UȘĂ INTELIGENTĂ ACȚIONATĂ PRIN AMPRENTĂ DIGITALĂ CU [629288]
FACULTATEA DE AUTOMATICĂ ȘI CALCULATOARE
DEPARTAMENTUL C ALCULATOARE
UȘĂ INTELIGENTĂ ACȚIONATĂ PRIN AMPRENTĂ DIGITALĂ CU
AJUTORUL UNUI MICROCONTROLLER
LUCRARE DE LICENȚĂ
Absolvent: [anonimizat]: Asist.Drd.Ing Valentin Sita
2015
FACULTATEA DE AUTOMATICĂ ȘI CALCULATOARE
DEPARTAMENTUL C ALCULATOARE
DECAN, DIRECTOR DEPARTAMENT,
Prof. dr. Ing. Liviu MICLEA Prof.Dr. Ing. Honoriu VĂLEAN
Absolvent a: Lorena Moga
USĂ INTELIGENTĂ ACȚIONATĂ PRIN AMPRENTĂ DIGITALĂ CU
AJUTORUL UNUI MICROCONTROLER
1. Enunțul temei: Lucrarea de fata își propune prezentarea securitații usii unei
locuinte ,cu ajutorul unui senzor de amprent ă digital ă care va memora amprenta
individului facând posibil ă întrarea în locu ință doar cu amprenta memorată
atingand senzorul, u șa se va deschide automat.
2. Conținutul lucrării: Capitolul 1 -Introducere, Subcapitolul 1.1 -Contextul
proiectului, Capitolul 2 -Obiectivele proiectului, Capitol ul 3-Studiul bibliografic,
Capitolul 4 -Analiza și fundamentarea teoretică, Subcapitolul 4.1 -Fundamentarea
teoretică, Subcapitolul 4.2 – Lista componentelor necesare pentru realizarea
sistemului, Capitolul 5 -Proiectarea de detaliu și implementare, Capitolul 6 –
Testare și validare, Capitolul 7 -Manualul de instalare și utilizar e, Capitolul 8 –
Concluzii
3. Locul documentării : Univers itatea Tehnică din Cluj -Napoca extensia Satu Mare
4. Consultanți : Asis.Drd.Ing Valentin Sita
5. Data emiterii temei: 23 martie 2015
6. Data predării: 23 Iunie 201 5
Absolvent ă: Lorena Priscila Moga
Coordonator ști ințific: Asis.Drd.Ing Valentin Sita
FACULTATEA DE AUTOMATICĂ ȘI CALCULATOARE
DEPARTAMENTUL C ALCULATOARE
FACULTATEA DE AUTOMATICĂ ȘI CALCULATOARE
DEPARTAMENTUL C ALCULATOARE
Declarație pe proprie răspundere priv ind
autenticitatea lucrării de licență
Subsemnatul(a) Moga Lorena Priscila legitimat(ă) cu seria SM nr. 400590
CNP [anonimizat] , autorul lucrării Moga Lorena , elaborată în vederea susț inerii
examenului de f inalizare a studiilor de licență la Facultatea de Automatică și
Calculatoare, Specializarea Ingineria Sistemelor Automate din cadrul Universității
Tehnice d in Cluj-Napoca, sesiunea a anului universitar 2014/2015 , declar pe proprie
răspundere, că această lucrare este rezultatul propriei activități intelectuale, pe baza
cercetărilor mele și pe baza informațiilor obț inute d in surse care au fost citate, în tex tul
lucrării, și în bibliografie.
Declar, că această lucrare nu conț ine porțiuni plagiate, iar sursele bibliografice au
fost folosite cu respectarea legislației române și a convențiilor internaționale priv ind
drepturile de autor.
Declar, de asemenea, că ac eastă lucrare nu a mai fost prezentată în fața unei alte
comișii de examen de licență.
În cazul constatării ulterioare a unor declarații false, voi suporta sancțiunile
administrative, respectiv, anularea examenului de licență .
Data
23.06.2015 Nume, Prenume
Moga Lorena Priscila
Semnătura
1
Cuprins
Capitolul 1. Introducere ………………………….. ………………………….. ………… 1
1.1. Contextul proiectului ………………………….. ………………………….. ……………………. 3
Capitolul 2. Obiectivele Proiectului ………………………….. …………………….. 5
Capitolul 3. Studiul Bibliografic ………………………….. …………………………. 7
Capitolul 4. Analiză și Fundamentare Te oretică ………………………….. ….21
Capitolul 5. Proiectare de Detaliu și Implementare ………………………….. 33
Capitolul 6. Testare și Validare ………………………….. ………………………….. 41
Capitolul 7. Manual de Instalare și Utilizare ………………………….. ………. 47
Capitolul 8. Concluzii ………………………….. ………………………….. …………… 57
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. 59
Anexa …………………………………………………………………………… ……….. ……….63
2
Capitolul 1
1
Capitolul 1. Introduce re
Viziunea de casă intelingentă a atras atenția mai multor cercetatori care au depus
un efort considerabil care să permită automatizarea unei locuințe.
Oricine și -ar dori să aibă o casă automatizată din mai multe motive în funcție de
necesitățile fiecăruia,atât la tineri cat și la cei vârsnici.
În general oamenilo r le place comoditatea, și maxima securitate al locuinței de
oriunde s -ar afla aceștia.
Imaginați -vă ca ați putea automatiza sistemul de iluminat, astfel încât să nu mai
fie necesară deplasarea fizică, având nevoie doar de un sistem inteligent de pe telefo n și
multe alte metode.
În zilele noastre stresul este mare și să mai purtam și grija cheilor de la intrarea în
locuință, devine un factor în plus de stres în caz ca acestea se pierd.
Automatizarea casei ne vine în ajutor cu implementarea unui senzor de am prentă
de exemplu care folosește amprenta utilizatorului fără a fi necesară folosirea cheilor.
Dacă vorbim de partea financiară,acesta nu prezintă probleme deoarece aceste
sisteme sunt ieftine, în funcție de buget și de necesități fiecare utilizator iși po ate alege
singur aparatura implementată.
Acest termen de casă automatizată are un înteles variat, depinzând de imaginația
fiecăruia, în funcție de ce și -ar dori în propria locuință.
Respectiv dacă vorbim despre domeniul ales, securitatea locuinței aceasta
prezintă starea în care un individ se simte în siguranță, putând să își apere proprietățile și
nu numai.
Acest sistem de securitate permite realizarea ambelor scopuri, protecția personală
care este primordială dar și protecția locuinței.
Pentru ca securit atea să se realizeze la un nivel înalt în funcție de necesitățile
individului, trebuie înțelese nivelurile care se folosesc pentru protecția completă.
Nivelul de protecție care previne o serie de evenimente neașteptate, intrarea prin
efracție, controlul ge amurilor și căilor de acces, precum și controlul aparatelor care ajută
în realizarea protecției individului.
Un alt nivel este determinarea,care necesită un plan de al speria pe hoț, înainte ca
acesta să comită infracțiunea, luand în seama toți factori car e l-ar putea ajuta să scape.
Cel mai important nivel care realizează acest sistem este cel de monitorizare, prin
care controlăm acțiunile din exterior respectiv interiorul locuinței, cu ajutorul unor
camere de supraveghere respectiv alți senzori.
De ce să alegem acest sistem si nu să apelam la organele competente în securitate
înainte?
Raspunsul la acesta întrebare este simplu, atunci când hoțul intra prin efracție în
casă, în funcție de ce intenții are poate să produca infracțiunea într -un timp scurt precu m
și se poate întampla cazuri de vatamare sau omor.
Capitolul 1
2
Având aceasta tehnologie, nu numai că îl putem opri din comiterea infracțiunii, ci
îl putem și izola în încăperea respectivă prin acționarea programului din sistemul central,
care anunță automat autorităț ile ca în locuinta re spectivă se pretrece un caz de infracțiune.
Una din mutitudinea de explicații ale termenului de casă automatizată este ca
acesta se refer la un produs sau un serviciu care oferă foarte multe beneficii fără ca
utilizatorul să acționeze direct, ci aparatura în sine să declanșeze o serie de evenimente
pentru ca acesta să fie în siguranță.
Pentru cei vârsnici această tehnologie ar fi de mare folos, deoarece la o vastra
înaintată apar probleme de locomoție, memorie, forța scade precum și ve derea.
Deoarece această metodă a trezit multe nemulțumiri în domeniul comercial mulți
dintre clienți nu doreau să se murdareasca cu cerneala, fiind o metoda și foarte lentă față
de scanarea amprentei digitale unde ulitizatorul obține amprenta pe loc într -un timp foarte
scurt.
Am ales domeniul automatizărilor de case, din motive precise, respectiv acest
sistem ne va facilita traiul, vom avea controlul absolut al locuinței noastre, și desigur nu
ne vor mai preocupa motivele de securitate.
Este momentul să u itam de grijile de sigurantă, si să facem o lume mai sigură, în
care să nu ne temem să fim jefuiți sau alte cazuri nefericite.
Imaginați -vă că ați pleca în vacanța și ați uita să opriți sistemul de încălzire, sau
copiii ar uita să oprească lumina din locu ința și v -ați trezii cu o factură la lumină imensă.
În acest concept, casa automatizată vine in ajutorul tuturor celor care își doresc o
viață fără griji, și o viața unde confortul să fie la el acasă.
Aș dori sa prezint câteva din sistemele ce se pot autom atiza într -o locuință
personală și anume, sistemul de iluminat, sistemul de securitate și alarmă, controlul
aparaturii și nu numai.
Sistemul de iluminat prezintă un concept modern, față de sistemul clasic de
folosire al becului incandescent, care folosește 15% din energia luminii, iar restul de 85%
caldura emisă de acesta.
Putem controla inclusiv iluminatul exterior cu ajutorul unei telecomenzi sau unei
fotocelule.
Referitor la controlul aparaturii, putem si acest concept să -l implementăm cu
ajutorul aplica țiilor la distanță, folosind adaptoare și unde radio.
Folosind niște simpli senzori de temperatură, putem îmbunătății sistemul de aer
condiționat care poate porni automat sau sa se oprească atunci cand climatul nu este
confortabil.
Senzorii de alarmă și de geamuri ne pot feri de relele intenții ale hoților, care
doresc să pătrundă în locuința personală, precum și folosirea camerelor cu ajutorul
wirelles -ului care ne permite să vedem cine se află în exteriorul locuinței.
Daca dorim controlul absolut al locui nței, putem controla chiar și draperiile și
jaluzelele din interior, programând sistemul la o anumită ora de deschidere al acestora
Capitolul 1
3
respectiv de inchidere sau folosind un senzor de lumină, care interacționează cu lumina
din mediul înconjurător.
În această lucrare se va folosi amprenta digitală, care este un sistem bazat pe un
senzor optic care transmite imaginea captată catre microcontroler în funcție de sistemul
de implementare.
Sistemul permite stocarea, stergerea si verificarea amprentei cu doar o apasă re de
buton,acesta deschizând ușa doar prin prezența utilizatorului autorizat care și -a memorat
amprenta.
1.1. Contextul proiectului
Domeniul din care face parte acest sistem de acces al unei uși de locuință,
încăperi și multe altele este Biometria.
Implementarea acestui sistem a fost realizat cu ajutorul amprentei digitale,
deoarece prezinta o serie de factori pozitivi de utilizare.
Fiecare om are cate o amprenta unică, care nu se poate falsifica, acesta stimulează
simțul tactic pentru a amplifica s imțurile în momentul atingerii anumitor obiecte și nu
numai.
Este ieftin, practic și ușor de utilizat, și este de o importanța ridicată în securitatea
personala al unui individ care are anumite proprietăți și doreste securitate maximă.
Amprenta digitala p oate fi adoptată în foarte multe domenii, precum medicina
dentară, la o întreprindere, domeniul personal, în integrarea amprentelor în pasapoarte și
nu numai.
În zilele noastre, siguranța ne este periclitată de diferite metode și idei ale
infractorilor, i ar acest sistem nu numai că ne asigura acest lucru ci și la confortul
utilizatorului de a nu purta grija cheilor, într -o lume în care timpul pare să fie micșorat.
Sistemul implementat permite utilizatorului, sa acționeze ușa cu ajutorul unui
senzor de ampr entă, prin înregistrarea ei, ca pe urmă să se poată memora o nouă
amprentă.
Ușa este acționată cu ajutorul unui servo -motor, care primește semnalul de la
senzorul infraroșu, care prin acoperirea lui realizează închiderea ușii, iar pentru
momentul deschid erii ei, se va impregna amprenta pe senzor.
Rolul ecranului LCD este de a afișa starea ușii, pentru a prezenta starea rulării
proiectului respectiv a programului.
Microncontrolerul Seeeduino a purtat „ toată munca grea”, deoarece el este
„creierul” aplicaț iei, fără de care nu s -ar fi putut realiza acest proiect.
Utilizatorul poate avea certitudinea că fără acordul lui, accesul în acea încăpere ar
nu ar fi posibilă fără acordul lui, deoarece acest sistem de recunoaștere cu amprentă
primește amprente unice, s e știe ca fiecare persoană prezintă o amprentă personală.
Capitolul 1
4
Scopul realizării acestui proiect este de a prezenta latura „Biometriei ”, mai exact
latura securității unui control de acces într -o locuință, birou, clădire și nu numai.
Această ramura a „Biometriei ” este vastă, dar dintre toate, accesul într -o locuință
cu ajutorul unui sensor de amprentă este cea mai fiabilă.
Capitolul 2
5
Capitolul 2. Obiectivele Proiectului
Obiectivul acestei lucrări, este automatizarea unei locuințe mai exact
automatiza rea unei uși cu ajutorul amprentei digitale.
Acest sistem va facilita viata utilizatorilor, le va mări gradul de siguranță prin
unicitatea amprentei fiecăruia.
Principalul obiectiv al acestei lucrări este implementarea unui sistem de control de
acces bazat pe elemente biometrice.
