雲端物聯網指紋鎖延伸鏡頭(KINECT)

元培醫事科技大學

資訊管理系畢業專題

雲 端 物 聯 網 指 紋 鎖 延 伸 鏡 頭

(KINECT)

指導老師: 林志賢老師

組員: 彭建霖(1041408021)

黃宗暘(1041408025)

彭宏鎰(1041408061)

張君傑(1041408037)

李文龍(1041408097)

陳思妤(1041408098)

中 華 民 國 一 百 零 八 年

5

月

摘要

在已經有指紋鎖的情況下，為了因應用各種突發狀況，我們想到

使用鏡頭(Kinect)來達到更有效的監控，並且在 CMOS 攝影機所構成

的 3D 結構光深度感應器及紅外線來幫助在夜晚的感測，還能模擬出

人在鏡頭前的肢體骨架，可惜礙於硬體效能不築無法大範圍偵測，這

點包含在 1.4[研究的限制]內容，雖然礙於硬體問題這點在 1.5[言就目

的]有近一步解決方法，但我們希望提出這個概念的應用以及鏡頭

(Kinect)的功能發想，來為大眾獲得更安全且有效的監控鎖。

關鍵字：指紋鎖、指紋辨識、視訊鏡頭、紅外線、KINECT、

目錄

摘要 ... 1 第一章、緒論 ... 6 1.1 背景與動機 ... 6 1.2 目的 ... 6 1.3 限制 ... 6 1.4 關鍵名詞定義 ... 6 1.4.1 雲端的功能 ... 6 1.4.2 指紋鎖 ... 8 1.4.3 指紋辨識 ... 8 1.4.4 雲端運算 ... 8 第二章、文獻探討 ...10 1.1 雲端簡介 ...10 1.1.1 雲端功能 ...10 1.1.2 雲端運算 ...10 1.1.3 雲端運算五大特性： ...11 1.1.4 雲端運算的三種部署架構： ...11 1.1.5 雲端的好處： ...11 1.1.6 雲端缺點: ...11 1.2 物聯網(IOT) ...11 1.2.1 物聯網三大領域 ...11 1.2.2 互聯網跟物聯網的區別 ...13 1.2.3 IOT 未來遠景 ...13 1.2.4 風險存在 ...13 1.2.5 IOT 與 IEEE ...13 1.3 Arduino ...14 1.3.1 Arduino 的特色 ...14 1.3.2 Arduino 具備哪些東西 ...14 1.3.3 Arduino 優點 ...15 1.4 指紋鎖 ...15 1.4.1 指紋鎖優點 ...15 1.4.2 指紋鎖缺點 ...15 1.5 指紋辨識器 ...16 1.5.1 指紋辨識器種類︰ ...16 1.5.2 指紋辨識的優缺點 ...16 1.6 視訊鏡頭 ...16

3 3.1.3 系統架構圖...20 功能一 ...26 功能二 ...26 附錄 ...30 附錄 1 ...30 附錄 2 ...30 附錄 3 ...30

圖目錄

圖 1-1 雲端的原理 ... 7 圖 1-2 指紋鎖 ... 8 圖 1-3 指紋辨識 ... 8 圖 1-4 雲端運算應用情境示意圖 ... 9 圖 2-1 雲端 ...10 圖 2-2 Arduino ...14 圖 2-2CCTV camera 與 IP 的差別 ...18 圖 3-1 系統架構圖 ...20 圖 4-1 使用案例圖 ...22 圖 4-2 活動圖 ...23 圖 4-3 硬體展示圖 ...23 圖 4-4 流程圖 ...24 圖 4-5 成果展示圖(1) ...25 圖 4-6 成果展示圖(2) ...25 圖 4-7 成果展示圖(3) ...26 4-8 成品展示圖(1) ...27 圖 4-9 成品展示圖(2) ...28

