Controlul unui dispozitiv [627139]

Controlul unui dispozitiv
mobil de la distanță
folos ind interfață web

Profesor:
Conf.dr.ing. Schipor Ovidiu -Andrei
Student: [anonimizat], Iunie 2018

1
Cuprins
Lista de abrevieri ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 2
Lista de figuri ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 3
1. Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 4
2. Fundamente teoretice și tehnice ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 6
2.1. Tehnologii Web ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 6
2.1.1. HTML, JavaScript, CSS ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 6
2.1.2. Node.js ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………….. 1
2.1.3. Ruby ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 1
2.1.4. Amazon Rekognition API ………………………….. ………………………….. …………………………. 3
2.2. Comunicația fără fir ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 5
2.2.1. Comunicarea prin Wi -Fi ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 6
2.3. Raspberry Pi Zero W ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 7
2.3.1. Sisteme de operare – Raspbian Stretch ………………………….. ………………………….. ……….. 7
2.3.2. Web Server ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………. 7
3. Proiectarea și implementarea dispozitivului ………………………….. ………………………….. ……………….. 9
3.1. Proiectarea și implementarea software ………………………….. ………………………….. ……………….. 9
3.1.1. Instalarea resurselor software ………………………….. ………………………….. …………………….. 9
3.1.2. Arhitectura interfeței web ………………………….. ………………………….. ………………………… 12
3.2. Proiectarea și implementarea hardware ………………………….. ………………………….. …………….. 24
3.2.1. Arhitecyura Raspberry Pi Zero W ………………………….. ………………………….. …………….. 26
3.2.2. Legătura între componente ………………………….. ………………………….. ………………………. 30
4. Testarea aplicației și rezultate experimentale ………………………….. ………………………….. ……………. 32
5. Manual de utilizare ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 35
6. Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 36
Anexe ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 37
Index.php ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 37
login.erb ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 37
Register.erb ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 37
Login.js ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 38
Register.js ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 38
Go.erb ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 39
App.erb ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 39
App.js ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 40
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 42

2
Lista de abrevieri

AWS – Amazon Web Services
iOS – iPhone Operating System
HTML – Hypertext Markup Language
CSS – Cascading Style Sheet
DSL – Domain -specific Language
WSL – Windows Subsytem for Linux
API – Application Programming Interface
Wi-Fi – Wireless Fidelity
RC – Radio Control
DC – Direct Curent
IP – Internet Protocol

3
Lista de figuri

Figură 2 -1 Sinatra vs Padrino vs Ruby on Rails ………………………….. ………………………….. …………………. 3
Figură 2 -2 Perfomanțele framework -urilor Ruby ………………………….. ………………………….. ……………….. 3
Figură 2 -3 Schema funcționării Rekognition API pentru recunoașterea feței ………………………….. ……… 5
Figură 3 -1 Sursă descărcare Raspbian Stretch ………………………….. ………………………….. …………………… 9
Figură 3 -2 Instrumentul Etcher ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 10
Figură 3 -3 Formatare card cu SDFormatter ………………………….. ………………………….. …………………….. 10
Figură 3 -4 Verificare server Apache ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 11
Figură 3 -5 Rezultatul paginii web „Hello World!” ………………………….. ………………………….. …………… 12
Figură 3 -6 Pagina 1 a interfeței ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 13
Figură 3 -7 Pagina 2 a interfeței ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 14
Figură 3 -8 Rezultatul autentificării ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 14
Figură 3 -9 Pagina 3 a interfeței ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 15
Figură 3 -10 Pagina 4 a interfeței (specificare orientare pagină) ………………………….. ……………………… 15
Figură 3 -11 Pagina 4 a interfeței (numărătoare descrescătoare) ………………………….. ……………………… 16
Figură 3 -12 Pagina 5 a interfeței ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 16
Figură 3 -13 Cod sursă index.php ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 17
Figură 3 -14 Cod sursă login.erb ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 17
Figură 3 -15 Cod sursă login.js ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 18
Figură 3 -16 Cod sursă main.rb I ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 19
Figură 3 -17 Cod sursă main.rb II ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 20
Figură 3 -18 Cod sursă go.erb ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 21
Figură 3 -19 Cod sursă app.erb I ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 21
Figură 3 -20 Cod sursă app.erb II ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 22
Figură 3 -21 Cod sursă app.js ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 22
Figură 3 -22 Schema circuitului proiectului ………………………….. ………………………….. ……………………… 24
Figură 3 -23 Driver L298N ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 24
Figură 3 -24 Circuit cu surse de curent și driver ………………………….. ………………………….. ……………….. 25
Figură 3 -25 Baterie externă Myria ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 26
Figură 3 -26 Antenă Wi -Fi ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………… 26
Figură 3 -27 Raspberry Pi Zero W ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 26
Figură 3 -28 Descriere arhitectură Raspberry Pi Zero W ………………………….. ………………………….. ……. 27
Figură 4 -1 Test nume utilizator lipsă ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 32
Figură 4 -2 Test utilizator recunoscut ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 32
Figură 4 -3 Test utilizator necunoscut ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 32
Figură 4 -4 Circuit de testare cu descrierea motoare lor ………………………….. ………………………….. …….. 33
Figură 4 -5 Script Python pentru testare și ciruit testare complet ………………………….. …………………….. 33
Figură 4 -6 Cod sursă pentru afișarea coordonatelor X, Y și Z și modul de orientarea al axelor ………. 34
Figură 4 -7 Rezultat testare pentru afișarea coordonatelor ………………………….. ………………………….. ….. 34

4
1. Introducere

Am ales să rezolv această temă în vederea susțineri i lucrării de diplomă deoarece
aceasta integrează atât o parte software cât și o parte hardware și permite utilizarea
cunoștințelor acumulate în cadrul mai multor materii studiate în facultate. Am fost conștientă
că alegând această temă spre implementare nu va fi ușor pentru mine deoarece trebuia să
studiez mai multe subiecte noi, care nu au fost integrate în programa studiată la cursuri. Însă
având experiența realizării proiectelor în cadrul cursurilor și laboratoar elor știam că voi
asimila mult mai ușor noțiunile noi dacă lucrez eu însumi să caut detalii și modalități de
rezolvare pentru a realiza un proiect funcț ional.
Putem observa foarte ușor că tehnologia este într-o continuă dezvoltare și dorim să ne
asigurăm un anumit grad de comoditate atunci când interacționăm cu diferite dispozitive sau
aplicații. Pentru programatori și pentru cei care interacționează foarte des cu acest fel
de „insrumente” este foarte te ntant să încerce să îmbunătățească modul de viață în acest sens
deoarece dețin cunoștințele necesare pentru acest lucru, iar dacă nu le dețin încă și le pot
însuși repede cu suficient interes si muncă.
Ideea de la care am pornit a fost să creez o aplicați e care să permită controlul de la
distanță asupra unui dispozitiv mobil (o mașină în cazul nostru). Am ales ca mijloc de control
o interfață web deoarece este portabilă pe mai multe tipuri de dispozitive și sisteme de
operare, oferind astfel posibilitatea acoperirii unui numar mai mare de utilizatori ai aplicației.
Aceast ă interfață va putea fi rulată pe orice telefon mobil, iar controlul propiu -zis al mașinii
va fi realizat înclinând telefonul într -una din cele 4 direcții de mers posibile pentru o mașină –
stânga, dreapta, înainte sau înapoi. Datele generate de senzorii de mișcare din componenta
fizică a telefonului vor fi preluați și transmiși către circuitul care coordonează activitatea
mașinii. Așadar, c eea ce reprezintă deocamdată o condiție în a fi uti lizator al aplicației este
accesul la un smartphone care să aibă sistemul de operare Android și care la fabricare a fost
dotat cu accelerometru. Cu timpul intenționez să dezvolt funcționalitatea aplicației și pentru
sistemul de operare iOS. Este adevărat c ă o pagină web poate fi deschisă pe mai multe sis teme
de operare – Windows, Linux, etc. Dar nu este comod să utilizăm un laptop pentru a direcționa
mașina, deoarece funcționalitatea aplicației necesită o înclinare a dispozitivului responsabil cu
determinarea direcției pentru a coordona mașina pe traiectoria dorită. În funcționarea
aplicației intenționez să implementez soluțiile pentru a asigura un grad de confort ridicat
utilizatorului, iar în opinia mea utilizarea u nui dispotiv de dimensiuni mici pentru speificarea
direcției satisface acest aspect.
După stabilirea în linii largi a modului de funționare al aplicației am considerat
oportun ca fiecare utilizator să poată fi identificat unic în vederea accesului la aplicație. Nu
este de dorit ca oricine să poată avea acces la aplicațiile instalate pe telefonul unei anumite
persoane. De aceea, pentru a putea accesa interfața responsabilă de coordonarea mașinii,
pentru a asigura un grad ridicat de securitate, am implem entat un mod de autentificare mai
sigur, mai rapid și mai comod pentru utilizator decât majoritatea metodelor de autentificare
folosite în prezent. Suntem obișnuiți ca atunci când accesăm un cont să fim nevoiți să
introducem un nume de utilizator și parola asociată pentru a accesa componenta principală a

5
aplicației. Un alt mod de autentificare utilizat în mai puține domenii este autentificarea
folosind imaginea feței. Dacă numele de utilizator și parola pot fi transmise sau „furate”,
lucrurile nu stau la fe l și în vederea feței. Astfel, prin implementarea aplicației utilizând
conceptele amintite mai sus cred că mi -am îndeplinit scopul de a asigura un grad de încredere
ridicat pentru folosirea acestei interfețe, dar și o interacțiune facilă și comodă pentru a realiza
coordonarea unui dispozitiv mobil de la distanță.