Se mai urmarește și prezentarea unei alte laturi ale securitații, înafară de cea
clasică prin apelul la organele competente, prin punerea accentului pe siguranța
personala cu ajutorul sistemelor pentru case inteligente.
Ca obiective secundare în acestă lucrare se urmarește:
Acționarea automată al unei uși ;
Afișarea stării sistemului de control acces pe un ecran LCD ;
Interacțiunea cu elementele biometrice prin intermediul unei interfețe pe
ecran LCD ;
Gestionarea conturilor prin intermediul unui senzor și al unui afișaj LCD ;
Memorarea unei noi amprente cu ajutorul unui senzor de tip buton ;
Implementarea sistemului de închidere al ușii cu ajutorul unui senzor
infraroșu.
Microcontrolerul Seeeduino are cea mai mare contribuție deoarece el primeste
datele de la senzorul amprentei digitale, unde le salveaza într -un fișier pe calculator, și
rămâne memorată în program amprenta utilizatorului.
Pentru a reuși acest lucru am folosit un sevo -motor care acționează mișcarea
ușii,respectiv închiderea și deschirea ei comandată de microcontroler, care la rândul lui
va transmite un mesaj cu starea ușii folosind un ecran Lcd Rgb care va afișa mesajul
aferent acțiunii ușii.
Daca dorim să înregistrăm o nouă amprentă, vom folosi senzo rul de tip buton care
prin acționarea lui se va realiza acesta metodă, și cu aceasta sistemul să funcționeze.
Rolul senzorului infraroșu este de a trimite semnalul servo -motorului, și de a
acționa ușa.
Se urmărește și testarea sistemului în pogramul Matlab pentru a observa
eventualele îmbunătățiri, precum și simularea lui pentru a compara partea fizică cu partea
soft.
Cu ajutorul capitolului „Studiul bibliografic”, aș dori să evidentiez ramura
Biometriei din care face parte amprenta digitală, o ramură foar te vastă care conține mai
multe căi de acces, și de securitate.
Capitolul 2
6
În capitolul „Analiză și fundamentare teoretică” este explicat în detaliu, cum
funcționează acest sistem de securitate implementat, precum și prezentarea pieselor
folosite fără de care acest proiect nu ar fi putut fi realizat.
Tot în acest capitol cuprinde și prezentarea legăturii unei materii învațate pe
parcusul facultații, care are o legatura profunda cu domeniul ales și anume „Sisteme cu
evenimente discrete”.
„Proiectarea de detaliu și i mplementare” se referă la explicarea mai pe larg, al
conexiunii pieselor proiectului, care pornește de la schema generala și ajunge la
detalierea fiecărei intrari si ieșiri ale pieselor.
Evident că pe lângă implementarea și conectarea pieselor avem nevoie și de
testarea sistemului realizat, introducând datele preluate din sistem într -un program pe
calculator de unde reies o multitudine de informații.
Odata ce sistemul de securitate a fost realizat, apare importanța concluziilor care
reies din acel sistem im plementat, precum mententanța, costul, flexibilitatea și multe alte
funcțiuni.
Se mai urmărește și promovarea conceptului de amprentă digitală, și subliniarea
importanței acestui sistem automatizat în domeniul securității.
Principalul scop este securizarea unei încăperi, locuință sau clădire prin
implementarea acestui sistem de securitate, și prezentarea ramurii Biometriei in detaliu.
Scopul final este realizarea unui sistem care să prezinte un cost mic,
implementarea unui sistem cu o mentenanța profesională, și nu în ultimul rand să fie
performant să se poate elimina erorile apărute pe parcusul utilizării sistemului de
securitate.
Implementarea acestui sistem cu ajutorul senzorului de amprenta are rolul de
elimina încercarea de a altera indentit atea, și realizarea posibilității înregistrării unor noi
amprente.
Sistemul realizat cu ajutorul microcontrollerului, implică și compararea
amprentelor pentru a se vedea dacă acestea sunt compatibile, iar dacă nu accesul sa fie
blocat în incinta respectivă .
Capitolul 3
7
Capitolul 3. Studiu l Bibliografic
Domeniul în care se încadrează aceasta lucrare este cel al securitații, respectiv
accesul într -o încăpere care se realizeaza cu ajutorul unui senzor de amprentă digitală.
Amprenta digitală este o ramură a biometriei, la fel ca și scanarea
irisului,recunoașterea vocala, semnătura digitală, imaginea 3 -D.
Această tehnologie am folosit -o în deschiderea respectiv închiderea unei usi, cu
alte cuvinte automatizarea ei cu un senzor de amprentă digital ă.
Dupa cum am menționat mai sus sunt mai multe ramuri ale biometriei pe care aș dori să
le dezvolt puțin.
Recunoașterea facială folosește tehnologia imaginii care prin utilizarea și folosirea
trăsăturilor fizice ale individului se poate identif ica identitatea lui.
Acestă tehnologie se poate implementa în mai multe feluri, captarea feței în
imagine folosind o camera obișnuită respectiv folosind modelul infraroșu care folosește
căldura emisă de modelul feței respective.
Acesta presupune mai multe abordări pentru a modela o imagine facială precum:
Analiza componentelor principale;
Analiza trăsăturilor locale;
Rețele neuronale;
Teoria elasticității grafurilor;
Analiza multirezoluție.
În funcție de sistemul de recunoastere, acestea se pot efectua în timp real între
timp ce altele necesită ca utilizatorul să fie în repaus pentru a se realiza o analiză cat mai
precisă.
„Mariile beneficii ale acestei recunoașteri faciale fiind neintruzivitatea, continuitatea și
este acceptată de majoritatea u tilizatorilor.’’[1]
Pe langa multitudinea beneficiilor acestui sistem, el este și flexibil, putându -se
scana subiectul fără ca el să își dea seama de acest lucru, și chiar pozele facute cu un
aparat obișnuit pot fi îndentificate cu acest sistem.
Deși ace st sistem în prezent are un succes limitat în puține aplicații, pe viitor
acesta se va dezvolta putând devenii ramura principală al biometriei.
„Sistemul de recunoaștere facială lucrează sistematic analizând trăsăturile comune ale
oricarei fețe”[2]:
Distan ța dintre ochi;
Lățimea nasului;
Poziția pomeților;
Linia maxilarului;
Bărbia.
Capitolul 3
8
Toate acestea reunite rezultâand un cod unic pentru identificarea fiecărui individ
analizat.
În general aproape toate tehnologiile care folosesc recunoașterea facială lucrea ză prin
două metode:
Geometria facială;
Comparația trăsăturilor.
Cea geometrică folosește un punct de referință ca de exemplu distanța dintre
ochi, sau măsurând diferite distanțe între trăsăturile feței de la punctul de referință, iar
comparația se face folosind o paleta de 150 abstracțiuni și aceste se compară cu
trăsăturile găsite.
Aceasta tehnologie este foarte performantă în combaterea deghizărilor,
schimbărilor de greutate, îmbătrânire sau schimbări de stil .
Pe langă sistemul de recunoaștere facială realizat cu ajutorul imaginilor, mai
există o metodă și anume recunoașterea prin camera video.
Deși metoda este diferită, pașii procedurii este identică cu cea al imaginii, și
anume:
Captarea: o rază biometrică este captata cu ajutorul unui dispozitiv de detectare ;
Procesul: Carateristicile diferite sunt extrase din raza biometricăa și convertite
întru -un proces de identificare al rezultatelor ;
Înscrierea: Procesul care este stocat sau înregistrat, pentru comparări ulterioare
autentificării ;
Verificarea :Activitatea de comparare al compatibilității unei înregistrări.
Dupa cum am menționat anterior metodele de indentificare variază de la caz la
caz, dar toate respectă aceleași tipar respectiv pași, pentru capturarea, analizarea și
compararea feței unui i ndivid într -o baza de date.
Procesul principal care folosește sistemul de captare și comparare a imaginilor
faciale, respecta o serie de pași precum: detectarea, alinierea, normalizarea,
reprezentarea și
nu în ultimul rând compatibilitatea.
Voi prezenta pe scurt acești pași fără de care recunoașterea facială nu ar prezenta
un sistem performant și fiabil.
Detectarea se realizează atunci când camera video este încorporată cu un sistem
de supraveghere, iar acest program caută trăsăturile faciale din filmare a respectivă ,
realizându -se în fracțiuni de secunde.
Alinierea presupune procesul în care odată detectată fața sistemul determină
poziția, și dimensiunea ei, pentru ca acesta să se poata realiza identificarea facială trebuie
să se miște cel puțin la 35 de grade în fața camerei pentru ca acesta să o recunoască.
Capitolul 3
9
Normalizarea se realizează atunci când se produce scalarea și rotirea feței astfel
încât aceasta să fie înregistrată la o anumită poziție și dimensiune.
Reprezentarea arată că sistemul transforma datele unei fețe într -un cod unic, unde
procesul de codare facilitează compararea cu noul chip introdus în baza de date pentru al
stoca.
Compatibilitatea presupune că odată ce sunt introduse noile informații în baza de
date, acesta se va p otrivi cu cel puțin un chip deja introdus.
Sistemul care realizează ultimul pas se numeste „Algoritmul de analiza al
trasăturilor locale ” (LFA) care folosește o tehnica matematică pentru a codifica un chip.
LFA stochează fiecare chip imprimat într -un fișie r de 84 de octeți, iar dupa ce pasul de
comparare a fost realizat se va folosi o scală de la 1 -10.
Domeniile de utilizare al acestei recunoașteri sunt multiple și au foarte multe
utilizări precum: eliminarea fraudei la alegeri, verificarea identității când se ridică banii
de la unitățile bancare, securitatea calculatoarelor etc.
Guvernul mexican folosește acest sistem de recunoastere facială chiar din
motivul enumerat mai sus, unde scopul primordial al utilizării este de a reduce frauda la
înregistrare a voturilor la alegeri, prin înregistrarea votanților într -o baza de date aceasta
asigură ca duplicitatea voturilor nu se va realiza.
În zilele noastre se folosește acest sistem în mod special la ATM -uri, atunci când
un utilizator va scoate banii din banco mat, automat sistemul de supraveghere i se va face
o poză.
La cat de performant este acest sistem, în unele situații nu mai este nevoie de
poză, ci de cardul de la banca sau de parola pentru a verifica autenticitatea indentității
respectivului utilizator.
Recunoașterea vocală este o tehnologie a biometriei care folosește discursul unui
individ, și caracteristicile de comportament în scopul recunoașterii identității.
Dupa ce acestea sunt analizate, reiese anatomia individului, inclusiv forma și
dimensiunea gâtului, gurii precum și stilul acestuia de a vorbi.
Vocea umana este un instrument complex, fiecare individ având o voce și un
anumit timbru vocal.
Este o tehnologie nouă care încă nu este foarte implementată facând deosebirea
între acestea și r estul tehnologiilor.
Aceasta tehnologie face o serie de deosebiri a nu se confunda cu alte sisteme de
recunoaștere și anume:
Biometria referitoare la voce a nu se confunda cu sistemul de recunoaștere al unui
discurs realizat de calculator care descifrează cuvintele imediat rostite;
Implică verificarea identității bazată pe o serie de caracteristici precum ritmul sau
tonul individului;
Verificarea fiecărei parți individual;
Zgomotele din mediul exterior influențează modificând calitatea rezultatelor.
Capitolul 3
10
Cu alt e cuvinte acesta este clasificată ca fiind o biometrie comportamentală,
analizând diferite parți ale discursului unui individ.
Este o tehologie ieftină, putându -se realiza cu un microfron obișnuit care poate fi
conectat la un calculator sau la un telefon m obil.
Informația care se reflectă din discursul unui individ poate fi de două feluri: la un
nivel înalt respectiv scăzut.
Nivelul înalt lucreaza cu caracteristici umane folosite pentru a face diferența între
o persoană și cealaltă, iar cel scazut este folo sit strict pentru a analiza discursul unui
utilizator.
O alta clasificare al recunoasterii vocale este sistemul de identificare al
vorbitorului și verificării concomitente.
Acest sistem doreste să compare discursul vorbitorului cu datele existente în baz a de date,
pentru a se afla dacă aceea persoană este cunoscută.
Compararea putându -se realiza atunci când oratorul face un discurs sau și atunci
când se afla într -un grup cu mai mulți indivizi.
Verificarea efectuează compatibilitatea vocii persoanei în cauză, daca acesta este
cine spune că este confirmându -și identitatea.
Imprimarea vocii folosește două modele care pe urma se stochează într -o baza de
date și anume: modelul aleatoriu și modelul șablon.
Cel aleatoriu folosește cuvinte diferite pentru a stabili o serie de parametrii, iar cel
șablon analizează cuvântul rostit de cele mai multe ori.
Dacă vorbim despre latura securitații, acest sistem este foarte sigur deoarece
vocea nu poate fi alterată sau modificată .
Deși este un soft scump acesta nu necesită aparatură specială pentru a putea
funcționa
chiar și un simplu microfon este suficient.
O solutie viabilă este integritatea, deoarece folosește niste modele acustice care se
regăsesc în vocea înregistrată, iar cu un sistem fiabil se pot securiza m ulte arii de
informații.
Recunoașterea vocală a fost implementată inclusiv de Google care doar prin
rostirea cuvintelor dorite, serverul accesează ceea ce utilizatorul doreste.
În concluzie această tehnologie este la îndemâna oricui, care deține un calcula tor
cu un microfon, chiar dacă va fi nevoie de soft acesta este accesibil, vocea neputând fi
modificată sau duplicată chiar daca cineva ar folosii o înregistrare audio.
În legatură cu scanarea irisului, exista trei pași importanți în acest proces, primul
implică captarea imaginii irisului, a doua convertirea ei întru -un cod al irisului, respectiv
al treilea este pasul final care presupune compararea irisului scanat în baza de date cu cel
existent.
Capitolul 3
11
Acesta oferă o identitate autentică fără numarul cardului, parole sau efectiv de
cardul în sine.
Acestă tehnologie presupune cooperarea individului care își face scanarea, trebuie
să stea nemișcat și precis, pentru ca rezultatul să aibă o precizie mare.