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表目錄

表 1-1 優缺點比較 ...16 表 3-1 軟體設備表 ...20 表 3-2 硬體設備表 ...21

第一章、緒論

現在的人出門所需要帶的東西越來越多，例如：鑰匙、手機、錢包…等 等雜七雜八的東西，有些東西通常容易被人們遺忘，最常被遺忘的大概是鑰 匙了，相信大家都會有忘記帶鑰匙的經驗，甚至掉到水溝這些應該都是家常 便飯了吧。 隨著科技的日新月異，雖然市面上有很多磁卡鎖、電子鎖、密碼鎖…等等， 但是磁卡也會有忘記帶的時候，電子鎖跟密碼鎖的缺點去是可能忘記密碼或 著是被輕易破解，因此對於防盜密碼鎖的系統也就顯的相當重要了。

1.1 背景與動機

因為每天在哪個地方處都看的到開關門的動作，且大部分的家庭晚上一 定要記得鎖門才能夠安心睡覺，隨著時代的進步，從一般的門鎖，到指紋鎖、 刷卡、電動鎖、等等，大家都只是爲了一件事，就是擔心小偷闖進來，也因 為晚上要鎖內鎖而感到麻煩，有時候若不小心忘記將門鎖上，可能今天就無 法睡的安穩了，若在門上加上了雲端指紋鎖，不僅能提高居家安全性嗎？而 且也可以隨時隨地了解有誰進出此門，不用再爲了鎖門而大傷腦筋，這樣可 以改善生活安全的問題，也可以讓門鎖整體功能大大提昇。

1.2 目的

1.為了方便第一時間知道誰進出 2.隨時地的有效控管權限 3.給人們帶來了便利性 4. 比起傳統的電子鎖的安全性來的更安全

1.3 限制

如果沒有電的話可能就沒辦法使用，資料的安全也可能會有相當的危險

1.4 關鍵名詞定義

本專題計用到下列幾個重要的名詞，雲端的功能、指紋鎖、指紋辨識、 雲端運算、視訊鏡頭、語音功能分別定義如下：

1.4.1 雲端的功能

雲端的功能不只適合用在手機跟電腦從下圖中可以知道雲端也可以用 在相機、筆電跟平板，往往對於雲端的認知也是知道雲端可以儲存資料但他 不只可以儲存資料也可以做服務、運算等等。

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1.4.2 指紋鎖

指紋鎖是一個現在很方便的東西從手機到門把，指紋鎖是一個可以幫人 保密資料的一個管道因為每個人的指紋都不一樣，所以要利用指紋去盜取別 人的資料也不容易。 圖 1-2 指紋鎖

1.4.3 指紋辨識

指紋辨識技術是一種生物識別技術，利用每個人身體上的不一樣的指紋 來去辨別每個人。 圖 1-3 指紋辨識

1.4.4 雲端運算

雲端運算就是利用雲端來做運算，雲端運算不只可以用在公 司也可以用在醫療、家庭等等。

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第二章、文獻探討

1.1 雲端簡介

雲端是現在的趨勢，以前大家不知道雲端是什麼～所以大家把資料、照 片、影片等等都丟在一個很小的手機記憶卡或是電腦裡，但是總有容量不足 或是東西太多不知道東西在哪裡，現在雲端慢慢大眾都有在使用可以把資料、 照片等等的東西都丟在雲端而且不怕東西不見或是找不到，雲端就像是一個 超大容量的電腦它可以儲存很多的東西。 圖 2-1 雲端

1.1.1 雲端功能

很多人認為，雲端可能就是把資料儲存在網路上，並可以隨時存取 事實上雲端不只提供儲存的功能還提供運算、軟體以及服務。1

1.1.2 雲端運算

雲端運算的三大特質： 超大型：擁有大量的運算資源 無限延展：雲端運算可因設備提升而擴充 彈性使用：因客戶需求而提升或減少運算資源 1 http://www.techbang.com/posts/7575-21-easy-to-use-cloud-services-to-a-large-collection-cloud-hard-drive-notebook-video-converting-the-total-order

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1.1.3 雲端運算五大特性：

自助式隨需服務：可以照個人需求對雲端要求運算資源。 全方位的網路存取：可以利用網路，把有相同的機制讓不同的平台使用。 共享資源池：可以共享使用運算資源，依每個客戶要求而去取得資源。 快速的彈性服務：運算的資源可以快速提供，也不怕運算資源不夠的問題。 可量測的服務：提供者與使用者都可監控資源使用情形。