6
2. Fundamente teoretice și tehnice

În prezentarea succintă realizată în capitolul anterior am amintit faptul că interfața
este constituită din mai multe pagini web, fiecare dintre ele fiind responsabilă de anumite
acțiuni pentru a asigura funcționalitatea finală a aplicației. În continuare vom prezenta
noțiunile teoretice esențiale înțelegerii funcționării acestui proiect.
2.1. Tehnologii Web
2.1.1. HTML, JavaScript , CSS
Abrevierea HTML provine de la sintagma HyperText Mar kup Language:
1. HyperText indică metoda pe care o folosim pentru a naviga pe web. Accesând
anumite texte cu format special numite hyperlink -uri p utem trece dintr -o pagin ă în
alta. „Hyper” denotă faptul că dintr -un anume loc putem accesa orice altă adresă,
iar ordinea de navigare nu este prestabilită.
2. Markup semnifică modul în care influențează tag -urile HTML textele scrise în
interiorul lor.
3. HTML este un limbajde descrier e, deoarece asemenea altor limbaje are cuvinte
cheie și sintaxă proprie.
O pagină web este un document scris în descriere HTML care este interpretat de un
browser. De asemenea, una dintre definițiile tradusă din limba engleză spune ca o pagină web
este un set de date sau de informații care este proiectată pentru a fi vizua lizată ca o parte a
unui website
1. Așadar, o pagină web este diferită de un website prin faptul că cel din urmă este tocmai o
colec ție de pagini web. O pagină web poate fi statică sau dinamică. O pagină statică va
prezenta același conținut de fiecare dată când va fi accesată, iar o pagină dinamică poate avea
conținut diferit la fiecare accesare.
Modul în care este stilizată o pagină web este precizat în fișerul CSS, care este apelat
în interiorul fișierului HTML. Standardul CSS conține specificații tehnice cu privire la
organizarea în pagină. Într -un fișier CSS pot fi stilizate majoritatea elementelor care se
regăsesc în fișierul HTM L și care sunt vizibile utilizatorului. Elementele pot fi identificate în
CSS prin id -ul lor, prin nume de tag -uri sau prin nume de clase asociate acestora. Orice
pagină web este afectată de cel putin un script CSS, chiar și în cazul în care realizatorul
paginii nu a menționat acest lucru. Acest script este cunoscut și sub denumirea de User Agent
StyleSheet , deoarece în absența specificării unui anumit mod în care se dorește aranjarea în
pagină browser -ul are nevoie totuși de un script implicit care să se o cupe de acest lucru.
Funcționalitatea propriu -zisă a unei pagini web este asigurată de fișierele JavaScript.
În cadrul acestora se scrie codul corespunzător acțiunilor care așteptăm să fie realizate la
accesul unui buton, al unui link sau la declanșarea a numitor evenimente.
JavaScript este abreviat JS și este un limbaj de nivel înalt. Este suportat de majoritatea
browser -elor incluzând Firefox, Safari, Chrome, Internet Explorer, etc. Oferă posibilitatea

1
paginilor web de a deveni interactive. JavaScript a fost realizat pentru a funcționa împreună
cu structura HTML a unei pagini. De obicei codul este organizat în funcții care asigură
caracteristica interactivă de care am amintit mai sus. Pot fi realizate validări pentru anumite
câmpuri din formularele paginl or web, calcule, pot fi afișate mesaje în interiorul paginii
rezultate în urma unor prelucrări. Elementele din interiorul paginii sunt accesate prin
intermediul id -ului lor pentru a putea fi prelucrate.
Prin urmare, se poate afirma că cele trei componente care stau la baza creării paginilor
web sunt foarte strâns îmbinate deoarece:
1. HTML descrie pagina per ansamblu (ce imagini vom regăsi pe pagină, ce text);
2. CSS este utilizat pentru a personaliza vizual pagina (specificarea culorilor,
mărimea textului);
3. JavaScript reprezintă componenta dinamică a paginii web care face ca mare parte
din componentele paginii să fie programabile.
2.1.2. Node.js
Node.Js a fost creată de către Ryan Dahl în anul 2009 și este o platformă construită pe
motorul V8 al Chrome și se bazează pe un model event -driven ș i non -blocking I/O, folosi nd
callback -uri. Este construită pe runtime -ul Java Script de la Chrome, favorizează
modularitatea, iar aplicaț iile sale single -thread sunt scrise î n JavaScript2. Prima versiune era
suportată doar de sistemel e de operare Linux și Mac OS X.
2.1.3. Ruby
Ruby este un limbaj de programare dinamic și open source care se concentrează pe
simplitate și productivitate. Inițial a fost creat pentru programarea de jocuri. Are o sintaxă
elegantă ușor de înțeles. Conține foarte mu lte cuvinte cheie în limba engleză ceea ce atrage
chiar și programatorii începători să -l folosească.
Pentru construirea limbajului Ruby, creatorul său a îmbinat părți din limbajele sale
favorite: Smalltalk, Ada, Eiffel, Lisp și Perl. Astfel a rezultat un n ou limbaj care îmbină
programarea funcțională cu programarea imperativă. Programarea funcțională pune accent pe
calcul în evaluarea funcțiilor matematice evitând starea, iar programarea imperativă pune
accent pe schimbările de stare. Yukihiro „Matz” Matsum oto, autorul limbajului, a spus
deseori că „nu încearcă să facă Ruby să fie simplu, ci natural”3. O altă idee care aparține lui
Matz cu privire la acest limbaj este: „Ruby este simplu în aparențe, dar este foarte complex în
interior, precum corpul omenesc.”4
În cadrul limbajului Ruby, totul este privit ca un obiect. Pentru orice parte de cod și de
informație care alcătuiește un cod Ruby putem accesa proprietățile și acțiunile predefinite
acestora. Programarea orientată pe obiecte numește proprietăți le instanțe ale variabilelor, iar
acțiunile sunt denumite metode. Numerele și alte tipuri priimitive nu sunt considerate obiecte
în alte limbaje de programare. Dar, după cum am precizat la începutul prezentării acestui
subcapitol, în Ruby se regăsesc influ ențe din limbajul Smalltalk care determină asocierea de
instanțe și metode tuturor tipurilor definite de Ruby.
Este văzut ca un limbaj flexibil, deoarece utilizatorul poate face modificări în definiția
cuvintelor cheie, poate elimina sau rescrie părți impo rtante care stau la baza definirii

2
limbajului. Programatorului nu îi este astfel resticționată creativitatea în scrierea codului în
Ruby.
Caracteristica sa dinamică denotă faptul că aceeași porțiune de cod poate însemna
lucruri diferite în funcție de conte xtul în care este introdusă. Acesta poate constitui un
dezavantaj în cadrul aplicațiilor complexe deoarece este mai dificil de urmărit și de corectat
erorile. Așadar este necesar un grad de experiență ridicat pentru a stabili un mod eficient de a
organiza codul. De asemenea, procesarea codului scris în Ruby poate fi încetinit datorită
flexibilității sale deoarece dispozitivul pe care este rulat codul trebuie să facă multe referințe
pentru a fi sigur care este definiția exactă a codului scris. Acest lucru af ectează în mod negativ
performanțele codului Ruby.
În privința sistemului de operare utilizat pentru rularea aplicațiilor Ruby este
recomandat Linux sau WSL. Majoritatea librăriilor Ruby sunt create pentru a fi rulate pe
Linux și pot interveni erori în ti mpul execuției pe Windows.
În concluzie, optarea pentru scrierea codului în Ruby prezintă un avantaj datorită
flexibilității codului, datorită carcateristicii dinamice și a cuvintelor cheie ușor de înțeles, însă
trebuie acordată o atenție sporită în cazul programelor de mari dimensiuni .
2.1.3.1. Sinatra
Sinatra este un DSL și totodată o librărie utilizată pentru crearea rapidă a aplicațiilor
web, folosind Ruby, cu un minim de efort5. Este o altern ativă pentru alte framework -uri care
stau la baza creării aplicațiilo r web cum ar fi:
 Ruby on Rails;
 Nitro;
 Merb;
 Camping.
Autorul acestui framework este Blake Mizerany. Sinatra este o librărie simplu de
folosit și flexibilă. Deși framework -urile menționate mai sus au la bază standardul model –
view -controller, Sinatra nu re spectă această organizare.
În crearea unui proiect Ruby utilizând framework -ul Sinatra este necesară instalarea
gem-ului framework -ului:
gem install sinatra
Rularea proiectului se va realiza prin următoarea comandă în consolă:
ruby <nume_proiect >.rb
Pagina web corespunzătoare fișierului Ruby rulat va fi disponibilă la link -ul
http://localhost:4567 .
În Sinatra putem vorbi despre rute (routes). O rută reprezintă o metodă HTTP care se
potrivește cu sintaxa unui link URL.
get ‘/’ do

3
<afișează conținut pagină>
end
Sintaxa de mai sus setează conținutul paginii care va fi afișat în momentul în care este
accesat link -ul asociat paginii principale a proiectului. După caracterul ‘/’, între apostroafe,
putem specifica orice cuvânt cheie dorim pentru a preciza pagina pe care dorim să o accesăm
sau pentru a specifica o operație ce trebuie efectuată și ins trucțiunile sale în blocul respectiv.
Rutele vor fi evaluate în ordinea specificării lor în fișier.
Imaginea următoare specifică utilitatea framework -ului Sinatra și realizează o paralelă
cu alte două framework -uri:

Figură 2-1 Sinatra vs Padrino vs Ruby on Rails6
După cum se poate vedea, este de preferat a se utiliza Sinatra în realizarea aplicațiilor
mai simple, deoarece organizarea codului și structura fișierelor pot duce la anumite scăderi ale
performanțelor. În imaginea următoare este realizată o comparație a perfomanțelor pentru
Sinatra și alte 6 framework -uri:

Figură 2-2 Perfomanțele framework -urilor Ruby7
2.1.4. Amazon Rekognition API
Un alt aspect teoretic pe care doresc să -l prezint în acest capitol este Amazon
Rekognition API. Este un instrument esențial în dezvoltarea proiectului meu deoarece prin
intermediul acestuia am reușit să realizez autentificarea utilizatorului în aplicație prin
intermediul feței.
Aș dori să prezint câteva dintre serviciile pe care le poate oferi acest API deoarece m -a
uimit multitudinea de domenii pentru care a fost dezvoltat. Ca o prezentare generală se poate
spune că prin intermediul Rekognition API -ului este diminuat considerabil efortul și
implementarea unui cod pentru lucrul cu imagini și analiza videourilor dintr -o aplicație.
Furnizând o imagine sau un video acestui API, poate identifica oameni, obiecte, texte, situații,
diverse activități și chiar con ținuturi inadecvate din anumite imagini sau videoclipuri. API -ul
Rekognition de la Amazon dispune de o acuratețe a analizei fețelor foarte înaltă. Poate

