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[项目分享] 基于HuskyLens的人脸识别安防系统：守护您的数字家园

本帖最后由微笑的rockets 于 2025-8-11 10:47 编辑

引言

随着人工智能技术的飞速发展，人脸识别已经从科幻电影走进我们的日常生活。它不仅为智能手机解锁、支付验证等场景带来了便捷，更在安防领域展现出巨大潜力。设想一下，当您回到家时，门禁系统能够自动识别您的身份并放行；而当有陌生人试图闯入时，系统则会立即发出警报。这并非遥不可及的未来，通过DFRobot的HuskyLens人工智能摄像头和Arduino，我们就能轻松搭建这样一个智能安防系统。

本文将详细介绍如何利用HuskyLens实现人脸识别功能，并结合Arduino控制LED灯和蜂鸣器，构建一个能够区分“主人”和“闯入者”的简易安防系统。无论您是创客新手还是资深玩家，都能通过本文的指导，亲手打造一个守护您数字家园的智能卫士。

项目背景与目的

在智能家居日益普及的今天，家庭安全成为人们关注的焦点。传统安防系统往往依赖密码、钥匙或感应卡，存在易丢失、易被复制等风险。而基于人脸识别的安防系统则能有效提升安全性与便捷性。本项目旨在：

实现人脸识别： 利用HuskyLens的强大AI视觉能力，识别预先录入的“主人”人脸，并区分未录入的“陌生人”人脸。
实时反馈： 在屏幕上实时显示识别结果，直观展示当前识别状态。
智能警报： 根据识别结果触发不同的警报机制，例如识别到“主人”时无警报，识别到“闯入者”时触发LED闪烁和蜂鸣器鸣响。

通过这个项目，我们不仅能学习到人脸识别的基本原理和应用，还能掌握Arduino与AI视觉模块的协同工作方式，为后续更复杂的智能安防项目打下基础。

所需硬件清单

为了完成本项目，您需要准备以下硬件：

Arduino UNO开发板：作为主控制器，负责接收HuskyLens的识别结果并控制警报设备。
DFRobot HuskyLens人工智能摄像头：核心组件，内置多种AI算法，包括人脸识别。
LED灯（红色和绿色各一个）：用于视觉警报，例如绿色表示“主人”，红色表示“闯入者”。
无源蜂鸣器：用于声音警报，在识别到“闯入者”时发出警报声。
面包板：用于搭建电路。
杜邦线：用于连接各模块。
USB数据线：用于Arduino供电和程序上传。

硬件连接

本项目的硬件连接相对简单，主要涉及HuskyLens与Arduino的I2C通信，以及LED和蜂鸣器与Arduino数字引脚的连接。请按照以下步骤进行连接：

HuskyLens与Arduino连接：
- HuskyLens的SDA引脚连接到Arduino的A4引脚。
- HuskyLens的SCL引脚连接到Arduino的A5引脚。
- HuskyLens的VCC引脚连接到Arduino的5V引脚。
- HuskyLens的GND引脚连接到Arduino的GND引脚。
LED灯与Arduino连接：
- 红色LED灯的长脚（正极）通过一个220欧姆的限流电阻连接到Arduino的数字引脚11。
- 红色LED灯的短脚（负极）连接到Arduino的GND引脚。
- 绿色LED灯的长脚（正极）通过一个220欧姆的限流电阻连接到Arduino的数字引脚13。
- 绿色LED灯的短脚（负极）连接到Arduino的GND引脚。
蜂鸣器与Arduino连接：
- 蜂鸣器的正极连接到Arduino的数字引脚6（或任意支持PWM的引脚，如果需要调节音调）。
- 蜂鸣器的负极连接到Arduino的GND引脚。

以下是硬件连接示意图：

图1：HuskyLens产品图

图2：HuskyLens与Arduino接线图

图3：Arduino与LED、蜂鸣器接线图

核心代码解析

本项目的核心代码基于Arduino IDE编写，主要利用DFRobot提供的HuskyLens库进行人脸识别，并通过digitalWrite和DFTone.play函数控制LED和蜂鸣器。以下是代码的详细解析：

