用STM32人工智能开发板打造人脸识别项目
▲硬件介绍
电源电路：开发板采用USB 5v供电，从左至右依次是输入、接地、输出。此外C2和C3是输出滤波电容 ，作用是抑制自激振荡，如果不接这两个电容，通常线性稳压器的输出会是个振荡波形。
C4是输入电容，对于交流电压整流输入，它们的第一个作用是把单向脉动电压转换成直流电压，在本图中输入已经是 5V直流电源了，它们的作用就是防止断电后出现电压倒置，因此通常输入电容的容量应该大于输出电容。
如下图：
USB转串口电路：开发板采用CH340作串口芯片, CH340 是一个USB 总线的转接芯片，实现USB 转串口 、USB 转IrDA 红外或者USB 转打印口 。 在串口方式下，CH340 提供常用的MODEM联络信号，用于为计算机扩展异步串口，或者将普通的串口设备直接升级到USB 总线
Led指示电路：开发板采用d2作Led指示,高电平点亮。
▲开发板核心：STM32F407VGT6
- STM32F407VGT6参数：32位Flash MCU,USB,CAN,11个计时器，3个ADC和13个通信接口
- 制造商: STMicroelectronics
- 产品种类: ARM微控制器 – MCU
- 核心: ARM Cortex M4
- 数据总线宽度: 32 bit
- 最大时钟频率: 168 MHz
- 程序存储器大小: 1 MB
- 数据 RAM 大小: 192 kB
- ADC分辨率: 12 bit
- 工作电源电压: 1.8 V to 3.6 V
- 最大工作温度: 85 C
- 安装风格: SMD/SMT
- 商标: STMicroelectronics
- 数据 Ram 类型: SRAM
- 接口类型: CAN, I2C, I2S, SPI, UART
- 最小工作温度: – 40 C
- ADC通道数量: 16
- 输入/输出端数量: 82 I/O
- 计时器/计数器数量: 10 Timer
下载接口：swd
SWD，全称是Serial Wire Debug(串行调试) ，它的接线方式较JTAG简单，2线式：SWDIO–串行数据线 、SWDCLK–串行时钟线 ，一般在设计PCB时 ，会预留4个2.54mm的排座 ，这种接线方式适合引脚少的芯片 ，充分利用芯片资源
▲以太网通信LAN8720 ：
LAN8720A 是低功耗的 10/100M 以太网 PHY 层芯片， I/O 引脚电压符合 IEEE802.3-2005 标准 ，支持通过 RMII 接口与以太网 MAC 层通信，内置 10-BASE-T/100BASE-TX 全双工传输模块，支持 10Mbps 和 100Mbps。
LAN8720A 可以通过自协商的方式与目的主机最佳的连接方式(速度和双工模式) ，支持 HPAuto-MDIX 自动翻转功能，无需更换网线即可将连接更改为直连或交叉连接。LAN8720A 的主要特点如下：
高性能的 10/100M 以太网传输模块
支持 RMII 接口以减少引脚数
支持全双工和半双工模式
两个状态 LED 输出
可以使用 25M 晶振以降低成本
支持自协商模式
支持 HP Auto-MDIX 自动翻转功能
支持 SMI 串行管理接口
支持 MAC 接口
LAN8720A 的引脚数是比较少的 ，因此，很多引脚具有多个功能。这里，我们介绍几个重要的设置。
1， PHY 芯片地址设置
LAN8720A 可以通过 PHYAD0 引脚来配置，该引脚与 RXER 引脚复用，芯片内部自带下拉电阻，当硬复位结束后， LAN8720A 会读取该引脚电平，作为器件的 SMI 地址 ，接下拉电阻时（浮空也可以，因为芯片内部自带了下拉电阻），设置 SMI 地址为 0 ，当外接上拉电阻后，可以设置为 1。
2 ， nINT/REFCLKO 引脚功能配置
nINT/REFCLKO 引脚可以用作中断输出，或者参考时钟输出。通过 LED2（ nINTSEL）引脚设置 ， LED2 引脚的值在芯片复位后 ，被 LAN8720A 读取，当该引脚接上拉电阻（或浮空 ，内置上拉电阻），那么正常工作后 ， nINT/REFCLKO 引脚将作为中断输出引脚（选中 REF_CLKIN 模式）。当该引脚接下拉电阻时，正常工作后， nINT/REFCLKO 引脚将作为参考时钟输出（选中 REF_CLK OUT 模式） 。
在 REF_CLK IN 模式 ，外部必须提供 50Mhz 参考时钟给 LAN8720A 的 XTAL1（ CLKIN）引脚 。
在 REF_CLK OUT 模式， LAN8720A 可以外接 25Mhz 石英晶振，通过内部倍频到 50Mhz，然后通过 REFCLKO 引脚，输出 50Mhz 参考时钟给 MAC 控制器。这种方式，可以降低 BOM成本。
3， 1.2V 内部稳压器配置
LAN8720A 需要 1.2V 电压给 VDDCR 供电，不过芯片内部集成了 1.2V 稳压器，可以通过LED1(REGOFF)来配置是否使用内部稳压器，当不使用内部稳压器的时候，必须外部提供 1.2V电压给 VDDCR 引脚 。这里我们使用内部稳压器，所以我们在 LED1 接下拉电阻（浮空也行，内置了下拉电阻） ，以控制开启内部 1.2V 稳压器。
▲Marvell 88W8782 SDIO wifi
