Sistemi i Sigurisë i Njohjes së Fytyrës për një Frigorifer Me Raspberry Pi: 7 Hapa (me Fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:23

Duke shfletuar internetin kam zbuluar se çmimet për sistemet e sigurisë ndryshojnë nga 150 $ në 600 $ dhe më lart, por jo të gjitha zgjidhjet (madje edhe ato shumë të shtrenjtat) mund të integrohen me mjete të tjera të zgjuara në shtëpinë tuaj! Për shembull, nuk mund të vendosni një kamerë sigurie në derën tuaj të përparme, kështu që ajo automatikisht hap derën për ju ose miqtë tuaj!

Kam vendosur të bëj një zgjidhje të thjeshtë, të lirë dhe të fuqishme, që mund ta përdorni kudo! Ka shumë doracakë se si të krijoni sisteme sigurie të lira dhe të bëra vetë, megjithatë unë dua të demonstroj zbatim vërtet jotrivial të atyre - sistemit të sigurisë për një frigorifer me njohjen e fytyrës!

Si punon? Kamera IP e vendosur në krye të frigoriferit, sensorët (dy butona) zbulojnë kur një person hap derën e frigoriferit, pas kësaj Raspberry Pi merr një fotografi të atij personi (me kamera IP), pastaj e dërgon atë në Microsoft Face API për të analizuar imazhin dhe për të marrë emrin e personit. Me këtë informacion Raspberry Pi skanon "listën e hyrjes": nëse personi nuk ka leje për të hyrë në frigorifer, Raspberry njofton pronarin përmes emailit, mesazheve me tekst dhe twitter! (Shihni fotot më lart)

Pse? Sistemi ju lejon të kontrolloni anëtarët e familjes tuaj, veçanërisht kur ata janë në dietë, ose luftojnë të mos hanë pas mesnate! Ose përdorni vetëm për argëtim!

Për më tepër, ju në të vërtetë mund të vendosni kamerën në derën tuaj të përparme dhe të konfiguroni sistemin për të hapur derën kur ju, anëtarët e familjes ose miqtë tuaj po afroheni. Dhe ky nuk është fundi! Mundësitë e aplikimit janë të pafundme!

Le të fillojmë!

Hapi 1: Përgatitja

Do t'ju duhet:

• Raspberry Pi 3 (mund të përdorni versione më të vjetra, por brezi i tretë ka Wi-Fi, kështu që është shumë i përshtatshëm)
• Butonat
• Telat
• Smartphone i vjetër ose kamera Raspberry Pi

Gjëja e parë që duhet të bëni është të konfiguroni Raspberry Pi tuaj. Udhëzime të hollësishme se si ta bëni këtë mund t'i gjeni këtu dhe këtu, por ne do të mbulojmë hapat më të rëndësishëm në këtë manual.

1. Shkarkoni Win32 DiskImager nga këtu (nëse përdorni Windows)
2. Shkarkoni Formatin SD nga këtu
3. Futni kartën SD në kompjuterin tuaj dhe formatojeni me SD Formatter
4. Shkarkoni Imazhin Raspbian nga këtu (Zgjidhni "Raspbian Jessie me pixel")
5. Drejtoni Win32 DiskImager, zgjidhni kartën tuaj SD, specifikoni rrugën drejt imazhit Raspbian, klikoni "Shkruaj"
6. Futni kartën SD në Raspberry Pi tuaj dhe ndizni energjinë!

Për më tepër, do t'ju duhet të konfiguroni Raspberry Pi tuaj që të ketë qasje në sistem përmes SSH. Ka shumë udhëzime në internet, mund ta përdorni për shembull, ose mund të bashkëngjitni monitor dhe tastierë.

Tani Pi juaj është konfiguruar dhe ju jeni gati për të vazhduar!

Hapi 2: Krijimi i një sensori

Përshkrimi i hapit: Në këtë hap ne do të bëjmë një sensor që zbulon kur personi hap derën e frigoriferit dhe aktivizon Raspberry Pi.

Për ta konfiguruar atë do t'ju duheshin 2 butona që keni përgatitur fillimisht. Butoni i parë do të zbulojë kur të hapet dera, butoni i dytë do të zbulojë kur dera të hapet deri në pikën kur po bëjmë një fotografi të një personi.

