CN211264379U - 一种用于人脸识别门禁的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于人脸识别门禁的电路，涉及安防设备领域，技术方案为，包括主控模块，主控模块的输入通路连接有以太网模块和光耦隔离模块；主控模块的输出端分别连接功放模块和门锁控制模块。本实用新型的有益效果是：本方案所设计的PCB电路使用核心板加底板的方式，比传统的方式大大降低成本。本方案使用的摄像头接口为以太网接口，可兼容公安安防摄像头，摄像头可以进行替换，可以根据不同的环境安装不同的摄像头，适应性更强。本方案能够用安防摄像头作为人脸采集的手段，此摄像头可以安装的高度较高，一般在门楣的上面，避免认为破坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及人脸识别技术领域，特别涉及一种用于人脸识别门禁的电路。
背景技术
在嵌入式智能终端的电路设计中一般有两种设计思路：第一采用核心板+底板的方式；第二种采用集成一体化PCB版。一体化PCB虽然集成度更高，但是开发成本较高，技术要求高，要求开发者对芯片的各种外围电路都需要进行详细的设计，导致开发周期高，制造成本也较高，一旦芯片更换，可能需要更换的电路较多。核心板+底板的方式中核心板主要实现操作系统的主要功能，底板用于实现对外设的控制。两者进行合理的适配，一方面可以通过使用开源的核心板降低开发成本，另外一方面可以在核心板替换的时候，只修改少量电路即实现升级。
现有的门禁设备一般具有如下三个问题：
1、现在的人脸识别门禁一般采用RK的ARM芯片，成本较高并且发热严重。加上配套的外围电路一般的成本价格在800元到3000元之间。
2、目前大部分的此类方案的摄像头都是摄像头和pcb电路通过mipi接口，此类设备一般的安装方式是摄像头和pcb在一个盒体里安装，在进行人脸识别的时候，采集的人脸是单人脸，导致无法进行人脸的关联分析等公安业务场景，难以适配现有的监控摄像头。
3、目前市面上能够同时控制开门器、指示灯、门锁、读卡器、功放实现单元门开门动作的设备成本较高，并且能够同时整合支持控制这五种外设的设备较少。有另外一种类似的设备，做成平板的形态，此种设备必须安装在同行人员可以平视的高度，并且容易被破坏。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提供一种用于人脸识别门禁的电路。
其技术方案为，包括主控模块，主控模块的输入通路连接有以太网模块和光耦隔离模块；主控模块的输出端分别连接功放模块和门锁控制模块；
所述光耦隔离模块用于构建开门组件与主控模块之间的控制命令输入通道，开门组件为租卡器和开门器，开门器即为门禁管理人员手动控制的开门控制装置，如开门按钮，读卡器和开门器通过光耦隔离模块与所述主控模块电连接，构成输入通路；
所述以太网模块用于构建采集组件和主控模块之间的数据通道；采集组件选用安防摄像头；
所述门锁控制模块与电磁锁连接，构成主控制模块和电磁锁之间的控制回路；
所述功放模块与扬声器连接，形成主控模块至扬声器的输出通路；
还包括与补光灯电连接的补光灯模块；
所述主控模块、光耦隔离模块，以太网模块门锁控制模块、功放模块及恒压电源模块设置在同一PCB板上，PCB板上对应设置接口，通过接口与外部设备连接，外部设备包括所述扬声器，不光等，电磁锁，电源等。
优选为，所述主控模块为核心板，核心板为开源硬件或者第三方厂商的硬件，该核心板要求提供4*1.5Ghz以上的算力，用于进行人脸识别算法的运算，如果带浮点计算加速更好，同时支持1路音频输出，4路GPIO信号(2路用于读卡器wiegand，1路开门器，1路门锁控制)。核心板要求支持Linux主线操作系统。所述PCB板上集成所述光耦隔离模块，以太网模块门锁控制模块、功放模块及恒压电源模块，且预留核心板接口。
优选为，所述主控模块采用NanoPi NEO Core2。
优选为，本电路供电采用12V直流电，还包括用于给所述主控模块和功放模块供电的恒压电源模块，所述恒压电源模块的输出电压为5V。
由于安防摄像头、电磁锁等外部设备都是12V供电，故在门禁控制箱中需要提供一路12V电源，一般功率在45W左右。而核心板供电普遍为5V，故需要在PCB底板的设计中加入恒压电源模块，能够将外部的12V直流电源转换为 5V直流电源为核心板和底板上的其他模块供电。