Individul trebuie să stea la aproximativ la o distantă de 25 cm față de aparatul foto.
Convertirea hexazecimală al reprezentării irisului este stocată într -un șablon de
512 octeți.
Irisul uman este o diafragmă circulară subțire, care se află între cornee și lentilele
ochiului uman.
Inițiatorul acestei tehnologii, John Dougman în anul 1993 a descris cum
funcționează sistemul de recunoastere al irisului, conform teoriei lui , o imagine este
alcatuită dintr -o unitate de achiziții, tehnica segmentării irisului, precum și tehnica de
obținere al irisului și trăsătura lui.
Sistemul traditional se bazeaza pe unicitatea și stabilitatea parolelor care sunt
pilonii principali ai sistemului de identificare.
Recunoașterea irisului prezinta o rată foarte scazută al rezultatului fals,
comparând cu alte sisteme ale bi ometriei, și are o acuratețe foarte bună.
Un termen important în aceasta ramară este achiziția imaginii, care se realizează
cu ajutorul unui senzor folosit pentru captarea ei al unui individ.
Folosind o lumina specială care este orientată spre iris, tonuri le de gri ale imaginii
sunt captate și compilate într -o compoziție fotografică.
Din imagini rezultă o serie de informații despre iris, apoi sunt transpuse într -o
serie de fazori , realizându -se mai apoi măsurătorile și amplitudinile nivelului, ca mai
apoi ulterior să fie convertite într -un fișier binar care nu depășeste 500B.
Datorită dimensiunii mici ale fișierului ,verificarea individului se petrece în mai
puțin de o secundă.
După ce s -a efectuat toate măsuratorile necesare, independența testelor static ice
este efectuată folosind formule booleene, ca mai apoi în final dacă testările au fost
efectuate cu succes individul a fost identificat.
În caz contrar și anume testările au prezentat o serie de erori, individul trece
printr -o serie de verificări suplim entare pentru a se reuși identificarea.
Aș dori să enumaăr o serie de factori care influențează recunoașterea irisului pentru
aplicații mai largi, care necesită o bază de date foarte mare:
Acuratețea ;
Stabilitatea ;
Viteza ;
Scalabilitatea ;
Non-invaziviatea.
Capitolul 3
12
Trăsăturile biometrice pe care le posedă caracteristicile recunoașterii adecvate
sistemului sunt: universalitatea, distinctivitatea, permanența, colectabilitatea, eludarea,
acceptabilitatea, și performanța.
Universalitatea punctea ză faptul că fiecare om având doi ochi , pot fi scanați, din
care să reiasă trăsăturile unice ale irisului, chiar și în cazul nevăzătorilor sistemul de
recunoaștere al irisului poate da rezultate, deși este mai dificil.
Unicitatea în schimb prezintă faptul că irisul împreună cu retina posedă o
multitudine de informații, chiar și gemenii prezintă irisuri diferite.
Unul din avantajele sistemului este permanența, care se referă la faptul că deși
pentru om trece timpul este foarte greu ca irisul să prezinte pro prietăți diferite, dar în
cazul rănilor nu mai este valabilă scanarea lui.
Imaginile irisului sunt foarte ușor de obținut, chiar dacă individul ar purta
ochelari, aceasta reprezentând trăsătura colectabilității.
Tînând seama de dimensiunile mici ale șablon ului de recunoaștere al irisului,
tehnologia se prezintă ca fiind rapidă și foarte precisă ducând la performanță.
Deoarece această tehnologie nu implică contactul direct cu irisul, este mult mai
acceptată de către utilizatori, deoarece lumina folosită în r ecunoaștere este invizibilă
pentru ochiul uman.
Șansele de a induce în eroare acest sistem sunt foarte reduse, deoarece sistemul
este prevăzut cu tehnologia care poate distinge între un iris fals și unul adevarat prin
examinarea cu atenție dilatarea și con strucția pupilei.
Domeniile în care s -ar încadra aceasta tehnologie sunt: sisteme de securitate,
securizarea electronică al băncilor, telefoane mobile, domeniul sănatații etc.
Esența sistemului este recunoașterea dupa anumite modele ale acestuia, care
identifica o persoană din baza de date bazată din caracteristicile comportamentale și
psihologice pe care acesta le posedă.
O alta tehnologie pe care aș dori să o amintesc este folosirea unui senzor 3 -D, care
folosește o lumina specială care ajută la proiecta rea unor modele rezultate din fața
individului.
În ciuda tehnologiei performante aceastea prezintă unele lacune cum ar fi,
imaginea 3 -D poate conține obiecte străine din mediul înconjurător, folosirea laserului
care poate fi periculos și își pierde proprie tățile de culoare și multe altele.
Semnatura digitală este un sistem care folosește trei pasi importanți pentru a avea o
semnatură autentică, primul pas este punerea semnăturii pe o foaie, apoi al doilea pas este
orientarea și scanarea semnăturii ca aceasta să fie ca în realitate, iar al treilea este
construirea a patru funcții ale semnăturii respective.
Scrierea de mână este reprezentată prin mai multe tipare, eu voi amintii doar trei
din multitudinea lor, respectiv: modelul fizic, modelul logic și modelul de bază alografic.
Capitolul 3
13
Modelul fizic fiind reprezentat printr -un model matematic al curbelor plane
rezultând scrisul de mana, iar pentru fiecare curba modelul geometric este identic,
respectiv continuu, diferențial și curbat.
Toate punctele care rea lizează curba prezintă o serie de proprietăți care alcătuiesc
desenul scrisului de mană.
Modelul logic se bazeaza pe formele primitive fundamentale și normele de
combinare, care sunt niște modele matematice, și anume curbura scrisului, magnitudinea,
direcț ia jumătății tangentei, toate acestea atașate părții de desenare.
Toate aceste sunt conectate prin operații logice cum ar fi, concatenarea,
juxtapunerea și multe altele având rolul de modifica forma de la început la sfârșit de unde
își are originea ligatur a.
Alografia reprezintă desenele diferite dar care au aceeași caractere conform
stilurilor scrisului de mână.
Pornind de la diferitele modele de primitive, al caracteristicilor de bază și al
normelor de combinare, a luat naștere modelul universal al scrisu lui de mână.
Semnatura digitala poate fi în două moduri în funcție de trasăturile biometrice:
on-line si respectiv off -line.
Cea on -line se bazează pe trăsături unidimensionale precum presiunea,
velocitatea, viteza
semnăturii etc, iar cea off -line se bazează pe o imaginile statice ale cuvintelor semnate.
Acest sistem de recunoaștere este folosit în bănci și în aplicații financiare, în
special pentru autorizația documentelor precum și plăților pe internet.
Deși este un sistem folosit, are și limitările lui proprii , deoarece dacă individul nu
are o stare emoțională bună, obosit sau bolnav, poate afecta acuratețea deoarece individul
nu oferă o semnatură ca cea cu care s -a înregistrat.
Importanța semnăturii digitale este mare, fiind folosită și în autorizațiile legale
transmițând un mesaj autoritar.
Este singura metoda biometrică care posedă trei însușiri, și anume
identificare,verificare și autorizare.
Deoarece părerile sunt diferite, fiecare persoana este liberă să gândească cum
doreste în priv ința acestui sistem, care este de ajutor și nu este neaparat un lucru rău.
Acest sistem are o acuratețe de 98%, și este ușor și potrivit pentru a fi întegrat în viața
cotidiană, și își servește cu bine scopurile ei.
Ramura studiată mai profund și imp lementată de mine este amprenta digitală,
deoarece este mi se pare fascinant acest subiect, fiecare dintre noi ne naștem cu o
amprentă unică care conține o multitudine de informații individuale, și care rămâne
impregnată pe degete inclusiv dupa moarte.
Istoria amprentei digitale a luat naștere în epoca modernă al secolului IX, realizându -se
birouri de dezvoltare al identificării având sarcina de a ține seama despre fiecare individ
în parte, și se clasificau după anumite informații psihice individuale.
Capitolul 3
14
Vulnerabilitatea acestei proceduri este faptul că indivizii erau clasificați după
nume, iar aceștia puteau să își falsifice numele foarte ușor.
De aceea soluția ideală a venit odată cu idetificarea prin amprenta digitală,
deoarece fiecare individ are ampren te particulare, neputând fi falsificate chiar daca
aceștia ar fi avut diferite cicatrici , degetul tot își păstrează anumite informații.
Primele aplicații ale acestui domeniu au fost cu cartele IBM, prin impregnarea
informațiilor despre individ, numele r espectiv vârsta și multe altele, se putea studia
anumite informații particularizate al unei persoane, datorită amprentei digitale de pe
cartelă .
Mai apoi a apărut recunoașterea optică a modelelor amprentelor, aceasta însemna
faptul că se facea poză ampre ntei cu un aparat electronic, dar deoarece aparatul făcea ca
detaliile din poză să aibă aceeași culoare îngreuna sarcina examinatorului de a deosebii
caracteristicile acelei amprente.
Procedura acestei metode era relativ simpla, când pielea degetului ating ea
suprafața de sticlă se impregnau liniile iar reflexia luminii este întreruptă, apoi lumina
este focusată într -un câmp optic -electric iar zonele unde se realizează contactul cu pielea
nu vor apărea întunecate.
O alta metoda este scanarea amprentei cu un senzor electric, care folosește
energie electrică pentru a modela amprenta degetului.
Scanarea amprentei cu senzorul ultrasonic folosește energie ultrasonică, bazată pe
diferențele de absorție ultrasonică dintre ”văile papilare” și ” crestăturile papilare” .
În zilele noastre acest senzor ultrasonic, este un dipozitiv de dimensiuni mari,unde
motorul este scanat mecanic.
Metoda scanării pe baza căldurii este folosită pentru a detecta modelele văilor
papilare si crestăturilor papilare.
Fluxul căldurii este m ăsurată printr -un șir de traductoare diferențiale de
temperatură, care la rândul lor sunt convertite în semnal electric.
Prin urmare, senzorul de flux termic este alcătuit din benzi înguste pe care
utilizatorul le generează prin impregnarea degetului pe acesta.
O alta ipostură interesantă o prezintă amprentele din cipurile de memorie, care a
descoperit că prin atingerea cu degetul al unei matrici de memorie aceasta prezentă
imediat erori modelând modelul spațial al amprentei.
Un alt concept este amprent a digitală acustică, care reprezintă conținutul compact
al unei semnături care sintetizează o înregistrare audio.
Se bazează pe o tehnologie de indetificare CBID, care preia o bucată din
conținutul audio și o stochează într -o bază de date.
Când apare o i ncompatibilitate al unei bucăți din piese, aceasta este din nou
verificată și se compară bucățile anterioare ale conținutului audio, baza de date
actualizându -se.
Capitolul 3
15
Deșii primele scanere de amprentă digitală au fost folosite de mai bine de 30 de
ani, tehnic a cernelei este încă folosită în aplicații ale organelor de drept.
Ca rezultat al folosirii acestui sistem, organele de drept au folosit o bază de date
care stochează imaginile scanate off -line precum și cele curente, prezentând unele
scăpări.
Algoritmul d e identificare al amprentei (AFIS) dorește să reducă pierderea
acurateței, prin implementarea unui sistem de potrivire am imaginii scanate off -line cu
imaginea scanată din timpul curent.
Imaginile stocate on -line sunt realizate cu o multitudine de senzori de toate
felurile, cum ar fi : senzorii optici, senzori în stare solidă, și senzorul cu ultrasunete.
În aplicațiile juridice , un interes major prezintă imaginile numite „amprenta degetului
latent ”, care sunt niște imagini speciale recoltate de la locul c rimei și sunt folosite pentru
a prinde infractorii.
Transpirația sudorii porilor în liniile amprentei degetului și atingerea intermitentă
a degetelor cu alte părți ale corpului, lasă o dâră de umiditate pe suprafața degetului,
acesta procedură explicân d amprenta degetului latentă.
Proiectul meu se bazează pe securizarea ușii, închiderea și deschiderea ei
respectiv sistemul efectiv de controlare al ușii, de aceea voi prezenta niște aspecte pe
scurt ale închizătorilor și metode de securizare.
Este foarte importantă siguranța și securitatea unei încăperii, birou sau casă.În momentul
actual exista mai multe metode și tehnlogii de automatizare al unei uși , eu voi aminti
doar cateva din ele.
Încuietorile hardware care sunt de două feluri, și anume o închizat oare cu yala
denumită și închizătoare cu cheie iar cealaltă este închizătoare cu zăvor.
Prima metodă folosește deschiderea prin exterior, și anume când usa este închisă
se închide automat dupa ce trece persoana prin ea, în caz contrar rămâne deschisă doar
dacă utilizatorul a setat -o altfel.
Nu este indicată aceasta metodă deoarece nu este sigură, putându -se pătrunde în
locuințe având un obiect subțire sau ascuțit, și introdus în ușă face ca ea să se deschida.
A două metoda implică folosirea cheii dar este mult mai sigură, și este mult mai
greu să patrunzi în locuința , cerând mult efort.
Zăvorul nu poate fi spart din exterior, deoarece este prevazută cu o bară care nu
permite introducerea obiectelor subțiri sau de orice fel, cheia fiind folosită atat în
procesul de închidere al usii cât și al deschiderii.
Blocarea cu cifru este un sistem foarte folosit în zilele noastre,reprezentând o
combinație de butoane care trebuie inițiate exact cum s -a memorat cifrul, pentru ca ușa
să se deschidă.
Capitolul 3
16
Poate fi programat cifrul, ca ușa să accepte un cod unic care a fost introdus într -o
anumită zi și într -o anumită oră, și poate memora chiar și de cate ori a fost accesat codul
respectiv de câte ori s -a deschis usa cu acel cifru.
Sunt monitorizate și controlate dintr -o singură locație centrală fără a fi necesară
deplasarea persoanei respective pentru a controla diversele procese.
Dezavantajele acestei tehnologii este că modele de baza sunt costisitoare, iar cele
cu tehnologie avansată și mai și.