1. Lidhni telat në butona.
2. Bashkojeni butonin e parë derës së frigoriferit në mënyrë që të shtyhet kur dera është e mbyllur (shiko foton më lart)
3. Bashkangjitni butonin e dytë në derën e frigoriferit siç tregohet në foton e mësipërme. Ky buton duhet të lëshohet gjatë gjithë kohës, përveç kur dera arrin pikën kur sistemi bën një fotografi. Për ta konfiguruar atë, duhet të lidhni diçka në frigoriferin tuaj në mënyrë që ky buton të shtypet kur dera të hapet në masën e dëshiruar (shikoni fotot më lart).
4. Lidhni telat nga butonat në Raspberry Pi: butoni i parë në GPIO 23 dhe tokëzim, butoni i dytë në GPIO 24 dhe tokëzimi (Shih skemën e ngrirjes).

Shënim: Unë përdor BCM pinout (jo Board), më shumë për ndryshimin lexoni këtu.

Pasi të lidheni me Raspberry Pi tuaj nëpërmjet SSH, për të drejtuar guaskën python, shkruani terminalin:

python3

Nëse po i bashkoni monitorin dhe tastierën Raspberry Pi thjesht ekzekutoni "Python 3 IDLE" nga menyja.

Hapi tjetër është ta bëni Raspberry Pi të punojë me butona. Ne do t'i bashkojmë dëgjuesit specialë në kunjat GPIO 23 dhe 24, të cilët do të dëgjojnë për ngjarjen "rritje në buzë" dhe ngjarjen "rënie në skaj" në ato kunja. Në rast të ngjarjes, dëgjuesit do të thërrasin funksionet që kemi përcaktuar. "Rritja e buzës" do të thotë që butoni është shtypur dhe tani është lëshuar (butoni i parë - dera është hapur), "buza në rënie" do të thotë që butoni është lëshuar dhe tani është shtypur (butoni i dytë - dera ka arritur pikën specifike). Më shumë për funksionimin e butonave - këtu.

Së pari, importoni bibliotekën që na jep qasje në kunjat:

importoni RPi. GPIO si GPIO

Tani përcaktoni funksionet speciale që do të thirren kur aktivizohet ngjarja:

def sensor1 (kanali): print ("sensori 1 u aktivizua") def sensor2 (kanali): print ("sensori 2 u aktivizua)

Cakto llojin e pinout:

GPIO.setmode (GPIO. BCM)

Konfiguro kunjat:

GPIO.setup (23, GPIO. IN, pull_up_down = GPIO. PUD_UP) GPIO.setup (24, GPIO. IN, pull_up_down = GPIO. PUD_UP)

Bashkangjit dëgjuesit:

GPIO.add_event_detect (23, GPIO. RISING, përgjigjja = sensor1, koha e bouncet = 300) GPIO.add_event_detect (24, GPIO. FALLING, callback = sensor2, bouncetime = 300)

Tani mund ta provoni! Nëse shtypni butonin 1 do të shihni një mesazh në terminalin "sensori 1 është aktivizuar", butoni 2 ju jep një mesazh "sensori 2 është aktivizuar".

Shënim: Kur të keni mbaruar me eksperimentimin mos harroni të thërrisni funksionin e mëposhtëm: GPIO.cleanup ().

Le të vendosim një funksion tjetër që quhet kur dera arrin pikën ku bëjmë një fotografi! Mund ta bëni vetë ose të përdorni zbatimin tim që kam bashkangjitur këtu (sensor.py)

Shënim: sensor.py përdoret vetëm për qëllimet e testimit, skedarët me funksionalitet të plotë i kam bashkangjitur në hapin e fundit.

Hapi 3: Konfiguroni kamerën IP

Përshkrimi i hapit: Tani do të konfigurojmë smartphone -in e vjetër si një aparat IP.

Përdorimi i smartphone si kamera IP bëhet përmes aplikacionit. Ka aplikacione të ndryshme për Android, iOS, Windows Phone që mund t'i përdorni. Zgjodha atë të quajtur "IP Webcam" për Android. Ky është një aplikacion falas dhe është i lehtë për tu konfiguruar.