4
analiza, compara și detecta fețe pentru o multitudine de scopuri, dintre care amintesc
identificarea ut ilizatorilor sau stabilirea numărului de persoane prezente într -o fotografie.
Avantaje ale utilizării Rekognition API:
 Încărcarea de fotografii și de videoclipuri pentru analiză este ușor de înțeles și
de realizat;
 Acest serviciu este îmbunătățit permanent; este antrenat pentru a face față celor
mai noi tipuri de informații, antrenarea presupunând adăugarea de noi date
pentru crește perfomanțele în a recunoaște fețe, obiecte, activități sau situații.
 Timpul de răspuns necesar execuției unor cereri este în cele mai multe cazuri
constant, indiferent de volumul de cereri pe care un utilizator le solicită.
 Analiza pe un videoclip este realizată în timp real cu ajutorul serviciului
Amazon Kinesis Video Streams. Același lucru se poate spune și despre an aliza
imaginilor încărcate pe Amazon S3.
 Plata pentru acest serviciu se contorizează în funcție de numărul de imagini sau
de minutele dintr -un videoclip supuse analizei și în funcție de caracteristicile
stocate pentru fiecare înregistrare a unei fețe neces are recunoașterii faciale.
Rekognition API poate realiza următoarele acțiuni asupra imaginilor și videoclipurilor:
 Detecția obiectelor (masă, chei, mașină), scenelor (plajă, parcare) și a
activităților. Cea din urmă este specifică pentru analiza videoclipu rilor.
 Recunoașterea feței – permite identificarea unei persoane dintr -o fotografie sau
dintr -un videoclip utilizând o colecție personală de imagini ale fețelor
înregistrate anterior analizei.
 Analiza facială – la încărcarea imaginii este realizată o anali ză a atributelor
feței pentru a specifica dacă persoana din imagine este veselă sau tristă sau
pentru a identifica prezența anumitor elemente în cadrul feței. Sunt analizați în
acest caz ochii, gradul de fericire, existența ochelarilor și altele. Un lucru
interesant dacă realizăm această analiză asupra videoclipurilor este că poate fi
determinată și schimbarea care intervine după un timp, cum ar fi stările
emoționale succesive prin care trece o persoană.
 Detectarea conținutului periculos sau inadecvat.
 Recu noașterea celebrităților.
 Detectarea textului dintr -o imagine.
În continuare doresc să prezint schema care stă la baza funcționării recunoașterii feței,
acea parte a Rekognition API -ului pe care am folosit -o și în realizarea proiectul de diplomă:

5

Figură 2-3 Schema funcționării Rekognition API pentru recunoașterea feței8
Inițial se creează o colecție care să înregistreze caracteristicile fiecărei fețe pe care
dorim să o stocăm. Aceste caracteristici se numesc metadate, iar memorarea acestora se
realizează utilizând funcționalitatea IndexFaces API. Când se dorește a afla cine este
persoana dintr -o imagine se utilizează funcționalitatea SearchFaces care va întoarce ca
rezultat acele metadate pentru care este gă sit un indice de confidență ridicat, în ordine
descrescătoare indicelui.
Voi explica succint ce funcționalitate îndeplinește fiecare element din schema
prezentată mai sus:
 Input – imaginea încărcată prin intermediul aplicației care preia fotografii de la
utilizator;
 Rekognition – caută în colecția de fețe similarități cu grad mare de potrivire
pentru fața detectată din imaginea încărcată de utilizator și întoarce un șir de
metadate asociate fețelor din colecție pentru care se găsește o potrivire, în
ordine a similarităților;
 Rezultate – utilizatorul poate vedea rezultatele obținute în urma căutării.

2.2. Comunicația fără fir
Tipuri de rețele fără fir:
 inflaroșu – este o tehnoilogie folosită pentru transferul de date având o rază de
acoperire mică, iar pentru co nectarea între dispozitive este necesar ca acestea să nu se
afle în deplasare sau să existe obstacole în câmpul lor vizual. Un avantaj al acestei tip
de comunicație este consumul redus de energie.
 bluetooth (PAN) – comunicarea este posibilă atunci când di spozitivele bluetooth se
află în aceiași rază de acțiune. Acest tip de comunicație este des întâlnită, fiind
folosită pentru schimb de informații între telefoane mobile, laptop -uri, calculatoare,
camere digitale etc. Securitatea folosirii acestui tip de c omunicație între telefoanele
mobile stă în faptul că schimbul de date nu se poate face fără un acord de transfer.
 Wi–Fi (LAN) – Wireless Fidelity: rețele care folosesc unde electromagnetice din
domeniul radio. Este cel mai răspândit tip de retea, deoarece undele radio trec prin
pereți și alte obiecte solide. Este o tehnologie construită pe baza standardelor de
comunicație din familia IEEE 802.11 utilizate pentru rețele locale de comunicație fără

6
fir la viteze echivalente cu cele ale rețelelor Ethernet. Raza de acoperire a unei rețele
fără fir poate fi limitată la nivelul unei cameresau poate fi mai mare.
Avantaje ale comunicațiilor fără fir:
 Mobilitate: asigură conectarea fără dificultăți atât a clienților staționari, cât și a
clienților mobili.
 Scalabilitat e: suportă conectarea unui număr mare de echipamente noi și sporirea razei
de acțiune.
 Flexibilitate: oferă conectivitate fără întreruperi clienților.
 Costuri reduse: costurile echipamentelor scad pe măsură ce tehnologia avansează.
 Fiabilitate în condiții grele: ușor de instalat în condiții de urgență.
Dintre aceste tipuri de comunicare fără fir, pentru proiectul constuit am ales să
folosesc comunicarea prin Wi -Fi deoarece plăcuța Raspberry Pi Zero W este prevăzută cu un
astfel de modul.
2.2.1. Comunicarea prin Wi -Fi
Standardul IEEE 802.11 descrie protocoale de comunicație aflate la nivelul gazdă –
rețea al Modelului TCP/IP, respectiv la nivelurile fizic și legătură de date ale Modelului OSI.
Aceasta înseamnă că implementările IEEE 802.11 trebuie să primească pachete de la
protocoalele de la nivelul rețea (IP) și să se ocupe cu transmiterea lor, evitând eventualele
coliziuni cu alte stații care doresc să transmită9.
Spre deosebire de Ethernet, mediul de transmisie aduce probleme de securitate
suplimentară. Dacă în Ethernet, accesul la cablu se putea restricționa prin ascunderea sau
asigurarea zonelor prin care trece acesta, undele radio sunt mult mai dificil de controlat.
Există mecanisme de bruiaj, care generează un zgomot electromagnetic ce acoperă frecvențele
folosite de rețelele 802.11, dar acestea nu pot funcționa perfect, fără a afecta comunicațiile
legitime sau fără a lăsa breșe prin care se poate obține acces în rețea. Cum la nivel fizic
securitatea este dificil de asigurat, pentru obținerea unui nivel de sec uritate acceptabil este
obligatorie criptarea datelor și controlul accesului la nivelele superioare celui fizic.
WEP
Prima tehnică de criptare a cadrelor la nivelul legătură de date a fost WEP (Wired
Equivalent Privacy), numele sugerând că a fost gândită c u scopul de a obține o securitate a
legăturii de date echivalentă cu cea a unei rețele Ethernet. Această tehnică fost folosită din
1997 până când a fost spartă în 2001 și a încetat să mai fie considerată sigură din 2005 odată
cu publicarea standardului de securitate IEEE 802.11i.
WEP folosea algoritmul RC4, cu o cheie constantă de -a lungul transmisiunii, în
variantele pe 64 de biți (cheie de 40 de biți și vector de inițializare de 24) sau de 128 de biți
(cheie de 104 biți și vector de inițializare de 24), c ontrolul integrității datelor realizându -se
printr -o sumă de control CRC. În modul de lucru cel mai sigur, cel cu cheie partajată,
autentificarea stațiilor se făcea printr -un mecanism de challenge: după ce o stație anunță că
dorește să se autentifice, punc tul de acces alege aleator un text clar și îl trimite stației; Stația
criptează textul primit și îl trimite înapoi punctului de acces; punctul de acces decriptează
mesajul și îl compară cu cel trimis inițial, permițând sau respingând accesul în consecință.
După permiterea accesului, transmisia cadrelor se face criptat cu cheia rețelei.

7
WPA și WPA2
Ca răspuns la spargerea WEP, Wi -Fi Alliance a produs în 2003 specificația WPA (Wi –
Fi Protected Access), în care a adresat problemele primare ale WEP. În WPA, s -a păstrat
algoritmul de criptare simetrică RC4, dar s -a introdus în schimb TKIP (Temporary Key
Integrity Protocol), o tehnică de schimbare a cheii de criptare pe parcursul sesiunii de lucru și
s-a înlocuit suma de control CRC -32 din WEP cu algoritmul Michae l, deoarece cu CRC
recalcularea sumei de control unui cadru alterat nu necesita cunoașterea cheii de criptare.1
IEEE a preluat specificația WPA și a elaborat în 2004 pe baza ei standardul IEEE 802.11i,
standard care stabilește o politică de criptare cunosc ută sub numele de WPA2. În WPA2,
algoritmul de criptare RC4 este înlocuit și el cu mai puternicul algoritm AES, iar suma de
control a cadrului este calculată cu ajutorul CCMP, un cod mai sigur decât CRC și decât
algoritmul Michael10.

WPA și WPA2 pot funcți ona în două moduri distincte. Cel mai simplu dintre acestea,
folosit în general la rețele personale (casnice sau ale unor firme mici), presupune configurarea
stațiilor cu ajutorul unei parole de acces, parolă din care se calculează cheile de criptare cu
ajutorul funcției PBKDF (Password -Based Key Derivation Function). În celălalt mod, WPA2
autentifică stațiile de lucru cu ajutorul unui server RADIUS11.

