隨著人臉識別應用越來越廣泛，用它來做智能鎖也是再適合不過。

硬件連接

在這個項目中，我們計劃拍照并識別其中的人臉，然后在屏幕上顯示識別結果。如果是已認證面孔，打開門，并通過短信將開門的人發送到指定的電話號碼。

因此，您需要將攝像頭連接到 Raspberry Pi 的攝像頭接口，并將天線和 Grove - Relay 安裝到 LTE Pi HAT，然后將 HAT 插入您的 Pi。屏幕可以通過 HDMI 電纜連接到 Raspberry Pi，不要忘記將電源連接到屏幕和 Pi。

軟件編程

人臉識別

以下步驟將向您展示如何在 Pi 上設置人臉識別。

步驟 1. 使用 raspi-config 配置相機和 GPU 內存。

sudo raspi-config
選擇Interface Options -- Camera啟用 picamera，然后選擇Advanced Options -- Memory Split設置 GPU 內存，它應該更改為 64。完成后，重新啟動您的 Raspberry Pi。

步驟 2. 安裝所需的庫。

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install build-essential \
? ?cmake \
? ?gfortran \
? ?git \
? ?wget \
? ?curl \
? ?graphicsmagick \
? ?libgraphicsmagick1-dev \
? ?libatlas-dev \
? ?libavcodec-dev \
? ?libavformat-dev \
? ?libboost-all-dev \
? ?libgtk2.0-dev \
? ?libjpeg-dev \
? ?liblapack-dev \
? ?libswscale-dev \
? ?pkg-config \
? ?python3-dev \
? ?python3-numpy \
? ?python3-picamera \
? ?python3-pip \
? ?zip
sudo apt-get clean

步驟 3. 使 picamerea 支持數組。

sudo pip3 install --upgrade picamera[array]

步驟 4. 安裝dlib和人臉識別。

sudo pip3 install dlib
sudo pip3 install face_recognition

步驟 5. 下載并運行人臉識別示例

git clone --single-branch https://github.com/ageitgey/face_recognition.git
cd ./face_recognition/examples
python3 facerec_on_raspberry_pi.py
注意：如果您收到 ImportError: libatlas.so.3: cannot open shared object file: No such file or directory，請運行以下命令進行修復。

sudo apt-get install libatlas3-base

中繼

當人臉識別準備好后，我們可以繼續添加額外的功能。我們將 Grove - Relay 連接到 LTE Cat 1 Pi HAT，但它使用數字端口而不是 I2C 端口。

這是 Raspberry Pi 3B 的引腳，我們可以看到 SDA 引腳和 SCL 引腳位于板的引腳 3 和引腳 5。

所以我們可以通過輸出數字信號到pin 5來控制繼電器。在你的Raspberry Pi上運行下面的python程序，如果沒有任何問題，你會聽到來自繼電器的Ti-Ta。

import RPi.GPIO as GPIO
RELAY_PIN = 5?
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(RELAY_PIN, GPIO.OUT)?
GPIO.output(RELAY_PIN, GPIO.HIGH)

所以這里的想法是，我們從文件夾中加載已知的人臉，識別 picamera 捕獲的人臉，如果人臉在文件夾中，控制繼電器解鎖門。我們可以將它們打包成一個類，這里??是load_known_faces()方法和unlock()方法，完成的程序可以在文末下載。

