HỆ THỐNG ACCESS CONTROL XÁC THỰC BẰNG CẢM BIẾN VÂN TAY VÀ NHẬN DIỆN KHUÔN MẶT - LUẬN VĂN ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

59 77 0
HỆ THỐNG ACCESS CONTROL XÁC THỰC BẰNG CẢM BIẾN VÂN TAY VÀ NHẬN DIỆN KHUÔN MẶT - LUẬN VĂN ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Đề tài luận văn: HỆ THỐNG ACCESS CONTROL XÁC THỰC BẰNG CẢM BIẾN VÂN TAY VÀ NHẬN DIỆN KHUÔN MẶT được thực hiện bởi Sinh viên Khoa Điện Điện Tử của Đại Học Bách Khoa TPHCM. Một trong các vấn đề khá quan trọng của Smart Home là đảm bảo an ninh, cảnh báo các trường hợp khẩn cho người sử dụng biết nhằm phục vụ công tác đảm bảo an toàn cho ngôi nhà. Trong luận văn này em xin trình bày hệ thống Access Control xác thực bằng cảm biến vân tay và khuôn mặt, gọi thoại khi các trường hợp cảnh báo xảy ra.

  ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆ N –  ĐIỆ N TỬ   BỘ MÔN VIỄN THÔNG  -o0o - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ THỐNG ACCESS CONTROL XÁC THỰ C BẰNG CẢM BIẾN VÂN TAY VÀ NHẬN DIỆN KHUÔN MẶT GVHD: ThS ĐINH QUỐC H NG SVTH: TRẦN SUNG MSSV: 41203196  TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2017      ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH CỘ NG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA  NGHĨA VIỆT NAM  TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lậ p –   T Tự do –  H  Hạnh phúc -✩ - -✩ - Số: /BKĐT  Khoa: Điện –  Điện tử   Bộ Môn: Viễn Thông  NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: TR Ầ N SUNG  NGÀNH: ĐIỆN TỬ   - VIỄN THÔNG Đề tài: MSSV: 41203196 LỚP: DD12DV1 HỆ THỐ NG ACCESS CONTROL CONTROL XÁC THỰ C BẰ NG CẢM BIẾ N VÂN TAY VÀ NHẬ N DIỆ N KHUÔN MẶT   Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung số liệu ban đầu):  Ngày giao nhiệm vụ luận văn: .   Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Họ và tên người hướ ng ng dẫn:  Nội dung yêu cầu LVTN đượ c thông qua Bộ Môn Tp.HCM, ngày… tháng… năm 20  CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN:  Ngườ i duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị:  Ngày bảo vệ : Điểm tổng k ết:  Nơi lưu trữ luận văn: .  NGƯỜI HƯỚ NG NG DẪN CHÍNH   TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA  KHOA ĐIỆN –   –  ĐIỆN TỬ   CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA  NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập –  Tự Do –  Hạnh Phúc o0o- Ngày tháng năm 20 PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LVTN  ( Dành  Dành cho người  hướng  dẫn)  TRẦN SUNG  MSSV: 41203196   Ngành: VIỄN THÔNG  1.  Đề  tài:  “ Hệ th ống Access Control xác th ự c cảm biến vân tay nhận diện khuôn mặt ”.  2.  Họ tên người hướng dẫn: ThS ĐINH QUỐC HÙNG  3.  Tổng quát về bản thuyết minh: Số trang Số chương  Số bảng số liệu  Số hình vẽ  Số tài liệu tham khảo  Phần mềm tính tốn  4.  Tổng quát về các vẽ:  bản A1  bản A2 khổ khác - Số bản vẽ: - Số bản vẽ tay số bản vẽ trên máy tính 5.   Những ưu điểm LVTN: Họ và tên: 6.   Những thiếu sót LVTN: 7.  Đề nghị: Đượ c bảo vệ  , Khơng đượ c bảo vệ  8.  