基于ESP32-CAM相機(jī)模塊的人臉識別系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例

人證識別系統(tǒng)有許多種方式，比如使用簽名、指紋、語音、面部識別等來識別人員，但是只有人臉識別系統(tǒng)可以檢測和識別機(jī)場、零售店和火車站等公共場所中的人員。人臉識別系統(tǒng)不僅可以用于安全目的以識別公共場所中的人員，還可以用于辦公室和學(xué)校中的考勤記錄。

在本篇文章中，我們將使用ESP32-CAM模塊搭建一個人臉識別系統(tǒng)，該ESP32-CAM安全系統(tǒng)可以識別未經(jīng)授權(quán)的人臉。ESP32-CAM是一款基于ESP32-S芯片的非常小的相機(jī)模塊。使用ESP32-CAM模塊，我們可以搭建人臉識別系統(tǒng)，而無需使用任何復(fù)雜的程序和任何額外的組件。

ESP32-CAM模塊簡介

AI-Thinker ESP32-CAM模塊配有一顆ESP32-S芯片、超小尺寸的OV2640相機(jī)和Micro SD卡插槽。 Micro SD卡插槽可用于存儲從相機(jī)拍攝的圖像或存儲文件。該ESP32-CAM模塊可廣泛用于各種IoT應(yīng)用中。它可以用作辦公室、學(xué)校和其他私人區(qū)域中的面部檢測系統(tǒng)，還可以用作無線監(jiān)控、QR無線識別和許多其他物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序。

ESP32-CAM模塊可以使用ESP-IDF或Arduino IDE進(jìn)行編程。 ESP32-CAM模塊還具有多個GPIO引腳，用于連接外部硬件。 ESP32-CAM沒有USB連接器，因此要對模塊進(jìn)行編程，需要使用FTDI電路板。

主要特征：

● 最小的802.11b/g/n Wi-Fi BT SoC模塊

● 低功耗32位CPU，也可以為應(yīng)用處理器服務(wù)

● 時鐘速度高達(dá)160MHz，匯總計(jì)算能力高達(dá)600 DMIPS

● 內(nèi)置520 KB SRAM，外部4MPSRAM

● 支持UART / SPI / I2C / PWM / ADC / DAC

● 支持OV2640和OV7670相機(jī)，內(nèi)置閃光燈

● 支持圖片Wi-Fi上傳

● 支持TF卡

● 支持多種睡眠模式

● 嵌入式Lwip和FreeRTOS

● 支持STA / AP / STA + AP操作模式

● 支持Smart Config / AirKiss技術(shù)

● 支持串行端口本地和遠(yuǎn)程固件升級（FOTA）

規(guī)格：

● SPI閃存：默認(rèn)32Mbit

● 內(nèi)存：520KB SRAM + 4M PSRAM

● 支持TF卡：最大4G

● 支持接口：UART，SPI，I2C，PWM

● 圖像輸出格式：JPEG，BMP，GRASSCALE

● IO端口：9

● 電源范圍：5V

所需的組件

● ESP32-CAM模塊

● FTDI電路板

電路原理圖

要搭建ESP32 CAM安全系統(tǒng)，我們只需要連接ESP32相機(jī)模塊和FTDI編程器對其進(jìn)行編程。

ESP32-CAM沒有USB連接器，因此您需要一個FTDI編程器將代碼上傳到ESP32-CAM中，如上圖所示。 ESP32的Vcc和GND引腳與FTDI電路板的Vcc和GND引腳連接。 ESP32的Tx和Rx與FTDI板的Rx和Tx連接。

注意：在上傳代碼之前，將IO0接地。 IO0確定ESP32是否處于編程模式。當(dāng)GPIO 0連接到GND時，ESP32處于編程模式。

對ESP32進(jìn)行編程后，取下FTDI電路板，然后使用7805穩(wěn)壓器將模塊連接到3.3V電源。 設(shè)置如下所示：

在Arduino IDE上安裝ESP32開發(fā)板

在本文中，ESP32-CAM是使用Arduino IDE編程的。為此，我們必須在Arduino IDE上安裝ESP32插件。

要將ESP32開發(fā)板安裝在Arduino IDE中，請轉(zhuǎn)到File 》 Preferences

然后，復(fù)制以下鏈接并將其粘貼到“Additional Board Manager URLs”字段中，如下圖所示。然后，單擊“OK”按鈕：https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到Tools 》 Board 》 Boards Manager

在Board Manager中搜索ESP32并安裝“ESP32 by Espressif Systems”。

ESP32相機(jī)Web服務(wù)器代碼

安裝完成ESP插件后，我們就有了ESP32 cam視頻流和面部識別的示例代碼。使用File 》 Examples 》 ESP32 》 Camera打開ESP32示例，然后打開CameraWebServer示例。

在上傳代碼之前，您需要輸入您的Wi-Fi名稱和密碼。

const char* ssid = “WiFi Name”;

const char* password = “Password”;

復(fù)制代碼

之后，定義ESP相機(jī)模塊。他們在代碼中定義了5個攝像頭模塊，因此取消注釋“ CAMERA_MODEL_AI_THINKER”并注釋掉其余模塊?，F(xiàn)在，代碼可以上傳了。

要上傳代碼，請將FDTI電路板連接至筆記本電腦，然后選擇“ ESP32 Wrover Module”作為開發(fā)板。另外，根據(jù)此圖片更改其他設(shè)置：

在上傳代碼之前，請按下ESP32復(fù)位按鈕，然后單擊上傳按鈕。

上載代碼后，斷開IO0和GND引腳。然后打開串口監(jiān)視器，并將波特率更改為115200。然后按ESP32復(fù)位按鈕，它將在串口監(jiān)視器上打印ESP IP地址和端口號，如下所示。

現(xiàn)在要訪問視頻流，請導(dǎo)航至瀏覽器并輸入ESP的IP地址。要啟動ESP32 cam視頻流，請單擊頁面底部的“Start Stream”按鈕

您可以通過更改流式傳輸頁面上的“Resolution”來更改流式傳輸質(zhì)量。您也可以通過點(diǎn)擊“Get Still”按鈕來截取圖片，但是該代碼沒有保存圖片的選項(xiàng)。

測試完視頻流之后，現(xiàn)在我們將測試ESP32 cam面部檢測和識別功能。為此，請通過設(shè)置打開面部識別和檢測功能：

首先要進(jìn)行人臉識別，您需要先注冊一個人臉。您可以通過點(diǎn)擊“Enroll Face”選項(xiàng)來注冊一個新人臉。需要進(jìn)行多次嘗試來保存人臉。保存人臉后，它將該人臉設(shè)別為主題0，現(xiàn)在可以通過識別面部將其用作安全系統(tǒng)。

以上這就是可以輕松配置ESP相機(jī)模塊以進(jìn)行視頻流和面部識別的方式。
編輯：hfy