1.1.4 雲端運算的三種部署架構：

公有雲：大家都可以使用的資源。 私有雲：公司私人不能給外人使用。 混和雲：公司私人支援但是可以給公司員工使用。

1.1.5 雲端的好處：

1. 雲端的儲存功能可讓我們隨時隨地的存取我們要的資料 2. 雲端的運算功能可讓我們更快速的得到答案,並節省更多的成本 3. 未來的個人電腦不在需要高規格的配備,只要能上網就能得到想要的 效果

1.1.6 雲端缺點:

(1) 沒有網路就不能使用 (2) 可能有駭客侵入

1.2 物聯網(IOT)

把網路全都連結在一起的東西，叫做 Internet ( 網際網路 )，那把所有 的東西都連在一起，那就叫做「Internet of Things 」，意思就是「所有東西的 網際網路」，中文翻譯都叫做「物聯網」，「物聯網」不只是把東西串起一個 網路而己，更重的是要讓設備和設備之間可以互相交換資料並溝通，讓人類 的生活環境可以更加的自動化。

1.2.1 物聯網三大領域

包括感知層、網路層及應用層。 (1) 感知層:RFID 系統有三個主要成份： a. 天線 (antenna, or coil) b. 感應器 (transponder, or RF Tag, 或矽晶片 )

c. 辨識器 (transceiver, reader) ：分為只可讀 (read) 、可讀寫 (read/write) 兩種

(2) 網路層:是由許多在空間中分布的自動裝置組成的一種無線通訊計 算機網路，這些裝置使用感測器協作地監控不同位置的物理或環境 狀況。

(3) 應用層:指的是會把虛擬資訊加到使用者感官知覺上的電腦顯示 器。

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1.2.2 互聯網跟物聯網的區別

物聯網跟互聯網的區別並不是給我們提供另一種方式來告訴 電腦我們想要什麼，而是透過感知我們的行為，自動做出響應， 並將自己的動作同步到雲端。

1.2.3 IOT 未來遠景

IoT 周邊的服務迅速竄起，因此個別裝置不再是最主要的焦點。市場上 具聯網功能的裝置已經夠多了，相互連結一切的走向也越來越明顯。因此在 85% 的裝置皆非直接用來連結網際網路的前提下，下一步的關鍵字就是「操 作性」，並伴隨另一項巨大挑戰：如何擷取、分析、掌控 IoT 運作後產生的大 量資料。 連網型車輛已迅速普及，並與各種服務互相結合。例如一些與車載資訊 系統綁在一起的保險服務，將可減低保險費率並提供其他額外的優惠；但消 費者的代價就是保險公司取得你駕駛行為與車輛操作相關資料的權限。這些 操作資料可轉化為對駕駛有益的實用建議，例如自動提醒維修服務到期、對 駕駛習慣提出改善意見、遠端診斷功能、事故重建、新手駕駛訓練以及類似 的服務。 同時在建築領域上，有了 IoT 技術的協助後實用的建築自動化解決方案 不再只是大企業的專利，如今也被中小型企業垂手可得。現在紙樣透過感應 器、智慧溫控器、致動器、以及連上網路的控制系統，便能夠更有效率地監 控暖氣、通風、空調，甚至在許多實際的方案中，這些功能都已整合進單一 的控制入口網站。整棟建築的能源消耗全都可以進行分析，並透過模式辨識 和趨勢分析來進行節能。藉由即時遠端監控功能、動作感應器以及自動化警 報器設置相互結合，可有效率的執行安全管理。這些看似複雜的許多系統， 都可使用智慧型手錶、智慧型手機、平板電腦和 PC 所控制。2

1.2.4 風險存在

而隨著有越來越多個人資料被擷取並在網路中流傳，安全防護的問題也 開始一一浮現。舉例而言，你是否真的可以接受你的個資的詳細資訊在網路 上公開，並且讓任何一個稍有技術的駭客隨手便能取得？因此，提升安全防 護到更高層級將會越來越重要的趨勢。因為所有的居家資料、車輛資料以及 目前的所在位置可說是全都能被讀取和連接。具有 IoT 功能的居家監視器的 確有助於降低部份潛在的外露風險，但有這麼多個資暴露線上而沒有相應的 保護措施，也意味著嚴重的漏洞和濫用將蜂擁而至。3