优选为，所述光耦隔离模块的光耦芯片工作频率大于等于10khz。由于外部电路使用的是12V直流电，核心板的GPIO使用3v3直流电，在进行外部控制，或者外部信号输入的时候，需要进行隔离。本设备采用的光耦隔离模块，采用频率工作频率超过10khz的光耦芯片，实现外部信号正常输入的同时，实现电路隔离。
优选为，所述PCB板周边预留接口，中部靠近边缘处预制主控模块底座，即核心板底座，核心板底座靠近中部相邻设置以太网模块，位于核心板底座和以太网模块上侧设置散热片，核心板底座一侧阵列分布光耦隔离模块、功放模块和门锁控制模块。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本方案所设计的 PCB电路使用核心板加底板的方式。核心板采用“NanoPi NEO Core2”，底板采用两层板的简单工艺，集成了各个功能模块，总体底板成品价格在50元左右，加上核心板250元，总成品价格在300元左右，比传统的方式大大降低成本。
本方案使用的摄像头接口为以太网接口，可兼容公安安防摄像头，摄像头可以进行替换，可以根据不同的环境安装不同的摄像头，适应性更强。并且由于安装的是安防摄像头，故可以采集的角度大(一般拍摄角度为90-120度)，能够一次采集较多的人脸，从而可以实现人脸关联分析等公安业务场景。
本方案能够用安防摄像头作为人脸采集的手段，此摄像头可以安装的高度较高，一般在门楣的上面，避免认为破坏。作为本方案主体的PCB板仅需要通过线路连接外部设备即可，和外部设备没有集成为一体，因此PCB板可以选择性的安装在较为安全的地方，如安装在门房内的供电箱体中，由于没有屏幕等易碎元件，安全性更高。
附图说明
图1为本实用新型实施例的原理框图。
图2为本实用新型实施例的控制模块电路图。
图3为本实用新型实施例的光耦隔离模块电路图。
图4为本实用新型实施例的门锁控制模块电路图。
图5为本实用新型实施例的恒压电源模块电路图。
图6为本实用新型实施例的功放模块电路图。
图7为本实用新型实施例的以太网模块电路图。
图8为本实用新型实施例的门锁控制模块电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。
实施例1
参见图1至图8，本实用新型提供一种用于人脸识别门禁的电路，包括主控模块，主控模块的输入通路连接有以太网模块和光耦隔离模块；主控模块的输出端分别连接功放模块和门锁控制模块；
光耦隔离模块用于构建开门组件与主控模块之间的控制命令输入通道，开门组件为租卡器和开门器，开门器即为门禁管理人员手动控制的开门控制装置，如开门按钮，读卡器和开门器通过光耦隔离模块与主控模块电连接，构成输入通路；
以太网模块用于构建采集组件和主控模块之间的数据通道；采集组件选用安防摄像头；
以太网模块实现主板与安防摄像头以及路由器的网络联通。安防摄像头在检测到头像的时候，自动抓取头像的照片，以Jpeg的方式通过FTP发送到核心板，核心板收到文件后，自动进行人脸识别与对比的逻辑，实现开门控制动作。
门锁控制模块与电磁锁连接，构成主控制模块和电磁锁之间的控制回路；
在完成人脸识别或者刷卡开门后，本设备需要能够开启电磁锁。通过关断电磁锁的电源实现对电磁锁的关闭，门自动开启。此时门锁控制器进行延迟关闭，延迟时间可通过软件控制。延迟关闭后，电磁锁通电关闭，门关闭。
功放模块与扬声器连接，形成主控模块至扬声器的输出通路；
在门禁控制场景中，在完成人脸识别或者刷卡开门后，本设备需要能够语音提示给用户。通过软件的控制，核心板可以通过声音电路发生，但是功率较低。此时需要功放模块进行声音的放大，该功放模块支持3欧4W的喇叭。
还包括与补光灯电连接的补光灯模块；
补光灯模块用于控制外部补光灯的开关。在夜晚的时候，为提供人脸识别的效果，通过补光灯模块开启补光灯实现补光。
主控模块、光耦隔离模块，以太网模块门锁控制模块、功放模块及恒压电源模块设置在同一PCB板上，PCB板上对应设置接口，通过接口与外部设备连接，外部设备包括扬声器，不光等，电磁锁，电源等。
主控模块为核心板，核心板为开源硬件或者第三方厂商的硬件，该核心板要求提供4*1.5Ghz以上的算力，用于进行人脸识别算法的运算，如果带浮点计算加速更好，同时支持1路音频输出，4路GPIO信号(2路用于读卡器wiegand， 1路开门器，1路门锁控制)。核心板要求支持Linux主线操作系统。PCB板上集成光耦隔离模块，以太网模块门锁控制模块、功放模块及恒压电源模块，且预留核心板接口。
