了解视觉技术在智慧门禁中的应用

一、实验目的

1. 了解智慧门禁产业应用场景。

2. 了解视觉技术在智慧门禁中的应用

3. 掌握基于人体识别智能交互技术的智慧门禁系统开发。

二、实验内容

1. 系统架构

1.1 需求分析

智慧门禁系统的主要功能有：

1）人脸识别开锁：首先注册人脸，再通过人脸验证通过则，包括：温湿度、光照度、空气质量、大气压力等，并可基于相关数据联动电器设备实现智能化的环境调节。

2）刷卡开锁：添加用户时绑定卡号，每次输入卡号即可开锁。员工通过个人识别卡感应后，通过系统确认其身份和使用时段后，方能开门。可以设置感应卡的使用权限和年限，每周的使用天数，每日的使用时段.可以禁用挂失一张个人识别卡或一批识别卡。

3）密码开锁：通过检验输入密码是否正确来识别进出权限。

1.2 系统架构

智慧门禁系统是一套典型的边缘应用场景，包含了硬件层、边缘层、应用层。

1）硬件层：由无线节点和 Sensor-A 采集类传感器、Sensor-C 安防类传感器、Sensor-EL 识别类传感器来完成一套完整的智慧门禁系统的硬件部分，通过安防类传感器监测人体红外提醒开门，通过识别类传感器的 K1 继电器来模拟门锁。

2）边缘层：边缘计算网关内置 IoT 网关服务和 AiCam 计算引擎。IoT 网关服务负责接收/下发无线节点的数据，发送给应用端或者将数据发给云端的物联网智云平台。AiCam 计算引擎内置算法、模型、视频推流等服务，支持应用层的边缘计算推理任务。

3）应用层：应用层通过智云接口与 IoT 硬件层交互（默认与云端的物联网智云平台接口交互），通 过 AiCam 的 RESTful 接口与算法层交互。

2. 功能设计

2.1 功能要求

本实验智慧门禁系统主要完成了智慧物联、人脸识别交互、密码开锁交互、刷卡识别交互、应用设置等功能.

2.2 功能框图 智慧门禁系统主要功能框图如下：

4. 项目开发

4.1 功能描述

AiCam人工智能轻量化应用框架是一款面向于人工智能边缘应用的开发框架，采用统一模型调用、统一硬件接口、统一算法封装和统一应用模板的设计模式，实现了嵌入式边缘计算环境下进行快速的应用开发和项目实施。

AiCam 为模型算法的调用提供 RESTful 调用接口，实时返回分析的视频结果和数据，同时通过物联网云平台的应用接口，实现与硬件的连接和互动，最终形成各色智联网产业应用。

AiCam 框架如下图所示：

三、实验步骤

1. 硬件部署

1.1 边缘计算网关

1）准备人工智能边缘应用平台，给边缘计算网关正确连接 Wi-Fi 天线、摄像头、电源。

2）按下电源开关上电启动边缘计算网关，将启动 ubuntu 操作系统。

3）系统启动后，连接局域网内的 Wi-Fi 网络，记录边缘计算网关的 IP 地址

1.2 产业硬件设备

可选择两种方式创建边缘应用所需要的产业硬件设备：

1）方式一：利用虚拟仿真进行硬件原型搭建，具体参考《实验 03-边缘硬件开发》章节内容创建包含了 Sensor-C 安防类、Sensor-A 采集类、Sensor-EL 识别类传感器设备的项目。

2）方式二：利用人工智能边缘应用平台的实际硬件进行项目部署，并与边缘计算网关构建成功一个物联网传感网络。

2. 工程部署

1）运行 MobaXterm 工具，通过 SSH 登录到边缘计算网关

2）在 SSH 终端创建实验工作目录：

3）通过 SSH 将本实验工程代码和 aicam 工程包上传到目录下

4）在 SSH 终端输入以下命令解压缩实验工程：

5）修改工程配置文件 static\edge_access\js\config.js 内的智云帐号、硬件地址、边缘服务地址等信息，示例如下：

6）文件修改好后，通过 MobaXterm 工具创建的 SSH 连接，将修改好的文件上传到边缘计算网关

3. 工程运行

1）在 SSH 终端输入命令运行实验工程：

4. 应用体验

4.1 应用设置

1）点击主页右边的“设置”选项设置应用参数（默认会读取 static\edge_access\js \config.js 内的初始配置），包括：智云帐号、节点地址、用户管理等，配置完成后点击“连接”按钮进行项目连接。

2）第一次进入应用，点击用户管理，点击添加用户，则会弹出请输入用户名，输入后点击确定即可看到用户名已经录入。

3）在人脸录取选项卡下点击添加，首先会弹出人脸注册框,点击注册，如果注册成功则会显示已注

4）继续在门禁卡选项卡下面点击添加，会提示请在弹窗期间刷卡录入卡号，将 RFID 卡放置在 Sensor-EL 识别类传感器上则会读取卡号并绑定（如果是虚拟硬件，则在项目页面的卡号位置输入一个虚拟的卡号即可成功绑定）。

 

5）继续在门禁密码选项卡下面点击添加，弹出请输入密码，输入密码点击确定即可成功。

4.2 智慧物联

1）应用交互：在应用首页可以看到智慧门禁周边环境的数据，包括：温度、湿度、光强、TVOC、大气压力、震动。

2）人体红外传感器检测到人时，会提示可通过人脸，刷卡，密码等方式进行开锁。

4.3 人脸识别交互

1）点击人脸，就可以进入到人脸识别开锁界面，识别为合法注册的用户即可打开门锁，然后返回首页。

4.4 刷卡识别交互

1）点击刷卡选项卡进入到刷卡开锁界面，将 RFID 卡放置在 Sensor-EL 识别类传感器上则会读取卡号并识别是否为合法注册的用户进行开锁动作（如果是虚拟硬件，则在项目页面的卡号位置输入合法注册的虚拟卡号即可成功开锁）。

4.5 密码开锁交互

1）点击密码选项卡进入到密码开锁界面，点击界面中的数字输入密码，正确即可开锁。