def load_known_faces(self):
? ?known_faces = os.listdir(self.__known_faces_path) ??
? ?for known_face in known_faces:
? ? ? ?self.__known_faces_name.append(known_face[0 : len(known_face) - len('.jpg')]) ? ? ??
? ? ? ?known_face_image = face_recognition.load_image_file(self.__known_faces_path + known_face)
? ? ? ?self.__known_faces_encoding.append(face_recognition.face_encodings(known_face_image)[0]) ??
? ?return len(self.__known_faces_encoding) ??
def unlock(self):
? ?if self.__matched.count(True) > 0: ? ? ??
? ? ? ?GPIO.output(self.__relay_pin, GPIO.HIGH)
? ? ? ?print('Door opened') ? ? ??
? ? ? ?time.sleep(5) ? ? ??
? ? ? ?GPIO.output(self.__relay_pin, GPIO.LOW)
? ? ? ?self.__reset_recognise_params() ? ? ? ? ? ? ??
? ? ? ?return True ??
? ?self.__retry_count += 1
? ?print('Please try again...{}'.format(self.__retry_count)) ??
? ?return False

超然思考，我們可以顯示識別的圖片，庫 PIL 和 matplotlib 會有所幫助，其中 matplotlib 需要手動安裝，在您的樹莓派終端中運行此命令。

sudo pip3 install matplotlib

將它們導入您的代碼中，并在 unlock() 方法中更改 if 塊，如下所示：

img = Image.open('{}/{}.jpg'.format(self.__known_faces_path, self.__known_faces_name[0]))
plt.imshow(img)
plt.ion()?
GPIO.output(self.__relay_pin, GPIO.HIGH)
print('Door opened')?
plt.pause(3)?
plt.close()
GPIO.output(self.__relay_pin, GPIO.LOW)
self.__reset_recognise_params() ? ? ? ??
return True

現在，如果識別出人臉，文件夾中的圖片將顯示在屏幕上。

短信

有時我們想知道誰在我們的房間里，現在有一個地方可以放置 LTE Cat 1 Pi HAT。將 SIM 卡插入其中，然后按照步驟測試它是否可以正常工作。

步驟 1. 在 Raspberry Pi 中啟用 UART0

使用 nano 編輯 /boot 中的 config.txt

sudo nano /boot/config.txt

將 dtoverlay=pi3-disable-bt 添加到它的底部，并禁用 hciuart 服務

sudo systemctl disable hciuart?

然后在 /boot 的 cmdline.txt 中刪除 console=serial0, 115200

sudo nano /boot/cmdline.txt

一切完成后，你應該重啟你的樹莓派。

步驟 2. 下載示例并運行它。

在 Raspberry Pi 上打開一個終端，逐行輸入這些命令。

cd ~
git clone https://github.com/Seeed-Studio/ublox_lara_r2_pi_hat.git
cd ublox_lara_r2_pi_hat
sudo python setup.py install
cd test
sudo python test01.py

如果您在終端中看到這些輸出，則 LTE Cat 1 Pi HAT 運行良好。

40-pin GPIO header detected
Enabling CTS0 and RTS0 on GPIOs 16 and 17
rts cts on
waking up...
module name: ?LARA-R211
RSSI: ?3

現在我們知道了 HAT 很好用，如何使用它來發送短信？您需要知道的第一件事是，Raspberry Pi 通過 UART 發送 AT 命令與 HAT 通信。您可以通過在 python 中運行此代碼將 AT 命令發送到 LTE HAT

from ublox_lara_r2 import *
u = Ublox_lara_r2()
u.initialize()
u.reset_power()
# Close debug massage
u.debug = False
u.sendAT('')

發送短信的AT指令如下

AT+CMGF=1
AT+CMGS=

所以這里是 __send_sms() 方法：

def __send_sms(self):
? ?if self.__phonenum == None:
? ? ? ?return False
? ?for unlocker in self.__recognise_face_names():
? ? ? ?if self.__ublox.sendAT('AT+CMGF=1\r\n'):
? ? ? ? ? ?print(self.__ublox.response)
? ? ? ?if self.__ublox.sendAT('AT+CMGS="{}"\r\n'.format(self.__phonenum)):
? ? ? ? ? ?print(self.__ublox.response)
? ? ? ?if self.__ublox.sendAT('{} enter the room.\x1a'.format(unlocker)):
? ? ? ? ? ?print(self.__ublox.response)