Pentru ca securitatea să fie asigurată, este necesară maxima atenție atunci când se
introduce codul, deoarece cineva îl poate fura sau vedea.
Controlul accesului în vestibul se realizează cu un dispozitiv numit „ controlul
accesului în vestibul ” care monitorizează și controlează două uși într -un vestibul care
separă zona securizată de cea nesecurizată.
Deschiderea ușii realizându -se pe rand, dispozitivul fiind folosit în zonele de
maximă securitate unde doar persoanele autorizate pot aceesa intrările, precum și intrăr ile
unde se manevreaza banii în bănci, camere cu supraveghere, precum și intrările de la
aeroport pe unde merg pasagerii înainte de decolare.
Jetoanele fizice în schimb folosesc drept indentificare o insigna cu un id unic care
conține o bandă magnetică ca re este scanată sau este folosit codul de bare pentru a
verifica identintatea persoanei respective.
Insignele cu ID pot fi fixate cu ajutorul unor taguri de identificare al frecvenței radio
foarte mici, numite pe scurt RFID care se fixează în spatele insig nei și se citeste cu
ajutorul unui tramsițător RFID atunci când utilizatorul trece prin usă având insigna chiar
și într -o geantă.
Tagurile RFID pot fi pasive sau active, cele pasive nu au alimentarea lor proprie
pe când cele active au alimentarea inclusă .
Cele pasive deși nu au alimentarea proprie, curentul mic indus în antenă
furnizează destula energie pentru ca tagul să trimită un raspuns.
Deși tagurile RDIF active au dimensiuni mai mari ele au arii mai mari de operare
și memorii mai mari decat cele pas ive, precum și posibilitatea de a stoca informații
suplimentare trimise de transmițator.
Mesajul transmis de către senzorul amprentei digitale va fi afișat pe un ecran „
LCD RGB Backlight”, care va afișa starea ușii când acesta se deschide/înch ide și nu
numai.
LCD vine de la „Liquid Crystal Display”, iar forma de iluminare care am ales -o este
backlight care semnifică ”iluminare din spate”, iar lcd -ul fiind că nu produce lumină
proprie are nevoie de o sursă de lumină care să ilumineze din fața respectiv spatele
ecranului.
Aceasta metodă de „iluminare din spate” se folosește la scara mică, la dispozitive de
dimensiuni reduse tocmai pentru a mări lizibilitatea în cazurile în care lumina este de
intensitate slabă.
Capitolul 3
17
Lcd-ul folosit de mine folosește o culore neutră aflată în spatele ecranului și
evident cele trei culori rezultate din denumire, red (roșu) green (verde) respectiv
blue(albastru).
Acesta poate mixa și furniza o multitudine de culori, fiecare din cele trei având
ledul lor unde rolul culori i albe este de a îmbina pixelii lcd -ului asfel încat să rezulte
culoarea dorită.
În zilele noastre acesta tehnologie este folosită în domeniul IT, notebookuri -lor
precum Sony, Vaio, Dell, Apple și multe altele, la telefoanele mobile și nu în ultimul
rand l a televizoarele LED/LCD.
Din categoria senzorilor cu butoane,fac parte cei de sunet (buzzerul) , cei cu un
comutator, cei cu leduri, cu senzor de rotație al ughiului, senzorul de temperatura,
senzorul cu releu, etc.
Microcontrolerul A rduino a lansat pe piață o multitudine de modele printre care se
enumeră Arduino Uno, Arduino Due, Arduino Duemilanove, Arduino Mega și nu în
ultimul Seeduino.
Pentru realizarea implementării de securitate al ușii am folosit microcontrolerul
Seeeduino deo arece are procesorul ca și Arduino ATMega328 și îi se poate atașa o placă
de bază și o placă cu câmp electric pentru a furniza tensiunea necesară pornirii
microcontrolerului fără a avea necesitatea unui calculator/laptop.
Este foarte ușor de utilizat, ieft in și este destinat aplicațiilor personale la o scară mai
mică.
Urmatorul aspect pe care aș dori să -l menționez este referitor la senzorul infraroșu
reflectiv care are și el un rol în întreg sistemul, acela este de a trimite un semnal la servo –
motor să facă rotația programată în unghiul necesar pentru deschiderea ușii.
Ledurile infraroșii au fost implemetate pentru prima oară în comutarea canalelor
unui televizor numită telecomanda.
Termenul de infraroșu se referă la porțiunile razei electromagne tice, vizibilă pe o
raza de 400 nm -700nm, fiind invizibilă pentru ochiul uman.
Pentru a se înțelege mai bine razele de 400 nm sunt numite ultraviolete iar cele
mai mari de 400nm respectiv 700 nm sunt infraroșii, iar de la 700nm -950 nm primesc
numele de ra ze infraroșii de intesitate scăzută.
Sunt de mai multe feluri de senzori infraroșii precum emițători, detectori, foto –
reflectorizanți și nu numai care se fabrică în prezent.
Cei emițători au rolul de a transmite un spectru îngust de radiații infraroșii, ce i
detectori preiau radiațiile infraroșii , iar cei foto -reflectorizanți care preiau radiațiile
infraroșii aflate în apropiere/depărtare de la emițator și le transportă celui detector.
Frecvența cu care lucrează acest senzor este de 36 -40 kHz, pentru a înl ătura
infeterferențele luminii fluorescente, deși de obicei se lucrează cu megaherți.
Capitolul 3
18
Acesta are un rol important și în mentenanța căldurii unei cladiri, unde cu
ajutorul unei termograme care înregistrează scăpările de lumină între două ferestre
respectiv la un perete.
Folosind tehnologia infraroșu se poate imbunătății căldura în cladiri și nu numai,
chiar și în domeniul electricitătii are un rol important și anume verifică conditțiile
curentului dacă acesta funcținează în parametrii normali.
Analiza termo grafă ia în considerare o multitudine de factori care influențează
parametrii rezultatului final precum, emisivitatea, temperatura din exterior, textura
suprafeței, viteza vântului, precipitațiile și nu numai.
Tehnologia infraroșu a implementat și transfer ul informațiilor de pe un cd/dvd pe
altul, care se realizează într -o fracțiune de secundă.
Cuplul determină cantitatea maximă de forța de rotație a servo -motorului care se
poate aplica la un unghi drept.
În continuare se va prezenta funcționarea generală al unui motor de curent
continuu, precum și prezentarea structurii lui pe scurt.
Cacteristicile construcției unui motor de curent continuu se împart în două parți
principale: structura câmpului respectiv armătura.
Structura câmpului unui motor de curent c ontinuu (DC) fiind alcatuită din minim
două perechi de poli ale câmpului care la randul lor conțin înfășurări prin care se
formează un câmp magnetic foarte puternic.
Polaritatea magnetică al câmpului se realizează punând polaritați opuse ale unui
câmp adia cent lui.
Forma cilindrică al armăturii unui motor DC este fixată pe axul motorului,unde
componenta rotativă o constituie armatura în sine.
Prin rotirea armaăturii cu ajutorul unei perii de carbon, se furnizează curentul în
înfășurările ei, unde aceste înf așurări fiind încorporate cu sloturi la suprafața lor.
Virajul motorului este cauzat de modificări magnetice cauzate de cuplu, având un
comutator care realizează schimbarea direcțiilor curenților, prin deplasarea polilor la
polariatea opusă.
Pentru a determina direcția conductorului de curent se folosește regula maînii
drepte, în care rolul principal le are primul deget respectiv degetul din mijloc.
Primul deget are rolul de a arăta direcția fluxului stator unde se realizează
traversarea de la nord l a sud, iar cel din mijloc arată direcția al electronilor de curent.
Acest principiu va fi prezentat în figura urmatoare:
Capitolul 3
19
Figura 4.2.5 Reprezentarea regulii m âinii drepte [ 3]
Categoria de motoare de curent continuu cele mai utilizate sunt , cele cu derivatie,
în serie și motoare cu magneti permanenți.
Aceste motoare sunt cele mai des folosite,în domeniul îndustrial deoarece sunt
ușor de utilizat și foarte ieftine comparativ cu cele alternative, precum și în decelerarea la
zero, iar rap ortul înalt al cuplului de inerție ajută ca motorul să răspundă rapid în
controlul semnalelor.
Ca și concluzie de final,în acest capitol am descris domeniul din care face parte
proiectul meu, precum și descrierea pieselor, clasificare respectiv funcționar e.
Cele amintite de mai sus au scopul de a facilita înțelegerea profundă al
domeniului ales, precum și explicitarea unor termeni ale pieselor pentru a se înțelege mai
bine funcționarea lor.
Capitolul 3
20
Capitolul 4
21
Capitolul 4. Analiză și Fundamentare Teoretică
4.1 Fundamentarea teoretică
Domeniul actual de cercertare, „Teoria Sistemelor cu Evenimente Discrete”, se
dezvoltă pe baza descoperirii unor principii fundamentale, referindu -se la producerea
unor evenimente, având un comportament dinamic.
În cazul meu starea ușii este reprezentată de o marime, care poate avea două
evenimente, închisă sau deschisă.
Momentele trecerii dintr -o stare în alta nu sunt cunoscute sau precizate,are o
evoluție care nu depinde de timp.
Astfel at unci când usșa se deschide este în starea 1 logic, iar când aceasta este
închisă este în 0 logic.
Figura 4.2.1 Starea ușii când se dechide respectiv închide[4]
În acest capitol aș dori să dezvolt două direcții: descrierea explicită și detaliată al
domeniului ales, scanarea cu amprenta digitală respectiv descrierea pieselor necesare
implementarii sistemului de deschidere/închidere al ușii.
Structura scanării cu amprenta digitală va fi explicată într -o schema de mai jos:
Capitolul 4
22
Figura 4.2.1 Schema bloc al scanării amprentei digitale [5]
Din multitudinea de senzori de amprentă, am ales cei optici deoarece sunt foarte
practici și ușor de utilizat.
Aceasta presupune mozaicarea imaginii prin alinierea automată a două sau mai
multe imagini , combinate într -o singura imagine, fără a afișa si cicatricile sau orice fel de
leziune ar avea utilizatorul.
Eu voi folosi în proiectul meu senzorul care poate scana un singur deget deoarece
este cel mai adesea folosit datorită faptului ca este foarte ușor de fo losit, este de
dimensiuni mici, practic și ieftin.
Se poate implementa în foarte multe locuri, inclusiv la un laptop sau chiar la
telefoanele mobile, iar pentru a obține o scanare a degetului foarte buna, este necesară ca
imaginea scanată să prezinte niște caracteristici precise.
Senzorii pentru amprentă, mai ales cei optici, sunt cei mai folosiți în zilele
noastre.
Când degetul utilizatorului va atinge suprafața de scanare, în formă de prismă iar
colțurile ei sunt în calea suprafeței poliedrului, partea st ânga al prismei este iluminată cu
un led, lumina pătrunzând în prismă este reflectată în colțurile ei.
După ce acest procedeu este efectuat, razele luminii vor ieși prin partea dreaptă a
prismei și vor fi focusate în lentilă, iar de acolo în senzor.
În fig ura de mai jos avem reprezentate,cele două raze de lungimi diferite A și
respectiv B care sunt rezultate prin compresia regiunilor în imagine care este o funcție a
distanței dintre axa optică.
Figura 4.2. 2 Acțiunea senzorului și memorea amprentei [6]
Respectiv dacă vorbim despre imaginea digitală rezultată,acesta prezintă niște
parametrii foarte importanți în calitatea rezultatului:
Rezoluția ;
Zona de acțiune ;
Capitolul 4
23
Numărul de pixeli ;
Acuratețea geometrică ;
Nivelul gri de cuantificare ;
Nivelul gri de un iformizare ;
Răspunsul frecvenței spatiale ;
Semnalul de zgomot.
Stabilirea calitații semnifică faptul că se vor elimina amprentele de calitate
proastă în timpul scanării și să se aleagă cea mai bună dintre ele, să se adapteze strategia
aparatului pentr u o funcționare optimă, și de a izola regiunile irecuperabile pentru a
detecta caracteristicile false. Pe scurt voi prezenta noțiunea de senzor, inferfața și
convertorul analog -numeric: senzorul va citii l iniile modelului de pe suprafa ța degetului,
iar con vertorul realizeaz ă trecerea d in analog în numeric pentru a uș ura vizualizarea
rezultatelor pe ecranul unui computer .
Există două categorii de senzori:
Cele care pot citii mai multe degete simultan ;
Cele care pot scana doar un singur deget.
Pentru a se realiza o mai bună imagine al amprentei, se vor face 15 cadre care
trebuie îndeplinite anumite condiții cum ar fi : timpul de prelucrare să fie suficient de
scurt pentru a satisface nevoia utilizatorului de economisire al timpului, etc.
Algoritmul necesar pentru a implementa acest proiect este:
Forma degetului va fi modelată aproximativ cu partea inferioară,iar cea
superioară va fi modelată în program ca un con, prin urmare atunci când
degetul este rulat în planul de captare, programul simuleaza automat
rotirea în centru axului unui cilindru și respesctiv al conului.
Deoarece circumferința conului este mai mică decat cea a cilindrului,
alunecarea trebuie să aibă loc pe con astfel încat să se deplaseze pe aceeași
distanță ca și cilindrul după ce programul a rotit la un anumit unghi.
Presupunând ca suprafața degetului este fără semne, programul calculează
pixelii gri finali în același punct al fiecărui cadru.
Se va detecta linia verticală al mozaicului astfel încat cele două cadre
scanate să contina aceeași l inie, și astfel să se potrivească cadrele, găsind
punctul de unde crestătura începe să creeze mozaicul degetului.
Capitolul 4
24
Dupa ce acest pas să facut, se va înlătura punctul de unde cusătura
începe,deoarece acesta s -a format din cauza degetului care alunecă pe
suprafața scanării.
Se pot analiza mai multe cadre care vor conține aceași linie, dar din
moment ce aceasta va fi înlăturată va rezulta un singur cadru final care va
rezulta amprenta utilizatorului.
