Python基于人脸识别的智能考勤系统（Pyqt5+MySQL+Opencv） [PC端部分-已附源码]

Posted 2022-12-12 阿汪先生

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Python基于人脸识别的智能考勤系统（Pyqt5+MySQL+Opencv） [PC端部分-已附源码]相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

【Python】基于人脸识别的考勤系统 [PC端部分]

一、项目简介

本项目编程语言Python3.6，编程工具pycharm，其他工具QT Designer、Navicat，表单信息保存在本地mysql数据库中，人脸识别算法主要用的OpenCV。

目前，已实现以下功能：

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一、【管理系统主界面】
1、管理系统主界面实现相对布局。

（一）输入部分
1、考勤班级：限制输入8位考勤班级编号。
2、考勤课程：限制输入中文/数字/大写字母。
3、考勤地点：
      2.1 教学楼：限制四选一：“仁智/同和/浦江/厚学”。
      2.2 教室号：限制输入大写字母/数字/“-”，最大长度6位。
4、禁止请假：
      3.1 单选框，默认不选中。
      3.2 选中且确定后，"个人请假"按钮不开放。
5、"确定"按钮：
      5.1 确认班级/课程/地点的输入合法性。不合法，则清空输入框内容。
      5.1 确认该班级当天是否有该课程的教学计划。不存在，则弹出提示框。
      5.2 检测“禁止请假”复选框选中状态。
      5.2 刷新Lcd/“已签到人员”表格/“迟到/请假人员”表格。
      5.3 锁定输入框和复选框，解锁前禁止编辑。
      5.4 开放“考勤签到”“个人请假”功能。
6、“解锁”按钮：
      6.1 “确认”前，“解锁”按钮无法点击。
      6.2 “确认”后，“解锁”按钮开放。
      6.3 点击事件:--->跳转至“管理员权限验证页面”。

（二）显示部分
1、表格控件：“已签到人员”和“迟到/请假人员”。
     1.1 已签到人员：2位学号-中文姓名-签到时间。
     1.2 迟到/请假人员：状态-2位学号-姓名-签到时间。
2、Lcd控件："应到/已到/请假"人数。

（三）按钮部分
1、“考勤签到”：
       1.1 Qlabel显示摄像头视频。
       1.2 人脸检测--->框出人脸，打印身份--->每15帧人脸检测图像保存一次--->三次检测结果一致--->二次验证，用户本人确认--->通过后刷新数据库表单/界面表格/LCD控件--->关闭窗口。
       1.3 数据库：录入信息--->执行"签到状态判别"函数：判别当天该课程所有的签到时间对应的签到状态---（签到状态：未验证-“0”，成功-“1”，迟到-“2”，请假-“3”）
2、“个人请假”：
       1.1 Qlabel显示摄像头视频。
       1.2 人脸检测--->框出人脸，打印身份--->每15帧人脸检测图像保存一次--->三次检测结果一致--->二次验证，用户本人确认--->通过后刷新数据库表单/界面表格/LCD控件--->关闭窗口。
       1.3 数据库：录入信息--->执行"签到状态判别"函数：判别当天该课程所有的签到时间对应的签到状态---（签到状态：未验证-“0”，成功-“1”，迟到-“2”请假-“3”）
3、“登录/注册”--->跳转至“登录/注册”页面。
4、“退出程序”--->关闭整个系统页面。

（四）【管理员权限验证页面】【一级子页面】【QDialog类】
1、页面采用绝对布局。
2、账号、密码输入框：输入无限制。
3、登录：
     3.1 验证通过，解锁成功，关闭本窗口，返回主界面。
     3.2 验证失败，关闭本窗口，返回主界面。
4、退出：关闭本窗口，返回主界面。


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二、【登录注册界面】---->(登录页面\\注册页面)
1、登录注册页面均采用绝对布局，禁止用户放缩界面大小。
2、登录界面初次加载时，加载上次登录时的选框状态和用户信息。
3、登录注册页面输入框均设置提示信息，优化用户体验。