2.3. Raspberry Pi Zero W
2.3.1. Sisteme de operare – Raspbian Stretch
Raspberry Pi este o placă de dezvoltare de tip S BC (Single Board Computer) . Nefiind
altceva decât un calculator de dimensiuni mai mici, pe parcursul timpului s -au fost dezvoltate
diferite sisteme de operare compatibile cu acesta, dintre care amintim: Raspbian, RaspBMC,
Pidora, RISC OS, NetBSD, Plan 9, Slackware Linux, Android, Firefox OS, OpenELEC,
XBMC, Gentoo Linux, FreeBSD etc.
Un avantaj important al unei plăci Raspberry Pi comparativ cu un calculator personal
(PC) îl reprezintă prețul retus, lucru ce se reflectă în puterea mică de calcul a acestei a.
În vederea realizării proiectului de diplomă am ales să rulez pe plăcuța Raspberry Pi
Zero W sistemul de operare Raspbian Stretch. Raspbian este un sistem de operare special
optimizat pentru Raspberry Pi, iar Stretch este numele dat versiunii dezvoltate pentru
Debian9.
2.3.2. Web Server
Un server web reprezintă un server ce găzduiește paginile web pe care, ulterior, le
pune la dispoziție clienților folosind protocolul HTTP. Relația server -client se bazează pe o
aplicație care, odată instalată pe serve r, face posibil transferul paginile web găzduite –
intervine noțiunea de hosting (găzduire), asta deoarece serverul trebuie să dețină datele pe
care urmează să le returneze la cerere.
În momentul în care este introdusă o adresă, browser -ul împarte URL -ul în 3 părți:
 Protocolul de transfer hypertext: http – reprezintă limbajul pe care -l folosește browser –
ul pentru a comunica cu serverul web.

8
 Numele de domeniu: www.exemplu.com – tastarea domeniului într -un browser
presupune găsirea de către furnizotul de servicii Internet a DNS -ului care are
respectivul nume de domeniu și redirecționarea conexiunii spre server unde sunt
stocate fișierele ce, ulterior, vor apărea ca un site web.
 Numele fișierului: exemplu.html .
2.3.2.1. Apache
Apache este un server HTTP de tip open source. Apache a jucat și joacă un rol
important în dezvoltarea webului, fiind folosit în prezent în ci rca 65.2 % din paginile web.
Apache este un server web cu o contribuție notabilă la dezvoltatea Internetului (world wide
web). Apache a reprezentat prima alternativă viabilă la Netscape Communications
Corporation, și a evoluat rapid în funcționalitate și performanță ca un rival competitiv pentru
alte servere web bazate pe Uni x.
Apache este dezvoltat de o comunitate deschisă de programatori sub emblema Apache
Software Foundation. Aplicația este disponibilă pentru o mare varietate de sisteme de operare
incluzând Unix, FreeBSD, Linux, Solaris, Novell NetWare, Mac OS X, Microsoft Windows
si OS/2.
Serverul Apache este caracterizat ca fiind un software gratuit și open source, acesta
făcând ca, începând din aprile 1996, el să fie cel mai popular server HTTP. Cu toate că în
noiembrie 2005 a început să piardă din cota de piață, în april ie 2008 Apache stătea încă la
baza a peste 50 % din siturile web, iar în iunie 2013 a ajuns la 65.2%. Apache este folosit
pentru 46,91% di n totalul domeniului românesc12.

9
3. Proiectarea și implementarea dispozitivului

Pentru realizarea proiectului de diplomă am urmat câteva tutoriale13 de pe site -ul
w3school.com unde am putut observa diverse proiecte realizate folosind Raspberry Pi,
Node.Js și socket. De exemplu realizarea unei aplicații web de control al unui led
(aprindere/stingere), realizarea unei aplicații de control al intensității luminoase sau chiar
aplic ație de control al culorii unui led RGB. Deoarece Raspberry Pi este un mini calculator,
acesta poate fi folosit pentru a crea nenumărate proiecte folosind diverse tehnologii. Ca și în
cazul proiectului pe care am ales să îl realizez, proiectele ce pot fi r ealizate cu Raspberry Pi
pot îmbina partea software cu partea hardware. Pentru paginile care utilizează recunoașterea
feței am consultat de asemenea un tutorial14 și documentația de la Amazon15.
Pentru implementarea dispo zitivului mobil m -am folosit de două mari componente:
componenta hardware și componenta software. În acest capitol voi prezenta detaliat din ce
este alcătuită fiecare dintre cele două componente, modul de funcționare al fiecăreia și modul
în care cele două componente comunică.
Primul pas în proiectarea dispozitivului a fost alegerea resurselor hardware astfel încât
să pot ajunge la îndeplinirea scopului final al proiectului. Al doilea pas a fost alegerea
resurselor software astfel încât să pot realiza o comunicație facilă între partea hardwar e și
partea software , dar și asigurarea unei interacțiuni între utilizator și dispozitiv cât mai facilă.
3.1. Proiectarea și implementarea software
În cadrul acestui subcapitol voi prezenta resursele software pe care le -am folosit, atât
pentru realizarea inter feței cât și pentru controlul dispozitivului și pentru asigurarea
funcționalității proiectului.
3.1.1. Instalarea resurselor software
Primul pas a fost instalarea sistemului de operare ce va rula pe placa Raspberry Pi
Zero W. Pentru aceasta a trebuit descărcată o versiune a sistemului de operare Raspbian
Stretch16 de pe site -ul oficial.

Figură 3-1 Sursă descărcare Raspbian Stretch

10

Următorul pas a fost formatarea cardului microSD ce urmează a fi folosit ca memorie
internă. În acest scop am folosit programul
SDFormatter17. Pentru acest proiect am folosit un
card microSD de la Kingston cu o capacitate de
stocare de 16 GB.
Am ajuns în punctul în care va avea loc
instalarea sistemului de operare pe cardul microSD.
Pentru a duce la capăt acest pas am folosit un alt
tool și anume Etcher18.
Pentru conectarea la plăcuță într -o primă fază
m-am folosit de un cablu de tip Micro Usb și de
terminalul Putty, urmând făcute setările pentru
conectarea la rețeaua internet prin W i-Fi.
Pașii urmați pentru conectarea automată la
rețeaua internet au fost următorii:
 Modificarea fișierului config.txt prin adăugarea la sfârșit a următoarei setări:
dtoverlay=dwc 2
 Modificarea fișierului cmdline.txt adăugând setarea modules -load=dwc2,g_ether
 Folosind Putty m -am conectat la plăcuța Raspberyy Pi Zero W și, intrând în folderul
/etc/wpa_supplicant/ , am adăugat în fișierul wpa_supplicant.conf rețeaua la care
doresc să se realizeze conectarea:
network={
ssid="NETWORK"
psk="PASSWORD"
}
După salvarea modificărilor făcute se restartează plăcuța pentru a se produce și la
nivel de sistem modificările făcute anterior. Din acest moment conectarea la plăcuța
Raspberry Pi Zero W se poate face simplu, din t erminal, fiind conectați la aceiași rețea de
internet.
Un lucru important la acest pas este faptul că putem seta mai multe rețele de internet și
să atribuim fiecăreia un anumit grad de prioritate:
network={
ssid="phone_set "
psk="passwordOne"
priority=1
}

network={
Figură 3-3 Formatare card cu SDFormatter
Figură 3-2 Instrumentul Etcher

11

ssid="Home_set "
psk="passwordTwo"
priority=2
}

Înainte de a instala noile resurse am făcut update și upgrade sistemului de operare
pentru a fi sigur de integrarea și funcționalitatea corectă a pachetelor existente deja în sistem
și de a le aduce la versiunea cea mai nouă existentă.
Update:
Upgrade:
Pentru a instala Node.js a trebuit într -un prim pas să descărcăm o versiune a acestuia:

Apoi am pornit instalarea:

Un lucru opțional pe care l -am putea face pentru a verifica dacă pachetul s -a instalat
corect este de a verifica versiunea existentă în sistem folosind comanda node –v.
Pentru a putea folosi plăcuța de dezvoltare Raspberry Pi Zero W ca server web
următorul pas care a trebuit făcut a fost instalarea unei versiuni de Apache. Apache a devenit
cel mai popular server Web din lume datorită caracteristicilor sofisticate, performanței
excelente și a faptului că este gratuit.
$ sudo apt-get install apache2 –y
După c e am instalat Apache am verificat dacă serverul web a fost creat cu succes .

Figură 3-4 Verificare server Apache

12
Fișierul sursă pentru pagina web se regăsește în folderul /var/www/html . Am înlocuit
codul sursă conținut de acesta cu un cod nou pentru a testa încă o dată funcționalitatea
corectă.
<html>
<body>
<h1>Hello World!</h1>
</body>
</html>
Rezultatul obținut a fost:

Figură 3-5 Rezultatul paginii web „Hello World!”
3.1.2. Arhitectura interfeței web
După cum am menționat și în primul capitol, crearea unei interfețe ce constă din mai
multe pagini web mi s -a părut cea mai potrivită alegere deoarece o interfață web poate fi ușor
portată de pe un sistem de operare pe altul fără a necesita modificări semnificative ale
codului. De asemenea, nu necesită o instalare a unor resurse software specializate în mod
deosebit. Un alt motiv pentru care am optat pentru o interfață web a fost dorințade a asigura
funcționarea aplicației cu un minim de efort din partea utilizatorului. În ziua de astăzi
majoritatea dintre noi deținem un smartphone, iar folosirea telefonului și pentru a interacționa
cu dispozitivul prezentat în proiect este un plus adus aplic ației. Prin urmare, costurile
efectuate în vederea realizării acestui proiect s -au limitat doar la achiziționarea resurselor
hardware. De asemenea, am dorit ca utilizatorul să fie întâmpinat de o interfață prietenoasă,
intuitivă și ușor de înțeles. Conside r că rezultatul final a satisfăcut aceste condiții, iar în
conitnuare voi detalia modul în care a fost gândit fiecare element al interfeței.
Interfața proiectului prezentat este alcătuită din 5 pagini web, fiecăreia dintre aceste
pagini fiindu -i atribuită o anumită funcționalitate:
 Prima pagină – întâmpinare și prezentarea scopului aplicației;
 A doua pagină – autentificarea utilizatorului în vederea obținerii accesului la
aplicație;
 A treia pagină – posibilitatea înregistrării unui nou utilizator;
 A patra p agină – atenționarea utilizatorului pentru poziționarea landscape a
telefonului sau afișarea unei numărătoare descrescătoare dacă telefonul a fost
deja poziționat conform cerințelor aplicației;
 A cincea pagină – coordonarea direcției de mers a mașinii.
Acest lucru a ajutat și la organizarea codului, dar și la asigurarea înțelegerii de către
utilizator a pașilor care necesită a fi parcurși pentru a ajunge la obiectivul acestei aplicații:
coordonarea dispozitivului mobil de la distanță.

