保存，也可以通过网络将此信息发送到作为服务器的PC。对于认定非法者，系统将报警，同时记录错误日志。由于不同场所使用的人像数据库不同，因而本发明可以对不同企业或单位的员工实施有效、便捷的考勤。
本发明中的算法是基于弹性匹配和小波变换的ART2识别算法。其过程如下：首先对实时捕获的视频图像通过模板匹配方法进行检测以确定是否包括人脸，再结合弹性匹配方法分别进行头部定位、脸部定位、眼睛定位和瞳孔定位后获取到人的特征脸，并对特征脸进行尺度和归一化变换，然后利用PCA、小波变换等方法对特征脸进行压缩、降维，提取出人脸的特征信息以完成特征抽取，结合ART2神经网络识别方法进行识别。
本发明的技术指针
1.镜头：1/7-inch
2.图像传感器：通用CMOS图像传感器
3.图像采集部分：分辨率为357*293*8bit
4.工作电源：DC3.3V输入
5.工作环境：0～60℃
6.人像拒识率小于1％，误识率小于0.1％
7.人像获取时间小于1秒，人像识别时间小于1秒
8.光照条件：自然光照，普通灯光采光
9.背景限制条件：室内受限
10.适用人数：小于1000人。
Claims (2)
1、一种嵌入式人像考勤机，其特征是：存储芯片U2、系统内存芯片U3、复位按扭U4、系统时钟U5、网络芯片U6、时钟芯片U7、电源转换芯片U8、U9、串口芯片U10、用户操作按钮U11、LED指示灯U12分别与DSP的U1各接口连接，图像传感器U13通过图像传感器接口JP1、JP2与U1连接，PC机U14通过JP5接口连接。
2、根据权利要求1所述的一种嵌入式人像考勤机，其特征是：DSP的U1的PF4-PF7脚连接四个LED指示灯U12的输入脚，PF0-PF3脚连接四个户操作按钮U11的输出脚，PP10-11、TMR0-TMR2通过接口JP2连接图像传感器U13与存储芯片U2的VDDEXT脚连接，引脚58-65，67-69，72-76通过接口JP1连接图像传感器U13的1-20脚，引脚83-87，94通过接口JP3与存储芯片U2的83-87，94脚连接，引脚81-82连接串口芯片U10的T2IN-R2OUT脚，存储芯片U2的A1-A19脚连接DSP U1的A1-A19脚，存储芯片U2的D0-D15脚连接DSP U1的D0-D15脚，内存芯片U3的D0-D15脚连接DSP U1的D0-D15脚，U3的BA0-BA1脚连接U1的A18-A19脚，U3的A0-A9脚连接U1的A1-A10脚，U3的A10脚连接U1的SA10脚，U3的A11脚连接U1的SA12脚，U3的DQML-DQMH脚连接U1的ABE0-ABE1脚，U3的/RAS脚、/CAS脚、/WE脚、/CS脚分别与U1的SRAS#脚、SCAS#脚、SWE#脚、SMS#脚，U1的CLKOUT脚、SCKE脚分别与U3的CLK脚、CKE脚连接，复位按钮U4的RESET#脚与U1的/RESET脚连接，系统时钟U5的PC+脚与U1的CLKIN脚连接，网络芯片U6的SA0-SA11脚与U1的A1-A12脚连接，U6的SD0-SD15脚与U1的D0-D15脚连接，U6的RXD-脚、RXD+脚、TXD-脚、TXD+脚分别与JP5的RXD-脚、RXD+脚、TXD-脚、TXD+脚连接，时钟芯片U7的RTC-脚、RTC+脚连接到U1的RTXO脚和RTXI脚，电源转换芯片U8的VROUT脚连接U1的VROUT1脚和VROUT2脚，U8的VDDINT脚与U1的VDDINT脚连接，电源转换芯片U9的VDDEXT脚与U1的VDDEXT脚连接，串口芯片U10的T2IN脚、R2OUT脚分别与U1的TX脚、RX脚连接，U10的T2OUT脚、R2IN脚分别与JP4的T2OUT脚、R2IN脚连接，用户操作按钮U11的四个键分别对应U1的PF0-PF3脚，图像传感器U13的D0-D7脚与图像传感器接口JP1的D0-D7脚连接，U13的MASCLK脚、HSYNC脚、VSYNC脚、SICLK脚、SIEN脚、SIVAL脚、SHDN脚分别与JP1的MASCLK脚、HSYNC脚、VSYNC脚、SICLK脚、SIEN脚、SIVAL脚、SHDN脚连接，JP1与DSP的图像传感器接口JP2通过柔性电缆连接，其中JP1的SHDN脚、SIVAL脚、SIEN脚、SICLK脚、VSYNC脚、HSYNC脚、MASCLK脚、D0-D7脚分别与JP2的PF8脚、PF9脚、PF10脚、PF11脚、TMR2脚、TMR1、MASCLK脚、PPI0脚、PPI1脚、PPI2脚、PPI3脚、PF15脚、PF14脚、PF13脚、PF12脚对应连接，JP2的PF8脚、PF9脚、PF10脚、PF11脚、TMR2脚、TMR1、MASCLK脚、PPI0脚、PPI1脚、PPI2脚、PPI3脚、PF15脚、PF14脚、PF13脚、PF12脚分别与U1的PF8脚、PF9脚、PF10脚、PF11脚、TMR2脚、TMR1、MASCLK脚、PPI0脚、PPI1脚、PPI2脚、PPI3脚、PF15脚、PF14脚、PF13脚、PF12脚对应连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510017260 CN1959742A (zh) | 2005-11-04 | 2005-11-04 | 嵌入式人像考勤机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510017260 CN1959742A (zh) | 2005-11-04 | 2005-11-04 | 嵌入式人像考勤机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1959742A true CN1959742A (zh) | 2007-05-09 |
Family
ID=38071420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200510017260 Pending CN1959742A (zh) | 2005-11-04 | 2005-11-04 | 嵌入式人像考勤机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1959742A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101414387B (zh) * | 2007-10-19 | 2010-06-02 | 汉王科技股份有限公司 | 嵌入式人脸识别门禁考勤机 |
| US9350946B2 (en) | 2012-12-24 | 2016-05-24 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Information processing method and apparatus for video communication |
| CN109636938A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 慕贝尔汽车部件（太仓）有限公司 | 培训考核系统 |
-
2005
- 2005-11-04 CN CN 200510017260 patent/CN1959742A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101414387B (zh) * | 2007-10-19 | 2010-06-02 | 汉王科技股份有限公司 | 嵌入式人脸识别门禁考勤机 |
| US9350946B2 (en) | 2012-12-24 | 2016-05-24 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Information processing method and apparatus for video communication |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20070509 |