基于ESP32-CAM相机模块的人脸识别系统设计案例

人证识别系统有许多种方式，比如使用签名、指纹、语音、面部识别等来识别人员，但是只有人脸识别系统可以检测和识别机场、零售店和火车站等公共场所中的人员。人脸识别系统不仅可以用于安全目的以识别公共场所中的人员，还可以用于办公室和学校中的考勤记录。

在本篇文章中，我们将使用ESP32-CAM模块搭建一个人脸识别系统，该ESP32-CAM安全系统可以识别未经授权的人脸。ESP32-CAM是一款基于ESP32-S芯片的非常小的相机模块。使用ESP32-CAM模块，我们可以搭建人脸识别系统，而无需使用任何复杂的程序和任何额外的组件。

ESP32-CAM模块简介

AI-Thinker ESP32-CAM模块配有一颗ESP32-S芯片、超小尺寸的OV2640相机和Micro SD卡插槽。 Micro SD卡插槽可用于存储从相机拍摄的图像或存储文件。该ESP32-CAM模块可广泛用于各种IoT应用中。它可以用作办公室、学校和其他私人区域中的面部检测系统，还可以用作无线监控、QR无线识别和许多其他物联网应用程序。

ESP32-CAM模块可以使用ESP-IDF或Arduino IDE进行编程。 ESP32-CAM模块还具有多个GPIO引脚，用于连接外部硬件。 ESP32-CAM没有USB连接器，因此要对模块进行编程，需要使用FTDI电路板。

主要特征：

● 最小的802.11b/g/n Wi-Fi BT SoC模块

● 低功耗32位CPU，也可以为应用处理器服务

● 时钟速度高达160MHz，汇总计算能力高达600 DMIPS

● 内置520 KB SRAM，外部4MPSRAM

● 支持UART / SPI / I2C / PWM / ADC / DAC

● 支持OV2640和OV7670相机，内置闪光灯

● 支持图片Wi-Fi上传

● 支持TF卡

● 支持多种睡眠模式

● 嵌入式Lwip和FreeRTOS

● 支持STA / AP / STA + AP操作模式

● 支持Smart Config / AirKiss威廉希尔官方网站

● 支持串行端口本地和远程固件升级（FOTA）

规格：

● SPI闪存：默认32Mbit

● 内存：520KB SRAM + 4M PSRAM

● 支持TF卡：最大4G

● 支持接口：UART，SPI，I2C，PWM

● 图像输出格式：JPEG，BMP，GRASSCALE

● IO端口：9

● 电源范围：5V

所需的组件

● ESP32-CAM模块

● FTDI电路板

电路原理图

要搭建ESP32 CAM安全系统，我们只需要连接ESP32相机模块和FTDI编程器对其进行编程。

ESP32-CAM没有USB连接器，因此您需要一个FTDI编程器将代码上传到ESP32-CAM中，如上图所示。 ESP32的Vcc和GND引脚与FTDI电路板的Vcc和GND引脚连接。 ESP32的Tx和Rx与FTDI板的Rx和Tx连接。

注意：在上传代码之前，将IO0接地。 IO0确定ESP32是否处于编程模式。当GPIO 0连接到GND时，ESP32处于编程模式。

对ESP32进行编程后，取下FTDI电路板，然后使用7805稳压器将模块连接到3.3V电源。 设置如下所示：

在Arduino IDE上安装ESP32开发板

在本文中，ESP32-CAM是使用Arduino IDE编程的。为此，我们必须在Arduino IDE上安装ESP32插件。

要将ESP32开发板安装在Arduino IDE中，请转到File 》 Preferences

然后，复制以下链接并将其粘贴到“Additional Board Manager URLs”字段中，如下图所示。然后，单击“OK”按钮：https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

现在转到Tools 》 Board 》 Boards Manager

在Board Manager中搜索ESP32并安装“ESP32 by Espressif Systems”。

ESP32相机Web服务器代码

安装完成ESP插件后，我们就有了ESP32 cam视频流和面部识别的示例代码。使用File 》 Examples 》 ESP32 》 Camera打开ESP32示例，然后打开CameraWebServer示例。

在上传代码之前，您需要输入您的Wi-Fi名称和密码。

const char* ssid = “WiFi Name”;

const char* password = “Password”;

复制代码

之后，定义ESP相机模块。他们在代码中定义了5个摄像头模块，因此取消注释“ CAMERA_MODEL_AI_THINKER”并注释掉其余模块。现在，代码可以上传了。

要上传代码，请将FDTI电路板连接至笔记本电脑，然后选择“ ESP32 Wrover Module”作为开发板。另外，根据此图片更改其他设置：

在上传代码之前，请按下ESP32复位按钮，然后单击上传按钮。

上载代码后，断开IO0和GND引脚。然后打开串口监视器，并将波特率更改为115200。然后按ESP32复位按钮，它将在串口监视器上打印ESP IP地址和端口号，如下所示。

现在要访问视频流，请导航至浏览器并输入ESP的IP地址。要启动ESP32 cam视频流，请单击页面底部的“Start Stream”按钮

您可以通过更改流式传输页面上的“Resolution”来更改流式传输质量。您也可以通过点击“Get Still”按钮来截取图片，但是该代码没有保存图片的选项。

测试完视频流之后，现在我们将测试ESP32 cam面部检测和识别功能。为此，请通过设置打开面部识别和检测功能：

首先要进行人脸识别，您需要先注册一个人脸。您可以通过点击“Enroll Face”选项来注册一个新人脸。需要进行多次尝试来保存人脸。保存人脸后，它将该人脸设别为主题0，现在可以通过识别面部将其用作安全系统。

以上这就是可以轻松配置ESP相机模块以进行视频流和面部识别的方式。
编辑：hfy