主控模块采用NanoPi NEO Core2。
本电路供电采用12V直流电，还包括用于给主控模块和功放模块供电的恒压电源模块，恒压电源模块的输出电压为5V。
由于安防摄像头、电磁锁等外部设备都是12V供电，故在门禁控制箱中需要提供一路12V电源，一般功率在45W左右。而核心板供电普遍为5V，故需要在PCB底板的设计中加入恒压电源模块，能够将外部的12V直流电源转换为 5V直流电源为核心板和底板上的其他模块供电。
光耦隔离模块的光耦芯片工作频率大于等于10khz。由于外部电路使用的是12V直流电，核心板的GPIO使用3v3直流电，在进行外部控制，或者外部信号输入的时候，需要进行隔离。本设备采用的光耦隔离模块，采用频率工作频率超过10khz的光耦芯片，实现外部信号正常输入的同时，实现电路隔离。
本方案所用部分电器元件型号如下表：
| ID | 类型 | 型号 |
| 1 | 电阻 | 50K |
| 2 | 电容 | 100uF |
| 3 | 二极管 | SS34 |
| 4 | 恒压IC | XL4005E1 |
| 5 | LED | FC-2012GHK-570A08 |
| 6 | 网络变压器 | 11FB-05NL |
| 7 | 电阻 | 30KΩ |
| 8 | 二极管 | SS54 |
| 9 | 电阻 | 330Ω |
| 10 | 光耦IC | LTV-217-B-G |
| 11 | 电阻 | 1KΩ |
| 12 | 电阻 | 3KΩ |
| 13 | 电容 | 220uF |
| 14 | 电感 | 47uH |
| 15 | 电容 | 220nF |
| 16 | 二极管 | SS54LBF |
| 17 | 三极管 | L9014SLT1G |
| 18 | 电容 | 1uF |
| 19 | 电阻 | 16KΩ |
| 20 | 光耦IC | EL354N(TA)-G |
| 21 | 电阻 | 0Ω |
| 22 | 功放IC | XPT8871ES |
| 23 | LED | FC-2012YOXK(5)-600H08 |
| 24 | 继电器 | HFD4/5-S |
| 25 | 电容 | 1uF |
| 26 | 电阻 | 30K |
实施例2
在实施例1的基础上，作为本方案的延展，可在所述PCB电路板上集成有 USB模块、指示灯模块、和读卡器模块。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于人脸识别门禁的电路，其特征在于，包括主控模块，主控模块的输入通路连接有以太网模块和光耦隔离模块；主控模块的输出端分别连接功放模块和门锁控制模块；
所述光耦隔离模块用于构建开门组件与主控模块之间的控制命令输入通道；
所述以太网模块用于构建采集组件和主控模块之间的数据通道；
所述门锁控制模块与电磁锁连接，构成主控制模块和电磁锁之间的控制回路；
所述功放模块与扬声器连接，形成主控模块至扬声器的输出通路；
还包括与补光灯电连接的补光灯模块；
所述主控模块、光耦隔离模块，以太网模块门锁控制模块、功放模块及恒压电源模块设置在同一PCB板上，PCB板上对应设置接口，通过接口与外部设备连接。
2.根据权利要求1所述的用于人脸识别门禁的电路，其特征在于，所述主控模块为核心板，所述PCB板上集成所述光耦隔离模块，以太网模块门锁控制模块、功放模块及恒压电源模块，且预留核心板接口。
3.根据权利要求2所述的用于人脸识别门禁的电路，其特征在于，所述主控模块采用NanoPi NEO Core2。
4.根据权利要求3所述的用于人脸识别门禁的电路，其特征在于，本电路供电采用12V直流电，还包括用于给所述主控模块和功放模块供电的恒压电源模块，所述恒压电源模块的输出电压为5V。
5.根据权利要求4所述的用于人脸识别门禁的电路，其特征在于，所述光耦隔离模块的光耦芯片工作频率大于等于10khz。
Priority Applications (1)
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| CN201922397551.7U CN211264379U (zh) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 一种用于人脸识别门禁的电路 |
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