畢業一載有餘，把畢業設計作品分享一下，希望能幫助到有需要的同學們。
溫馨提示：資料獲取見文章底部。
簡介：
本設計基於linux操作系統，由客戶端（門禁設備）和服務器（後臺處理中心）組成，通過以太網形成組網，實現一個人臉識別門禁系統。客戶端爲嵌入式Linux設備，採用QT庫顯示界面，通過攝像頭採集圖像。服務器爲PC上 Ubuntu系統，採用QT庫顯示界面，以OpenCV庫爲基礎進行圖像處理，採用基於Haar特徵的人臉檢測及LBPH人臉識別算法。客戶端負責採集圖像並上傳服務器，以及控制門禁設備；服務器負責對圖像進行人臉識別，以及增刪人臉等的用戶管理，是整個系統的處理中心。
圖例：
以下摘取論文中部分內容，簡單介紹：
論 文 目 錄
3.3 嵌入式Linux平臺應用程序的設計及實現... 13
2 系統整體設計方案及實現框架
2.1 系統設計方案
本系統整體上實現一個基於嵌入式技術和人臉識別技術的門禁系統，大致可分爲兩個大模塊：客戶端-嵌入式門禁設備、服務器-後臺處理和管理中心。
- 客戶端：核心採用ARM系列芯片-S5PV210(Cortex-a8)，外圍有USB攝像頭、LCD顯示屏、DM9000網卡及其他一些必要硬件。實現界面顯示、圖像採集、圖像處理、與服務器網絡通信（TCP連接）、控制門鎖等功能。
- 服務器：採用PC機上運行的Ubuntu系統，外圍有攝像頭。實現界面顯示、與客戶端網絡通信、圖像處理、人臉識別、用戶管理等功能，是整個門禁系統的管理中心。
系統框圖：
圖2.1 系統整體設計方案框架圖
系統的工作流程方案：系統啓動，服務器加載人臉庫數據，並與客戶端連接；客戶端通過攝像頭採集圖像並顯示於LCD，同時通過網絡將圖像數據發送至服務器；服務器收到圖像數據後，對圖像進行處理（數據格式轉換），人臉檢測與識別，同時將圖像顯示於界面上，並將經人臉檢測與識別後的結果反饋至客戶端；客戶端根據反饋結果選擇控制門鎖的開關。至此，完成一次完整的工作流程，大致流程如下：
圖2.2 系統的大致工作流程
2.2 系統實現框架
系統整體設計方案中已列出需求，現需對方案中的每個功能進行分析並確定其實現方法。通過查閱大量資料，功能及其實現整理如下：
- 客戶端-嵌入式ARM板上的功能：
- 嵌入式平臺：CPU採用三星公司的S5PV210(Cortex-a8)，操作系統採用linux-2.6.35.7內核，選用粵嵌公司的GEC-210開發板符合上述條件；
- 圖像採集功能：硬件使用USB攝像頭，軟件採用視頻驅動V4L2子系統驅動架構；
- 圖像處理功能：主要指V4L2採集的圖像、OpenCV 圖像、QT圖像三者之間的格式相互轉換，需要藉助OpenCV 庫、QT庫及自編的函數實現；
- 界面顯示功能：顯示器爲LCD屏，採用QT庫進行界面的設計佈局和顯示；
- 網絡通信功能：採用linux系統的socket套接字通信，TCP連接方式；
- 門鎖控制功能：根據門鎖的驅動方式，採用GPIO驅動來控制；
- 服務器-PC機上Ubuntu系統：
- PC系統平臺：採用Ubuntu-14.04版本，運行於Win7上的虛擬機上；
- 界面顯示功能：同樣採用QT進行顯示；
- 網絡通信功能：同樣採用linux的socket通信，TCP方式；
- 人臉識別功能：採用OpenCV 庫進行人臉識別相關的算法，包括人臉庫模型訓練、人臉檢測、人臉識別等功能；
- 圖像處理功能：主要指V4L2採集的圖像、OpenCV 圖像、QT圖像三者之間的格式相互轉換，需要藉助OpenCV 庫、QT庫及自編的函數實現；