câu hỏi sinh viên tr ả lờ i trướ c Hội Đồng: a) Bổ sung thêm để bảo vệ  ,  b) c) 9.  Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB): Điểm …………………….   ghi rõ họ tên) Ký tên ( ghi   LỜ I CẢM ƠN  Xin chân thành gửi lờ i cảm ơn tới ThS Đinh Quốc Hùng tận tình giúp đỡ  em   em suốt học k ỳ  vừa qua Những l ờ i nhận xét, góp ý, hướ ng ng d ẫn thầy đã giúp em thấy đượ c khuyết điểm để ngày khắc phục tốt hơn.  Xin chân thành gửi lờ i cảm ơn tớ i tồn thể q thầy trường Đại học Bách Khoa Thành  phố Hồ Chí Minh giảng dạy, hướ ng ng dẫn tạo điều kiện, môi trườ ng ng học tậ p tốt cho em ngày tháng học tậ p trườ ng ng Xin kính chúc sức khỏe chân thành cảm ơn.  Tp H ồ Chí Minh, ngày 12 tháng năm 2017   Sinh viên Trần Sung     MỤC LỤC PHẦN I  GIỚ I THIỆU CHUNG PHẦN II  LÝ THUYẾT TỔNG QUAN  CHƯƠNG GIỚ I THIỆU VỀ RASPBERRY PI 3  1.1 Giớ i thiệu Raspberry Pi 1.2 Hệ điều hành Raspbian 1.3 Giớ i thiệu về camera Pi CHƯƠNG GIỚ I THIỆU MODULE ESP8266 8  2.1 Giớ i thiệu về Module ESP8266 NodeMCU 2.2 Cảm biến vân tay ZFM ZFM CHƯƠNG GIỚ I THIỆU VỀ MODULE SIM900A 16  3.1 Giớ i thiệu module SIM900A 16 3.2 Giớ i thiệu về tậ p lệnh AT 17 CHƯƠNG GIỚ I THIỆU PHẦN MỀM LẬP TRÌNH  TRÌNH VÀ GIAO TH Ứ C 21  4.1 Phần mềm lậ p trình biên dịch 21 4.2 Giao thức MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) 29 PHẦN III  TIẾN TRÌNH THỰ C HIỆN 31 CHƯƠNG CẤU TRÚC PHẦN CỨ NG NG 31  5.1 5.2 Yêu cầu đặt đối vớ i hệ thống Access Control 3311 Sơ đồ khối tổng quát mối liên hệ giữa Access Control hệ thống Smart Home 3311 5.3 Sơ đồ khối hệ thống Smart Home 32 5.4 Thiết k ế và thực hệ thống Access Control 33 5.4.1 Yêu cầu phương pháp thiết k ế  33 5.4.2 Sơ đồ khối mạch Access control 34 CHƯƠNG CẤU TRÚC PHẦN MỀM 36  6.1 Mơ hình chương trình phần mềm 36     6.2 Giải thuật 38 6.2.1 Giải thuật nhận diện dấu vân tay 38 6.2.2 Giải thuật nhận diện khuôn mặt 39 6.2.3 Giải thuật gọi điện có báo động 40 6.2.4 Giải thuật điều khiển cửa xác thực thành công 41 PHẦN IV  KẾT QUẢ VÀ HƯỚ NG NG PHÁT TRIỂN 42 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰ C NGHIỆM .42  7.1 K ết quả thi công phần cứng 42 7.2 K ết quả thiết k ế phần mềm 43 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚ NG NG PHÁT TRIỂN.  46 8.1 K ết luận 46 8.2 ng phát triển 46 Hướ ng TÀI LIỆU THAM KHẢO 46     DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 1.1 Mơ hhình ình tổng quát hệ thống Access Control Module SIM900A 2  Hình 1.2 Raspberry Pi Mo Model del B[13]    Hình 1.3 Cấu hình phần cứng Module Raspberry Pi 5  Hình 1.4 Logo hệ điều hành raspbian 6  Hình 1.5 Camera Raspberry Pi 7  Hình 2.1 ESP8266 NodeMCU 8  Hình 2.2 Cảm biến vân tay ZFM –  20 series 9  Hình 3.1 Module SIM900A 16  Hình 4.1 Logo Python 21  Hình 4.2 Logo A Arduino rduino IDE 22  ESP8266 NodeMCU 22  Hình 4.3 Cài đặt Arduino IDE lậ p trình cho ESP8266 Hình 4.4 Cài đặt Arduino IDE lậ p trình cho ESP8266 ESP8266 NodeMCU 23  Hình 4.5 Logo OpenCV 25  Hình 4.6 Các đặc trưng Haar L Like ike 27   Hình 4.7 4.7 Đặc