ĐỒ án CHUYÊN NGÀNH 2 đề tài mô HÌNH mở KHÓA cửa BẰNG NHẬN DIỆN KHUÔN mặt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG VIỆT HÀN Khoa Khoa Học Máy Tính ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH TÊN ĐỀ TÀI: MƠ HÌNH MỞ KHĨA CỬA BẰNG NHẬN DIỆN KHUÔN MẶT Sinh viên thực hiện: LƯƠNG VIẾT NHẬT NGUYỄN ĐỨC NGỌC KỲ Lớp: 17IT1 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGUYÊN THANH BINH Đà Nẵng, tháng 05 năm 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THƠNG VIỆT HÀN Khoa Khoa Học Máy Tính ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH TÊN ĐỀ TÀI: MƠ HÌNH MỞ KHĨA CỬA BẰNG NHẬN DIỆN KHN MẶT Sinh viên: LƯƠNG VIẾT NHẬT NGUYỄN ĐỨC NGỌC KỲ Mã:17IT021 Mã:17IT016 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGUYÊN THANH BINH Đà Nẵng, tháng 05 năm 2021 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI CẢM ƠN Nhóm em xin chân thành cảm ơn TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VIỆT - HÀN tạo điều kiện cho nhóm em thực đề tài Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất thầy cô giảng dạy chúng em suốt thời gian qua Cảm ơn đến thầy (cô) PGS.TS.NGUYỄN THANH BÌNH hướng dẫn nhóm em thực đề tài Bên cạnh đó, để hồn thành khóa học này, nhóm em nhận nhiều giúp đỡ, lời động viên quý báu bạn bè, anh chị thân hữu, nhóm em xin hết lòng cảm ơn Tuy nhiên, thời gian hạn hẹp, nỗ lực mình, đề tài khó tránh khỏi thiếu sót Nhóm em mong nhận thơng cảm, bảo tận tình thầy bạn Sinh viên, LƯƠNG VIẾT NHẬT, NGUYỄN ĐỨC NGỌC KỲ MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN III LỜI CẢM ƠN IV MỤC LỤC V DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VII DANH MỤC HÌNH VẼ VIII NO TABLE OF FIGURES ENTRIES FOUND VIII MỞ ĐẦU 1 Giới thiệu Mục tiêu đề tài Nội dung kế hoạch thực Bố cục báo cáo CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan ngôn ngữ , phần mềm liên quan .4 1.1.1 Ngôn ngữ thực hiện: C, C++ .4 1.1.2 Phần mềm Proteus .6 1.2 Tổng quan thuật toán áp dụng vào đề tài 14 1.2.1 Công nghê sinh trăc va nhân dang băng khuôn măt 14 a) Công nghê sinh trăc va bao mât 14 b) Công nghê nhân dang khuôn măt 15 c) Phân tích kêt câu da 16 1.2.2 Xư lí anh đâu vao 16 a) Xư lí video đâu vao 17 b) Nhân dang khuôn măt .17 1.3 Kết chương 18 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 19  Thiết kế chi tiết 19 2.1 Tông quan hoat đông 20 2.2 Tông quan vê chức 22 2.2.1 Chưc 22 2.2.2) Phân tích sư kiên 22 a Đăng kí khuôn măt 22 b Xoa dung dư liêu 23 2.2.3 Chưc đong/mở ổ khoa .23 2.3 Kết chương 23 CHƯƠNG 3: TRIỂN KHAI XÂY DỰNG 24 3.1 Các thiết bị phần cứứ́ng 24 3.1.1 Module