13
Prima pagină este pagina de început căreia nu îi este atribuită altă funcționalitate decât
cea de întâmpinare a utilizatorului. Aceasta prezintă pe fundal o imagine de tip gif care
accentuează tema aleasă prin prezentarea unei mașini în mișcare.
Titlul este ales astfel înc ât să realizeze o sinteză a temei proiectului:
 WiCar – provine de la ideea că dispozitivul utilizat pentru proiect este o
mașină, iar „Wi” face trimitere la termenul Wireless (Wi -Fi) specific realizării
comunicației fără fir;
 Subtitlul descrie modul de control al mașinii – coordonarea acesteia se
realizează prin control Wi -Fi.

Figură 3-6 Pagina 1 a interfeței19
Pagina este prevăzută cu un singur buton în partea de jos care permite trecerea la
următoarea pagină atunci când utilizatorul consideră că este pregătit să acceseze aplicația
propriu -zisă. Am ales să utilizez limba engleză pentru textul prezentat în conțin utul paginii
deoarece este limba cunoscută și învățată de cei mai mulți utilizatori. Paginile care construiesc
interfața aplicației au un design responsive astfel încât la redimensionarea lor aspectul
interfeței să păstreze aceeași structură în pagină, ele mentele din pagină să poată fi vizibile la
orice dimensiune a ecranului unui telefon mobil. La accesarea butonului utilizatorul va fi
redirecționat pe cea de -a doua pagină.
A doua pagină este cea prin intermediul căreia se decide dacă persoana care utilize ază
aplicația este un utilizator valid. Titlul sugerează utilizatorului care este scopul afișării acestei
pagini. Deoarece autentificarea se realizează pe baza recunoașterii feței a fost nevoie de un
container care să captureze imaginile provenite de la ca mera telefonului. Utilizatorul poate
vedea în timp real ce conținut afișează camera.

14

Figură 3-7 Pagina 2 a interfeței
Butonul dispus sub containerul care preia imaginile de la cameră permite verificarea
existenței persoanei din imaginea capturată ca utilizator valid.
Următorul element din pagină este un link care va redirecționa spre o pagină
asemănătoare ca structură cu pagina actuală care permite înregistrarea unui utilizator.
Ultimele elemente nu sunt vizibile inițial. Apariția lor în pagină este determinată de
accesul butonului Login, în urma prelucrărilor și analizei efectuate pe imaginea capturată.
Conținutul acestor elemente (identificate prin tag -ul <div>) va f i afișat ca în figura de mai
jos :

Figură 3-8 Rezultatul autentificării
Este afișat numele utilizatorului și indicele de potrivire între două caracteristici ale
fețelor similare. Un alt element care nu poate fi observat vizual este un mesaj v ocal redat în
urma confirmării existenței unui utilizator.
La accesarea link -ului „Register New User” va fi afișată cea de -a treia pagină .
Aceasta are un conținut similar paginii anterioare.

15

Figură 3-9 Pagina 3 a interfeței
Elementele noi din această pagină sunt caseta text pentru introducerea numelui
utilizatorului care urmează a fi înregistrat și butonul care de clanșează adăugarea noului
utilizator la colecția de fețe.
A patra pagină este accesată automat în cazul în care autentificarea din a doua pagină
este realizată cu succes. Utilizatorul este redirecționat la pagina în care este specificat modul
în care trebuie orientat telefonul pentru a avea rezultatele așteptate în momentul co ordonării
traiectoriei mașinii. Acest lucru este transmis prin prezentarea unei imagini de tip gif care va
prezenta modul în care trebuie rotit telefonul pentru a avea cele mai bune rezultate în
utilizarea aplicației. Dacă telefonul este orientat landscape se va declanșa o numărătoare
inversă de la 4 până la 0, ceea ce înseamnă că aplicația parcurge etapele normale și avansează
în atingerea obiectivelor pentru care a fost dezvoltată. În acest timp utilizatorul se poate
pregăti deoarece în câteva secunde va putea „conduce” mașina.

Figură 3-10 Pagina 4 a interfeței (specificare orientare pagină20)

16

Figură 3-11 Pagina 4 a interfeței (numărătoare descrescătoare)
Ultima pagină este afișată automat după finalizarea numărătorii descrescătoare din
pagina web anterioară, adică după afișarea cifrei 0. Pe această pagină se pot observa două
butoane, Start și Logout. Dacă se apasă butonul Start, acesta își va schimba culo area din
verde în roșu și textul în Stop.

Figură 3-12 Pagina 5 a interfeței

3.1.2.1. Implementarea interfeței web
În continuare voi prezenta codul sursă care stă la baza funcționării interfeței web. Am
văzut în prezentarea anterioară modul în care sunt construite și cum arată fiecare pagină din
interfață.

17
Pentru afișarea și funcționarea primei pagini web am utilizat următorul cod:

Figură 3-13 Cod sursă index.php
Funcția din interiorul tag -urilor <script></script> este apelată la accesarea butonului
Get started! Prin urmare, utilizatorul este redirecționat spre cea de -a doua pagină care se
găsește la adresa localhost:4567 . Localhost poate fi înlocuit de un IP local, iar 4567 reprezintă
portul deschis pentru ca aplicația să poată rula conform regulilor Sinatra (por t standard).
Pentru a avea portul deschis este necesar ca înainte de pornirea aplicației să deschidem pagina
principala main.rb utilizând comanda ruby main.rb în consolă.
Cea de -a doua pagină, pentru autentificare, are la bază următorul cod pentru afișarea
paginii:

Figură 3-14 Cod sursă login.erb
Un cod asemănător este scris și în fișierul register.erb. Elementul identificat prin id -ul
camera_stuff va conține containerul pentru a vedea imaginile capturate de cameră, iar cel
identificat prin id -ul message va afișa mesajul respectiv dacă browser -ul pe care îl folosim nu
permite utilizarea camerei. Am utilizat div -uri cu id -urile state și confirm pentru a primi
mesaje despre rezultatele comparației fețelor. Linia 31 prezintă un element al cărui conținut
nu va fi vizualizat, ci ascultat. Prin intermediu l acestuia utilizatorul este salutat în funcție de

18
momentul din zi și de numele său. Baza funcționării acestor pagini este cuprinsă în fișierele
JavaScript.

Figură 3-15 Cod sursă login.js
Acesta este fișierul login.js corespunzător fișierului login.erb. La linia 40 se creează o
variabilă care să stocheze imaginea capturată de cameră. Pentru aceasta m -am folosit de o
librărie JpegCamera21. Setăm api_url cu eticheta /search. Acest lucru va fol osi la transmiterea
imaginii capturate, snapshot, către fișierul main.erb care va comunica informația primită API –
ului Rekognition, pentru a fi comparată cu fețele existente în colecție. La linia 47 se separă
răspunsul primit în 3 variabile, iar dacă a fos t găsit un id în colecția de fețe al cărui șir de
caracteristici să coincidă cu șirul construit pe imaginea capturată de cameră se va afișa
mesajul de confirmare cu numele utilizatorului și procentul de asemănare. Dupa 5 secunde
utilizatorul va fi redirecț ionat pe o nouă pagină (linia 61) pentru a ajunge la scopul final al
acestei aplicații. În cazul în care răspunsul primit nu conține un id definit în colecție va fi
afișat un mesaj de eroare transmis de fișierul main.rb și nu se va mai face redirecționare a pe
următoarea pagină.
Fișierul main.rb coordonează toate operațiile care accesează Rekognition API, permite
redirecționarea de la o pagină la alta prin intermediul rutelor și întoarce mesaje specifice

19
operațiilor efectuate către pagina html. Se poate spu ne și că realizează comunicația între API –
ul Rekognition și fișierele JavaScript.

Figură 3-16 Cod sursă main.rb I
În primul rând a fost necesar să anunț la începutul fișierului cu ce voi lucra. Așadar, a
fost nevoie de rubygems , pachetul care se ocupă de librăriile necesare acestui limbaj și de
configurări, de bundler care se asigură că ruby găsește toate resursele gem necesare în fișierul
Gemfile și de sinatra , framework -ul cu ajutorul căruia am realizat aplicația.
La linia 8 am specificat fișierul unde se află credențialele pentru a accesa Rekognition
API de la Amazon. Nu pot avea acces la el decât prin crearea unui cont. Am încărcat
credențialele și am denumit printr -o constantă numele colecției în care vom încărca
metadatele despre imaginile fețelor și totodată locul care va fi accesat pentru a realiza
comparația (linia 17).
Apoi am început să setez rutele de care va fi nevoie în timpul execuției aplicației.
Prima rută este pentru cea de -a doua pagină, adică atunci când în bara pentru link se va afla
localhost:4567 sau IP:4567 Pagina care se va afișa va fi login.erb . Prima pagină a aplicației,
cea de întâmpinare, se va afișa tastând doar IP -ul local.
Apoi am s etat ruta pentru search, adică apelată la accesarea butonului Login . Atunci
va fi necesar să fie setat clientul pe serviciul Rekognition, iar în result va fi întors rezultatul
comparației descris în felul următor: caută în colecția cu numele înregistrat la constanta
USER_COLLECTIONS și găsește o față al cărei indice de potrivire să fie peste 95% în
comparație cu datele imaginii (bytes) preluate din pagina web în execuție. Dacă sunt găsite

20
mai multe fețe respectând condiția, afișează „Too many faces found!”, dacă nu este găsită
nicuna, afișează „No face detected!”. Altfel, dacă este găsită exact o față asemănătoate trimite
un mesaj JSON la fișierul JavaScript cu următoarele proprietăți: id -ul feței găsite, procentajul
de asemănare și mesajul cu numele utiliz atorului.

Figură 3-17 Cod sursă main.rb II
Linia 49 setează ruta la care va fi afișată ce de -a treia pagină. La lina 54 este ruta care
face posibilă pronunțarea mesajului de întâmpinare la recunoașterea utilizatorului. Clientul
este setat de această dată pe serviciul Polly , cel responsabil de mesaj ele vocale, formatul
mesajului va fi mp3, vocea va fi cea asociată pentru Emma din API -ul Polly, iar textul este cel
primit de la fișierul JavaScript login.js prin linia 51 prin atributul tosay .
Următoarea rută este responsabilă de adăugarea unui utlizator în colecție. Codul este
asemănător celui începând cu linia 26, pentru comparație. Apoi sunt setate și rutele pentru
afișarea celorlalte pagini din aplicație.
Numele din interiorul rutelor, cuprinse între apostroafe, sunt setate din fișierul
JavaScript pri n variabila api_url sau prin comanda $.post… .
Acesta este codul corespunzător cele de -a patra pagini:

21

Figură 3-18 Cod sursă go.erb
Se verifică dacă telefonul este orientat landscape prin compararea înălțimii paginii cu
cea a lățimii. Dacă este landscape, valoarea lui m va fi decrementată cu o unitate, pornind de
la 4 până la 0. Acesta este timer -ul creat, iar fiecare valoarea a lui m până la atingerea
intervalului inferior va fi afișată pe ecran.
Codul ultimei pagini va fi prezentat în continuare. Este codul care este responsabil de
direcționarea mașinii.