trưng haar -like -like vùng mắt 28  Hình 4.8 Mơ hình MQTT 29  Hình 5.1 Sơ đồ khối mối liên hệ Ac  Access cess Control hệ thống Smart Home 31  32  Hình 5.2 Sơ đồ khối hệ thống Smart Home Hình 5.3 Module k ết nối Wifi ESP8266 33  Hình.5.4 Sơ đồ khối Mạch Access control hệ thống 34   Hình 5.5 Mơ hình Access Control 34  Hình 6.1 Mơ hình phần mềm hệ thống SmartHome 36  Hình 6.2 Mơ hình chương trình cho hệ  thống Access Control 36  Hình 6.3 Mơ hình gọi thoại có báo động 37  Hình 7.1 Mơ hình tổng thể của hệ thống 42      Hình 7.2 Mơ hình Access Control 43  Hình 7.3 Giao diện Access Control 43  Hình 7.4 Giao diện nhận dạng dấu vân tay 44  Hình 7.5 Lấy mẫu vân tay 44  Hình 7.6 Giao diện hoạt động Module SIM900A 45      PHẦN I GIỚ I THIỆU CHUNG     Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung    Tổng quan  Trong bối cảnh nay, xu hướ ng ng sử dụng thiết bị điện tử thông minh ngày tr ởở  nên  nên phổ biến Trong thiết bị như smartphone, tablet, laptop… chạy hệ  điều hành iOs, Android, Window trở  thành   thành thiết b ị thi ết thực, không thể  thiếu sống hàng ngày công việ c SmartHome trở  thành  thành lĩnh vực mũi nhọ n sự phát triển công nghệ Internet of Thing SmartHome giúp sống người ngày văn minh, đại, tiện nghi an toàn Một vấn đề khá quan tr ọng c SmartHome đảm bảo an ninh, cảnh báo trườ ng ng hợ  p khẩn cho ngườ i sử dụng biết nhằm phục vụ cơng tác đảm bảo an tồn cho ngơi nhà Trong luận văn em xin trình bày hệ  thống Access Control xác thực cảm biến vấn tay khuôn mặt, gọi thoại trườ ng ng hợ  p cảnh báo xảy   Tình hình nghiên cứu nướ c  -  Trên phạm vi tồn cầu, u, nhà  nhà thơng minh đượ c xem lĩnh vực có dư địa phát triển r ất lớ n n Theo hãng nghiên cứu Gartner, cơng nghệ nhà thơng minh có thể đóng góp 1,9 nghìn tỷ USD cho kinh tế thế giới vào năm 2020 Các đại gia công nghệ như Microsoft, Apple, Google, Samsung… tỏ ra sốt sắng với xu hướ ng ng loạt vụ thâu tóm Google mua lại Nest (hãng sản xuất bộ điều khiển nhiệt độ thơng minh thi ết bị báo khói), Samsung mắt hệ thống nhà thơng minh khép kín thi ết b ị của hãng, Apple giớ i thiệu tảng phát triển ứng dụng nhà thông minh HomeKit -  Tại Việt Nam, vớ i xu hướng tăng trưở ng ng m ạnh c th ị  trườ ng, ng, nhà thông minh dần tr ở  ở  thành thành lĩnh vực hấ p dẫn mà không “đại gia" công nghệ nào muốn bỏ  qua, có doanh nghiệ p cơng nghệ Việt Thị trườ ng ng nhà thông minh ở  Vi  Việt  Nam lại cạnh tranh khốc liệt vớ i sự góp mặt hàng loạt thương hiệu nướ c lẫn nướ c c.  -   Nhắc đến thương hiệu nhà thơng minh đến từ nướ c ngồi, khơng thể không k ể  đến: hãng Schneider Pháp, Smartg4 Mỹ, Gamma Gamma JSC, Arteor hãng Legrand (Pháp), My Home hãng Bticino (Ý), WattStopper (M ỹ), Mhouse, Home access, Came với đại lý thức NTMC, Hager (Pháp), Crestron (M ỹ)   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung -  Raspberry Pi máy tính nhúng, có kh ả năng kết hợ  p thêm màng hình LCD pi camera pi có thể thực chức nhận diện khuôn mặt hệ thống -  Raspberry Pi giao tiế p qua ethernet ho wifi 5.4.2.  