Urmatorul aspect pe care doresc să il prezint, este sistemul de verificare al
amprentei digitale, precum și descrierea proprietaților unei amprente digitale.
Sistemul de verificare al unui sistem este constiuit din 4 aspecte importante,
interfața utilizatorului, sistemul bazei de date, modul de înscriere al amprentei si modul
de verificare final.
Interfața utilizatorului permite viuzalizarea rezultatelor , precum și furnizarea unui
sistem care indică indentitatea individului, și de a salva amprenta în baza de date.
Sistemul bazei de date reprezintă o colec ție de înregistrări, fiecare colecție având
informații personalizate în funcție de individ, conținând profilul respectiv șablonul de
amprente.
Rolul modului de înscriere este de a salva fiecare amprentă al fiecarui individ în
parte în sistemul bazei de da te, respectiv capturarea imaginii amprentei și algoritmul de
potrivire al amprentei.
Modul de verificare constă în compararea amprentelor pentru ca în fînal să se
aleagă una singură cu care utilizatorul se va autentifica, fiecare având o identitate diferită
fiecare astfel încat doar utilizatorul curent să se poate autentifica și nu altă persoană în
locul lui.
Dacă ne referim la proprietățile pe care o amprenta le posedă, amintim două
dintre ele, performanța și potrivirea ei.
Proprietatea de perform anța semnifică faptul că ea trebuie să conțină destule clase
specifice cu descrierile aferente utilizatorului.
Cea de potrivire face referire la extragerea informațiilor și stocarea lor, într -o baza
de date care este foarte utilă în acest proces de potriv ire al amprentelor.
Aș dori să dezvolt aspectul de potrivire al amprentelor, deoarece este un pas foarte
decisiv care hotărăște daca amprenta individului corespunde cu cea înregistrată în baza de
date realizând accesul într -o unitate, cladire sau locuința personală.
Acest sistem verifică compatibiliatea amprentelor, cea din baza de date și cea care
este scanată în momentul curent, și caută similaritățile existente din program.
Presiunea și contactul degetului pe senzorul care scanează amprenta determină
imaginea tridimensională și o transformă într -o imagine bidimensională.
Odata ce verificarea a fost efectuată, iar valoarea calculată este comparată cu un
prag de valori, pentru a se determina dacă degetul scanat este de la aceeași mână.
Capitolul 4
25
Pentru a avea o compa tibilitate bună la verificare se recomandă să se țină cont nu
numai de tranformările globale, ci și cele liniare respectiv neliniare, de asemenea este
foarte greu să extragi imaginile și să le comparăm daca aceste nu au o rezoluție bună
deoarece compromit eficiența rezultatului.
Odata facuți pașii de bază, amprenta fiind memorată, cu siguranță nici un individ
nu-i va fura indentitatea altuia, din motive de nepotrivire de amprentă, fiecare având
amprenta unică.
4.2 Lista componentelor necesare pentru real izarea sistemului
Mai jos se va alcătui lista de componente necesare realizării automatizări ușii:
Microcontrollerul Seeeduino ;
Senzorul infraroșu reflectiv ;
Butonul ;
Lcd RGB ;
Senzorul de amprentă digitală ;
Servo -motor ;
Surse de alimentare.
4.2 Descrierea detaliată al echipamentelor
Componentele necesare pentru acest proiect vor fi descrise astfel:
– definindu -i componența și respectiv principiul de funcționare ;
– rolul ei în sistem ;
– modelul necesar pentru instalația curentă ;
– caracteristi cile modelului ales.
4.2.1 Microcontrolerul Seeduino
Pentru acest proiect am achiziționat o placa de Seeeduino V3.0 care se bazează pe
ATMega328, fiind compatibilă cu placa Arduino.
Este prevăzută cu 14 pini digitali dintre care 8 pini sunt analogici iar restul
respectiv, cei 6 pini care pot fi folosiți ca ieșire al PWM.
Fiecare pin poate fi folosit ca ieșire/intrare după nevoia utilizatorului,
funcționează pe 5V sau pe 3.3V având un comutator care se poate muta în funcție de
tensiunea dorită.
Este prevaz ută și cu un buton de reset, care în momentul acționării lui placa
ATMega328 se va restarta.
Capitolul 4
26
Este o placa de circuit care are pre -montataă memoria și intrările si ieșirile
periferice .
Perifericele de intrare respectiv ieșire, permit controlul mediului ext ern, adică
preia datele
de la intrare din mediul exterior și produce rezultate predeterminate la ieșire care îi sunt
programate de catre utilizator.
Poate fi conectată cu o multitudine de senzori, led -uri, regulatoare de
temperatură, sisteme de sunet, se rvo-motoare etc.
Rolul microcontrollerului este acela de a controla, respectiv a comanda toata
instalația.
Tensiunea de funcționare 5V sau 3.3V
Curentul maxim la iesșirea din portul 3V3
și 5V 5V-500 mA; 3V3 -800 mA;
Curentul maxim la iesirea pinilor 40mA
Tensiunea de intrare al Usb -ului 5V maxim
Tensiunea de intrare DC Jack& Vîn 7V-12V
Pinii digitali I/O 14
Pinii analogici de intrare 8
Memoria Flash 32KB
SRAM 2KB
EEPROM 1KB
Viteza ceasului 16MHz
Figura 4.2.1 Caracteristicile microcontrolerului Seeduino[7]
Figura 4.2.1 Microcontrolerul Seeduino[7]
Capitolul 4
27
4.2.2 Senzorul infraroșu reflectiv
Acest senzor utilizează un RPR220, un modul fotosenzor reflectorizant care
detectează culoarea și distanța suprafeței de reflexie, iar reflexia luminii infraroșii
variază în funcție de culoare.
Acest RPR220 este prevazut cu o diodă care emite lumina infraroșie iar detectorul
prezintă sensibilitate mare fiind un fotorezistor planar din silicon.
Datorită sensibilitații mare, acesta este pr evăzut cu lentile din plastic, și cu un
filtru de lumina vizibil tocmai pentru a reduce abaterea luminii.
Când senzorul receptionează o culoare dechisă, intensitatea semnalului
recepționat de infraroșu crește iar indicatorul led -ului rosu de pe placă se ac tivează, iar
dacă culoarea este închisă ledul roșu va fi oprit.
Are o gama largă de utilizare,în aplicații precum linii de urmărire pentru mașini,
detectare viteză rotație, sau alte situații în care culoarea are un contrast și distanța este
mare.
Specif icațiile tehnice ale acestei componente sunt:
Tensiunea de alimentare: 4,5 -5,5 V;
Senzor de rezoluție înaltă ;
Lungimea minimă detectabilă: 1 mm ;
Distanța efectivă: 4 -15mm ;
Sensibilitate ajustabilă cu ajutorul unui potențiometru;
Ledul indicator.
Tensiu nea 4.5-5.5 V
Curentul 14.69 -15.35 mA
Distanța eficientă 4-15 mm
Lungimea detectabilă 1 mm
Figura 4.2.2 Caracteristicile senzorului infraroșu reflectiv[8]
Capitolul 4
28
Figura 4.2.2 Senzor infraroșu reflectiv [8]
4.2.3 Butonul
Este un buton independent care este configurat cu un rezistor acționat prin
apăsare.
Am folosit V1.0 care este prevăzut cu un buton ON/OFF, și folosește 4 piîni
standard pentru ca acesta să se poată conecta și la alte module precum Modulul -Energie
sau Modulul -Baza.
Figura 4.2.3 Butonul[9]
4.2.4 Ecranul Lcd RGB
Este un ecran cu o interfață care permite să setez orice culoare doresc simplu și
concis.
Ca metoda de comunicare pentru Lcd -ul v2.0, folosesc modulul I2C, suportă și
iluminarea din spate care pe rmite folosirea de caractere dorite pe placul utilizatorului.
Este un driver -led care este optimizat pentru 4 culori, roșu verde albastru și
neutra, pentru a se putea mixa culorile.
Capitolul 4
29
Specificațiile tehnice ale acestei componente sunt:
Tensiunea de intrare: 5V;
Curentul de care dispune: < 60mA;
CGROM: 10.880 biti;
CGRAM: 64*8 biti;
Resetare automată.
Elemente Simboluri MIN MAX Unitatea de
masură
Tensiunea de
alimentare VDD -VSS 0 7.0 V
Tensiunea de
alimentare (LCD)
LCDv VDD -12 VDD+0.3 V
Tensiunea de
intrare
INv
STOT -0.3 VDD+0.3 V
Temperatura de
funcționare TOP 0 50 C
Temperatura de
depozitare
STOT -10 60 C
Figura 4.2.4 Caractericile Lcd -ului[10]
Figura 4.2.4 Ecranul LCD RGB[10]
Capitolul 4
30
4.2.5 Servo -motorul
Servo -motorul uilizat este un motor de curent continuu (DC) care este prevăzut cu
3 fire: un fir furnizează tensiune continua digitală pozitivă, de obicei între 5 -6V, al doilea
fir este pentru pământare iar al treilea fir este firul de semnal.
Viteza este viteza timpului necesară pentru a roti servo -motorul la unghiul dorit,
cu cât unghiul este mai mic cu atat motorașul se va roti mai rapid, iar cu cat unghiul este
mai mare cu at âta va depune mai mult efort și se va roti mai încet.
Specificațiile tehnice uililizate în proiect sunt:
Tensiunea de funcționare: 3.0 V -7.2 V;
Directii: dupa rotirea ceasornicului.
Figura 4.2.5 Caracteristicile servo -motorului[11]
Figura 4.2.5 Servo -motorul SG90 Mîni Gear Micro Servo[11]
Elemente
Cuplul standului 4.8V 1.2 Kgf.cm
Viteza de operare 4.8V 0.12/sec
Cuplul standului 6.0V 1.6 Kgf.cm
Viteza de operare 6.0V 0.10/sec
Dimensiunea 3.2×3.2×1.2 cm
Tensiunea 3.0 V -7.2 V
Greutatea 9 g
Capitolul 4
31
4.2.6 Senzorul de amprentă digitală
Senzoru l de amprentă digitală este un senzor optic care adaugă amprentele unui
utilizator precum și verificarea lor.
Este prevazut cu un cip foarte performant de prelucrare a imaginilor, calculul
caracteristicilor de constatare și cautarea lor.
Poate stoca pâna la 162 de amprente digitale în memoria flash al plăcii.
Rolul ledului roșu este acela de a fotografia amprenta utilizatorului, și de a
notifica că senzorul este activ.
Specificațiile tehni ce ale acestei componente este:
Tensiune de alimentare: 3.6 -6V;
Curentul de operare: 120 mA;
Capacitatea de stocare: 162 amprente;
Viteza de transmisie: 9600,19200,28800,83400,57600 bps;
Interfața: TTL serie;
Temperatura de lucru: -20 -+50 C
Numarul pi n-ului Numele Tipul Descriere
1 Vîn intrare Terminalul de
intrare care
furnizează
curent pozitiv
2 TD ieșire Level logic TTL
3 RD intrare Level logic TTL
4 GND – Semnalul de
împământare
Figura 4.2.6 Descrierea interfeței senzorului de amprentă[12]
Capitolul 4
32
Figura 4.2.6 Senzorul de amprentă digitală[12]
Aceste piese au fost folosite pentru realizarea acestui sistem de acționare al ușii cu
ajutorul unui senzor de amprentă, practic sunt elemente din domeniul Biometriei.
Capitolul 5
33
Capitolul 5. Proiectar e de Detaliu și Implementare
Acest capitol se va împărții în două subcapitole:
Prezentarea schemei generale a pieselor precum și descrierea aferentă;
Prezentarea în detaliu al conexiunii pieselor folosite în proiect;
Prezentarea diagramei de stare al usii.
5.1 Schema generală al pieselor și conexiunea lor
Schema generală al sistemului implementat cu ajutorul microcontrolerului
Seeeduino este:
Figura 5.1 Schema generala al usii automatizate
Semnificatia componentelor schemei generale :
1. Servo -motorul;
2. Microcontrollerul Seeeduîno;
3. Butonul de salvare al amprentei;
4. Usa automatizată;
5. Senzorul infraroșu reflectiv;
6. Senzorul de amprentă digitală;
7. Ecranul LCD.
Capitolul 5
34
Descrierea schemei implementate se va împărții în două categorii:
Precizarea intrărilor și ieșirilor în sistem;
Descrierea funcțională ale acestora.
Intrările sistemul sunt: microcontrollerul Seeduino, senzorul infraroșu reflectiv,
butonul de memorare al amprentei, senzorul de amprentă digitală și nu în ultimul rând
ecranul LCD.
Ieșirile sistemu lui sunt două și anume, servo -motorul și ecranul LCD.
Microcontrolerul Seeeduino este alcatuit din 14 pini digitali care semnifică faptul
că acestia pot avea doar două stari:0 si 1.
În cazul prezentat starea 0 va semnifica ca este inactiv pinul respectiv, iar 1
semnifică ca acel port este activ, deschis.
Cei analogici pot fi realizați pe 8 pini puși la dispoziție de microcontrolerul
Seeeduino, care poate da o tensiune de 0 -10 V acesta fiind convertită la randul ei într -un
număr din gama 0 și 255.
Primul pas în realizarea acestui proiect este conectarea pieselor corespunzător,
astfel încât acestea să comunice între ele, furnizându -le tensiunea necesară funcționarii
lor.
Voi începe prin a descrie „creierul” acestei aplicații numit „Seeduino”, care va
comanda toți pașii și va conține toți parametrii setați.
Cu ajutorul unui usb se va conecta la un calculator, unde trebuie să fie instalat un
soft numit „Arduino” care este gratuit, fiecare pagina din program cu script poartă
numele de schiță, unde se va scrie cu limbajul C++.
Programul realizat se încarcă în „mini calculatorul Seeeduino”, cu portul selectat
corespunzător, dupa verificarea lui daca este scris limbajul corect de programare.
Primul pas este stocarea amprentei utilizatorului, cu ajutorul programului
implementat, putând fii stocate 162 de amprente unice.