- 用戶管理功能：包括添加用戶、刪除用戶等，以自編函數實現；
5.2 實現功能的測試
測試是項目開發中的一個重要環節，有利於對整個項目開發的完成情況作出分析，找出存在問題，有利於不斷完善作品，提高其完整性及穩定性。
對本設計中的預期功能作針對性測試，各功能模塊的實際測試結果如下：
1、客戶端的圖像採集及界面顯示功能，在ARM板上的實際效果，如圖：
圖5.1 客戶端界面
由上圖可知，界面上的背景圖、信息標籤等組件顯示於設定的位置上，說明功能正常。
2、客戶端的圖像採集及顯示功能，ARM板上由攝像頭進行採集、LCD顯示，效果如圖：
圖5.2 ARM板的圖像採集及顯示
上圖中，上方爲攝像頭，LCD顯示的畫面爲攝像頭所採集，通過移動攝像頭可見捕捉到的畫面也爲攝像頭所對着的地方，顯示畫面實時性高，質量好，無花屏、卡頓等現象，證明該功能正常。
3、服務器的界面顯示功能，在服務器Ubuntu上顯示的主界面，如圖：
圖5.3 服務器界面
由圖可知，圖片、標籤等均顯示於設定位置上，功能正常。
4、網絡數據傳輸功能: 以圖像傳輸爲例進行測試，在ARM板上採集的圖像，通過以太網傳輸到服務器Ubuntu上，功能正常表現爲在Ubuntu上可顯示實時畫面，並與ARM板上顯示的圖像同步，如圖：
圖5.4 圖像傳輸
上圖中，服務器顯示的圖像爲客戶端所採集，移動客戶端的攝像頭，畫面也隨之發生變化，實現性高，無花屏、卡頓等現在，證明功能正常。
5、人臉檢測功能：當攝像頭採集到一個完整的正臉時，ARM板上LCD顯示如圖：
圖5.5 人臉檢測
由上圖可見，人臉部分被一個矩形框標出，標記位置正確，移動人臉，矩形框會隨着人臉移動變化，說明功能正常。
6、人臉識別及設備控制功能：
當視頻流中出現的人臉，不是人臉庫中某一人臉時，現象如圖5.5，該人臉通過多角度的測試均未成功通過人臉識別驗證，相似度僅爲59%，無法打開門鎖控制器（下方LED開關指示燈不亮）；
當出現的人臉爲人臉庫中的某一人臉時，現象如圖：
圖5.6 識別人臉庫中某一人臉
上圖中，提示識別成功，人臉標籤爲10，相似度爲80%，名字爲“QiuQing”，同時，門鎖控制器成功開啓（開關指示燈變亮），由此知，功能正常。
7、添加人臉功能：用一個未錄入人臉庫的人臉進行測試，爲方便起見，將用上節中不能通過人臉識別測試的人臉進行添加。編輯輸入框內容“ZengZhaorong”，點擊添加人臉，現象如圖：
圖5.7 添加人臉
上圖中，已打開服務器Ubuntu上的攝像頭，當顯示檢測到人臉時點擊拍照按鈕，成功拍下人臉，並右下角顯示已拍人臉，連拍10張後，提示添加成功。
成功添加人臉後，再次到客戶端ARM板上測試人臉識別功能，現象如圖：
圖5.8 添加人臉後的人臉識別
由上圖知，提示識別成功，人臉標籤爲1，相似度爲81%，名字爲“ZengZhaorong”，同時，門鎖控制器成功開啓，由此知，添加人臉功能正常。
8、刪除人臉功能：將上節添加的人臉再次刪除。在刪除人臉選擇欄，選擇名字 “ZengZhaorong”，點擊刪除，現象如圖：
圖5.9 刪除人臉
上圖中，提示是否確認刪除，點擊“Yes”，即提示刪除人臉成功。再次用已刪除的人臉測試人臉識別功能，現象如圖：
圖5.10 刪除人臉後的人臉識別
上圖中，已刪除的人臉，通過多角度試驗，仍無法通過驗證，相似度爲63%，證明刪除人臉功能正常。
歷史版本源碼：詳細記錄開發過程如何一步一步搭建工程，逐個功能實現的。
☞QQ交流羣：701694037 (資料下載)；
資料：項目源碼、論文、答辯PPT、環境搭建及運行說明文檔、歷史版本源碼、演示視頻。。。
如有疑問，可留言或私信。