Sơ đồ khối mạch Access control  Hình.5.4 Sơ đồ khố i M ạch Access control hệ thố n ng g  Hình 5.5 Mơ hình hình Access Control Control 34   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung Phân tích nhiệm vụ chức khối: -  Vi xử lý trung tâm ESP8266 -  K ết nối, nhận lệnh điều khiển từ Home Controller -  Đưa tín hiệu điều khiển -  Cảm biến vân tay Fingerprint Sensor -   Nhận dạng dấu vân tay truy cậ p, truy xuất ID tương ứng vớ i dấu vân tay gán đăng kí cho Module ESP8266.  -  Đối vớ i dấu vân tay chưa đăng kí, fingerprint fi ngerprint sẽ khơng truy xuất ID lên Module ESP8266 -  Raspberry Pi chạy chương trình nhận diện khuôn mặt nhận đượ c từ Camera Pi -   Nếu nhận dạng đượ c khn mặt đăng kí, Raspberry Pi sẽ gửi ID tương ứng vớ i khuôn mặt gán đăng kí lên Home Control.  -   Nếu khơng phải khn mặt đăng kí, Raspberry sẽ  không gửi lên ID 35   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung CHƯƠNG 6.  CẤU TRÚC PHẦN MỀM 6.1 Mơ hình chương trình phần mềm a.  Mơ hình hệ thống SmartHome  Hình 6.1 Mơ hình hình phần mề m hệ thố ng ng SmartHome b.  Mơ hình chương trình hệ thống Access Control  Hình 6.2 Mơ hình chương trình cho hệ thố ng ng Access Control 36   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung   Mô tả cơ hoạt động hệ thống  -  Cảm biến nhận diện dấu vân tay giao ti ế p UART với ESP8266 để nhận lệnh điều khiển t ừ ESP8266 xuống, bao gồm lệnh đăng kí dấu vân tay mớ i,i, nhận diện dấu vân tay đăng kí xóa dấu vân tay bộ  nhớ   không dùng đến -  ESP8266 giao tiế p vớ i Server qua giao thức MQTT để gửi dữ liệu nhận đượ c từ  cảm biến vân tay lên cho server, đồ ng thờ i nhận chờ   lệnh từ server gửi xuống điều khiển hoạt động cảm biến -  Raspberry Pi nhận di diện khuôn mặt người thông qua camera, sau thơng qua wifi hoạt Ethernet báo cho server bi ết về đối tượ ng ng nhận diện để có hình thức hoạt động phù hợ  p c.  Mơ hình chương trình gọi thoại có báo động  Hình 6.3 Mơ hình hình gọi thoại có báo động Mơ tả cơ bản: Khi có trườ ng ng hợp báo động xảy ra, Server sẽ xuất lệnh gọi cho số  điện thoại lưu database server Raspberry thông qua giao tiế p UART truyền cho Module SIM900A 37   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung 6.2 Giải thuật 6.2.1 Giải thuật nhận diện dấu vân tay   Đăng kí mớ i   Xác thự c 38   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung   Xóa 6.2.2.  Giải thuật nhận diện khn mặt   Đăng kí khn mặt mớ i huấn luyện tạo sỡ   d dữ   liliệu 39   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung   Xác thự c 6.2.3.  Giải thuật gọi điện có báo động 40   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung 6.2.4.  Giải thuật điều khiển cử a xác thự c thành công 41     PHẦN IV KẾT QUẢ  NG PHÁT TRIỂN VÀ HƯỚ NG   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰ C NGHIỆM 7.1 Kết quả thi công phần cứ ng ng ổ  ng  Hình 7.1 Mơ hình hình t ổ ng thể   ccủa hệ thố n ng g 42   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung  Hình 7.2 Mơ hình Access Control Control 7.2.  