基于K210的人脸识别开锁

🎯 实现效果图片

场景 1："主人" 面对摄像头→ 屏幕显示 "Master"，框选人脸，继电器通电，门锁打开；

场景 2："陌生人" 面对摄像头→ 屏幕不显示，门锁不打开；

🌟实物图

🎯 系统组成

主控模块：K210开发板，作为整个系统的"大脑"，负责运行人脸识别算法和控制逻辑；
感知模块：摄像头模块，用于实时采集人脸图像；
显示模块：LCD屏幕，实时显示采集的图像、识别结果及响应时间；
执行模块：继电器与门锁驱动，接收K210指令完成开锁动作；

🌟 模型训练

准备人脸数据：拍摄50张以上待识别人员的人脸照片
打开MaixHub官网，创建新项目并选择"人脸识别"任务，将准备好的人脸照片按要求上传，同时给数据集添加标签

设置训练参数：根据需求选择模型类型（推荐YOLOv2轻量化模型，兼顾速度与精度），设置训练迭代次数（一般100-200次即可满足基础需求），点击"开始训练"。
下载部署模型：训练完成后，平台会生成适配K210的.kmodel格式模型文件，将其所有文件复制到TF卡中。把TF卡插入K210开发板，即可完成模型部署，此时门锁就能识别训练好的人脸了。修改里面main.py文件，使其能控制继电器达到开锁关锁效果。

🌟 驱动思路

驱动程序基于MaixPy3框架开发，核心逻辑围绕"图像采集-识别处理-执行控制"展开，关键代码功能如下：

硬件初始化

硬件外设的初始化，为后续图像采集和设备控制打下基础。蜂鸣器默认关闭，摄像头设置为RGB565格式以平衡图像质量与处理速度。

模型加载与人脸识别

通过KPU模块加载预训练的人脸模型，使用YOLOv2算法进行目标检测。设置置信度阈值0.5和非极大值抑制阈值0.3，确保识别准确率，避免误触发。

结果判断与执行控制

系统进入循环后，摄像头实时采集图像并传入KPU进行人脸识别：当检测到授权人脸（标签为"Master"）时，立即绘制矩形框标记人脸区域并显示置信度，同时将继电器电平拉低（RELAY.value(0)）实现开锁；若未识别到人脸，会启动超时计时，当无有效识别超过5秒且当前处于开锁状态时，自动将继电器复位为高电平（RELAY.value(1)），完成门锁锁定，保障安全性。整个过程中，屏幕会实时显示识别耗时（t:%dms），便于监测系统响应速度。

🌟代码

main.py

python 复制代码

# generated by maixhub, tested on maixpy3 v0.4.8
# copy files to TF card and plug into board and power on
import sensor, image, lcd, time
import KPU as kpu
from machine import UART
import gc, sys
from fpioa_manager import fm
from Maix import GPIO

input_size = (224, 224)
labels = ['Master']
anchors = [5.8, 6.33, 5.25, 5.62, 6.23, 6.16, 5.53, 5.95, 5.94, 5.87]

fm.register(13, fm.fpioa.GPIO0)
RELAY=GPIO(GPIO.GPIO0, GPIO.OUT)
RELAY.value(1)

def lcd_show_except(e):
    import uio
    err_str = uio.StringIO()
    sys.print_exception(e, err_str)
    err_str = err_str.getvalue()
    img = image.Image(size=input_size)
    img.draw_string(0, 10, err_str, scale=1, color=(0xff,0x00,0x00))
    lcd.display(img)

class Comm:
    def __init__(self, uart):
        self.uart = uart

    def send_detect_result(self, objects, labels):
        msg = ""
        for obj in objects:
            pos = obj.rect()
            p = obj.value()
            idx = obj.classid()
            label = labels[idx]
            msg += "{}:{}:{}:{}:{}:{:.2f}:{}, ".format(pos[0], pos[1], pos[2], pos[3], idx, p, label)
        if msg:
            msg = msg[:-2] + "\n"
        self.uart.write(msg.encode())
    def send_command(self, cmd):
        self.uart.write(cmd.encode())  # 编码为字节流发送

def init_uart():
    fm.register(10, fm.fpioa.UART1_TX, force=True)
    fm.register(11, fm.fpioa.UART1_RX, force=True)

    uart = UART(UART.UART1, 115200, 8, 0, 0, timeout=1000, read_buf_len=256)
    return uart

def main(anchors, labels = None, model_addr="/sd/m.kmodel", sensor_window=input_size, lcd_rotation=2, sensor_hmirror=False, sensor_vflip=False):
    sensor.reset()
    sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)
    sensor.set_framesize(sensor.QVGA)
    sensor.set_windowing(sensor_window)
    #sensor.set_hmirror(sensor_hmirror)
    #sensor.set_vflip(sensor_vflip)
    sensor.set_hmirror(True)
    sensor.set_vflip(True)
    sensor.run(1)

    lcd.init(type=1)
    lcd.mirror(True)#  水平镜像
    lcd.rotation(lcd_rotation)
    lcd.bgr_to_rgb(True)  #bgr转rgb
    lcd.clear(lcd.WHITE)

    if not labels:
        with open('labels.txt','r') as f:
            exec(f.read())
    if not labels:
        print("no labels.txt")
        img = image.Image(size=(320, 240))
        img.draw_string(90, 110, "no labels.txt", color=(255, 0, 0), scale=2)
        lcd.display(img)
        return 1
    try:
        img = image.Image("startup.jpg")
        lcd.display(img)
    except Exception:
        img = image.Image(size=(320, 240))
        img.draw_string(90, 110, "loading model...", color=(255, 255, 255), scale=2)
        lcd.display(img)

    uart = init_uart()
    comm = Comm(uart)

    try:
        task = None
        task = kpu.load(model_addr)
        kpu.init_yolo2(task, 0.5, 0.3, 5, anchors) # threshold:[0,1], nms_value: [0, 1]
        # 记录初始时间
        last_time = time.ticks_ms()
        interval = 5000  # 间隔 500ms
        while(True):
            img = sensor.snapshot()
            t = time.ticks_ms()
            objects = kpu.run_yolo2(task, img)
            t = time.ticks_ms() - t
            if objects:
                for obj in objects:
                    pos = obj.rect()
                    img.draw_rectangle(pos)
                    img.draw_string(pos[0], pos[1], "%s : %.2f" %(labels[obj.classid()], obj.value()), scale=2, color=(255, 0, 0))
                RELAY.value(0)
                last_time = time.ticks_ms()
            else:
                current_time = time.ticks_ms()
                if time.ticks_diff(current_time, last_time) >= interval and RELAY.value()==0:
                    last_time = current_time  # 更新时间戳
                    RELAY.value(1)
            img.draw_string(0, 200, "t:%dms" %(t), scale=2, color=(255, 0, 0))
            lcd.display(img)
    except Exception as e:
        raise e
    finally:
        if not task is None:
            kpu.deinit(task)


if __name__ == "__main__":
    try:
        # main(anchors = anchors, labels=labels, model_addr=0x300000, lcd_rotation=0)
        main(anchors = anchors, labels=labels, model_addr="/sd/model-242468.kmodel")
    except Exception as e:
        sys.print_exception(e)
        lcd_show_except(e)
    finally:
        gc.collect()

🌟代码下载链接

https://download.csdn.net/download/qq_41954594/92305524