ESP32 CAM 24 a Giơi thiêu ESP32 – CAM va cac thông sô kĩ thuât 24 b Ứng dụng thưc tê thưc tê 26 3.1.2 Module Relay 26 3.1.3 Ổ khoa điên từ LY-01 27 3.1.4 Thiết kế mơ hình phần cứng 28 3.2 Cach kêt nôi giưa bô khóa tơi trình duyêt .30 3.2.1 WebSockets .30 3.2.2 Kêt nôi băng WebSockets 31 3.2.3 Mơ hình phần mềm: 32 KẾT LUẬN 32 1.Kết đạt 32 2.Hạn chế: 32 Hướng phát triển 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO I PHỤ LỤC I VIẾT TẮT AI IOT DANH MỤC HÌNH VẼ HÌNH: 1.1 CÁCH GỠ BỎ PROTEUS 15 HÌNH:1.2 GỠ BỎ TỒN BỘ PROTEUS 16 HÌNH: 1.3 CÀI ĐẶT PROTEUS 17 HÌNH: 1.4 CÁCH CÀI PROTEUS 17 HÌNH: 1.5 QUÁ TRÌNH CÀI PROTEUS 18 HÌNH: 1.6 HOÀN THÀNH CÀI ĐẶT PROTEUS 18 HÌNH: 1.7 THIẾT LẬP PROTEUS 19 HÌNH: 1.8 THIẾT LẬP PROTEUS 20 HÌNH: 1.9 THIẾT LẬP PROTEUS 21 HÌNH: 1.10 THIẾT LẬP PROTEUS 22 HÌNH: 1.11 SƠ ĐÔK̀ HÔÍ LOGIC CHIN ́ H CUẢ HÊṬ HÔN ́ G SINH TRĂĆ HOC̣ 23 HÌNH: 2.1 SƠ ĐỒ THỰC HIỆN 27 HÌNH: 2.2 SƠ ĐỒ LÀM VIỆC 28 HÌNH: 2.3 MƠ TAH̉ OAṬ ĐƠN ̣ G CUẢ BÔḲ HOÁ 28 HÌNH: 2.4 CAĆ CHƯĆ NĂNG CUẢ BƠḲ HOÁ 30 HÌNH: 3.1 MODULE ESP32- CAM 32 HÌNH: 3.2 HIN ̀ H AN ̉ H CAĆ CHÂN ESP32 CAM 34 HÌNH: 3.3 MODULE RELAY SRD-05VDG-SL-C 35 HÌNH: 3.4 Ơ KHOÁ ĐIÊN ̣ TỪ LY-01 36 HÌNH 3.5 SƠ ĐỒ LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ 36 HÌNH 3.6: HÌNH ẢNH THỰC TẾ KHI LẮP ĐẶT 37 HÌNH: MƠ HÌNH HOÀN THIỆN 38 HÌNH:3.6 MƠ HÌNH HỒN THIỆN 39 HÌNH 3.7: MƠ HÌNH PHẦN MỀM TRÊN TRÌNH DUYỆT 42 MỞ ĐẦU Giới thiệu Khoa hoc công nghê cang đat đươc tưu to lơn, kéo theo đo la sư phat triên vươt bâc cac nganh nghê co ưng dụng khoa hoc kỹ thuât Nhưng năm gân đây, khai niêm vê Internet of thing (IoT) không xa la cuôc sông cua chung ta nưa Nhât la hiên nay, cac thiêt bi IoT đa đươc sư dụng tran ngâp, rông rai khăp thê giơi Điêu đo cho ta thây đươc lơi ích cua cac thiêt bi thê nao cuôc sông Bên canh sư phat triên cua IoT, trí tuê nhân tao cung phat triên vươt bâc thơi gian vừa qua Băng chưng la khăp cac nganh nghê đêu co ưng dụng sư dụng trí tuê nhân tao đê nhăm tao suât lao đông tôt hơn, đô chính xac may cao Cac san phẩm trí tuê nhân tao co tính đôt pha, điêu ma năm vê trươc chi co thê xem la viễn tưởng Viêc kêt hơp môt san phẩm IoT co ưng dụng cua trí tuê nhân tao la tât yêu cung la xu hương hiên Vơi đê tai “Bộ khóa cửa nhận diện bằng khuôn mặt” cua nhom chung em thưc hiên, chính la sư kêt hơp đo vơi mong muôn tim hiêu va phat triên môt san phẩm công nghê theo xu hương ưng dụng hiêu qua cuôc sông Trong thơi đai phat triên hiên nay, vân đê bao mât va an ninh la môt vân đê cưc ki quan va cân thiêt cuôc sông, ta co thê thây đươc hang loat cac công nghê co liên quna