在智能家居潮流的推動(dòng)之下,越來(lái)越多的家庭開(kāi)始選擇智能產(chǎn)品,來(lái)?yè)Q取更便捷的生活體驗(yàn)。作為家庭的一道安全保障,門鎖是每個(gè)家庭都會(huì)用到的設(shè)備,智能門鎖也是一種新潮流。智能門鎖是指在傳統(tǒng)機(jī)械鎖的基礎(chǔ)上改進(jìn)的,在用戶安全性、識(shí)別、管理性方面更加智能化簡(jiǎn)便化的鎖具。智能門鎖區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械鎖, 是具有安全性, 便利性, 先進(jìn)技術(shù)的復(fù)合型鎖具。
大聯(lián)大世平集團(tuán)針對(duì)智能門鎖市場(chǎng),推出基于 NXP LPC54101 & Intel Movidius MA2155 VPU 及 Intel RealSense 深度 VPU 的 3D 人臉識(shí)別 E-LOCK 方案,支持人臉識(shí)別(3D 雙目散斑結(jié)構(gòu)光)、指紋、NFC、密碼四種解鎖方式。指紋算法集成于 MCU,進(jìn)一步縮減成本。同時(shí)配備有觸摸按鍵、OLED 顯示、語(yǔ)音播報(bào)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等實(shí)用功能。
1. 硬件設(shè)計(jì)
(1) 主控
主控采用 NXP LPC54101J512BD64,基本參數(shù)如下:
ARM Cortex-M4 處理器,運(yùn)行頻率高達(dá) 150MHz。高達(dá) 512KB 的片上 flash 編程存儲(chǔ)器。高達(dá) 104KB 的片上 SRAM。串行接口包括四個(gè) USART 接口,兩個(gè) SPI 接口,三個(gè) I2C 接口。5 個(gè) 32 位標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。最多 50 個(gè)通用 I/O (GPIO)引腳。12 位 ADC,具有 12 個(gè)輸入通道,采樣速率高達(dá) 5MS/s。62V 至 3.6V 電源供電。采用 LQFP64 封裝。
LPC5410x 功能框圖如下:
(2) 人臉識(shí)別模組
本方案采用小鈷科技 AlphaLock 3D mini 人臉識(shí)別模組,模組內(nèi)置Intel Movidius MA2155 VPU 及 Intel RealSense 深度 VPU, 搭載面向門鎖場(chǎng)景定制的 3D 雙目散斑結(jié)構(gòu)光攝像頭, 內(nèi)置 3D 人臉檢測(cè)算法、3D 手勢(shì)識(shí)別算法。3D 人臉活體算法可以針對(duì)硅膠級(jí)的面具實(shí)現(xiàn)活體防偽, 3D 人臉識(shí)別算法將深度信息訓(xùn)練成人臉特征,實(shí)現(xiàn)更高精度的人臉識(shí)別。更多特性如下:
定制 28nm 深度計(jì)算處理器,5 路 mipi 視頻輸入,實(shí)時(shí)計(jì)算深度信息。采用先進(jìn)的立體深度算法,能更準(zhǔn)確、更長(zhǎng)距離的實(shí)現(xiàn)深度感知。圖像分辨率和幀率可達(dá) 960 x 960@30FPS 。支持全新跨平臺(tái)及開(kāi)源英特爾 實(shí)感 SDK 2.0。采用專用的彩色圖像處理器,支持圖像校正和彩色數(shù)據(jù)縮放。采用主動(dòng)紅外信號(hào)發(fā)射器,增強(qiáng)物體的深度數(shù)據(jù)。
不同身高兼容:
模組硬件參數(shù)如下:
(3) 方案原理圖
(4) PCB Layout
2. 軟件設(shè)計(jì)
(1) 開(kāi)發(fā)環(huán)境:Keil V5.23 及以上
(2) 軟件架構(gòu)
軟件架構(gòu)可分為 BSP、驅(qū)動(dòng)層、應(yīng)用層。BSP 直接配置、讀取外設(shè)寄存器并向驅(qū)動(dòng)層提供 API ,驅(qū)動(dòng)層通過(guò)這些 API 來(lái)對(duì)系統(tǒng)及外設(shè)進(jìn)行配置、驅(qū)動(dòng)并向應(yīng)用層提供 API。
(3) 軟件流程
軟件流程可分為在待機(jī)模式下和管理員模式下:待機(jī)模式下可實(shí)現(xiàn)密碼、指紋、卡片、人臉解鎖等功能;管理員模式下可實(shí)現(xiàn)用戶的添加與刪除、系統(tǒng)設(shè)置、查看開(kāi)鎖記錄等相關(guān)功能。具體操作流程請(qǐng)參考附件《WPI E-LOCK 操作說(shuō)明V1.0》。
場(chǎng)景應(yīng)用圖
展示版照片
方案方塊圖
核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)
高性能:Cortex-m4 內(nèi)核,頻率高達(dá) 150MHz。大容量:高達(dá) 512KB Flash,104KB SRAM。低成本:指紋算法集成于主控,節(jié)約成本。多種開(kāi)鎖方式:支持人臉、指紋、卡片、密碼四種開(kāi)鎖方式。安全性:3D 人臉識(shí)別,活體防偽檢測(cè)。多用戶存儲(chǔ):人臉 500 張,指紋 100 枚,卡片 100 張,密碼 10 組。多功能:語(yǔ)音播報(bào)、電機(jī)控制、防撬報(bào)警、電壓檢測(cè)、用戶按鍵。低功耗:休眠模式整機(jī)功耗 ≦ 50μA。方案規(guī)格
主控:NXP LPC54101J512BD64內(nèi)核:Cortex-m4,150MHz存儲(chǔ):--512KB Flash--104KB SRAM支持用戶數(shù)量:--500 張人臉--100枚指紋--100張卡片--10組密碼功耗:--待機(jī)模式:~100mA--休眠模式:≦ 50μA6. 供電方式:--USB 供電(建議規(guī)格:5V 2A)--8 節(jié)五號(hào)電池整機(jī)尺寸:125mm*62mm*310mm(L*W*H)
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