Fiindcă este un senzor optic folosește tehnologia ledului, el este prevăzut cu un
led roșu care capteză amprenta pe suprafața de sticlă al senzorului.
Rolul butonului este de a memora amprenta introdusă în baza de date, atunci când
este acționat se va reseta și se va rememora o nouă amprentă.
După ce acest pas a fost efectuat, intervine rolul snzorului infraroșu reflectiv care
va trimite un semnal servo -motorului de a face rotația la unghiul setat din pr ogram.
Dupa ce acesta și -a îndeplinit rolul, iar servo -motorul dupa ce a primit parametrii
setați va efectua rotirea necesară, iar ușa va începe treptat să se deschidă, respectiv să se
închidă deoarece acest servo -motor poate realiza o rotire a cesornicu lui dar și rotirea
inversă în sensul opus.
Când deschiderea/închiderea ușii s -a realizat, microcontrolerul Seeeduino va
trimite mesajul către ecranul LCD+ului care are rolul de afișa starea ușii, printr -un mesaj
setat în programul sursă, respectiv când ușa s-a deschis el va afișa „Ușă deschisă”, și are
Capitolul 5
35
în fundal culoarea verde potrivită acestei acțiuni, precum și mesajul „Ușă închisă” care
are în fundal culoarea roșie.
5.2 Schema în detaliu al conexiunii pieselor folosite în proiect
Figura 5.2 Schema generală – conexiunile pieselor
Figura 5.3 Intrările și ieșirile microcontro lerului
Capitolul 5
36
În al doilea pas vom conecta senzorul infraroșu reflectiv, unde vom conecta
„groundul” de la senzor la GND –ul microcontrolerului Seeeduiîno , iar pinul denumit cu
„0” se va conecta la D1/TX al plăcii.
Figura 5.4 Conectarea senzorului infraro șu
Al treilea pas ar fi conectarea senzorului de amprentă care va realiza comanda de
deschidere, evident ground -urile se vor conecta între ele, intrarea TX0 se va conecta la
intrarea digitală D3 iar întrare RX1 de la senzor se va conecta la intrarea digitală D2.
Figura 5.5 Conectarea senzorului de ampren tă digital ă
Pentru memorarea amprentei digitale vom folosi un buton care ca și în pașii
anteriori fiecare GND al senzorilor se vor conecta la GND plăcii, la fel facem și în acest
caz.
Capitolul 5
37
Figura 5.6 Prezentarea senzorului buton
Intrarea „1” de la buton se va conecta la intrarea digitală A4, iar intrarea „0” o
conectăm la intrarea următoare și anume A5.
Pasul următor ar fi conec tarea senzorului infraroșu care trimite semnalul servo –
motorului, dupa cum se observa GND -urile se vor lega împreuna apoi intrarea a treia
„VCC” o vom lega de cei 5V ai plăcii.
Figura 5.7 Conectarea servo -motorului
Ultimul pas ar fi conectarea ecranului Lcd,unde intrarea 1 -VSS se va conecta la
GND -ul plăcii, intrarea 2 -VDD se va conecta la cei 5V ai microcontrolerului, apoi
intrarea 3 se va lega la intrarea A4 al plăcii iar intrarea 4 se va lega la A5.
Capitolul 5
38
Figura 5.8 Prezentarea conexiunilor ecranului LCD
Daca instalația a fost conectată corespunzator funcționării lui, ultimul pas este
încărcarea programului în schița care conține pașii pe care placa Seeeduino trebuie să -i
trimită mai departe dispozitivelor conectate.
5.3 Diagrama de stare al funcționări i ușii automatizate
Prin intermediul diagramei de stare se poate observa practic viața obiectului care
va fi analizat, prin stările lui aferente și prin schimbările de stări care intervin în ciclul
acelui obiect.
Mesajele introduse în aceasta schemă va p rezenta evenimentele care schimbă
viața internă al obiectului respectiv.
Capitolul 5
39
Figura 5.9 Diagrama de stare al ușii
Aceasta diagramă a fost realizata într -un utilitar online Gliffy, care este gratuit și
pune la dispoziția utilizatorului crearea diagramelor Uml de multe tipuri precum
diagrama de clasă, de stare, de obiecte și nu numai.
Scopul acestei diagrame este de a prezenta ciclul cu care funcționează o ușă
automată, fiind influențată de utilizarea ei de către o persoana sau mai multe.
În acesta diagramă sunt trei stari principale care le are ușa : când este deschisă de
către utilizator, când este închisă atunci când utilizatorul și -a imprimat amprenta și a
patruns în încinta respectivă, și ușă blocată reprezentând starea când utilizatorul nu face
nici o acțiune în legatură cu ușa.
Se observă că atunci când ușa se deblochează, ea automat se deschide și își
urmează ciclul, ca într -o bucla înfinită dirijată de acțiunile utilizatorului.
Capitolul 5
40
Capitolul 6
41
Capitolul 6. Testare și Validare
În acest capitol va fi testat softul pentru microcontrolerul Seeeduino, cu ajutorul
programului Matlab, care pune la dispoziție un limbaj foarte avansat pentru calculul
numeric, programare, vizualizare și nu numai.
Ce am folosit eu pentru simularea aplicației prezentate î n capitolele anterioare
sunt schemele logice care vor fi însoțite de stările aferente senzorilor folosiți pentru
aplicația de deschidere al ușii cu amprentă.
Partea de validare al acestui capitol, urmărește dacă aplicația realizată
funcționează corespunzăt or, și realizează funcțiile dorite, având loc atunci când proiectul
a fost implementat și realizat în stadiul final al aplicației.
Se mai urmărește și testarea cu ajutorul unor date reale, prin testarea de
„acceptare”, și se urmărește obținerea unor performanțe sub care se obțin rezultatele.
S-a urmărit realizarea părții de: testare al modulelor, testare de integrare, testarea
sistemului, și nu numai.
La nivelul modulelor s -a realizat dezvoltarea și experimentarea separată prin
efectuarea unor teste d e verificare al funcționalității.
Dacă vorbim despre testarea de integrare, acestea au avut ca scop verificarea
comunicării dintre multitudinea de module și experimente ale aplicației.
Limbajul de programare folosit de utilizator poate fi ales dupa preferi nță, java sau
C/C++.
Precum am menționat mai sus acest program este foarte avansat, și pune la
dispoziția utilizatorului un mediu de simulare, secvențe logice decizionale și mașini de
stare, mediul care se numeste Stateflow.
Acesta pune la dispoziția uti lizatorului de a proiecta scheme logice, animații ale
starilor mașinilor, precum și testarea unor evenimente cu ajutorul simulatorului al unei
aplicații concepute de utilizator.
Rolul părții de testare este de a înlătura pe cât posibil erorile apărute, dar costul
acestora poate fi stabilit doar atunci când proiectul a ajuns în fazele finale ale realizarii
lui.
Sistemul implementat a fos evaluat pentru a scoate în evidență eficacitatea și
fezabilitatea acestui sistem, unde LCD are rolul de a afișa starea uși i, în funcție de
activitatea realizată de ea, senzorul infraroșu care trimite semnalul servo -motorului,
servo -motorul care acționează ușa și nu numai.
Sistemul a fost supus unei testări temeinice, în care s -au observat unele întârzieri,
în special cand ușa este deschisă sau închisă , deoarece sistemul necesită de o anumită
tensiune per total, care se pierde „ pe drum” din cauza multitudinilor de senzori și nu
numai.
Cu toate ca sistemul prezină anumite deficite, acesta realizează sistemul de
închidere sau de schidere al unei uși acționată de un senzor de amprentă digitală.
Capitolul 6
42
S-a realizat testarea unor aplicații puse la dispoziție de către Matlab, și anume
două aplicații mai exact: testarea comparației între două imaginii ale unor amprente,
sistemul Biometriei de recunoaștere al amprentei, și un alt program care care folosește un
sistem de recunoaștere biometrică, de unde reies niște clasificări de erori, evidențiind
calitatea celor două sisteme comparate, si anume „FRR”, „FAR” și „EER”.
Prima aplicație ar e rolul de a afișa comparația dintre imaginea originală și cea
minuțioasă ale unei amprente, mărimea similarității precum si „FNRM” și „FRM”care
reprezintă „Nepotrivirea între amprente” precum și „Potrivirea amprentelor ” prin
afișarea unei curbe care r eprezintă curba similarității.
Figura 6.1 Figura care afișează diferența dintre imaginea originală și cea mai in
detaliu [13]
Acestă aplicație este împărțită în două fișiere : programul principal care compară
compatibilitatea între amprente, al doilea realizează „FNRM” și „FRM”.
Figura de mai sus, este realizată cu programul principal care extrage informațiile
din imaginile amprentelor, le compară și extrage detaliile precise ale amprentei
principale, de la care pornește comparația cu restul amprentelo r care sunt 8 la număr.
Capitolul 6
43
În această aplicație, este creată o bază de date care are înregistrate 72 de
amprente, dar le -am redus tocmai pentru a reduce timpul de afișare al rezultatelor.
Există o amprentă principală, de la care au rezultat detaliile precise ale ei ca mai
apoi să fie comparată cu restul amprentelor.
Figura 6.2 Scorul acumulat al funcțiilor „FNRM” și „FRM”[14]
În figura de mai sus sunt reprezentate cele două metode de potrivire sau de eroare,
„FNRM” și „FRM”, unde „FNRM” reprezintă nepotrivirea amprentelor, reprezentată de
curba de culoare roșie,care compară o imagine al amprentei autentice cu una falsă, iar
„FRM”,este reprezentată de curba de culoare albastră, unde algoritmul clasifică ampren ta
ca fiind autentică.
Capitolul 6
44
Figura 6.3 Fragmentul din scriptul din Matlab în momentul rulării programului[14]
În figura anterioară se observă ca sunt doar 8 amprente introduse in baza de date,
precum si valorile de potrivire al lor, pornind de la amprenta d igitală „101_1.tif”,
ajungând la celelalte amprente.
Se observă că a doua amprentă ca număr prezintă un grad bun de acceptare,
înafară de cea principală.
Cea de -a doua aplicație, care pretintă cele trei caracteristici „FRR”, „FAR” și
„EER”, care reprezintă : „False Acceptance Rate” , în traducere rata de acceptare al
falsului, apoi „False Rejection Rate” care semnifică rata de rejectare al falsului și nu în
ultim rând „ Equal Error Rate” care semnifică rata egalității erorii.
Sistemul de recunoaștere al biom etriei se poate realize în două metode:
identificare și verificare.
Această simulare al aplicației are rolul de a arăta similiraritățile unor
caracteristici, dintre un model și șablonul biometric.
În funcție de alegerea pragului de clasificare, dintre toa te sau unul din ele,
modelele sunt împărțite în cele două : „FRR” (fracțiunile de prag care reprezintă rata de
acceptare falsă ) și „FAR”(fracțiunile de prag care reprezintă rata de rejectare al
falsului).
Capitolul 6
45
Figura 6.4 Cele 5 EER reprezentate pe o scal ă, de la 0 -1 al „FRR” și „FAR” [14]
În cazul prezentat anterior, rata cu graficul cel mai jos aproape de axa „FAR” -ului
reprezintă un „FRR” mare, deoarece odata ce rata de acceptare al falsului este mică,
evident ca rata de rejectare este mare.
S-a mai re alizat testarea funcționalității sistemului, prin memorarea unei noi
amprente care prin acționarea senzorului de tip buton, degetul atinge senzorul de
amprentă digitală, urmând să se deschidă ușa respectiv să se închidă.
Prin acest test s -a demonstrat ca a tunci când un utilizator va dori sa memoreze o
nouă amprentă , sistemul este optim, ușor de folosit și nu numai.
Spre final s -a realizat testarea sistemului, pentru a verifica și asigura
funcționalitatea sistemului, intregului flux de lucru.
Capitolul 6
46
Capitolul 7
47
Capitolul 7. Manual de Instalare și Utilizare
7.1 Manual ul de instalare
Pentru a realiza acest sistem automat de deschidere al ușii cu amprentă s -a folosit
programul Arduino.
Acest program este unul gratuit, pus la dispozitia tuturor celor care doresc să
implementeze sisteme automate, fără a fi nevoie de experiență în domeniu.
Limbajul de programare folosit în Arduino este C/C++ , unde librăriile se pot
extinde în funcție de necesitatea sistemului implementat.
Acesta oferă și un tutorial, un de sunt introduse instrucțiunile pas cu pas, pentru a
fi de ajutor utilizatorului.
Programul preia codul sursă și îl transmite mai departe dispozitivelor conectate în
acel proiect.
Pune la dispoziție o multitudine de posibilități de afișare al mesajului tr ansmis de
program prin conectarea lui la un ecran Lcd,module Ethernet și nu numai.
Figura 7.1 Pictograma programului Arduino
În primul rând avem nevoie de un cablu usb identic cu cel folosit pentru
perifericele de ieșire ale calculatorului, ca de exemplu cablul pentru imprimantă.
Figura 7.2 Cablu USB pentru conectarea plăcii[15]
Capitolul 7
48
Dupa ce s -a facut rost de cablu, se va instala pe calculator programul Arduino,cu
care vom scrie programul urmând să le încărcăm în placa Seeduino.
Înainte de instalare se va conecta placa Seeeduino la calculator pentru ca acesta
să instaleze driver -ul necesar funcționării ei.
Apoi din „Device Manager” din Window se va selecta placa afișată la secțiunea
„Other devices”, ca mai apoi se daă un update pentru ca versiunea f olosită să fie cea mai
nouă.
Figura 7. 3 Meniul din „Device Manager”,unde se da update la soft
Odata ce s -a dat click pe opțiunea update va apărea o fereastră care va pune la
dispoziție alegerii a doua opțiuni : să caute calculatorul on -line softul sau să se deschidă
din calculator versiunea updatată.
Figura 7.4 Fereastra care apare pentru a alege ce modalitate se preferă
Capitolul 7
49
Pasul final de instalare este acela atunci când calculatorul confirma ca update -ul
s-a realizat corect și softul a fost instalat corespunzător.