Kết quả thiết kế phần mềm  Hình 7.3 Giao di diện Access Control 43   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung ấ u  vân tay  Hình 7.4 Giao di diện nhận d ạng d ấ  Hình 7.5 Lấ   y mẫ u vân tay 44   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung  Hình 7.6 Giao di diện hoạt động Module SIM900A 45   Luận văn tốt nghiệ p GVHD: ThS Đinh Quốc Hùng SVTH: Tr ần Sung NG PHÁT TRIỂN CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚ NG 8.1 Kết luận   Phần cứng mô hình hoạt động ổn định   Phần mềm hoạt động linh hoạt, có thể update thêm, bớ t dữ liệu     Hệ thống cảnh báo tốt    Phần nh ận di ện b ằng d ấu vân tay tương đối xác, nhiên phần nh ận  diện khuôn mặt chưa xác lắm, đơi lúc có sự nhần lẫn ngườ i vớ i ngườ i khác, thể hiện rõ người có nét tương đồng  Ngun nhân camera chất lượ ng ng yếu, giải thuật nh ận di ện chưa đượ c xác, bị ảnh hưở ng ng bớ i background, ánh sáng 8.2 Hướ ng ng phát triển   Đối vớ i phần nhận diện khuôn mặt, nghiên cứu thêm nhận diện mắt k ết  hợ  p cả 2 sẽ tăng thêm độ chính xác.  ng hợ  p cụ thể khi   Phát triển báo động gọi thoại, sang nhắn tin trườ ng  có sự cố như rị ga, cháy, để biết xác vị trí trườ ng ng hợ  p cụ thể.    Hệ thống Access Control chức nhận diện mở   ccửa phát triển thêm  chức khác đóng tắt đèn, điều khiển thiết bị.  46     TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]  http://answers.opencv.org/ http://answers.opencv.org/ face-detection-recog face-detection-recognition-not-working/ nition-not-working/  [2]  http://thecodacus.com/opencv-python-face-detection/ [3]  https://face-recognition.readthedocs.io/en/latest/_modules/face_recognition/api [4]  http://installing-opencv-3-0-for-both-python-2-7-and-python-3-on-your-raspberry-pi-2 [5]  http://academia.edu/FPM10_R305_Fingerprint_Sensor_Interfacing_with_Arduino [6]  http://mcu.banlinhkien.vn/threads/module-sim-900a.4234/ [7]  https://www.npmjs.com/package/zfm20 [8]  http://arduino.vn/bai-viet/1496-esp8266-ket-noi-internet-phan-1-cai-dat-esp8266-lammot-socket-client-ket-noi-toi [9]  http://arduino.vn/bai-viet/1497-esp8266-ket-noi-internet-phan-2-arduino-gap-esp8266- hai-dua-noi-chuyen-bang-json [10]  http://arduino.vn/bai-viet/1236-tim-hieu-giao-thuc-mqtt [11 11]]  https://www.raspberrypi.org/ ... minh   Nhiệm vụ? ?luận văn? ?  -? ? Tìm hiểu nghiên cứu Access control cụ thể như sau:    ? ?Nhận diện khuôn mặt để mở   ccửa vào nhà.  ·   ? ?Nhận diện dấu vân tay để mở   ccửa vào nhà.  · -? ? Sử dụng Module... cho ngơi nhà Trong luận văn em xin trình bày hệ ? ?thống Access Control xác thực cảm biến vấn tay khuôn mặt, gọi thoại trườ ng ng hợ  p cảnh báo xảy   Tình hình nghiên cứu nướ c  -? ? Trên phạm vi... liên hệ? ?giữ a Access Control hệ? ?thống Smart Home HOME Access Control Ngườii dùng Ngườ CONTROLLER  Hình 5.1 Sơ đồ khố i mố i liên hệ? ?Acce ? ?Access ss Control Control hệ? ?thố ng ng Smart Home -? ? Phân

Ngày đăng: 31/07/2020, 21:20

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan