這篇文章來源于DevicePlus.com英語網(wǎng)站的翻譯稿。

1. 目的

本教程的目的在于展示如何在Raspberry Pi項(xiàng)目中添加面部識別功能。

注意：該面部識別門鎖設(shè)計(jì)并不應(yīng)該被應(yīng)用于保護(hù)或鎖定任何有價(jià)值的物品或房屋上。一個(gè)簡單的破解方法就是將“列入白名單”的用戶的照片舉到攝像頭前就可以將門打開。

2. 概述

在本教程中，我將說明如何使用Microsoft的Face API（應(yīng)用程序編程接口）為您的Raspberry Pi項(xiàng)目和應(yīng)用程序添加面部識別功能。該項(xiàng)目基于一個(gè)Microsoft面部識別門鎖項(xiàng)目。這是一個(gè)中級教程。在此我假設(shè)您已經(jīng)在Raspberry Pi上設(shè)置了操作系統(tǒng)（OS）。如果沒有的話，我建議您對Raspberry Pi進(jìn)行設(shè)置，然后在完成一些入門級項(xiàng)目后再嘗試本項(xiàng)目。

3. 設(shè)備

注意：請確認(rèn)您獲取的是Microsoft認(rèn)證的硬件，否則在您的Raspberry Pi上啟動并運(yùn)行Windows 10 IOT時(shí)會遇到問題。點(diǎn)擊此處可以找到經(jīng)過認(rèn)證的硬件。

表1：設(shè)備

4. 目錄

1. Windows 10 IoT核心版安裝

1. 安裝步驟

2. 安裝技巧

2. 設(shè)計(jì)電路

1. 我的電路

2. 項(xiàng)目應(yīng)用—門鎖

3. 設(shè)置軟件

4. 部署及運(yùn)行應(yīng)用程序

1. 部署應(yīng)用程序

2. 運(yùn)行應(yīng)用程序

5. 步驟

1. Windows 10 IoT 核心版安裝

1.2 安裝步驟

Windows 10 IoT核心版是您需要在Raspberry Pi上運(yùn)行的用于此項(xiàng)目的操作系統(tǒng)。它是Windows 10針對Raspberry Pi之類的小型設(shè)備和單板計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化之后的版本。該項(xiàng)目還需要您在PC上安裝Microsoft Visual Studio。

1. 格式化SD卡

2. 將NOOBS拷貝到您的SD卡

3. 在連接到以太網(wǎng)時(shí)啟動您的Raspberry Pi

4. 選擇Windows 10 IoT核心版進(jìn)行安裝（圖1：Windows IoT安裝）

5. 安裝完成后，完成必要的設(shè)置過程，直到進(jìn)入主頁（圖3：Windows IoT主頁屏幕）。

圖1：Windows IoT安裝

圖2：Windows IoT核心版歡迎頁面

圖3：Windows IoT主頁屏幕
1.2 安裝技巧

本教程的重點(diǎn)在于向Raspberry Pi中添加面部識別功能，而不是安裝Windows 10 IoT核心版，但是還是在這里補(bǔ)充一些安裝技巧。

1. 確保您使用的是Microsoft認(rèn)證過的硬件。當(dāng)我使用的不是經(jīng)過認(rèn)證的鼠標(biāo)和鍵盤時(shí)，這些硬件都無法正常工作。

2. 如果您有了一個(gè)Windows PC，請下載Windows IoT 10 儀表板來對設(shè)備進(jìn)行設(shè)置。如果您使用的是Mac或者Linux計(jì)算機(jī)，則該選項(xiàng)不適用。

3. 確保您的Raspberry Pi是通過以太網(wǎng)而不是Wi-Fi連接到網(wǎng)絡(luò)的。

4. 確保將SD卡格式化為FAT32或exFAT。

5. 確保您使用的電源可以為Raspberry Pi提供高達(dá)2安培的電流。

如果有任何問題，請參閱包含了調(diào)試與安裝過程的本篇文章。

2. 設(shè)計(jì)電路
2.1 我的電路

我通常使用一個(gè)開源的包含原理圖繪制及PCB布線功能的軟件Fritzing來繪制接線圖。您可以用過以下鏈接下載Fritzing（可選）：http://fritzing.org/home/

第一個(gè)原理圖是我所構(gòu)建的以LED作為驅(qū)動器的電路圖（圖4：w/ LED電路圖）。我將一個(gè)引腳直接接地來作為一個(gè)傳感器，以使應(yīng)用程序通過相機(jī)拍照。該項(xiàng)目可以被修改為通過使用任何其他類型的驅(qū)動器和傳感器來實(shí)現(xiàn)面部識別功能。