1.2.5 IOT 與 IEEE

隨著 IoT 的前景逐漸統合起來，部分的裝置和服務目前已進入市場，對 於共同語言表達的技術、以及定義明確以供實作的結構框架這兩項都是必要 2_{https://www.inside.com.tw/2016/05/03/the-past-present-and-future-of-iot}

的。IEEE 推動了 IEEE Internet of Things Initiative，為未來的開發者提供了 一個共同的平台。4 1.3 Arduino 這是個智慧型手機流行的年代，大家一定都聽過 Android，但對於 Anduinot 卻充滿了陌生感。和 Android 相同的地方在於，兩者皆是使用開放原始碼的 軟硬體平台。不同的是，Arduino 提供了簡單好用的 I/O 介面，並具可使用類 似於 Java、C 語言等高階語言的開發環境。 Arduino 是一種開放授權的互動環境開發技術，互動裝置其實無所不在， 像是冷氣的恆溫裝置，便是使用感測器偵測環境溫度，進行室內溫度的自動 調節；還有汽車使用的倒車雷達，過於靠近物體便會發出聲音警告駕駛者。 這些裝置為生活增加不少安全及便利，互動能帶給使用者驚喜，有時會以藝 術品的方式呈現在生活當中。 圖 2-2 Arduino

1.3.1 Arduino 的特色

開發簡單，參考資料多。在以往的硬體環境中，要開發微控制器的程式， 開發者需要具備電子、電機及相關科系的背景，一般人需花費大量時間能有 機會進入這個開發環境中。Arduino 學習門檻較為簡單，不需要電子電機相 關科系的背景，也可以很容易學會 Arduino 相關互動裝置的開發。由於 Arduino 以公開共享為基礎，多數人都樂於分享自己的的創品，網路上能找 的創作案子非常豐富。以此會基礎，有時只需要參考分享者的作品，依據自 身的需求行調整，就可以在短時間內完成自己的創作。

1.3.2 Arduino 具備哪些東西

主要可區分為三大類，分別是 Arduino 硬體、Arduino 軟體及 Arduino 擴

15 充原件。 硬體部分可購買現成的版子或是依據網路下載的電路途自行組裝，出學者建 議購買現成的，根據 Arduino 官方網站所寫，台灣地區具有官方合法授權的 代理商為藝科資訊 Aroboto Studio、PlayRobot 飆機器人/普特企業有限公司、 iCshop (台灣)電子零件，電子材料，當然，還有別的商家，到網路上搜尋一 下可找到不少，拍賣網站上也有，甚至也可以到國外網站去買。

1.3.3 Arduino 優點

1 方便到處攜帶作實驗測試 2 可以依需要擴充模組腳座方便功能擴充 3 可以快速焊接複製多套控制板 4 可下載程式用 5 可以學習基本軟硬體設計 6 擴充成為專題製作 7 產品原型機開發設計

1.4 指紋鎖

指紋鎖是一種以人體指紋為識別載體和手段的智能鎖具，它是計算機信 息技術、電子技術、機械技術和現代五金工藝的完美結晶。指紋鎖一般由電 子識別與控制、機械聯動系統兩部分組成。指紋的唯一性和不可複製性決定 了指紋鎖是目前所有鎖具中最為安全的鎖種。

1.4.1 指紋鎖優點

(1) 對用戶進行使用者權限的管理十分有用，用戶可以自由授權，允許 或者阻止某些人的進入。 (2) 遇到非正常開鎖及外暴力破壞，或者門鎖稍微偏離房門，即刻發出 強烈的警報，吸引人的注意，如同汽車報警器。 (3) 通過遙控按鈕，在一定距離內控制門鎖的開關。與汽車自動開鎖功 能一致。

1.4.2 指紋鎖缺點

(1) 輸入及刪除指紋需要操作多步，程式比較麻煩。 (2) 並非每款鎖都有此功能，需要用戶定制。 (3) 不可與互聯網相連，只能在一定範圍內通過控制按鈕控制門鎖。

1.5 指紋辨識器

指紋辨識掃描器通常會有一個由矽晶片或玻璃做成的平滑感應器，在利 用電波差異或光學影像來產生生物辨識。使用者只要將手指按壓在感應器上， 停留三秒後即可得到結果。其辨識原理是透過指紋機採集指紋的影像，然後 利用辨識軟體抽取、比對指紋的特徵資訊以確定指紋所有人的身份。

1.5.1 指紋辨識器種類︰

(1) 光學掃描器︰利用數千個電荷耦合器件組成的陣列，取得手指上脊 紋與溝紋的數位灰階影像。 (2) 矽晶掃描器︰將陣列上的數千個電容器充電到一個已知的值。手指 的脊紋與溝紋會吸掉微量的電荷，這個量的大小取決於各個特徵和 某個特定電容器距離多遠。電路系統會感測被吸掉的電荷，並由各 個值解譯出距離。軟體會將距離的陣列轉換成指紋圖。 (3) 滑動與按壓式：體積與方向性是關鍵技術分為電容與光學式，而掃 瞄則也可分為滑動與按壓 2 種方式。先從按壓說起，就是將手指平 貼於感應器上，而滑動式常用於筆電，感應器多呈現細長狀，使用 時要將整個手指完整滑過感應器。

1.5.2 指紋辨識的優缺點

表 1-1 優缺點比較 電容式: 光學式 滑動式 按壓式 優點 薄、小，適於行動裝置 上耗電少 成本低且耐用 度高 感測器面積縮 減、佔用空間小 操作直覺放置 指紋無方向性 缺點 成本高裸露感測器易受 外在因素影響，耐用度 差 指紋邊位失真 調整不良耗電 多 需沿固定方向 辨識度低 面積較大成本 高 應用 Iphone 機場海關 筆電 手機

1.6 視訊鏡頭

視訊鏡頭又稱網路攝影機（webcam）一般具有視訊攝影/傳播和靜態圖 像捕捉等基本功能，它是藉由鏡頭採集圖像後，由網路攝影機內的感光元件 電路及控制元件對圖像進行處理並轉換成電腦所能識別的數位訊號，然後藉 由並列埠、USB 連接，輸入到電腦後由軟體再進行圖像還原。有些則支援乙 太網路或 WiFi，內建有處理器及網頁伺服器，接上網路後可連線檢視畫面。

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2.6.1

網路攝影機的種類

目前市面上網路攝影機分為兩種，一種為直接連接電腦可用於視訊通話

的消費型網路攝影機（Webcam），另一種為保全監控專用的網路監控攝影機

（IP Camera/Network Camera）

(1).消費型網路攝影機（Webcam）

很多人會在家裡或辦公室、工廠安裝監視攝影器材來錄影、監控戶內外的動 靜，不過如果你沒有那麼多的預算花大錢裝專業的設備，也可以直接用筆記型電 腦上的 Webcam 網路攝影機或外接式的視訊攝影鏡頭、IP CAM，搭配以下介紹 的 iSpy 自動監控錄影軟體來做。 iSpy 是一套相當實用的自動監控錄影工具，它可以同時匯入、管理多個不同的攝 影鏡頭、IP CAM 或其他影音輸入設備，讓我們用一台電腦就可以錄下多個不同 攝影鏡頭拍下的畫面。 其中最大的特色就是 iSpy 可以支援視訊「動態捕捉」與音量監控功能，一旦 發現畫面有變動或聲音大到超過指定標準時，便可啟動錄影功能自動錄影存檔 （平常不錄影，有動靜時才錄影）。存檔時，為了避免塞爆硬碟，還可設定資料 夾的最大使用空間，如果使用超過 70% 的儲存空間，則會自動刪除較舊的影片 檔。簡單的說，就是有動靜才錄影、錄滿自動循環使用儲存空間。

(2).

監控攝影機

（IP Camera/Network Camera）

網路監控攝影機 (IP network camera, or IP camera) 是新一代的監控攝影 機, 可即時攝影並轉換成可在網路上傳遞的視訊串流 (video stream). 使用者 即使不在監控系統現場, 亦能藉由連網裝置 (電腦, 手機, 平板等) 觀看視 訊.