Drejtoni aplikacionin, shkoni te "Preferencat e videos" për të vendosur zgjidhjen e fotografive që do të ofrojë aplikacioni. Pastaj trokitni lehtë mbi "Filloni serverin" (Imazhi i parë më sipër). Në pjesën e poshtme të ekranit duhet të shihni adresën IP të kamerës (Shihni imazhin e dytë më lart). Në shfletues mund të shkruani https://cam_ip_address/photo-j.webp

Së fundi, bashkëngjitni kamerën në frigorifer (Imazhi i fundit më lart).

Hapi 4: API i fytyrës

Përshkrimi i hapit: Në këtë hap do të flasim për API -in e Fytyrës të Microsoft -it që bën njohjen e fytyrës dhe identifikon njerëzit.

Microsoft's Face API është një shërbim i njohjes së fytyrës, përmes të cilit ne mund të analizojmë fotot dhe të identifikojmë njerëzit në to.

Së pari, keni nevojë për llogarinë Microsoft Azure. Nëse nuk keni një të tillë, mund ta krijoni falas këtu.

Së dyti, shkoni te https://portal.azure.com, klikoni "E Re" në anën e majtë, shkruani në formën "API të Shërbimeve Njohëse", zgjidhni atë dhe klikoni "Krijo". Ose mund ta hapni këtë lidhje. Tani ju duhet të futni Emrin e shërbimit tuaj, zgjidhni llojin e pajtimit, llojin e API -së që ju nevojitet (në rastin tonë është Face API), vendndodhjen, nivelin e çmimeve, grupin e burimeve dhe pajtoheni me Kushtet Ligjore (shiko pamjen e ekranit të shtuar në këtë hap).

Së treti, klikoni "Të gjitha burimet", zgjidhni shërbimin Face API dhe shihni statistikat e përdorimit, kredencialet, etj.

Detajet e API të fytyrës mund të gjenden këtu, jepen shembuj në gjuhë të ndryshme programimi. Për këtë projekt ne po përdorim python. Ju mund të lexoni dokumentacionin dhe të krijoni grupin tuaj të funksionalitetit ose mund të përdorni atë të dhënë këtu (ky nuk është grupi i plotë i funksionaliteteve të ofruara nga Microsoft, vetëm pikat që nevojiten për këtë projekt). Skedarët e mi python i bashkëngjiten këtij hapi.

Le të kalojmë në strukturën e punës me Face API. Për të përdorur funksionalitetin "Identifikimi" ne duhet të krijojmë një bibliotekë njerëzish duke përdorur shërbimin Face API që do të njohë fotografitë që janë duke u marrë nga aplikacioni. Për ta konfiguruar, ndiqni hapat:

1. Krijoni një Grup
2. Shtoni Persona në këtë Grup
3. Shtojini fytyrat këtyre personave
4. Grupi i trenit
5. Paraqisni foton me personin që dëshironi të identifikoni (duhet të siguroni foto dhe ID të grupit në të cilin shërbim do të kërkojë kandidatët)
6. Rezultati: Në përgjigje do të merrni një listë të kandidatëve që mund të jenë në foton që keni dorëzuar.

Unë kam krijuar tre skedarë me funksionalitet të veçantë që ju lejon të punoni me grupe, persona të vetëm dhe fotografi të vetme:

• PersonGroup.py - përmban veçori që ju lejojnë: krijoni grup, merrni informacion në lidhje me grupin, merrni listën e të gjitha grupeve tuaja, stërvitni grupin dhe merrni statusin e trajnimit
• Person.py - përmban veçori që lejojnë: krijimin e personit, marrjen e informacionit të personit, listimin e të gjithë personave në grupin e specifikuar, shtimin e fytyrave personit të caktuar
• Face.py - përmban veçori që lejojnë: zbulimin e fytyrës në figurë, identifikimin e personit, marrjen e emrit të personit të identifikuar

Në skedarin e quajtur "njohje.py" Unë ofroj veçori që ju lejojnë të kontrolloni nëse imazhi përmban një fytyrë dhe shtoni fytyra personit të caktuar (automatikisht shton fytyrë nga shumë imazhe nga dosja e specifikuar).