Arduino pune la dispoziție și o serie de exemple cu codurile gata scrise, pentru a
putea testa daca utilizatorul doreste să testeze funcționarea lor.
Daca programul este scris, urmatorul pas este selectarea portului prin care va
putea funcți ona placa Seeeduino.
Având programul necesar funcționării proiectului,acesta se va verifica dacă acesta
conține greșeli în limbajul de programare iar dacă acesta este bun, se va încărca
programul mai departe în placă cu ajutorul butonul „Upload”.
În imagi nea de mai jos este prezentat meniul din Arduino care pune la dispozitie
verificarea,încărcarea, crearea unui fișier nou , deschiderea respectiv salvarea lui și nu în
ultimul rând monitorul care afișează starea datelor trimise din program spre placă.
Figura 7.5 Meniul din Arduino [16]
Butonul de verificare (Verify) are rolul de a constata daca programul este scris
corespunzător limbajului de programare ales, iar daca acesta conține erori, pasul de a
trimite programul spre placă nu va fi posibil.
Butonul de încărcare (Upload) încarcă programul în placă, dar înainte trebuie
selectat portul corespunzător, ca mai apoi salvarea fîșierului în caz de eroare.
Restul butoanelor au rolul dupa cum le spune și numele, de a crea noi schițe de
programe, de a le r ula și salva și de a vedea informațiile în monitorul serial.
Pentru a realiza acest proiect avem de nevoie de următoarele elemente:
1. Placa Seeeduino ;
2. Senzor de amprentă digitală ;
3. Buton de memorare amprentă;
4. Senzor infraroșu care detecteazaă mișcarea ușii;
5. Motorul care acționează ușa;
6. Ecran Lcd pentru afișarea stării ușii;
7. Cablu USB pentru conectarea plăcii.
Capitolul 7
50
Schema generală de conectare al pieselor acestui proiect este urmatoarea:
Figura 7.6 Schema generală al conexiunii pieselor
Scopul principal al acestui proiect este să deschidem ușa cu ajutorul unui senzor de
amprentă digitală, folosindu -ne de o serie de senzori și de un motor de curent continuu și
de un ecran pentru a ne afișa starea ușii.
Conexiunea piese lor se face înainte ca placa Seeeduino să fie pornită, deci trebuie
să ne asigurăm ca nu este conectată placa la calculator sau daca este conectată, să nu fie
comutată pe ON ci pe OFF.
Pentru a facilita realizarea acestui sistem automat, am realiza t în programul Fritzing
schema generala în detaliu.
Capitolul 7
51
Pentru a putea realiza conexiunea între un senzor și placă sau mai mulți senzori
dupa caz avem nevoie de fire de conexiune numite „tată -tată” său „mamă -mamă”,
depinde de necesitatea proiectul ui.
Am folosit în acest proiect fire de tip „tată -tată” iar pentru prelungirea lor am
folosit fire de tip „mamă”.
Pentru exemplificare în figura următoare voi prezenta cum arată aceste fire:
Figura 7.7 Fire de tip „mam ă-mam ă”[17] Figura 7.8 Fire de tip „tată-tată”[18]
Aș dori sa prezint pașii de conectare al pieselor care alcătuiesc acest sistem
implementat :
1. Eticheta cu numărul 1 este asociată firelor care conectează servo -motorul prin
acționarea axului, ușa se va inchide respectiv deschide, acesta se află sub cutie.
2. Eticheta cu numărul 2 este asociată firelor care conectează ecranul LCD pe placă.
3. Eitcheta cu numărul 3 îi este atribuită microcontrolerului a căror fire au culoarea
roșu la tensiunea de 5V și negru la împământare.
4. Eticheta cu numărul 4 r eprezintă senzorul de amprentă digitală a carui fire sunt
prelungite printr -un tub negru până la placă.
5. Eticheta cu numărul 5 îi este asociată senzorului infraroșu a carei prelungiri merge
prin tubul negru pâna la microcontroler pe intrarea D4.
6. Eticheta cu numărul 6 reprezentată de butonul de memorare al amprentei care este
și el prelungit la microcontroler în intrarea D2 aferentă plăcii.
Pentru exemplificare în imaginile de mai jos se regăsesc toate conexiunile
realizate pentru implementarea acestui siste m de automatizare al ușii.
Capitolul 7
52
Figura 7.9 Conexiunile din fața ușii care vor fi prelungite printr -un tub
Figura 7.10 Conexiunile din fața realizate pe placă și pe microntroler
Aș dori sa fac o completare, la imaginea (7.10) firul negru ajută la comunicarea
ambelor parți atât al pieselor cât și al sursei de tensiune.
Toate acestea fiind spuse și exemplificate, folosindu -vă de explicații precum si de
imaginile sugestive, se poate implementa acest sistem inteligent.
Capitolul 7
53
Cele prezentate anterior au sco pul de a facilita înțelegerea realizării proiectului,
precum și de a oferi posibilitatea oricărui „iubitor de tehnologie ”, care are cunoștințe in
domeniu sau chiar și cei care nu au cunoștințe în acest domeniu, ci doar sunt pasionați de
partea de automatic ă, de sisteme inteligene și nu numai.
7.2 Manual de utilizare
În urmatoarea imagine avem vederea în ansamblu al proiectului implementat (din
față), și anume automatizarea unei uși cu ajutorul unei amprente digitale:
Figura 7. 8 Ușa automatiză cu un senzor de amprentă
”Creierul” sistemului implementat este microcontrolerul Seeeduino care este amplasat în
spatele ușii automatizate.
Capitolul 7
54
Primul pas ar fi conectarea corespunzatoare al senzorilor utilizași în implementare
și verificarea surselor de tensiune.Odata pornit acest sistem, și anume se trimite
programul realizat în Arduino către microcontroler atunci ușa se deschide automat.
Pentru a verifica funcționalitatea optimă al ușii se va imprima amprenta
utlizatorului, iar dacă se dore ste înregistrarea unei noi amprente avem senzorul buton care
ne ajută în acest context.
Rolul ecranului LCD este de a arăta starea ușii, mesajele fiind introduse în
programul sursă al microcontrolerului Seeeduino.
Senzorul infraroșu arata starea ușii, adic ă acesta trimite semnalul servo -motorului
care este instalat pe axul ușii.
Acest sistem lucrează în următorii pași:
Se transmite programul realizat în Arduino microcontrollerului Seeeduino;
Automat toți senzorii conectați, vor funcționa conform programul ui;
Se va înregistra amprenta dupa care imediat se va deschide ușa;
Pentru a închide ușa, am folosit un senzor infraroșu care prin acoperirea completă
al acestuia se va realiza securizarea ușii;
LCD va afișa starea usșii, acesta va avea două stari precum, ”Ușă deschisă” în
momentul deschiderii ușii, ”Ușă închisă” care evident va fi afișată în momentul
în care senzorul infraroșu va trimite semnalul servo -motorului
Aici avem imaginea în ansamblu din spatele ușii implementate cu senzorul de
amprentă digitală:
Figura 7.9 Partea din spatele ușii automatizate cu microcontrolerul Seeeduino
Capitolul 7
55
În imaginea anterioară a fost prezentată partea din spate care conține o sursă de
tensiune pe baterii, precum și microcontrollerul Seeeduino.
Atenție! Avem nevoie de șapte baterii alkaline de 1.5V pentru a putea primi
destulă tensiune ca sistemul să funcționeze optim.
Microcontrolerul primeste tensiunea între 7 -12V, din aceasta cauză avem nevoie
de minim 10,5V care ne va furniza bateriile.
Pentru o funcționare bună al senzor ilor utilizați, se recomandă verificarea
cablurilor de conectare, deoarece dacă acestea ar prezenta anumite defecțiuni, contactul
ar fi afectat iar sistemul nu ar funcționa cum a fost implementat initial.
Referitor la led -urile senzorilor și microcontrolle rului, acestea prezintă un cost
redus precum și o durata îndelungată de funcționare aproximativ (~100.000 ore).
Atenție mare și la conectarea ground -ului și aplicării tensiunii de 5V, deoarece
inversarea din cauza neatenției al tensiunii de 5V la ground și viceversa va duce la
distrugerea plăcii microcontrollerului.
O atenție mai sporita este necesară și la pinii senzorilor, și la cablurile de
conectare al acestora, este indicată respectarea conexiunilor și de a nu le încrucișa între
ele sau să aibă contact una cu cealaltă.
Daca aceste reguli minime de întreținere al unei instalații electrice automatizată
au fost respectate, atunci nu sunt prevăzute nici un fel de probleme în viitorul apropiat.
Capitolul 7
56
Capitolul 8
57
Capitolul 8. Concluzii
În această lucrare s -a implementat un sistem de securitate, pentru o încăpere,
locuință respectiv birou etc.
Realizarea acesteia s -a facut conform pașilor descriși în capitolele anterioare, pe
care le voi aminti mai jos:
Pornind de la schema bloc generală al acestui sistem,s -a implementat un
program care să realizeze pașii necesari funcționării lui;
Conectarea senzorilor astfel încat acestia să funcționeze conform
programului implementat;
Scrierea programului respectiv încărcarea lui de pe un calculator în
microcontrolerul Seedui no;
Descrierea aplicației soft în detaliu pentru controler;
Prezentarea pașilor necesari implementării sistemului;
Testarea aplicației.
Voi prezenta pe scurt într – un tabel caracteristicile dintre ramurile biometriei,
pentru a arăta diferențele dintre e le:
CARACTERISTICA AMPRENT Ă
DIGITAL Ă GEOMETRIA
MÂINII RET INA IRIS SEMNATURA
DIGITAL Ă VOCE
UȘOR DE FOLOSIT RIDICAT RIDICAT SLAB MEDIU RIDICAT RIDICAT
ACURATEȚE RIDICAT RIDICAT RIDICAT RIDICAT RIDICAT RIDICAT
COST * * * * *
ACCEPTABILITATE MEDIU MEDIU MEDIU MEDIU RIDICAT RIDICAT
NIVEL SECURITATE RIDICAT MEDIU RIDICAT RIDICAT MEDIU MEDIU
STABILITATE RIDICAT MEDIU RIDICAT RIDICAT MEDIU MEDIU
Figura 8.1 Deosebirile între ramurile biometriei
În acest tabel ne sunt prezentate funcțiunile fiecarei ramuri ale biometriei, iar dacă
ne referim la costul acestei tehnologii putem spune că acesta depinde de o serie de factori
determinatorii precum:
Aparatura hardware al scanării;
Mentenanța sistemului;
Pierderile productivității datorate necesității învățării de a implementa curba de
încrucișare al ratei de acceptare respectiv respingere al falsului.
Capitolul 8
58
Daca vorbim de stabilitate sistemul implementat cu amprenta digitală, acesta
prezintă o stabilitate foarte bună.
Nivelul de securitate este foarte bun, deși este un sistem care nu este acceptat de
toți utilizatorii, dupa cum se observă în tabel.
Ca orice tehnologie și acesta prezintă atât avantaje cat și dezavantaje, unde
dezavantajul la tehnologia cu amprenta digitală este factorul de „eroare la întamplare”
care ne arată că aceasta este influențată de nivelul de umiditate al pielii, precum și de
vârsta individului care este scanat.
Acuratețea se masoară cu ajutorul unor metode pentru a evalua aceasta funcțiune:
rata de acceptare al falsului (FAR) și rata de respin gere al falsului (FRR).
Rezultatul acestei funcțiuni depinzand de sensibilitatea aparatului cu care se
efectuează scanarea, aceste două metode fiind interdependente.
Cu cât rata de eroare al încrusișării este mai mică cu atat acuratețea este mai
mare, p recum arată și în figura următoare:
Figura 8.2 Rata de eroare al încrucișării dintre FAR si FRR
Referitor la imbunătățirile care ar fi posibile acestea sunt multiple precum :
Îmbunătățirea referitoare la costul funcțional;
Algoritmul de stabilire al calitatății imaginii;
Etapa ad -hoc de a crea imagini cat mai realiste, folosind o tehnologie
avansată pentru a observa variațiile senzorilor on -line;
Eliminarea grosimii straturilor într -o poza rezultată din scanarea cu
amprenta digitală, care în realitat e aceasta provine de la același deget
scanat;
Eliminarea zgomotului uniform care în realitate, acesta este grupat în
unele zone ale aceluiași deget.
Bibliografie
59
Bibliografie
[1] De Robert Newman, „Security and Acces Control Using Biometric Tehnologies”,
Boston, USA, 2010, Course tehnology, pp. 45.
[2] De Robert Newman, „Security and Acces Control Using Biometric Tehnologies”,
Boston, USĂ, 2010, Course tehnology, pp. 46.
[3] De Jeffrey Keljik, „Electricity 4:AC/DC Motors,Controls, and Mainte nance,” Delmar
Cengage, USA, 2009 -2013, pp. 5.
[4] Curs „Sisteme cu evenimente discrete ”,Camelia Avram .
[5] De Davide Maltoni,Dario Maio, Anil K, Sălil Prabhakar, „Handbook of fingerprint
recognition”, Editura Springer, Springer Verlog London Limited 2009, pp. 58.
[6] De Davide Maltoni,Dario Maio,Anil K,Sălil Prabhakar, „Handbook of fîngerprint
recognition”, Editura Springer, Springer Verlog London Limited 2009, pp. 63.
[7] http://www.seeedstudio.com/wiki/Seeeduino_v3.0#Introduction accesat la data de
18.02.2015
[8] http://www.seeedstudio.com/wiki/Grove_ -_Infrared_Reflective_Sensor accesat la
data de 18.02.2015
[9] http://www.seeedstudio.com/wiki/Grove_ -_Button accesat la data de 18.02.2015
[10] http://www.seee dstudio.com/wiki/images/0/03/JHD1214Y_YG_1.0.pdf accesat la
data de 18.02.2015
[11] http://www.banggood.com/TowerPro -SG90 -Mîni -Gear -Micro -Servo-9g-For-RC-
Airplane -Helicopter -p-86439.html accesat la data de 18.02.2015
[12] http://seeedstudio.com/wiki/Grove_ -_Fînger_Print_Sensor_V1.0 accesat la data de
18.02.2015
[13] www.mathworks.com
[14] Syris Mosaicing Group, „Tehnical document about FARR, FRR and EER”, 2004,
Version 1.0.