2.6.2

網路攝影機的優點

用於監控的網路攝影機，某種程度上，就彷若人類的眼睛，凡是需要監 控或看管的場所，都存在著網路攝影機的發揮空間，銀行、賣場、醫院、停 車場、生產線，乃至於大街小巷的公共區域如此，家庭環境自然也不例外， 特別是台灣已經邁向高齡化社會，身為兒孫的人上班的上班、上學的上學， 透過監控影像的網路攝影機、環境感測器、雲端服務，乃至於外出者的智慧 型手機、電腦、平板裝置，即可隨時關切獨處在家中的年長者，從而獲得心 理上的安定。

2.6.3

網路攝影機的缺點

(1). IP 設備管理困難

雖然 IP 設備的良好的管理性和很好的擴展性是一大優勢，但是從真正構建這樣 一個管理系統，特別是對現有主要是以類比為主的安防系統解決方案來說，需要 投入較大的人力和物力成本。

(2).從類比系統升級代價大

如同前文所提到的，目前的安防方案有絕大多數還是基於類比系統。那麼如果從 類比系統升級到 IP 系統的話，存在著重新佈線，重新投入硬體資源，人員重新 培訓的各種困難。 (3).技術上仍有瑕疵 利用 IP 傳輸的資料，其一是後端設備再也無法得到原始圖像，在某些需要保存 原始碼流或者對碼流要求較高的應用場合，則無法得到滿足。其二，是圖像還原 是經過編碼-解碼的過程，帶來了延遲（50ms 以上），在某些對即時要求很高的 場合則無法滿足。

2.6.4CCTV camera 與 IP 的差別

相較於傳統的閉路電視攝影機 (CCTV camera), 網路監控攝影機在許多 方面皆有長足的進步. 主要差異如下: 圖 2-2CCTV camera 與 IP 的差別

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Kinect

Kinect 是由微軟開發，應用於 Xbox 360 和 Xbox One 主機的周邊設備。

它讓玩家不需要手持或踩踏控制器，而是使用語音指令或手勢來操作 Xbox 360 和 Xbox One 的系統介面。它也能捕捉玩家全身上下的動作，用身體來進 行遊戲，帶給玩家「免控制器的遊戲與娛樂體驗」。此設備是微軟研究院的 研究成果之一。 Kinect 感應器是一個外型類似網路攝影機的裝置。Kinect 有三個鏡頭，中 間的鏡頭是 RGB 彩色攝影機，左右兩邊鏡頭則分別為紅外線發射器和紅外 線 CMOS 攝影機所構成的 3D 結構光深度感應器。Kinect 還搭配了追焦技術， 底座馬達會隨著對焦物體移動跟著轉動。Kinect 也內建陣列式麥克風，由多 組麥克風同時收音，比對後消除雜音。(資料來源維基百科) 實際上, 網路監控攝影機本身就有如一台電腦, 可進行大量複雜的資料運算, 例如視訊壓縮、影像智慧分析、email 報警、網路通訊等, 而這些功能在閉 路電視監控系統上皆須依賴專業的影像管理後台設備才能實現. 網路監控攝 影機可獨立運作, 提供使用者遠端觀看、錄影、回播、報警等服務. 這使得 網路監控攝影機的應用變得更加廣泛, 並深入一般家庭用戶市場.

第三章、專題規劃

現在的科技在生活中愈來愈便利，指紋鎖就是其中的一種，指紋鎖雖然方 便但也是有缺點的，像如果是一般家庭使用的話是沒有跟監視器一樣的視訊 鏡頭可以進行監控。

3.1

研究方法

我們想到的想法是打算利用 KINECT 的視訊鏡頭與來進行監控並確認身 分。

3.1.3

系統架構圖

圖 3-1 系統架構圖

3.1.4

專題設備

表 3-1 軟體設備表 類別 名稱 作業平台 Windows7 旗艦版 64 位元 文書處理 Microsoft office Word 2010 撰寫程式 Arduino、C#