Shkarkoni skedarin bashkangjitur këtij hapi, shpaketojeni, ndryshoni ndryshoren globale 'KEY' në këto tre skedarë: PersonGroup.py, Person.py dhe Face.py për çelësin tuaj, të cilin mund ta gjeni: portal.azure.com> të gjitha burimet > shërbimi api për fytyrën (ose si e keni quajtur atë)> butoni i çelësave. Ju mund të përdorni ndonjë nga dy çelësat.

Shënim: këtu ne do të trajnojmë shërbimin Face API për të njohur njerëzit, kështu që veprimet e mëposhtme mund të bëhen nga çdo kompjuter (Raspberry Pi nuk është i nevojshëm për këtë) - ndryshimet ruhen në serverin e Microsoft.

Pas ndryshimit të KEY -it, ekzekutoni njohjen. Py dhe futni komandën e mëposhtme në shell python:

PersonGroup.create ("familje", 'fff-fff')) // mund të përdorni emrin dhe id-in tuaj për

grupi printResJson (PersonGroup.getPersonGroup ('fff-fff'))

Ju duhet të shihni të dhënat në lidhje me grupin që sapo keni krijuar. Tani futni:

printResJson (Person.createPerson ('fff-fff', 'emri i personit'))

Tani ju merrni ID të personit. Krijoni një dosje me imazhet e këtij personi në mënyrë që të gjitha imazhet të përmbajnë fytyrën e këtij personi. Ju mund të përdorni funksionin deteFaceOnImages në njohjen.py i cili ju tregon në cilat fotografi zbulohet fytyra. Tani, ekzekutoni komandën:

addFacesToPerson ("dosje me imazhe", "ID personi që keni marrë pas komandës së mëparshme", "fff-fff")

Pastaj ne duhet të trajnojmë shërbimin tonë duke futur sa vijon:

PersonGroup.trainPersonGroup ('fff-fff') printResJson (PersonGroup.getPersonGroupTrainingStatus ('fff-fff'))

Tani grupi ynë është trajnuar dhe është gati të identifikojë një person.

Për të kontrolluar personin në imazh mund të:

Face.checkPerson (imazhi, 'fff-fff')

Si përgjigje do të merrni një listë të kandidatëve dhe probabilitetin se kush është në foto.

Shënim: sa herë që i shtoni fytyra një personi ose personi në një grup ju duhet ta stërvitni grupin!

Hapi 5: Konfigurimi i Nyjes-Kuq

Përshkrimi i hapit: Në këtë hap, ne do të krijojmë Node-Red flow që do t'ju njoftojë për shkeljen e aksesit në frigoriferin tuaj =)

Nëse Raspberry Pi juaj funksionon në Raspbian Jessie Nëntor 2015 ose versionin e mëvonshëm, nuk keni nevojë të instaloni Node-Red, sepse është tashmë i parainstaluar. Thjesht duhet ta përditësoni. Ju lutemi përdorni manualin këtu.

Tani, ne duhet të instalojmë nyjen Twilio në Nyjen-Kuqe, kështu që mund të shkaktojmë një mesazh me tekst. Hapni terminalin dhe shkruani:

cd ~/.node-rednpm install node-red-node-twilio

Më shumë rreth nyjës Twilio këtu. Pas kësaj, drejtoni Nyjen-Kuqe duke shtypur në terminal:

nyje-e kuqe

Pastaj shkoni te: https://127.0.0.1:1880/ - nëse hapni shfletuesin në Raspberry Pihttps:// {{raspberry_pi_ip}: 1880/ - nëse doni të hapni redaktuesin Node -Red nga një kompjuter tjetër

Për të ditur adresën IP të mjedrës pi përdorni këtë udhëzim.

Tani ju duhet të gjeni nyjen Twilio në listën e nyjeve në redaktorin tuaj Node-Red (zakonisht shfaqet pas grupit 'social').

Timeshtë koha për të krijuar rrjedhën!

Shënim: mund të përdorni rrjedhën time të bashkangjitur në këtë hap, por mos harroni të konfiguroni nyjet: email, twitter dhe twilio. Lexoni për këtë më vonë.