Figură 3-19 Cod sursă app.erb I

22

Figură 3-20 Cod sursă app.erb II
Pentru a controla dispozitivul mobil s -a utilizat sezorul de accelerometru de la
smartphone. Drumul parcurs de informație de la senzor la server a fost acesta: în primul rând
am scris o functie RaspberryPi , care, printr -un event de tip window.DeviceMotionEvent preia
cele trei valori de la senzor în trei variabile x, y și z. Fun ția RaspberryPi se apelează la fiecare
sfert de secundă, iar valorile x, y și z sunt transmise mai departe folosind un web socket către
plăcuța RaspberryPi Zero W. Odată cu aceste trei valori se transmite și o valoare start ce are
rolul să pună în funcțiun e sau să oprească dispozitivul. Valoarea variabilei start se
incrementează la fiecare apăsare a butonului START/STOP.

Figură 3-21 Cod sursă app.js

23
După cum am zis anterior, valorile sunt transmise printr -un socket prin portul 8080
către plăcuță unde sunt recepționate și prelucrate în scriptul app.js ce rulează pe server.
Scriptul app.js este scris in Node.js. Folosind librărian onoff am creat 4 varia bile căror le -am
asignat câte un pin de la plăcuța Raspberry PiZero W în felul următor:
var Gpio = require('onoff').Gpio;
var FW = new Gpio(19, 'out'); //forward
var RET = new Gpio(26, 'out'); //return
var LEFT = new Gpio(6, 'out'); //left
var RIGHT = new Gpio(13, 'out'); //right
În funcție de informațiile transmise prin socket s -au realizat următoarele acțiuni:

 În cazul în care valoarea lui x e ra mai mică decât 5 atunci va fi setat 1 pe pinul 19 și 0
pe pinul 26, acest lucru fiind echivalent cu deplasarea înainte.
 Altfel, în cazul în care z<5 , atunci valorile semnalelor celor doi pini se inversează,
pinul 19 fiind setat pe 0 și pinul 26 pe 1, lucru ce realizează deplasarea înapoi.
 În cazul în care nici una din condițiile anterioare nu este în deplinită, dispozitivul
rămâne în repaus până primește o nouă comandă. Acest lucru face ca pinii 19 și 16 să
se întoarcă la starea inițială fiind setați pe 0.
 Direcția de deplasare se face în funție de variabila y în felul următor: dacă y< -2.5,
dispozitivu l se deplasează spre stânga (pinul 6 este setat pe 1, iar pinul 13 pe 0), altfel,
dacă y>2.5, dispozitivul se deplasează spre dreapta (pinul 6 este setat pe 0, pinul 13 pe
1), altfel dispozitivul se deplasează înainte (atât pinul 6, cât și 13 sunt setați p e 0).
 Însă niciuna dintre aceste acțiuni nu are loc dacă nu este îndeplinită condiția ca
start%2=0 . Este un mecanism simplu de pornire/oprire a dispozitivului ce se bazează
pe restul împărțirii la 2 a unei variabile ce se modifică în timp. Dispozitivul nu se pune
în mișcare decât în momentul în care butonul START/STOP a fost apăsat de un număr
impar de ori.

Tot în funție de valoarea variabilei start se modifică textul și culoarea butonului cu id -ul
button -start.

Pagina app.erb conține o porțiune de cod CS S, porțiunea scriptului ce conține funcții și
porțiunea codului scris în HTML.

Pe lângă butonul de START/STOP , pagina mai conține un buton de LOGOUT care are
rolul de a redirecționa utilizatorul la prima pagină de LOGIN .

24

3.2. Proiectarea și implementarea hardware

Figură 3-22 Schema circuitului proiectului
a) Șasiu
Am început p roiectarea hardware prin alegerea unei platforme sau șasiu care va fi
folosită ulterior pentru așezarea componentelor hardware folosite.
Pentru acest proiect am ales să folosesc un șasiu de la o mașină RC, acest lucru oferind
o mobilitatea mai bună dispozitivului întrucât pa rtea mecanică conținând motoarele DC
pentru direcție și deplasare era implementată.
Inițial am dorit să construie sc cu blocuri meccano met alice, dar pentru a face șasiul
mai ușor și mai aerodinamic și datorită limitărilor hardware, ulterior, am decis folo sirea unui
șasiu provenit de la o mașinuță RC de la care am îndepărtat partea de control astfel încât să
pot implementa ulterior sistemul propriu de control.
Faptul că șasiul este în totalitate din plastic scade probabilitatea creării unui scurt –
circuit î ntre componentele sistemului.
Conexiunea între componentele hardware a fost realizată prin cabluri de tip jumper.

b) Putere de deplasare și direcție
Pentru a da posibilitatea dispozitivului de a se deplasa am folosit cele două motoare
DC incorporate în șasiu. Aceste motoare de curent continuu cu perii, au un consum redus de
curent și oferă putere și viteză comparabile cu un servomecanism.
Controlul motoarelor s -a realizat folos ind un driver și anume
modelul L298N22.
Folosirea unui astfel de model are mai multe avantaje.
În primul rând prețul mic.
În al doilea rând acesta este dispus cu un limitator de
tensiune liniar, astfel că în cazul unei alimentări cu tensiune mai
mare de 7V nu este necesară alimentarea separată a părții logice.
Cu ajutorul acestui driver e ste posibil controlul ambelor motoare, atât a celui folosit
pentru deplasare, cât și pe cel folosit pentru direcție.
Figură 3-23 Driver L298N

25
Specificații:
– Tensiune motoare: 5 -35 V
– Tensiune circuite ogice 5V
– Curent motoare: 2A (maxim);
– Curent logică: 36mA;
– Frecvență maximă PWM: 40kHz;
– Dimensiuni: 43 x 43 x 27 mm;

De menționat faptul că L298N poate fi folosit și pentru motoare pas cu pas.
Deși dimensiunea acestuia este mare mai mare c omparativ cu alte drivere, radiatorul
cu care este prevăzut ajută prin faptul că prin faptul că disipă o cantitate mare de caldură.
Conexiuni:
– Out 1: terminal motor A
– Out 2: terminal motor A
– Out 3: terminal motor B
– Out 4: terminal motor B
– 5V: 5 V input (dacă sursa folosită este de 7 -35 V poate fi folosit ca 5V )
– EnA: PWM pentru motorul A – controlul turației
– EnB: PWM pentru motorul B – controlul turației
– In1: direcție rotație motor A
– In2: direcție rotație motor A
– In3: direcție rotație motor B
– In4: direcție rotație motor B

În dezvoltarea acestui proiect pinii EnA și EnB vor fi setați pe enable deoarece nu ne
interesează controlul turației celor două motoare DC.
Pentru a controla sensul deplasării setăm In1 pe HIGH, iar In2 îl setăm L OW și
dispozitivul se va deplasa înainte. Pentru a inversa sensul setăm LOW, respectiv HIGH pe
In1, In2.
Pentru a controla direcția setăm In3 pe HIGH, iar I4 îl setăm pe LOW și dispozitivul
va vira la dreapta. Pentru a vira la stânga setăm LOW, respectiv HIGH pe In3, In4.
Un lucru important de menționat este faptul că GND -ul driverului trebuie conectat cu
un pin de GND de la plăcuța Raspberry Pi Zero W.

c) Sursa de curent
Dispozitivul mobil creat are nevoie de 2 surse de curent independente: o sursă de cure nt ce
alimentează driverul L298N folosit pentru controlul motoarelor DC și o sursă de curent pentru
alimentarea plăcuței Raspberry Pi Zero W.
Driverul L298N va fi alimentat cu o baterie de 9V ca în figura de mai jos:

Figură 3-24 Circuit cu surse de curent și driver

26

Alimentarea plăcuței Raspberry Pi Zero W se realizează de la o baterie externă Myria23.

Specificații:
– Intrare: 5V;
– Ieșire: 5V;
– Capacitate: 2000 mAh;

d) Antenă Wi -Fi
Scopul folosirii unei astfel de antene24 a fost creșterea semnalului wireless, astfel creștem
viteza de transmite a informației și vom avea un răspuns mai rapid venit d in partea
dispozitivului mobil.
Specificații:
 Fregvență :2.4G
 Protocol:802.11n
 Viteza de transmisie :600 Mbps
 Standard :IEEE 802.11n, IEEE 802.11g, IEEE 802.11b
 Frecvență bandă :2.4GHz

3.2.1. Arhitecyura Raspberry Pi Zero W
Raspberry Pi Zero W25 este unul dintre cele mai mici calculatoare la ora actuală având
o configurație ce permite rularea cu ușurință de distribuții Linux și putând procesa algoritmi
din cei mai complecși, însă este apropiat și de hardware -ul low level.
Specificații:
 Procesor SoC BCM2835;
 Frecvență operare procesor: 1 GHz;
 Memorie RAM: 512MB;
 Conectivitate WiFi 2.4GHz 802.11 b/g/n;
 Conectivitat e Bluetooth 4.1 + HS Low Energy ;
 Chip WiFi/Bluetooth: BCM43438;
 Slot card microSD;
 Conector miniHDMI;
 Conector micro -B USB pentru alimentare;
 Conector micro -B USB pentru date;
 Conect or CSI pentru cameră foto/video ;
 Pinout de 40 pini GPIO ;
 Compatibil cu extensiile HAT/pHAT;
 Dimensiuni: 65 x 30 x 5 mm.
Figură 3-25 Baterie externă Myria
Figură 3-26 Antenă Wi -Fi
Figură 3-27 Raspberry Pi Zero W

27

Figură 3-28 Descriere arhitectură Raspberry Pi Zero W
Sursă Figură 3 -2726
Descrierea pinilor27:
GND
Pinii de GND de pe Raspberry Pi sunt conectați elec tric, deci nu contează pe care îl
utilizăm când conectăm o sursă de tensiune. În general, se utilizează pinul GND cel apropiat
de ceilalți pini utilizați.
De exempl u, este o idee bună să utilizăm pinul 17 pentru 3v 3 și pinul 25 pentr u masă
atunci când utilizăm conexiunile SPI, deoarece acestea sunt chiar lângă pinii importanți pentru
SPI0.
Raspberry Pi Zero W este prevăzut cu 8 pini de GND și anume 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34
și 39.
DPI – Display Parallel Interface
Este o interfață paralelă pe 24 de biți, cu 28 de semnale de clock și semnale de
sincronizare.
Această interfață permite afișarea paralelă RGB să fie atașată la Raspberry Pi GPIO fie
în RGB24 (8 biți pentru roșu,verde și albastru) sau RGB666 (6 biți pentru f iecare culoare) sau
RGB565 (5 biți de roșu, 6 verzi și 5 albaștri ).