資料庫 PHPmyadmin 網路攝像頭 kinect

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表 3-2 硬體設備表

類別 規格

電腦 CPU：Intel Core i5-4460、硬碟：1T、記憶 體：8GB

CPU:Intel(R) Celeron(R) CPU J1900

@1.99GHz 1.99GHz, RAM:4.00GB,64 位元 Kinect RGB 攝影機（中間鏡頭）：主要透過臉部 辨識及身體特徵辨識使用者身分，也能用於 臉部表情辨識、視訊通話、影像處理及擴增 實境（AR ）等應用。 3D 深度感應器（左右二側鏡頭）：主要用 於偵測 3D 影像、建立骨架資訊及進行骨架 迫蹤，可再細分為紅外線發射器(左側)與紅 外線 CMOS 攝影機(右側)二個元件。 麥克風陣列(位於 Kinect 感應器底部)：由 4 個麥克風組成，提供類似定向性麥克風的功 能，可以偵測主要音源方向，也可以利用 4 個麥克風同時接收音訊的特色，達到降低噪 音、抑制回音與控制增益的能力。 驅動馬達(位於 Kinect 感應器基座)：可以調 整 Kinect 感應器的俯仰角度。 LED 指示燈：提供 Kinect 感應器啟動指示 訊號。

第四章、專題成果

專題成果簡介

4.1

系統分析報告

4.1.1

使用案例圖(功能)(權限)

圖 4-1 使用案例圖

4.1.2

使用者案例描述

使用者做輸入指紋的動作，存入資料庫中;管理者先辨識身分，進行給予權限 動作，遠端開鎖方便管理者進行開鎖動作，不用到線上開鎖，並新增監視系 統方便管理者監看畫面。

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4.1.3

活動圖

圖 4-2 活動圖

4.2

系統設計報告

4.2.1 配套設計(硬體)

圖 4-3 硬體展示圖

4.3

流程圖

25

4.4

系統成果展示

圖 4-5 成果展示圖(1)

圖 4-7 成果展示圖(3)

4.5

操作手冊

功能一 以實際的硬體設備來說，按下指紋辨識器按鈕，指紋辨識將會亮燈，要 在四秒內掃描指紋，如四秒內沒掃描將自行關閉。 將手指放在指紋辨識器上進行掃描與檢查是否有資料。如有資料，繼電 器會發出聲音；發音器會依照有無資料進行確認，如果有資料會發出長音， 相反的若無資料則會發出短音，讓使用者可以知道自己有沒有資料。 功能二 以手機操作來說，可以進入管理者提供的網址進行新增指紋的動作。 輸入 ID 三碼按下新增指紋，將手指放在指紋辨識器上，進行指紋掃描與指 紋確認，這樣子就表示新增指紋成功。備註:ID 碼不可重複使用，也不可超 過預設值。 功能三 攝像頭部分使用 KINECT 其硬體鏡頭個數有三個，中間為 RGB 彩色攝影 機，左右兩側的則分別是紅外線發射器和紅外線 CMOS 攝影機所構成的 3D 結 構光深度感應器，其硬體的觀測有效範圍為 8 尺以內。人站在鏡頭有效範圍 內已啟動的 KINECT 將會將該人物的身影顯示於 PC 屏幕上，如硬體第二個鏡 頭有亮起紅燈則就有開啟紅外線感應，如沒有就將只有一般的顯示畫面，讓 使用者可以更加簡便的知道現在硬體所顯示之屏幕有無開啟感應之功能。

27

功能四

KINECT 之進階功能在於它能夠自行編譯程式語言，其基本功能所有多樣 性可以呈現但此進階功能能夠更加活性化的使用 KINECT。其編譯之軟體選用 於 PROCESSING，選用此軟體的原因在於它可搭配 OPENNI 將 KINECT 之基本功 能程式碼化顯示在其軟體上並加以執行，除此之外還能新增或修改該程式碼 達到基本功能所無法達到之功能，能夠更加全面地應對各種突發狀況，達到 更為安全的監控效果。

4.6

成品展示

Kinect

4-8 成品展示圖(1)

29

第五章結論與建議

5.1

結論

這次專題主要是幫指紋鎖加入 KINECT 裡的遠端監控功能，這樣不僅僅是只 有讓企業能夠使用而是連一般家庭也能使用，

5.2

貢獻

主要是對於一般企業為主要使用族群也適用於一般家庭使用以及可直 接在當前的門上做改良。可減少人員上的直接作業，也可直接控管人員上的 進出，以達到現今智慧房屋的功能。