（一）登录界面
1、用户名：限制输入数字和英文。
2、密码：限制输入长度6-10位，首字母大写，密码组成字母数字。
3、记住用户名：
     3.1 可单独勾选。
     3.2 勾选时，下次加载登录页面时自动加载上次登录用户名。
     3.3 本地.pkl文件保存上次登录“用户名”。
     3.4 “登录”按钮被点击时，保存选项框选中状态。
4、记住密码：
      4.1 勾选时，“记住用户名”也被标记勾选。
      4.2 勾选时，下次加载登录页面时自动加载上次登录的用户名和密码。
      4.3 本地.pkl文件保存上次登录的“用户名和密码”。
      4.4“登录”按钮被点击时，保存选项框选中状态。
5、自动登录：
      4.1“登录”按钮被点击时，保存选项框选中状态。
      4.2  弹出登录页面时，自动加载信息。 
6、“注册”按钮--->跳转至注册界面。
7、登录按钮：
     7.1 验证管理员身份，跳转至管理员界面。
     7.2 验证用户身份，跳转至用户界面。
           7.2.1 检索前8位班级编号
                   A. 未检索到该“班级编号”表单，检索班级管理表单。
	      a. 班级管理表单中存在该班级词条，则新建该“班级编号”的表单，提示前往注册。
	      b. 班级管理表单中不存在，提示联系管理员。
           7.2.2 存在该班级编号的表单，验证用户设置的密码。

（二）注册界面
1、用户ID：输入限制为数字。
2、用户密码：
     2.1 输入限制为6到10位数字字母，首字母大写。
     2.2 首次输入明文显示，焦点转移后掩码显示。
3、重复密码：
     3.1 首次输入明文显示，焦点转移后掩码显示。
     3.2 焦点转移后验证两次输入密码的合法性，不合法则清空密码输入框内内容。
           3.2.1 密码长度6到10位。
           3.2.2 两次密码的一致性。
4、姓名：限制输入中文。
5、英文名：限制输入英文，用于人脸识别打印出身份判定结果。
6、性别：“男/女”二选一选项框。
7、以上表单均填入信息后，开放“注册”按钮。
8、注册功能：
     8.1 检索“用户ID”前8位班级编号的表单。
     8.2 不存在，则检索班级管理表单，存在词条，则新建该“班级编号”表单（某班级的首位注册用户）。
     8.3 存在，则验证“班级管理”内设定的该班级用户的信息格式。
     8.4 格式合法，则用户信息录入该“班级编号”表单，提示注册成功。

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三、【管理员界面】---->(班级管理\\课表管理\\统计分析)
1、目前仅设置单一管理员权限账号。
2、全页面实现支持相对布局。

（一）班级管理页面：【一级子页面】
1、表单未全部填写时，“保存设置”按钮无法点击。
2、所带班级：限制输入专业简称（2位中文）+数字（4位）。
3、班级编号：限制输入8位纯数字。
4、班级人数：限制输入长度3位数。
5、用户ID-Num：限制二选一。
     5.1 “仅固定ID”：用户注册时限制前8位班级编号，尾号数字不限。
     5.2 “固定ID-Num”：用户注册时限制尾号数字小于等于“班级人数”。
6、签到开始时间：开放三选一设置，上课“前20\\15\\10分钟”。
7、签到结束时间：开放二选一设置，下课“前5\\0分钟”。
8、保存设置时：
     8.1 点击后，检索数据库是否存在‘lessontable’，不存在，则新建该表单并完成初始化。
     8.2 检查是否存在同编号班级数据，如无（有）班级数据，新建（覆盖）表单数据。
9、查看班级：【二级子页面】
     9.1 页面支持相对布局。
     9.2 表格显示字段：“班级编号”“班级名称”“班级人数”
                                  “Id格式”“签到开始时间”“签到结束时间”。
     9.3 表格数据以“班级编号”为主键，升序排列。
     9.4 页面弹出时刷新一次，支持“手动刷新”表格数据。
     9.5 支持班级管理表单“导出表格”至本地Excel文件，Excel文件名--->“classtable”。
     9.6 支持以“班级编号”为索引，删除表格中的整行数据。
     【注】以上功能数据处理均基于数据库表单操作实现。

（二）课表管理页面：【一级子页面】
1、课程名称限制输入：中文/英文/数字。
2、班级编号限制输入：8位纯数字。
3、开课结课时间限制：开课时间不得晚于结课时间。日历弹出显示。
4、上课下课时间限制：上课时间不得早于下课时间。日历弹出显示。
5、课程设置周课表：开放多选框“周一/周二/周三/周四/周五/周六/周日”。
6、输入框、复选框未全部有数据填写时，“保存设置”按钮无法点击。
     6.1 点击后，检索数据库是否存在‘lessontable’，不存在，则新建该表单并完成初始化。
7、查看课表：【二级子页面】
      7.1 页面支持相对布局
      7.2 表格显示字段：“班级编号”“课程名称”“开课日期”“结课日期”
                                   “一周课表”“上课时间”“下课日期”。
      7.3 表格数据以“班级编号”“课程名称”为联合主键，升序排列。
      7.3 页面弹出时刷新一次，支持“手动刷新”表格数据。
      7.4 支持班级管理表单“导出表格”至本地Excel文件，Excel文件名--->“lessontable”。
      7.5 支持以“‘班级编号课程名称’”为联合主键，删除表格中的整行数据，并同步修改到数据库。