va anh hưởng đên vân đê thuc đẩy đơi song phat triên manh mẽ Từ vân đê an ninh cua cac quan, trụ sở cho tơi viêc đam bao an toan cac thiêt bi , nha cưa, công trinh,…Điên hinh môt thiêt lâp môt thông bao vê nha cưa tranh sư xâm nhâp cua la cung vân đê trôm cươp Hê thông đo co thê la môt ổ khoa thông minh đươc dung cai đăt mât khẩu la sô, kí tư, hay băng vân tay, giong noi, khuôn măt,… Như đa nêu ở trên, đia điêm đo đêu cân co sư bao mât đươc đăt lên hang đâu thi môt chiêc khoa cưa bao vê lôi vao đê phat hiên, ngăn chăn xâm nhâp cua la la vô cung cân thiêt Trong đê tai nay, chung ta sẽ noi vê môt thông bao vê đong mở cưa băng phương phap nhân diên dưa công nghê sinh trăc, cụ thê đo la thông mở cưa băng nhân diên khuôn măt Mục tiêu đề tài CHƯƠNG 3: TRIỂN KHAI XÂY DỰNG 3.1 Các thiết bị phần cứứ́ng 3.1.1 Module ESP32 CAM a Giơi thiêu ESP32 – CAM va cac thông sô ki thuât - - - ESP32- CAM có module camera cỡ nhỏ hoạt động hệ thống độc lập với kíí́ch thước 27x40.5x4.5mm dịng ởở̉ chế độ deep sleep lên đến 6mA ESP32-CAM đóng gói DIP-16 (Dual In-line Package) lắp trực tiếp vào bo mạch chủ, cung cấp cho khách hàng chế độ kết nối với độ tin cậy cao, thuận tiện cho việc ứng dụụ̣ng thiết bị IoT khác Module cần phải lập trình với ESP-IDF khơng hỗ trợ Arduino IDE Hình: 3.1 Module ESP32- CAM Thơng số kỹ thuật: Tên Điện áp cung cấp Tên SPI Flash RAM Bộ nhớ Bluetooth WiFi Interface IO Port Tốc độ truyền UART Camera Dải quang phổở̉ Antenna Transmit Power Receiving Sensitivity Tiêu thụụ̣ điện Bảo mật Nhiệt độ hoạt động Mơi trường bảo quản Hình: 3.2 Hinh ảnh cac chân ESP32 Cam b Ưng dung thưc tê thưc tê Sử dụụ̣ng rộng rãi ứng dụụ̣ng IoT: thiết bị thông minh nhà, giám sát điều khiển không dây, nhận dạng không dây QR, tíí́n hiệu hệ thống định vị khơng dây,… c Sư dụng đê tai - Module ESP32 CAM co tích hơp môt camera nho cho phép chung ta nhân tín hiêu vao la hinh anh, video sau đo xư lí cac hinh anh đo theo chương trinh cua chung ta - Sau xư lí cac dư liêu thu vao, thiêt bi sẽ gưi môt tín hiêu tơi cho thiêt bi relay cho phép đong/mở cưa 3.1.2 Module Relay Rơ- le cơng tắứ́c (khóa K) Nhưng khác với cơng tắc ởở̉ chỗ bản, rơ-le kíí́ch hoạt điện thay dùng tay người Chíí́nh lẽỹ̃ đó, rơ-le dùng làm cơng tắc điện tử! Vì rơ-le cơng tắc nên có trạng thái: đóng mởở̉ Trên thị trường có loại module rơ-le: module rơ-le đóng ởở̉ mức thấp (nối cực âm vào chân tíí́n hiệu rơ-le sẽỹ̃ đóng), module rơ-le đóng ởở̉ mức cao (nối cực dương vào chân tíí́n hiệu rơ -le sẽỹ̃ đóng) Nếu sơ sánh module rơ-le có thơng số kỹỹ̃ thuật hầu hết kinh kiện giống nhau, khác ởở̉ chỗ transitor module Chíí́nh transistor nên sinh loại module rơ-le (có loại transistor NPN - kíí́ch ởở̉ mức cao, PNP - kíí́ch ởở̉ mức thấp) Hình: 3.3 Module relay SRD-05VDG-SL-C Rơ-le bình thường gờồ̀m có chân Trong có chân để kíí́ch, chân cịn lại nối với đồồ̀ dùng điện công suất cao chân dùng để kíí́ch - +: cấp hiệu điện kíí́ch tối ưu vào chân - : nối với cực âm S: chân tíí́n hiệu, tùy vào loại module rơ-le mà sẽỹ̃ làm nhiệm vụụ̣ kíí́ch rơ-le Nếu bạn dùng module rơ-le kíí́ch ởở̉ mức cao chân S bạn cấp điện dương vào module rơ-le bạn sẽỹ̃ kíí́ch, ngược lại khơng  Tương tự với module rơ-le kíí́ch ởở̉ mức thấp  chân cịn lại nối với đờồ̀ dùng điện cơng suất cao: COM: chân nối với chân đồồ̀ dùng điện, khuyên bạn nên mắc vào chân lửa (nóng) dùng hiệu điện xoay chiều cực dương hiệu điện chiều ON NO: chân bạn sẽỹ̃ nối với chân lửa (nóng) dùng điện xoay chiều cực dương ng̀ồ̀n dịng điện chiều OFF NC: chân bạn sẽỹ̃ nối chân lạnh (trung hòa) dùng điện xoay chiều cực âm nguồồ̀n dùng điện chiều 3.1.3 Ơ khóa điên từ LY-01 Khóa chốt điện từồ̀ LY- 01 có chức hoạt động ởở̉ khóa cửa sử dụụ̣ng Solenoid để kíí́ch đóng mởở̉ điện, sử dụụ̣ng nhiều nhà thơng minh loại tủ, cửa phịng, cửa kho,…, Khóa chốt điện từồ̀ sử dụụ̣ng điện áp 12VDC, loại thường đóng (cửa đóng) với chất lượng tốt, độ bền cao Khóa sử dụụ̣ng chung với mạch chức tạo thành hệ thống thông minh Hình: 3.4 Ở khóa điện từ LY-01 THƠNG SỚ KĨ TḤT - Vật liệu: Théí́p khơng gỉ Ng̀ồ̀n điện: 12V DC Dịng điện: 0.8A Kíí́ch thước: L54xD38xH28 3.1.4 Thiết kế mơ hìì̀nh phần cứứ́ng Sơ đồ lắứ́p đặt thiết bị: Hình 3.5 sơ đờồ̀ lắắ́p đặộ̣t thiết bị Hìì̀nh ảnh thực tế lắứ́p đặt : Hình 3.6: Hình ảả̉nh thực tế lắắ́p đặộ̣t Mơ hìì̀nh hồn thiện: Hình: Mơ hình hồn thiệộ̣n Hình:3.6 Mơ hình hồn thiệộ̣n 3.2 Cach kêt nơi giưa bô khóa tơi trình duyêt 3.2.1 WebSockets WebSokets công nghệ hỗ trợ giao tiếp hai chiều client server cách sử dụụ̣ng TCP socket để tạo kết nối hiệu íí́t tốn kéí́m Mặc dù thiết kế để chuyên sử dụụ̣ng cho ứng dụụ̣ng web, lập trình viên đưa chúng vào loại ứng dụụ̣ng - - WebSockets xuất HTML5, kỹỹ̃ thuật Reverse Ajax WebSockets cho phéí́p kênh giao tiếp song song hai chiều hỗ trợ nhiều trình duyệt (Firefox, Google Chrome Safari) Kết nối mởở̉ thông qua HTTP request (yêu cầu HTTP), gọi liên kết WebSockets với header đặc biệt Kết nối trì để bạn viết nhận liệu JavaScript bạn sử dụụ̣ng TCP socket đơn Dữ liệu truyền tải thông qua giao thức HTTP (thường dùng với kĩỹ̃ thuật Ajax) chứa nhiều liệu không cần thiết phần header Một header request/response HTTP có kíí́ch thước khoảng 871 byte, với WebSocket, kíí́ch