[15] htttp://www.google.ro
[16] De Michael McRoberts, „Beginning Arduino,” Apress, USA, pp. 15.
[17] [18] www.ebay.com
[19] De Davide Maltoni,Dario Maio,Anil K,Sălil Prabhakar, „Handbook of fîngerprint
recognition”, Editura Springer, Springer Verlog London Limited 2009, pp. 58 -77.
[20] Peter Komarinski, „Automated Fingerprint Identification Systems,” Academic Press
Amsterdam,Boston,London, New York, Osxfod, Paris, Săn Diego, Săn Francisco,
Sîngapore, Sydney, Tokyo, Editura Elsevier Academic Press, 2005, pp. 29 -39.
[21] De Nalini Ratha, Ruud Bolle, „Automatic Finger print Recognition Systems,”
Editura Springer, pp. 29 -30, 383.
[22] De V.T, ”Home automation , „Trigy Network Publishing, 2015, pp. 3 -7, 31 -35.
Bibliografie
60
[23] De Wings of Success, „Home Automation Inside Out!, ” pp. 8 -10. 36 -41.
[24] De Robert Newman, „Security and Acces Control Using Biometric Tehnologies”,
Boston, USĂ, 2010, Course tehnology, pp. 45 -28-305.
[25] De Rajesh M. Bodade, „Iris Analysis for Biometric Recognition Systems ,”
Springer, New Delhi, New York, London, 2014, pp. 1 -7.
[26] De John R.Vacca, „Biometric Tehnologies and Verification Systems ,” Elsevier,
USA, 2007, pp. 95 -176.
[27] De Mark Ciampa, „Security + Guide to Network Security Fundamentals, ” Cenagage
Learning, USA, Boston, 2009, pp. 245 -248.
[28] De Seong -Whan Lee, „Advances in Handwrit ing Recognition ,” World Scientific
Publishing, Singapore, 1999, pp. 559 -567.
[29] De Ravi Das, „Biometric Tehnology Authentification, Biocryptography, and Cloud –
Based, ” CRC Press, New York, 2015, pp. 89 -92.
[30] De David Zhang, Guangming Lu, „3D Biometrics: Systems and Applications, ”
Springer, New York, 2013, pp. 8 -10.
[31] De Chuck Wilson, „Vein Pattern Recognition: A Privacy -Enchancing Biometric, ”
CRC Press, US, 2010, Capitolele 2, 3, 4.
[32] De Jeffrey Keljik, „Electricity 4:AC/DC Motors,C ontrols, and Maintenance,”
Delmar Cengage, USĂ, 2009 -2013, pp. 1 -10.
[33] De Eswar, „Handbook of Electrical Motor Control Systems,” Tata -MC-Grway Hill,
New Delhi, 1990, pp. 58 -60.
[34] Shunsuke Kobayashi, Shiego Mikoshiba, Sungykoo Lim, ”LCD Backlights,” John
Wileys &sons, Hong Kong, 2009, pp. 3 -6, 12 -14.
[35] De Charles Bell, „Beginning Sensor Networks with Arduino and Raspberry Pi,” A
Press, pp. 59 -60.
[36] De Maldaque, „Înfrared Methodology and Thenology,” Gordon and Breach Science
Publishers, USA, 1994, pp. 222 -248.
Bibliografie
61
[37] De Gilbert Held, „Introduction to Light Emitting Diode Tehnology and
Applications,” CRC Press, USA, 2009, pp. 106 -109.
[38] De Michael McRoberts, „Beginning Arduino,” Apress, USA, pp.1 -8.
[39] De John Paul Mueller, „The Săvvy Guide to Home Security, ” Săms Tehnical
Publishîng, Îndianapolis, 2005, pp. 19 -24.
[40] De Massimo Tistarelli, Mark S.Nixon, „Advances în Biometrics: Thrid International
Conferences,ICB 2009, ” Springer, Germany, 2009, pp. 63 -65, 92 -93.
[41] Karthik Nand akumar, IEEE, Anil K.Jain, Fellow, Sharath Pankanti, „Fingerprint –
Based Fuzzy Vault: Implementation and Performance,” IEEE Transactions on
information forensics and security, Vol 2,No 4, December 2007, pp. 754 -766.
[42] Amira Săleh, Auman Bahaa, A.Wadhan, „Fingerprint Recognition,” Computer and
systems engineering deparment, Egypt, pp. 201 -205.
[43] Sharath Pankanti, Ruud M.Bolle, Anil Jain, „Biometrics: The Future of
identification, ” IEEE, 2000, pp. 46 -48.
[44] He Di, Rong Gang, Zhou Jie, „Image Mosaicing Algoritm for Rolled Fingerprint
Construction,” Tsinghua Science and Tehnology, Vol 7, Numarul 3, 2002, pp.
317-319.
[45] B.Anubala, M.Rahîni, T.Bavithra, „Intelligent Door Locking System,” International
Journal of En gineering Research and Applications, 2014 pp.50 -51-53.
[46] A.J.Bernaheim, Bongshin Lee, Ratul M, Sharad Agarwal, Stefan Săroiu, Colîn
Dixon, „ Home Automation in the Wild: Chanllenges and Opportunities,”
Microsoft Research, University of Washîngton, 2011 , Canada, pp. 1 -4.
[47] www.mathworks.com/products/stateflow accesat la data de 05.06.2015
[48] www.fritzing.org accesat la data de 15.05.2015
[49] www.gliffy.com accesat la data de 09.05.2015
[50] www.arduino.cc accesat la data de 03.04.2015
Bibliografie
62
Anexa
63
Anexa
#include < Adafruit_Fingerprint.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#include <Streaming.h>
#include <VarSpeedServo.h>
#include <rgb_lcd.h>
#include <Wire.h>
#include <EEPROM.h>
VarSpeedServo myservo;
#define ServoInit() myservo.attach(9); \
#define __Debug 1
#if __Debug
#define DBG(X) Serial.println(X)
#else
#define DBG(X)
#endif
#define DOORCLOSE 1
#define DOOROPEN 0
#define ST_IDLE 1
#define ST_ENROLL 2
#define ST_OPEN 3
SoftwareSerial mySerial(2, 3); // tx, rx
rgb_lcd lcd;
const int pinButton = 4;
const int pinIR = 6;
int state = ST_IDLE;
int num_finger = 0;
void dispText(char *str, int r, int g, int b)
{
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.clear();
lcd.setRGB(r, g, b);
lcd.print(str);
}
unsigned char doorState()
{
if(digitalRead(pinIR))
Anexa
64
{
return DOOROPEN;
}
return DOORCLOSE;
}
void OpenDoor()
{
myservo.attach(9);
myservo.write(90); //atașez valoarea de 90 grade servo -motorului variabilei 9
myservo.write(150,10,true); //atasez variabilei 10 valoarea de 150 grade
myservo.detach();
}
void CloseDoor()
{
myservo.attach(9);
//myservo.write(58);
myservo.write(50,10,true);
myservo.detach();
}
void stateMachine()
{
int fId;
switch(state)
{
case ST_IDLE
if(digitalRead(pinButton)) //citeste variabila butonului
{
delay(20);
if(digitalRead(pinButton))
{
for(int i=0; i<50; i++)
while(digitalRead(pinButton));
state = ST_ENROLL;
cout << "goto enroll" << endl;
}
Anexa
65
}
fId = getFingerprintIDez()
if(fId >= 0)
{
DBG("Plasati degetul, usa deschisa!!");
OpenDoor();
state = ST_OPEN;
for(int i=0; i<50; i++)
{
while(DOORCLO SE == doorState());
delay(1);
}
}
else if( -4 == fId)
{
dispText("AmprentaGresita", 255, 0, 0);
delay(1000);
dispText("In Functiune…", 255, 255, 255);
}
delay(50);
break;
case ST_ENROLL:
getFingerprintEnroll(++num_finger);
EEPROM.write(100, num_finger)
cout << "enroll ok, goto idle" << endl;
state = ST_IDLE;
break;
case ST_OPEN
cout << "ST_OPEN" << endl;
dispText("Usa Deschisa", 0, 0, 100);
for(int i=0; i<50; i++)
{
while(DOOROPEN == doorState());
delay(1);
}
Anexa
66
CloseDoor();
dispText("Usa Inchisa", 255, 255, 255);
cout << "Usa Inchisa! IDLE" << endl;
state = ST_IDLE;
break;
}
}
void setup()
{
CloseDoor();
Serial.begin(9600);
finger.begin(57600);
pinMode(pinIR, INPUT);
pinMode(pinButton, INPUT);
num_finger = EEPROM.read(100);
lcd.begin(16, 2);
dispText("In Functiune…", 255, 255, 255);
delay(500); //întârziere 50 secunde
DBG("setup ok!");
}
void loop() //bucla de rulare in continuu
{
stateMachine();
}
// returneaza -1 in caz de eroare, in caz contrar returnand ID #
int getFingerprintIDez()
{
if (!finger.verifyPassword())
{
DBG("Senzorul de amprenta nu a fost gasit :(");
return -1;
Anexa
67
}
unsigned char f = finger.getImage();
if (f != FINGERPRINT_OK)
{
return -2;
}
f = finger.image2Tz();
if (f != FINGERPRINT_OK)
{
return -3;
}
f = finger.fingerFastSearch();
if (p != FINGERPRINT_OK)
{
return -4;
}
#if __Debug
Serial.print("ID Gasit #");
Serial.print(finger.fingerID);
Serial.print(" cu numele ");
DBG(finger.confidence);
#endif
return finger.fingerID;
}
unsigned char get FingerprintEnroll(unsigned char id)
{
unsigned char f = -1;
Serial.println("Se asteapta o amprenta corecta pentru inregistrare");
dispText("Plasati Degetul", 0, 100, 100);
while (f != FINGERPRINT_OK) {
f= finger.getImage();
switch (p) {
case FINGERPRINT_OK:
Serial.println("Poza facuta");
break;
case FINGERPRINT_NOFINGER:
Anexa
68
//Serial.println(".");
break;
case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR:
Serial.println("Eroare de comunicare");
break;
case FINGERPRINT_IMAGEFAIL:
Serial.println("Eroare de imagine");
break;
default:
Serial.println("Eroare necunoscuta");
break;
}
}
// OK success!
f = finger.image2Tz(1);
switch (p) {
case FINGERPRINT_OK:
Serial.println("Imagine convertita");
break;
case FINGERPRINT_IMAGEMESS:
Serial.println("Imagina neclara");
return f ;
case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR:
Serial.println("Eroare de comunicatie");
return f;
case FINGERPRINT_FEATUREFAIL:
Serial.println("Nu au fost gasite funct iile senzorului de amprenta");
return f;
case FINGERPRINT_INVALIDIMAGE:
Serial.println("Nu au fost gasite functiile senzorului de amprenta");
return f ;
default:
Serial.println("Eroare necunoscuta");
return f;
}
Serial.println("Indepartati degetul");
dispText("Indepartati Degetul", 0, 200, 200);
delay(2000);
Anexa
69
f = 0;
while ( f != FINGERPRINT_NOFINGER) {
p = finger.getImage();
}
f = -1;
Serial.println("Plasati din nou");
dispText( "Plasati din nou", 0, 100, 100)
while (p != FINGERPRINT_OK) {
f = finger.getImage();
switch (p) {
case FINGERPRINT_OK:
Serial.println("Imagine luata");
break;
case FINGERPRINT_NOFINGER:
//Serial.print(".");
break;
case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR:
Serial.println("Eroare de comunicatie");
break;
case FINGERPRINT_I MAGEFAIL:
Serial.println("Eroare imagine");
break;
default:
Serial.println("Eroare necunoscuta");
break;
}
}
// OK succes!
f = finger.image2Tz(2);
switch ( f) {
case FINGERPRINT_OK:
Serial.println("Imagine convertita");
break;
case FINGERPRINT_IMAGEMESS:
Serial.println("Imagine neclara");
return p;
case FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR:
Serial.println("Er oare de comunicatie");
Anexa
70
Return f;
case FINGERPRINT_FEATUREFAIL:
Serial.println("Nu au fost gasit functiile senzorului de amprenta");
return fp;
case FINGERPRINT_INVALIDIMAGE:
Serial.println("Nu au fost gasit functiile senzorului de amprenta");
return f;
default:
Serial.println("Eroare necunoscuta");
return f;
}
f = finger.createModel();
if (f == FINGERPRINT_OK) {
Serial.println("Amprente asemanatoare!");
} else if (f == FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR) {
Serial.println("Eroare de comunicare");
return p;
} else if ( f == FINGERPRINT_ENROLLMISMATCH) {
Serial.println("Amprente neasemanatoare ");
return f;
} else {
Serial.println("Eroare necunoscuta");
return f;
}
f = finger.storeModel(id);
if (f == FINGERPRINT_OK) {
Serial.println("Stocat!");
dispText("Stocat!", 0, 255, 0);
delay(2000);
dispText("In Functiune…", 255, 255, 255);
return f;
} else if ( f == FINGERPRINT_PACKETRECIEVEERR) {
Serial.println("Eroare de comunicatie");
return p;
} else if ( f == FINGERPRINT_BADLOCATION) {
Serial.println("Nu se poate stoca in aceasta locatie");
return p;
} else if ( f == FINGERPRINT_FLASHERR) {
Anexa
71
Serial.println("Eroare de scriere pe flash");
return f;
} else {
Serial .println("Eroare necunoscuta");
return f ;
}
dispText("Eroare!", 0, 255, 0);
delay(2000);
dispText("In Functiune…", 255, 255, 255);
}
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: UȘĂ INTELIGENTĂ ACȚIONATĂ PRIN AMPRENTĂ DIGITALĂ CU [629288] (ID: 629288)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.