5.3

建議

5.3.1

未來展望

微軟在 2018 年發佈了 Project Kinect for Azure，以更低的功耗來應用這感應

器的能力；換句話說，就是以 Azure AI 分析來自包括深度感應器、IR 感應器 等的數據。微軟表示在 Kinect 上開發的遺產都有應用在 HoloLens，Project Kinect for Azure 則是讓開發者能在新的情境條件下開發這與環境有關的智慧 功能。

新的 Kinect 模組就是下圖所示的這樣，比較過去的要縮小很多，不過深度 相機的解析度卻由當然 Xbox One 時代的 640x480，進化至今天的 1024x1024， 同時也為了對應更多不同環境，所以在大太陽光下的表現也有改進。

圖 5-1 Project Kinect for Azure 圖示

Project Kinect forAzure 把相關技術應用在雲端 AI 上。利用這個方式可 以跟我們的指紋鎖做結合，機器錄到的影像會自動上傳到雲端，使用者則使 用手機來看畫面。

附錄

附錄 1

日期 2018/11/06 地點 A209 主席 彭建霖 紀錄 彭建霖 出席者 彭建霖黃宗暘彭宏鎰張君傑李文龍陳思妤 時間 10:00 內容 是否新增視訊鏡頭語音討論:1.需要新增語音 2.視訊鏡頭的種類 3.如何使用語音功能 決議 1.新增視訊鏡頭 2.決定使用 kinect 作為鏡頭 3.使用語音功能 導師建議 語音功能不使用

附錄 2

日期 2018/ 地點 A209 主席 彭建霖 紀錄 彭建霖 出席者 彭建霖黃宗暘彭宏鎰張君傑李文龍陳思妤 時間 10:00 內容 尋找產品 決議 監視器介紹討論

附錄 3

日期 2018/11/12 地點 A209 主席 彭建霖 紀錄 彭建霖 出席者 彭建霖黃宗暘彭宏鎰張君傑李文龍陳思妤 時間 10:00 內容 硬體設備相關介紹 1.kinect 2.如何使用 kinect 決議 了解相關資訊 導師建議 相關資訊提供

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甘特圖

11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 構想 工作 分配 資料 搜尋 文件 製作 (一) 程式 撰寫 硬體 測試 文件 製作 (二) 任務

參考文獻

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E7%BA%B9%E8%AF%86%E5%88%AB 指紋辨別 http://www.uipex.com/monpub_show.aspx?ID=MP1212280852359 圖 1-3 雲端運算應用情境示意圖 http://www.techbang.com/posts/7575-21-easy-to-use-cloud-services-to-a -large-collection-cloud-hard-drive-notebook-video-converting-the-tota l-order 25 個好用的雲端服務 文章作者:Peggy 發表於 2011 年 11 月 23 日 08:01 1 https://www.inside.com.tw/2016/05/03/the-past-present-and-future-of-iot ITO 的過去、現在與未來 https://mlwmlw.org/2015/07/%E6%B7%B1%E5%85%A5%E6%B7%BA%E5%87%BA-wifi-%E6%99%B6%E7%89%87-esp8266-with-arduino/

ESP8266 with Arduino

https://tw.news.yahoo.com/%E6%B7%BA%E8%AB%87%E6%8C%87%E7%B4%8B%E8%BE% A8%E8%AD%98%E5%8E%9F%E7%90%86-%E6%8C%87%E7%B4%8B%E8%BE%A8%E8%AD%98%E5 %AE%89%E5%85%A8%E6%80%A7-%E9%9B%BB%E5%AE%B9%E5%BC%8F-%E3%80%81-%E5%85 %89%E5%AD%B8%E5%BC%8F%E6%8A%80%E8%A1%93%E5%B7%AE%E7%95%B0-144739366.h tml 指紋辨識器介紹、種類與優缺點 https://www.brickcom.com.tw/news/press-release_detailview.php?id=260 CCTV camera 與 IP 的差別 https://zh.wikipedia.org/wiki/Kinect Kinect 維基百科 https://kheresy.wordpress.com/2019/02/26/azure-kinect-dk/comment-page -1/?fbclid=IwAR0oRLCESWoo_cQUWIi9t-3WRx-rCcm7mmrsLF3p9g-hDQ5qx64DYBQJ Vbc

掛上雲端、AI 之名復活的 Azure Kinect