Rrjedha jonë fillon me nyjen "njofto" që pranon kërkesën POST nga programi ynë kryesor me disa të dhëna në lidhje me shkeljen e aksesit (shembulli i të dhënave mund të gjendet në nyjen e komenteve "për marrjen e objekteve"). Kjo nyje përgjigjet menjëherë me mesazhin "Ok", kështu që programi kryesor e di që të dhënat janë marrë (Rrjedha: /njofto> përgjigjen me Ok> përgjigje). Nyja jeshile në fund me emrin msg.payload është atje për qëllime korrigjimi: nëse diçka nuk funksionon, mund ta përdorni.

Të dhënat nga nyja e parë (/njoftoni) të përhapura në "Tema e të Dhënave" dhe "Tema e Imazhit" ku u shtuan përkatësisht temat "të dhëna" dhe "imazh".

Në nyjen "përpilo" marrim të dhëna (që marrim gjatë hapit të parë) me temën "të dhëna" dhe një imazh me temën "imazh" (imazhi është marrë nga /home/pi/image.jpg). Këto dy mesazhe duhet të përpilohen në një objekt, por të dy objektet merren në kohë të ndryshme! Për ta trajtuar këtë ne do të përdorim funksionin "kontekst" që na lejon të ruajmë të dhëna midis thirrjeve të funksioneve.

Hapi tjetër është të kontrolloni nëse personi nga lista jonë e hyrjes ose është i huaj (nyja checkConditions). Ekziston një fushë "Personi i besuar" në të dhënat që marrim: "e vërtetë" do të thotë që ne e njohim këtë person, por ai/ajo ka shkelur lejen e hyrjes, "e rreme" do të thotë që personi është një i huaj.

Kur rezultati është "i vërtetë" ne dërgojmë njoftim në twitter, twilio dhe email; kur rezultati është "i rremë" - vetëm email dhe twilio. Ne krijojmë një objekt për email me një mesazh, imazhin e bashkangjitur dhe subjektin e emailit, një objekt për twilio me një mesazh. Për twitter ne shtojmë të dhëna në një objekt nëse "trustedPerson" është e vërtetë. Pastaj dërgoni këto tre objekte në tre nyje të ndryshme.

Shënim: Nëse nyja e mëposhtme nuk duhet të marrë një mesazh, ne thjesht i dërgojmë atij "null".

Timeshtë koha për të konfiguruar nyjet për njoftim!

Twitter Shtoni nyjen "twitter" në rrjedhë. Hapeni atë me dy klikime. Klikoni në laps pranë "Twitter ID". Pastaj klikoni në "Kliko këtu për t'u vërtetuar me Twitter". Hyni në llogarinë tuaj në twitter dhe jepni Node-Red lejet e nevojshme.

Email Shtoni nyjen "email" në rrjedhën. Nëse nuk përdorni Gmail, do t'ju duhet të ndryshoni të dhënat në fushat e mëposhtme - "Server" dhe "Port" (mund të gjeni se cilin server dhe port duhet të përdorni në Faqet e ndihmës të agjentit tuaj të postës elektronike) përndryshe mos i ndryshoni këto fushat.

• Për> adresën e e -mail në të cilën mesazhet do të dërgohen
• Userid> identifikohuni nga emaili juaj (ndoshta i njëjtë me fushën "Për")
• Fjalëkalimi> fjalëkalimi nga llogaria juaj e -mail
• Emri> emri për këtë nyje

Twilio Shkoni te https://www.twilio.com/try-twilio dhe regjistroni një llogari. Verifikoje atë. Shkoni te https://www.twilio.com/console. Klikoni në "Numrat e Telefonit" (ikona # e madhe) dhe krijoni një numër falas. Nëse jeni jashtë SHBA ju duhet të shtoni lejet GEO, shkoni te https://www.twilio.com/console/sms/settings/geo-pe… dhe shtoni vendin tuaj.

Tani, shkoni te redaktuesi Node-Red, shtoni nyjen Twilio, klikoni dy herë mbi të për të konfiguruar dhe plotësuar të gjitha fushat:

• Kredencialet> Përdorni kredencialet lokale

• Twilio> redakto

  • SID e llogarisë> merrni nga këtu
  • Nga> shkruani numrin virtual që keni krijuar
  • Token> merrni nga këtu
  • Emri> Twilio
• Dalja> SMS
• Për> numrin tuaj të telefonit
• Emri> emri për këtë nyje.

Kliko Vendos

Tani rrjedha juaj është gati! Mund ta provoni duke dërguar kërkesë POST me objekt të specifikuar!