2.2 項(xiàng)目應(yīng)用—門鎖

第二個(gè)電路是用一個(gè)繼電器作為驅(qū)動器，用一個(gè)按鍵作為傳感器（圖5：w/繼電器以及門鎖的電路圖）。如果您希望將您的設(shè)計(jì)作為一個(gè)門鎖使用，則應(yīng)該構(gòu)建該電路。門鈴向攝像頭發(fā)出信號使其拍照。繼電器控制電子門的動作（關(guān)閉），如果所拍攝的照片與“白名單”上的用戶匹配，那么繼電器將會把門打開，否則保持鎖定狀態(tài)。

注意：該面部識別門鎖設(shè)計(jì)并不應(yīng)該被應(yīng)用于保護(hù)或鎖定任何有價(jià)值的物品或房屋上。一個(gè)簡單的破解方法就是將“列入白名單”的用戶的照片舉到攝像頭前就可以將門打開。

圖4：w/ LED電路原理圖

圖5：w/繼電器與門鎖電路原理圖

圖6：我的電路設(shè)置 3. 設(shè)置軟件

創(chuàng)建一個(gè)您打算存放本項(xiàng)目文件的文件夾。使用git clone指令下載項(xiàng)目。
git clone https://github.com/ms-iot/Facial-Recognition-Door.git

在Visual Studio中，打開名為FacialRecognitionDoor.sln的文件。要接收API密鑰，請使用此鏈接，然后點(diǎn)擊“免費(fèi)試用識別功能（Try Cognitive Services for free）”，然后選擇Face API，按照登錄說明接收您的唯一密鑰。在“Constants.cs”中輸入密鑰，替換OXFORD_KEY_HERE（圖7：Oxford API密鑰）。在此文件中，您還可以更改用于門鈴的引腳和用于控制門鎖的繼電器。您也可以更改“列入白名單”的用戶以及被拒絕用戶的信息。

在屏幕的左上方，將下拉菜單改為“Debug”，“ARM”以及“Remote Machine”（圖8：調(diào)試配置）。

圖7：Oxford API密鑰

圖8：調(diào)試配置 4. 部署及運(yùn)行應(yīng)用程序

4.1 部署應(yīng)用程序

有多種方法可以將應(yīng)用程序部署到您的Windows IoT設(shè)備上。我將在下面列出幾個(gè)不同的選項(xiàng)。其中一個(gè)可能比其他方法更容易一些，具體情況要取決于您所使用的硬件。我使用的是第一個(gè)方法。

1. 通過Windows設(shè)備門戶使用遠(yuǎn)程控制臺進(jìn)行部署/調(diào)試

2. 使用Visual Studio進(jìn)行部署/調(diào)試

3. 使用Windows 10 IoT 核心版儀表板進(jìn)行部署/調(diào)試

4.2 運(yùn)行應(yīng)用程序

當(dāng)應(yīng)用程序開始運(yùn)行時(shí)，您將在屏幕上看到以下圖像（圖9：面部識別啟動頁面）。您需要做的第一件事就是將自己添加到允許通過的“白名單”中。為此，請選擇屏幕右下角的加號（+）按鈕。然后頁面會顯示要求您拍攝一張ID照片。您可以對準(zhǔn)鏡頭然后點(diǎn)擊“拍攝ID照片（Capture ID Photo）”，然后相機(jī)會拍攝一張您的照片并將其顯示在屏幕上。最后輸入您的姓名，單擊“確認(rèn)（Confirm）”對用戶個(gè)人資料進(jìn)行確認(rèn)。

圖9：面部識別主頁屏幕 現(xiàn)在，您將返回到歡迎頁面。您應(yīng)該會在屏幕左側(cè)的“列入白名單的訪問者”列表下看到您的用戶個(gè)人資料。

現(xiàn)在，當(dāng)您站在攝像頭前時(shí)，可以按下按鍵或者門鈴。如果應(yīng)用程序?qū)⒛R別為“白名單”用戶，將會解鎖10秒鐘。

恭喜您完成此項(xiàng)目。現(xiàn)在您可以對該應(yīng)用程序進(jìn)行修改來將面部識別API使用到其他Raspberry Pi項(xiàng)目中了。

DevicePlus 編輯團(tuán)隊(duì)

設(shè)備升級版適用于所有熱愛電子和機(jī)電一體化的人。

審核編輯黃宇