thước byte (sau kết nối) - 3.2.2 Kêt nôi bằng WebSockets WebSocket đong vai tro trung gian vân chuyên từ phía may anh đên trinh duyêt va tiên hanh xư lí dư liêu hinh anh - Gưi danh sach khuôn măt tơi trinh duyêt: static esp_err_t send_face_list(WebsocketsClient &client){ client.send("delete_faces"); // tell browser to delete all faces face_id_node *head = st_face_list.head; char add_face[64]; for (int i = 0; i < st_face_list.count; i++) // loop current faces { sprintf(add_face, "listface:%s", head>id_name); client.send(add_face); //send face to browser head = head->next; } } - Xoa tât ca cac khuôn măt tơi trinh duyêt: static esp_err_t delete_all_faces(WebsocketsClient &client) { delete_face_all_in_flash_with_name(&st_face_list); client.send("delete_faces"); } 3.2.3 Mơ hìì̀nh phần mềm: Hình 3.7: Mơ hình phần mềm trình dụộ̣t KẾT LUẬN 1.Kết đạt Qua q trình báo cáo làm đờồ̀ án lần nhóm học được: - Cách làm việc nhóm để đạt hiệu cao - Nâng cao kiến thức ngơn ngữ lập trình C, C+ - + Hiểu thêm vê Ai - Vì tình hình dịch bệnh, nhóm học cách làm việc từồ̀ xa thành thạo phần mềm làm việc từồ̀ xa như: teamviewer, thành viên nhóm chủ động, tự giác cao 2.Hạn chế: - Vì kiến thức mới, có phần nâng cao, nên cịn nhiều vấn đề chưa tự giải phải nhờ anh chị, thầy giúp đỡ - Mơ hình xây dựng thiếu tíí́nh thẩở̉m mĩỹ̃ - Vì mơ hình nên áp dụụ̣ng thực tế cần có thiết bị khác Hướng phát triển Với hạn chế tồồ̀n nêu trên, hướng nghiên cứu dự kiến sau: Tìm hiểu thiết bị phần cứng, xây dựng mơ hình lớn áp dụụ̣ng đời thực TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] " ESP32-CAM Video Streaming Web Server, https://randomnerdtutorials.com/esp32-cam-video-streaming- web-server-camera-home-assistant/" [2] , [3] cộng đồồ̀ng adruino " http://arduino.vn/reference/howto," Tham khảo linh kiện cần mua tại, "http://arduino.vn/" WebSocke, "https://www.websocket.org/ " 2018 [4] [5] Hê thông nhân diên khuôn măt, " https://vi.wikipedia.org/wiki/he-thongnhan-dien-khuon-mat/ " [6] ESP32 cam VideoStrem Web Server," https://randomnedr.com/" PHỤ LỤC ... 19 2. 1 Tông quan hoat đông 20 2. 2 Tông quan vê chức 22 2. 2.1 Chưc 22 2. 2 .2) Phân tích sư kiên 22 a Đăng kí khuôn măt 22 b Xoa... VIỆT HÀN Khoa Khoa Học Máy Tính ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH TÊN ĐỀ TÀI: MƠ HÌNH MỞ KHĨA CỬA BẰNG NHẬN DIỆN KHN MẶT Sinh viên: LƯƠNG VIẾT NHẬT NGUYỄN ĐỨC NGỌC KỲ Mã:17IT 021 Mã:17IT016 Giảng viên hướng dẫn:... 23 HÌNH: 2. 1 SƠ ĐỒ THỰC HIỆN 27 HÌNH: 2. 2 SƠ ĐỒ LÀM VIỆC 28 HÌNH: 2. 3 MƠ TAH̉ OAṬ ĐƠN ̣ G CUẢ BÔḲ HOÁ 28 HÌNH: 2. 4 CAĆ CHƯĆ NĂNG CUẢ