Hapi 6: Përpilimi i Projektit të Gjithë

Përshkrimi i hapit: Në këtë hap ne do t'i bashkojmë të gjitha pjesët dhe do t'i bëjmë ato të funksionojnë si një sistem i veçantë.

Me këtë hap ju duhet të:

1. Konfiguroni smartphone -in e vjetër si kamera ip
2. Keni sensorë pune
3. Trajnuar API -në e Microsoft -it
4. Rrjedha e konfiguruar Nyje-Kuqe

Tani duhet të përmirësojmë kodin që kemi shkruar në hapin 2. Më konkretisht funksioni i procesit () i cili quhet kur kur personi hap derën. Në këtë funksion ne do të bëjmë sa më poshtë:

1. Merrni imazhin nga kamera ip dhe ruajeni në "/home/pi/" me emrin "image.jpg" (funksioni "fromIpCam" në skedarin "getImage")
2. Merrni emrin e personit në atë imazh (funksioni "checkPerson" në skedarin "njohje")
3. Kontrolloni lejen e hyrjes për atë person (funksioni "kontroll" në skedarin "qasje")
4. Bazuar në rezultatin e funksionit "kontroll" kompozoni mesazh
5. Dërgo mesazh të përbërë në Node-Red (funksioni "toNodeRed" në skedarin "sendData")

Shënim: për të parë kodin e plotë të funksioneve të përmendura, shkarkoni skedarin zip të bashkangjitur në këtë hap.

Rreth funksionit "fromIpCam". Ky funksion bëni kërkesën GET në kamerën tuaj IP, merrni figurën e fokusuar në përgjigje dhe ruajeni atë në rrugën e specifikuar nga ju. Ju duhet të siguroni adresën IP të kamerës për këtë funksion.

Rreth funksionit "checkPerson". Funksioni merr rrugën drejt imazhit dhe grupit në të cilin dëshironi të kërkoni personin nga fotografia si parametra. Së pari, zbulon një fytyrë në imazhin e dhënë (skedari Face.py, funksioni "zbulo"). Në përgjigje merr id nëse fytyra që është zbuluar. Pastaj thërret funksionin "identifiko" (skedari Face.py) që gjejnë persona të ngjashëm në grupin e caktuar. Në përgjigje merr një ID të personit nëse personi gjendet. Pastaj thërrisni funksionin "person" (skedari Person.py) me ID të personit si parametër, funksioni "person" kthen personin me ID të specifikuar, marrim emrin e personit dhe e kthejmë atë.

Rreth funksionit "kontroll". Ky funksion vendoset në skedarin "qasje" ku gjithashtu vendos "listën e aksesit" si një ndryshore globale (mund ta modifikoni si të dëshironi). Duke marrë emrin e personit nga funksioni i mëparshëm, funksioni "kontrolloni" krahasojeni këtë person me listën e aksesit dhe ktheni rezultatin.

Shënim: projekti i plotë i bashkëngjitet hapit tjetër.

Hapi 7: Përfundimi

Në këtë hap unë bashkangjita projektin e plotë që duhet të hapni dhe vendosni në Raspberry Pi tuaj.

Për ta bërë këtë projekt të funksionojë ekzekutoni skedarin "main.py".

Nëse kontrolloni Raspberry Pi përmes SSH ju duhet të ekzekutoni dy programe nga një shell: programi python dhe Node-Red. Shkruani terminalin e mëposhtëm:

nyje-e kuqe

Paraqitni "Ctrl + Z" dhe shkruani:

punët

Ju keni parë procesin Node-Red. Shikoni ID -në e procesit dhe llojin:

bg

Tani Node-Red duhet të fillojë të punojë në sfond. Pastaj shkoni te drejtoria me projektin tuaj dhe ekzekutoni programin kryesor:

python3 main.py

Shënim: mos harroni të ndryshoni KEY-in në skedarët python (hapi 4) dhe kredencialet në rrjedhën Node-Red (hapi 5)

U krye! Frigoriferi juaj është i sigurt!

Shpresoj se ju ka pëlqyer kjo e pakapshme! Mos ngurroni të lini mendjen tuaj në komente.

Do të isha mirënjohës nëse votoni për projektin tim =)

Faleminderit!