8782是一款高性能、低功耗、体积小SDIO接口无线模组，符合IEEE802.11N标准，并向下兼容IEEE802.11B/G标准，支持IEEE 802.11i安全协议，以及IEEE 802.11e标准服务质量 ，其极高的兼容性，能够快速 、方便的与无线设备互相联通 ，支持新的64/128位WEP数据加密，支持WPA-PSK/WPA2-PSK,WPA/WPA2安全机制 ，无线传输速率高达150M，是普通11B产品的10倍 。
2.应用领域
- 平板电脑 ，笔记本电脑，机顶盒
- 游戏平台
- 消费电子设备（电视 ，DVD播放机，蓝光播放器等）
- 手机和其他移动应用
- 影像平台（打印机 ，数码相机，数码相框）
- 阅读器
3.主要特性
- 符合802.11n标准，高达150Mbps的无线传输速率；
- 高集成单芯片设计，体积更小，功耗更低；
- 持深度睡眠和待机模式的低功耗操作；
- 支持客户端实施IEEE省电模式；
- 发射波束形成支持
▲摄像头OV2640
OV2640摄像头模块，采用1/4寸的OV2640百万高清CMOS传感器制作，具有高灵敏度 、高灵活性、支持JPEG输出等特点，并且可以支持曝光、白平衡、色度、饱和度、对比度等众多参数设置 ，支持JPEG/RGB565格式输出 ，可以满足不同场合需求 。
▲温湿度dht11
DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器 。其精度湿度 -5%RH， 温度 -2℃，量程湿度20-90%RH ， 温度0~50℃。
▲红外接口
红外发光二极管是一种能发出红外线的二极管，通常应用于遥控器等场合 。常用的红外发光二极管其外形和发光二极管LED相似，发出红外光 。
管压降约1.4v ，工作电流一般小于20mA 。为了适应不同的工作电压，回路中常常串有限流电阻。
▲音频接口
使用STM32 自带ADC对MIC进行采样
▲板载继电器
继电器是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器 。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系 。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关” 。
▲人脸识别使用方法
开发需要具有外网访问能力，即开发板需要连接到路由器 WIFI 热点 ，或者通过网线将开发板连到路由。接入外部 平台的所有代码都整合在 easy-IoT.rar 中 ，同样的我们提供 UCOS2、 UCOS3、FreeRTOS 三个平台的代码 ，建议使用 UCOS2 的工程。
编译代码前需要将路由器 WIFI 热点的名字和密码修改到代码中， 具体位置为：easyiotappsrchttpdweb_cfg.c 的 default_web_cfg 函数 中 。如下所示：
通常只要填写路由器热点名称和密码就可以了，开发板将会通过 DHCP 自动获得 IP 地址。特殊情况下 ，如果想 WIFI 网卡或者以太网卡 使用静态的 IP 地址 ，可以将上面对应的 auto_get 值改为 0。
开发板支持基于百度人工智能 AI 平台的图像以及语音类 AI 应用 ， 同时也支持接入 OneNet 物联网平台，阿里云物联网平台。由于开发版 资源限制（主要是内存限制），接入不同平台的应用不能同时运行， 我们通过一些宏开关对将运行的某个应用进行使能。
这个配置在源代码 easyiotconfigapp_cfg.h 中，用户需要根据自己想运 行的程序把对应的宏设置为 1。
百度 AI 人工智能平台提供语音识别，语音合成，人脸识别 ，物体识别等 AI 能力，我们只 要以 HTTPS 的方式向平台请求服务，就可以得到 AI 分析结果。在使用人脸识别功能之 前 ，也需要在百度平台注册，创建应用，并管理人脸库 。
注册并登陆百度云平台，在控制台上选择人脸识别 ，进入如下界面，可以创建应用。
创建的应用默认只能访问人脸识别相关的 API ，这里我们手动选上百度语音和图像识别相 关的 API 接口。这样设置的好处是我们后面的其他 AI 功能测试可以复用这个应用，而不用 再去创建新的应用。
创建好应用后 ，百度 AI 平台会给应用分配好 API Key 和 Secret Key ，如下图所示，这两个 信息非常重要，后面我们将填写到代码中 。
接下来，需要进行人脸库管理，我们需要将用户的人脸信息录入到应用中，作为后续人脸 认证的参考 。如下图所示。
在应用的人脸库中新建组，并将组名填写为 test_group_1（非常重要） 。
之后在这个组中创建用户 ，并上传用户人脸照片 ，注意这里的人脸照片清晰 ，后续识别的 准确度越高。创建用户名填写为 test_user_1（非常重要）。
到这里应用和人脸库管理就结束了。
我们把应用的 API Key 和 Secret Key 填写到代码 baidu-aibaidu_ai_face.c 对应的宏中 ，如下 图所示。
同时，将人脸识别应用对应的宏打开，如下，重新编译并下载代码到开发板 。
人脸识别应用主要实现为一个人脸识别控制继电器开关的功能，测试时，将开发板摄像头 对准人脸（人脸相隔 40~60cm），如果开发板检查到当前人脸和人脸库中的匹配，则会使 继电器闭合 ，否则断开继电器 。用户可以在继电器上接入小台灯来实现台灯的实时人脸控 制。
更多的创客开发板，开发套件可以直接购买啦，只需要你关注电子芯吧客微信公众号，点击菜单栏“硬件商城”！点击下方链接了解产品详情~