28
Cei 28 de pini care pot fi folosiți pentru unul dintre modurile de afișare enumerate mai
sus sunt: 3, 5, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 27, 28, 29, 31, 32, 33, 35, 36,
37, 38 și 40.
GPCLK – General Purpose CLock
Un pin General Purpose CLock poate fi setat pentru a scoate o frecvență fixă fără un
control software continuu.
Alte frecvențe pot fi obținute p rin setarea unui divizor de clock sub forma
SOURCE/(DIV_I + DIV_F/4096).
Pinii plăcuței Raspberry Pi Zero W care pot fi setați astfel sunt 3 la număr ( 7, 29, 31).
JTAG – Joint Test Action Group
JTAG este o interfață standardizată pentru a face debugging circuit elor integrate pe care le
putem utiliza pentru a face debug plăcuței Raspberry Pi .
Raspberry Pi Zero W este prevăzută cu 11 pini de acest tip și anume 7, 13, 15, 16, 18, 22, 29,
31, 32, 33 și 37.
W1-GPIO – One-Wire Interface
Pentru a activa one-wire interface , trebuie adăugată următo area linie în
/boot/con fig.txt , înainte de repornirea plăcuței Raspberry Pi Zero W: dtoverlay=w1 -gpio
sau dtoverlay=w1 -gpio,gpiopin=x dacă se dorește să se utilizeze un PIN personalizat (default
este setat BCM4 ).
Alternativ, se poate activa one -wire interface utilizând raspi -config sau următoarele
comenzi : sudo modprobe w1 -gpio.
Noile kernel -uri (4 .9.28 și versiuni ulterioare) ne permit să utilizăm în schimb
încărcarea suprapusă dinamică, incluzând crearea mai multor bus -uri de tip 1 -Wire pentru a fi
utilizate în același timp:
sudo dtoverlay w1 -gpio gpiopin=4 pullup=0 # header pin 7
sudo dtoverlay w1 -gpio gpiopin=17 pullup=0 # header pin 11
sudo dtoverlay w1 -gpio gpiopin=27 pullup=0 # header pin 13

PCM – Pulse -code Modulation
PCM (Pulse -Code Modulation) este o reprezentare dig itală a analogului eșantionat. Pe
Raspberry Pi este o formă de ieșire audio digitală care poate fi înțeleasă de un DAC pentru
sunet de înaltă calitate.
Pini: 12, 35, 38 și 40.

29
SDIO – SD Card Interface
SDIO este interfața SD host / eMMC de pe Raspberry Pi . Semnalele host SD sunt
utilizate în mod normal pentru slotul microSD.
Pinii folosiți în acest scop sunt 13, 15, 16, 18, 22 și 37.
I2C – Inter Integrated Circuit
Pinii I2C ai Raspberry Pi sunt o modalitate extrem de folositoare de a cpmunica cu
diferite tipuri de periferice externe . Pinii I2C includ o rezi stență fixă de 1.8 kohms setată la
3.3V. Aceasta înseamnă că nu sunt potrivite pentru u tilizarea în scopuri generale I O.
Se poate verifica adresa perifericelor I2C conectate printr -o singură linie:
sudo apt-get install i2c -tools
sudo i2cdetect -y 1

Se poate accesa I2C din Python folosind biblioteca smbus:
import smbus
DEVICE_BUS = 1
DEVICE_ADDR = 0x15
bus = smbus.SMBus(DEVICE_BUS)
bus.write_byte_data(DEVICE_ADDR, 0x00, 0x01)

Pini folosiți: 3, 5, 27, 28.
SPI – Serial Peripheral Interface
Cunoscut sub numele de magistrală serială cu patru fire, SPI permite să conectarea mai
multor dispozitive compatibile la un singur set de pini, atribuindu -le diferite pini selectați de
chip.
Pentru a comunica cu un dis pozitiv SPI, se selectează pinul corespunzător . Implicit,
Raspberry Pi Zero W are CE0 și CE1 .
import spidev
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, CHIP_SELECT_0_OR_1)
spi.max_speed_hz = 1000000
spi.xfer([value_8bit])

Pini utilizați: 11, 12, 19, 21, 23, 24, 26, 35, 36, 38, 40.
UART – Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
UART este un protocol de comunicație serială asincronă, ceea ce înseamnă că are
octeți de date și transmite biți individuali într -un mod secvențial.
Transmisia asincronă permite transmisia datelor fără ca expeditorul să trimită un
semnal de ceas către receptor. În schimb, expeditorul și receptorul sunt de acord asupra

30
parametrilor de sincronizare în avans și se adaugă biți speciali numiți "biți de pornire" fiecărui
cuvânt și utilizați pentr u sincronizarea unităților de trimitere și recepție.
UART este utilizat în mod obișnuit pe Raspberry Pi ca o modalitate convenabilă de a
controla GPIO -ul sau de a accesa mesajele de boot a kernel -ului din consola seria (activată
implicit).
Pinii folosiți î n acest scop sunt 8 și 10.
WiringPi
WiringPi este o încercare de a aduce simplitatea Arduino -wiring -like și la Raspberry
Pi.
Scopul este de a avea o singură platformă comună și un set de funcții pentru accesarea
Rasp berry Pi GPIO în mai multe limbaje .
WiringPi este o librărie C la bază, dar este disponibil ă și pentru utilizatorii Ruby sau
Python care pot instala librăria folosind "gem install wiringpi", respectiv "pip install
wiringpi2" .
Librăria WiringPi2 -Python aduce o întreagă serie de fu ncționalități WiringPi pentru
Python, inclusiv caracteristici noi de la WiringPi 2. WiringPi utilizează propria schemă de
numerotare a pinilor plăcuței Raspberry Pi Zero W.
Instalarea pentru Python se face foarte ușor efectuând comanda:
sudo pip install wi ringpi2
3.2.2. Legătura între componente
Realizarea legăturilor între componentele descrise mai sus și care alcătuiesc partea
hardware au fost realizare astfel.
Am menționat mai sus faptul că șasiul dispozitivului a fost luat de la o mașinuță RC de
la care a fo st scos circuitul ce realiza controlul și interpretarea comenzile primite de la
telecomandă. Mașinuța era alimentată inițial cu 4 baterii de 1.5 V care au fost înlocuite
ulterior cu o baterie de 9V. Pentru a putea avea control asupra celor două motoare DC acestea
au fost conectate la driver -ul L298N astfel: pentru motorul Dc folosit pentru deplasare s -au
folosit pinii OUT 1 și OUT 2, iar pentru motorul DC folosit pentru direcție s -au folosit pinii
OUT 3 și OUT 4.
Alimentarea driver -ului s -a realizat folosin d o baterie de 9V , borna pozitivă a bateriei
a fost conectată la slotul de 12V al driver -ului L298N, iar borna negativă a fost conectată la
GND -ul driver -ului și la pinul GND al plăcuței Raspberry Pi Zero W numerotat cu 39. Este
obligatoriu conectarea bat eriei și la un pin GND de la plăcuța Raspberry Pi Zero W pentru ca
sistemul să poată funcționa.
După acest pas a trebuit să creăm o legătură între driver -ul L298N și plăcuța
Raspberry Pi Zero W. În acest scop am folosit patru pini de la plăcuță în modul ur mător:

31
Pentru semnalul de control al motorului pentru deplasare am conectat pinul IN 1 de la
driver -ul L298N la pinul GPIO19 de la plăcuța Raspberry Pi Zero W și pinul IN 2 la pinul
GPIO26.
Pentru semnalul de control al motorului pentru direcțtie am conect at IN 3 de la driver –
ul L298N la pinul GPIO6 și pinul IN 4 la pinul GPIO13 de la plăcuța Raspberry Pi Zero W.
Pinii ENA și ENB de la driver -ul L298N i -am setat pe enable deoarece nu ne
interesează momentan un control al turației motoarelor. Însă, folosind acești pini, s -ar putea
implementa un algoritm pentru controlul vitezei dispozitivului mobil.
Pentru alimentarea plăcuței Raspberry Pi Zero W s -a folosit o baterie externă Myria,
iar conexiunea dintre acestea s -a realizat folosinf un cablu Micro Usb.
Cu s copul de a crește semnalul wireess s -a folosit și o antenă care s -a conectat la
plăcuță prin portul micro usb și folosind, ca și în cazul alimentării, un cablu Micro Usb.
Cardul microSD folosit pe care s -a instalat anterior sistemului și care este folosit și ca
memorie internă a fost introdus în slotul pentru card microSD cu care este prevăzut plăcuța
Raspberry Pi Zero W .
Pentru răcitea procesorului plăcuței Raspberry Pi Zero W am folosit un cooler pe care
l-am conectat la baterie.
Deoarece nu am vrut ca bateria să nu se consume pe perioada în care dispozitivul nu
este utilizat am folosit un întrerupător.

32
4. Testarea aplicației și rezultate experimentale

După scrierea codului este de dorit ca aplicația să fie testată pentru a observa modul în
care răspunde la anumite acțiuni și pentru a verifica dacă funcționează conform așteptărilor.
Inițial am dorit să testez partea de autentificare în aplicație.
Dacă doresc să creez un cont, dar nu am ales un nume pentru utilizator, este afișat un
mesaj de eroare care s ugerează utilizatorului să stabilească un nume.