#include <DFRobot_HuskyLens.h>
#include <DFRobot_Libraries.h>// 创建对象
DFRobot_HuskyLens huskylens;
DFRobot_Tone      DFTone;
// 主程序开始
void setup() { 
复制代码

代码说明：

#include <DFRobot_HuskyLens.h> 和 #include <DFRobot_Libraries.h>：引入HuskyLens和DFRobot通用库，提供与HuskyLens通信和控制蜂鸣器的函数。
DFRobot_HuskyLens huskylens; 和 DFRobot_Tone DFTone;：创建HuskyLens和Tone库的对象。
setup() 函数：
- 设置数字引脚11和13为输出模式，分别控制红色和绿色LED。
- 初始化串口通信，波特率为9600，用于在串口监视器中查看识别结果。
- huskylens.beginI2CUntilSuccess()：初始化HuskyLens模块，确保I2C通信正常。这是与HuskyLens进行数据交换的前提。
- huskylens.writeAlgorithm(ALGORITHM_FACE_RECOGNITION);：将HuskyLens的工作模式设置为人脸识别算法。HuskyLens支持多种算法，这里我们选择人脸识别。
loop() 函数：
- huskylens.request();：向HuskyLens发送请求，获取最新识别结果。这一步是循环中不断获取数据的基础。
- if (huskylens.isAppearDirect(HUSKYLENSResultBlock))：判断HuskyLens是否检测到任何类型的人脸（无论是已学习的还是未学习的）。HUSKYLENSResultBlock表示HuskyLens返回的识别结果中包含块信息，即检测到了目标。
- if (huskylens.isAppear(1,HUSKYLENSResultBlock))：在检测到人脸的前提下，进一步判断是否识别到ID为1的人脸。在HuskyLens中，我们可以通过学习功能将特定人脸（例如“主人”）关联到一个ID（默认为1）。如果识别到ID为1的人脸，则执行“主人”逻辑。
  - “主人”逻辑：绿色LED亮起，红色LED熄灭，串口输出“主人”。
- else（非主人逻辑）：如果检测到人脸但不是ID为1的人脸，则认为是“闯入者”。
  - “闯入者”逻辑：蜂鸣器发出警报声（引脚6，频率523Hz，持续500ms），红色LED亮起，绿色LED熄灭，串口输出“非主人”。
- else（无人逻辑）：如果huskylens.isAppearDirect(HUSKYLENSResultBlock)为假，表示未检测到任何人脸。
  - “无人”逻辑：红色和绿色LED均熄灭，串口输出“无人”。

系统运行效果与演示

在上传代码并完成硬件连接后，您可以通过以下步骤进行系统演示和测试：

人脸学习： 首次使用HuskyLens进行人脸识别时，需要先进行人脸学习。将HuskyLens连接到电脑，打开其自带的屏幕，按照提示将“主人”的人脸录入并保存为ID 1。您可以多次录入不同角度的“主人”人脸，以提高识别准确率。对于“闯入者”，无需进行学习，系统会自动将其识别为非ID 1的人脸。
系统测试：
- “主人”识别： 当“主人”出现在HuskyLens摄像头前时，屏幕上会显示识别到ID 1的人脸，同时Arduino上的绿色LED灯亮起，红色LED灯熄灭，蜂鸣器不响。
- “闯入者”识别： 当“陌生人”（未学习过的人脸）出现在HuskyLens摄像头前时，屏幕上会显示识别到人脸但ID不为1，同时Arduino上的红色LED灯亮起，绿色LED灯熄灭，蜂鸣器会发出短促的警报声。
- 无人状态： 当摄像头前没有人脸时，屏幕上不显示人脸信息，红色和绿色LED灯均熄灭，蜂鸣器不响。

Mind+程序：