基于STM32单片机百度人工智能平台的机器视觉系统设计与实现
摘要：本文是基于百度人工智能平台的一种机器视觉系统。该系统主要由Web服务器、后台管理系统、摄像头、门禁系统四个部分组成。Web服务器通过摄像头拍摄图像上传至百度AI平台进行人脸识别对比、再根据返回的数据结果向控制器发送指令控制门禁系统开关。后台管理系统是对人脸数据库进行更新以及对出入信息进行管理的系统、它是不可或缺的。本系统人脸识别的精度高、对硬件设备性能要求不高、本系统易于安装、成本相对较低。
关键词：STM32；门禁；人脸识别；百度人工智能平台
Design of machine vision system based on Baidu artificial intelligence platform
Abstract:This article is a machine vision system based on Baidu artificial intelligence platform. The system is mainly composed of four parts: Web server, background management system, camera, and access control system The web server takes the image through the camera and uploads it to the cloud platform for face recognition and comparison, and then sends instructions to the controller to control the access control system switch based on the returned data result. The background management system is a system that updates the face database and manages access information. It is indispensable This system has high accuracy of face recognition, does not require high performance of hardware equipment, is easy to install, and has relatively low cost.
Key words: STM32; Access control system; Baidu Artificial Intelligence Platform;Face recognition
目 录
第一章 绪论 4
1.1 机器视觉发展史 4
1.2 机器视觉系统优缺点 4
1.3 研究内容 5
第二章 机器视觉系统硬件设计 6
2.1摄像头简介 7
2.2 摄像头硬件选型 7
2.3 终端设备硬件选择以及电路设计 10
第三章 通讯设计 12
3.1 通讯技术选型 12
3.2 HTTP、HTTPS协议概述 12
3.3 平台连接设计 12
第四章 软件设计 14
第五章 系统测试结果 18
5.1硬件调试 18
5.2系统测试 19
第六章 总结与展望 20
致谢 21
参考文献 22
附录1 23
第一章 绪论
机器视觉是人工智能属于人工智能的一部分。因此说起机器视觉就不得不提到人工智能。近些年来，人工智能以雷霆之势闯进了人们的视野，人工智能是当前全球最热门的科技之一，是未来科技领域发展的指向标，也是人们生活方式改变的启明星，那么人工智能是什么？这个问题一直是多年来引发人们深思的，其实通过阅读相关资料之后我们不难发现，说白了其实所谓的人工智能，就是指将计算机开发到能够像人类一样学习、理解和做出一些像人类一样的运作。计算机本是人类研制设计的，本是一个没有生命的东西，但人类为了能够在某些领域取得更大的进步以及为了让生活变得更加便捷，便开发出了人工智能这条道路，人工智能的发展，经过了孕育、诞生、早期的热情、现实的困难等数个阶段[1]；
机器视觉是人工智能的一部分，机器视觉其实是根据人的视觉系统开发出来的。机器视觉通过眼睛，也就是摄像装置（CCD和CMOS两种），将看到的东西转变成图像信号，然后传送给专门的视觉处理系统（图像处理系统）进行处理，从而得到被拍摄的信息，并将图像信号转化成数字信号；图像系统在对信号进行一系列的处理，获得目标的特点，根据判断得到结果并对结果进行相关的管理。
1.1 机器视觉发展史
在21世纪，中国的机器人视觉发展十分迅猛，即使在世界上也名列前茅，机器人视觉在人们的生活中也是随处可见的，它包含了各种与宏关经济相关的行业，它的影响力之大是以前根本想象不到的。因为中国对零部件加工的高质量要求和拥有先进的生产线，因而为了让中国成为全球制造业的核心加工地，中国十分注重科研环境、质量的建设，使得特别多具有国际先进技能的机器视觉系统和运用经验全都加入到中国为我国的进步添砖加瓦。
经过了一段时间的发展，2010年中国机器视觉市场进入了迅猛发展的时期。通过数据研究表明，机器视觉市场的规模仅在中国就已经达到了8亿元左右，相较以往增长了48%，它所包括的光源、程序、电路板(印制)、智能相机的增长幅竟然突飞猛进的上涨了49.71%，但工业相机和相机镜头的增长幅度也就只有38.2%以上，同时它的增长幅度也是相对稳定的，这些都是2007年以来的机器视觉市场的天花板。中国还在长足的进步，我始终相信中国还能不断往前，更进一步。
时间来到2011年，中国机器视觉市场逐步趋于稳定开始放缓了增长速率。2011的机器视觉市场与2010年相比的确是有所下跌的，但是那也只是与2010年让人惊骇的涨幅相比，其实2011年的增长速率依旧处在一个很高的水准。2011年机器视觉市场的规模在中国已经到达了11亿元左右，增长了30%左右，其增长率下降了17.8个百分点相比于2010年，其中的相机，电路板（印制）以及软件的增长速率全都平稳的增长了29.8%左右，而光源的增幅也稳定在29%左右，增长速率已经完全高出了中国自动化市场的增长速率。就现在而言电子制造行业的需求是导致市场增长快速的诱因。
1.2 机器视觉系统优缺点
使生产更加灵便，使自动化水准更加登峰造极是机器视觉系统的一大优点。在一些人们无法适应无法工作的环境下，就可以运用机器视觉取代人工视觉；在产量极大的工业生产中，用工人们的肉眼去检测产品的质量问题的效率是远远比不上使用机器视觉的，运用机器检测特大地提升了工厂产量，极大地抬高了效率。并且机器便于完成信息的汇成，是实现计算机集成制造的基础技术[2]。
机器视觉的优点在于精度、灵活。甚至它的成本算起来也是要比使用工人更加划算。机器视觉可以做出实现精确测量的工具这样极大程度的提高了产品的精度和质量，一个合格的机器视觉系统可以对成百上千的部件同时测量而且这种测量是不会损伤到部件的这样就可以保证产品的精度。现在计算机CPU的价格急剧下降，伴随着的是机器视觉系统的成本效益变高。机器视觉可以进行各种测量适应各种测量，当应用改变以后只需要对软件进行相应的改变，使用十分灵活。机器视觉系统没有疲劳感，可以持续、持久的运作。
本系统是基于百度人工智能平台的机器视觉系统，本系统选取机器视觉中的人脸识别功能作为主要的技术支撑。随着人工智能的持续发展，目前这个时代，已经出现了形形色色的人工智能服务平台（比如OneNET、阿里云和百度AI开放平台等），他们提供的人脸识别服务都已经有了非常高的识别精度和识别效率此中百度AI开放平台的识别精度甚至可以达至99.8%，这个精度已经能够满足现实世界中绝大一部分的人脸面部识别门禁系统的条件。
1.3 研究内容
基于百度人工智能平台的机器视觉系统这个毕业设计主要运用到了我这三年学到的物联网平台开发技术及实践，以及STM32库开发实战指南，该研究的主旨是“远程、方便快捷和安全”。本文所研究的基于百度人工智能平台的机器视觉系统是根据人们日常生活环境的需求融入了现代的人工智能技术也就是机器视觉技术所实现的门禁系统。而这整个的控制系统主要是实现以下的一些功能。其通过Web服务器作为中转站，连通摄像头、百度AI开放平台、后台管理系统、以及门禁控制系统以此来实现控制门的开关。
该系统主要由Web服务器、PC端后台管理系统和门禁控制系统组成。
参考文献
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[2] 工业自动化发展完善机器视觉大时代来临.EEPW电子产品，2015.
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