（三）统计分析页面：【一级子页面】
1、“查询班级-必填”：
       1.1 限制输入：8位出数字。
       1.2 有输入时，开放“查询”“刷新”按钮。
2、“查询课程-选填”限制输入：中文/英文/数字，12位。
3、“查询日期-选填”：
       3.1 初始显示“2000/1/1”，输入日期不为“2000/1/1”时有效。
4、邮箱地址：正则表达式匹配，能覆盖大部分邮箱地址格式的检测。
5、发送至邮箱：
     5.1 发件邮箱默认为QQ邮箱，需要邮箱开启SMTP服务设置。
     5.2 支持自动导入用户本地TXT文件保存的“账号-16位授权码”。
     5.3 “发件邮箱"" 授权码”各单行保存到“./autoLoginFile”文件下的“QMailSMTP.txt”内。
     5.4 单击执行一次“发送至邮箱”后，上述文件夹内生成“QMailSMTP.pkl”文件后，即可删除“QMailSMTP.txt”文件。

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四、【用户界面】---->(个人信息\\班级课表\\签到日志)
1、实现用户身份判别，根据登录用户加载不同表单数据功能。
2、全页面实现支持相对布局。

（一）个人信息页面：【一级子页面】
1、班级编号：弹出页面时，自动加载，用户不可修改。
2、班级人数：弹出页面时，自动加载，用户不可修改。
3、个人ID：弹出页面时，自动加载，用户不可修改。
4、重置密码：
     4.1 密码1：输入时明文显示，鼠标焦点转移后掩码显示。
     4.2 密码2：输入时掩码显示。
     4.3 密码输入限制：首位限制大写字母，限制长度6-10位，密码组成限制英文、数字。
     4.4 密码输入框未全部填写时，“重置密码”按钮无法点击。
     4.5 密码1|2提示框警告场合：长度非法，两次输入不一致。
5、注销账号：支持用户注销账号，删除账号所有签到记录。
     5.1 删除关联的签到记录【功能未激活】
     5.2 注销操作前用户须再次确定。
6、更新面部数据：
      6.1 打开摄像头，检测人脸，拍摄30张图片后关闭摄像窗口。
      6.2 该“班级编号”表单内该用户的面部数据录入标志位“checked”置“是”。
      6.3 自动重新训练该班级的“人脸检测样本”。
8、更换头像：
      8.1 打开摄像头，空格键按下时拍摄用户面部图像。
      8.2 文本框内居中显示，彩色图像。
      8.3 关闭摄像头后，立即更新头像QLabel内容。

（二）班级课表页面：【一级子页面】
1、班级编号：初次加载页面时，自动加载。
2、课表表格：
      2.1 显示字段：“班级编号”“课程名称”“开课日期”“结课日期”
                                   “一周课表”“上课时间”“下课日期”。
      2.2 同步显示数据库数据lessontable表单内容。      
      2.3 支持“导出表格”到本地Excel，Excel文件名--->“班级编号_lessontable”。
3、支持“手动刷新”表格数据。

（三）签到日志：【一级子页面】
1、表格控件：“签到日志”“迟到记录”。
2、LCD显示控件：“出勤次数”“迟到次数”“请假次数”“出勤率”。
3、支持“导出表格”到本地Excel，Excel文件名--->“用户学号__signdata”。
3、支持手动刷新表格数据。
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二、系统前端设计

“管理员权限验证”和登录注册页面由于布局相对固定，所以自己手敲的。其他布局因为过程中经常要变动，所以借助了QT Designer。

（一）系统主界面

1、主窗口

（1）初始页面

主界面的布局设计借鉴了这位博主的一篇博文。
（其中，“很多待完善功能”帮助了我打开了很多功能拓展的思路）
基于人脸识别的考勤系统：Python3 + Qt5 + OpenCV3 + OpenFace + MySQL.

（2）保存设置/解锁输入