Figură 4-1 Test nume utilizator lipsă
Dacă doresc să accesez aplicația și am asociat un utilizator existent, va apărea un
mesaj ca în imaginea de mai jos și va fi afișată apoi următoarea pagină.

Figură 4-2 Test utilizator recunoscut
În momentul în care am pus în fața camerei o față necunoscută, autentificarea a eșuat,
așa cum era de așteptat, deoare ce nu exista în colecția de fețe.

Figură 4-3 Test utilizator necunoscut
Un pas important a fost configurarea și setarea conexiunii la Wi -Fi. Acest lucru a fost
realizat modificând fișierul wpa_supplicant.conf. După realizarea acestot setări conexiunea la
plăcuță am realizat -o folosind PuTTy.
Pentru a putea folosi plăcuța de dezvoltare Raspberry Pi Zero W ca server următorul
pas pe care a trebuit făcut a fost instalarea unei versiuni de Apac he. După ce am instalat
Apache am verificat dacă serverul web a fost creat cu succes. (Fig ura 3 -4)
Fișierul sursă pentru pagina web se regăsește în folderul /var/www/html. Am înlocuit
codul sursă conținut de acesta cu un cod nou pentru a testa încă o dată funcționalitatea
corectă.

33
<html>
<body>
<h1>Hello World!</h1>
</body>
</html>
Rezultatul obținut a fost cel din Figura 3 -5.
Pentru partea mecanică și anume put erea de deplasare și direcție am folosit șasiul de la
mașinuță RC de la care am înlăturat vechiul circuit de control. Pentru deplasare și direcție este
folosit cîte un motor DC de 4V. Pentru controlul acestora am folosit un driver L298N.

Specificații:
 Tensiune motoare: 5 -35 V
 Tensiune circuite logice 5V
 Curent motoare: 2A (maxim);
 Curent logică: 36mA;
 Frecvență maximă PWM: 40kHz;
 Dimensiuni: 43 x 43 x 27 mm;
Pentru controlul fiecărui motor s -au folosit câte doi
pini, iar alimentarea driverului L298N s -a făcut cu o
baterie de 9V.
A urmat scrierea unui script pentru a testa controlul
motoarelor.
Pentru fiecare din cele dou ă motoare s -au folosit
doi pini de la Raspberry Pi Zero W. Pinii de la driver de
PWM au fost setati pe enable deoarece într -o primă fază nu
ne vom dori controlul turației motorului de deplasare și nici a celui de direcție.
Scriptul d e testare a fost scris în Python:

Figură 4-5 Script Python pentru testare și ciruit testare complet

Direcție
Deplasare
Figură 4-4 Circuit de testare cu
descrierea motoarelor

34

Controlul sistemului mobil va avea loc prin Wi -Fi, astfel pentru o mai bună securitate
mi-am propus crearea unei aplicații de conectare bazată pe recunoaștere facială. În acest sens
am folosit Rekognition API pe care l -am prezentat în capitolele anterioare.
Pentru controlul mecanismului de deplasare am folosit accelerometrul de la telefon.
Pentru aceast a a trebui să studiez modalitatea de funcționare a senzorului și apoi să testez
printr -o aplicație simplă funcționalitatea acestuia.

Figură 4-6 Cod sursă pentru afișarea coordonatelor X, Y și Z și modul de orientarea al axelor

Figură 4-7 Rezultat testare pentru afișarea coordonatelor

35
5. Manual de utilizare

În acest capitol voi descrie pașii care trebuie parcurși pentru a rula aplicația cu succes.
În primul rând se vor deschide două terminale PuTT y, iar la Hostname vom scrie
pi@licenta.local , adică numele cu care identific plăcuța Raspeberry Pi Zero W.
Pentru ambele terminale vom folosi comanda cd /var/www/html pentru a ajunge în
directorul care conține fișierele necesare rulării aplicației.
În primul terminal vom scrie comanda ruby main.rb pentru a deschide portul 4567,
portul implicit pentru ca Sinatra să poată permite afișarea și buna funcționare a paginilor web.
În al doilea terminal vom scrie comanda node app.js care permite primirea și
prelucrarea valorilor provenite de la accelerometrul telefonului pentru a direcționa
dispozitivul mobil.
Este neces ar apoi să deschidem o fereastră Mozilla Firefox, iar în bara de link -uri să
scriem IP -ul local. Acesta se găsește tastând în consolă comanda ping licenta.local .
În acest moment ar trebui s ă apară pagina web din Figura 3 -6, apoi putem naviga de pe
o pagină pe cealaltă cu ajutorul butoanelor dispuse în interfața web.
Click pe butonul Get started! va afișa cea de -a doua pagină. Trebuie ca utilizatorul să
se vadă în conținutul paginii web în spațiul destinat afișării „camerei”, iar apoi poate da click
pe butonul Login.
Dacă nu este un utilizator înregistrat, este necesar să acceseze link -ul de sub b utonul
Login , cel pe care scrie Register new user . Astfel se va afișa cea de -a treia pagină, în care
utilizatorul va introduce întâi numele pe care îl dorește pentru a fi identificat, apoi va apăsa pe
butonul Register. Dacă operația de adăugare a utilizato rului a fost reușită va fi afișat mesajul
User registered!. În acest caz poate fi accesat link -ul care conduce spre pagina anterioară, de
autentificare și parcurge instrucțiunile specificate anterior, corespunzătoare acestei pagini.
În urma autentificării va fi afișată cea de -a patra pagină care va aștepta până când
utilizatorul va orienta telefonul landscape. Atunci când este respectată condiția va începe
numărătoarea inversă de la 4 până la 0, apoi va fi afișată ultima pagină.
Dacă utilizatorul va apăsa pe butonul Start dispozitivul mobil va începe să vireze sau
să meargă înainte sau înapoi, în funcție de orientarea telefonul mobil. La apăsarea butonul
Stop dispozitivul nu va mai primi comenzi de la telefonul mobil.
Pentru a ieși din aplicație este neces ar să fie accesat butonul Logout.

36
6. Concluzii

Recunosc că a fost o provocare pentru mine să realizez această aplicației deoarece nu
cunoșteam la început toate limbajele pe care trebuia să le folosesc. Dar la finalizarea acesteia
pot spune că mi -am însuși t noțiuni de bază pentru limbajul Ruby, nou pentru mine de altfel. A
fost necesar să urmăresc tutoriale care să mă direcționeze spre instrucțiunile pe care trebuia să
le folosesc. Documentația de la Amazon a fost dificil de înțeles la început pentru mine, dar
privind la exemple și paralel la documentație cred că am înțeles modul în care se lucrează cu
serviciile puse la dispoziție de Amazon.
De asemenea, nu am fost prietenă cu partea hardware în timpul facultății, am preferat
să lucrez mai mult pe dezvoltar ea de programe software. Însă cred că este bine ca un
programator să cunoască noțiunile de bază și din domeniul hardware. P rin realizarea acestui
proiect am dorit să învăț câteva noțiuni elementare și în privința aceasta și cu puțin ajutor pot
spune că am început să înțeleg și modul de programare la nivel de începător din acest
domeniu.
Obiectivele pe care am reușit să le atin g din cele pe care mi le -am propus la început cu
privire la acest proiect:
 Am realizat o interfață web prietenoasă și ușor de înțeles;
 Modul de autentificare în aplicație este deosebit de altele, ușor de realizat și
mai sigur;
 Este asigurat un confort ridi cat în coordonarea unui dispozitiv mobil prin
intermediul acestui proiect;
 Am dobândit mai multe cunoștințe atât la nivel de programare software, cât și
de programare hardware.
Obiective pe care nu am reușit să le realizez:
 Să detectez dacă în vizorul came rei există o față ale cărei date pot fi
prelucrate. Momentan este afișat un mesaj de eroare de la Amazon în cazul
încercării autentificării fără ca imaginea capturată să conțină o față;
 Să implementez funcționalitatea aplicației și pentru sistemul de operare iOS.
Chiar dacă nu am reușit să implementez și aceste două soluții, intenționez ca în
viitorul apropiat să le duc la îndeplinire și pe acestea, mai ales că cel din urmă nu a fost
realizat din cauza timpului care s -a scurs foarte repede de la începutul implementării
proiectului până la momentul prezentării proiectului de diplomă.

37
Anexe
Index.php

login.erb

Register.erb

38
Login.js

Register.js

39
Go.erb

App.erb

40

App.js

41

42
Bibliografie

1 https://www.collinsdictionary.com/dictionary/english/web -page
2 https://www.roweb.ro/ro/tehnologii/node -js
3 https://www.ruby -lang.org/en/about/
4 Matz, vorbind în cadrul Ruby -Talk, 12 Mai, 2000
5 http://sinatrarb.com/ intro.html
6 https://www.wikitechy.com/tutorials/ruby -on-rails/ruby -on-rails-vs-sinatra
7 http://blog.scoutapp.com/articles/2017/02/20/rails -api-vs-sinatra -vs-grape -which -ruby-
microframework -is-right -for-you
8 https://aws.amazon.com/rekognition/
9 https://ro.wikipedia.org/wiki/Wi -Fi
10 https://ro.wikipedia.org/ wiki/Wi -Fi
11 https://ro.wikipedia.org/wiki/Wi -Fi
12 https://ro.wikipedia.org/wiki/Apache_(server)
13 https://www.w3schools.com/nodejs/nodejs_raspberrypi_blinking_led.asp
14 https://hackernoon.com/building -a-face-recognition -web-app-in-under -an-hour-345aa91487c
15 https://docs.aws.amazon.com/sdkforruby/api/Aws/Rekognition/Types/FaceSearchSettings.html
16 https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
17 https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/
18 https://etcher.io/
19 http://hdgifs.com/gif/hero -car/
20 http://cdn.3dvista.com/brookwood/index.htm
21 https://github.com/amw/jpeg_camera
22 https://www.smart -prototyping.com/L298N -Dual -H-bridge -Motor -Driver -Board
23 https://altex.ro/acumulator -extern -universal -myria -mu01 -bu-2000mah -albast ru/
24 https://www.eletronicshopp.com.br/item/ANTENA -WI%252dFI -COM -ADAPTADOR -USB –
PARA -RECEPTORES -VARIADOS.html
25 https://www.justboom.co/product/raspberry -pi-zero-w-soldered -header/
26 https:// cdn.sparkfun.com/r/600 -600/assets/learn_tutorials/6/7/6/PiZero_1.png
27 https://pinout.xyz/pinout/ground