Так сложилось, что на территории мануфактуры, где я располагаюсь, живёт достаточно большое семейство иссиня-чёрных котов, все братья от одной матери, но из разных помётов. Весь этот прайд мы именуем просто Бандиты, по соответствующему характеру и поведению. Из всей этой стаи один кошак полюбился мне больше всего: самый адекватный и интеллигентный; и именно его я иногда пускаю в свои кабинеты.
И возжелал я пускать того прекрасного кошака, а остальных отсеивать, дабы не хулиганили в моё отсутствие. И пришла в мою голову мысль о пропускной системе, именуемой КотСКУД — кошачья система контроля доступа.
❯ Концепция КотСКУДа
Долго размышлял о том, каким образом это решение сделать простым, дешёвым, повторяемым и не требующим серьёзного электропитания. В очередной раз, почесав за холку любимого Бандита, пришёл к выводу, что лучше всего использовать для этих целей сканер отпечатков пальцев.
Чешу любимого Бандита
Кошачий нос или лапка имеет уникальный рисунок, точно так же как рисунок отпечатка пальцев у человека. Значит осталось найти способ сканировать подушечку лап или носик (зависимости от того, что коту больше понравится).
Достаточно долго анализировал, что же есть доступного и недорогого на рынке, а после остановился на оптическом сканере отпечатков пальца модели FPM10A. Для него имеется огромное количество примеров, ПО, есть куча библиотек на Python и Arduino, а значит, по идее, с ним проблем возникнуть не должно.
❯ Пару слов об устройстве оптического сканера отпечатков
Оптический сканер отпечатков работает по принципу того, что свет под определённым углом полностью отражается на границе двух сред. И если какой-то объект прикасается к этой границе, то такое отражение нарушается и можно считать отпечаток этого объекта. Для примера приведу схему устройства оптического датчика R307, взятую с этого сайта:
Оптический сенсор — весьма сложное устройство, в котором есть призма, реализующая границу сред, и полноценная камера с процессором, которая позволяет считывать отпечатки. Когда нет прикосновения, то ровный белый свет попадает в объектив камеры. А если прикасается носик к нашему КотСКУДу, то интенсивность света уменьшается, и камера таким образом фотографирует отпечаток.
Далее там идёт сложная система распознавания отпечатков по базе данных, по каким-то хитрым алгоритмам, действие которых мне неведомо.
❯ Подключение сканера FPM10A
Прелесть сканера FPM10A заключается в том, что он подключается по-обычному UART и питается от 3,3 вольта. Для его подключения понадобится любой обычный переходник USB-UART. Не буду подробно останавливаться на способе подключения этого датчика, всё достаточно подробно расписано в официальном документе.
Мне понадобилось сделать несколько пассов паяльником, чтобы подключить его к компьютеру, но с этим справится даже ребёнок.
Сканер моего КотСКУД подключён и готов к работе
Дело стало только за программным обеспечением. Возиться с Python библиотеками мне было лениво, поэтому решил использовать для начала демонстрационную программу для этих датчиков, запустив её на виртуальной машине. Программа работает весьма нестабильно, иногда вылетает, не всегда видит датчик. И, думаю, это связано с тем, что она очень плохо реализована.
Но в целом, всё как в анекдоте: мой кот раньше не любил пылесосы, но ничего, потом втянулся… Так и я, втянулся, и потом она даже начала мне нравиться.
Подготовка ПО к испытаниям
Настало самое интересное – перейти к натурным испытаниям.
❯ Натурные испытания
Наверное, самый сложный и волнительный момент. Бандит был накормлен, и максимально обласкан. Думаю, он ни разу в жизни не испытывал такого тёплого внимания к своей персоне со времён своего рождения и уж тем более не ожидал, что ему перепадёт столько вкусняшек. Во всех опытах со сканером проявлял живое участие и интерес и даже смотрел, что же будет.
Сканер отпечатка лапы
Вообще, мне казалось, что научить кота тыкать лапой в сканер будет самым простым действием. Плюс, это достаточно простая и лёгкая операция.
Но я столкнулся с суровой реальностью: в отличие от домашних питомцев, у которых мягчайшие розовые подушечки, у заводских Бандитов подошва лап больше напоминает твёрдую наждачную бумагу. И как бы это странно не звучало, сканер наотрез отказывался сканировать какую-либо кошачью лапку. Или если уж и делал, то на выходе было что-то совсем неразборчивое. Поэтому отпечаток кошачьей лапы я вам не покажу.
Отпечаток кошачьего носа
Не могу сказать, что Бандит был в восторге, что ему хотят отсканировать носик, но и большого сопротивления не оказывал. Вообще, в этой всей процедуре никаких насильственных или неприятных действий к любимому котику не применялось, всё было достаточно добровольно, да и кот очень разумен. Проблема была скорее в том, что он не хотел прикоснуться к сканеру и замереть, чтобы качественно носопырка его была отсканирована.
Сканируем кошачий носик
Всё же, после нескольких не самых удачных попыток, Бандит согласился более спокойно ткнуться носом в эту светящуюся штуку, и отпечатки удались. После этого я начал сохранять результаты на компьютере, и он с невероятным любопытством, следил за всеми моими действиями, чем просто поразил меня, будто бы он сам всё понимал, что я там делаю.
Что же ты там такое делаешь?
Настал момент истины, можно ли использовать оптический сканер отпечатков для кошачьих носиков и далее реализовывать мой КотСКУД?
❯ Результаты
Вам же тоже, как и мне не терпится посмотреть, что же там удалось насканировать? Удачных сканов не так много, как я уже говорил, Бандит достаточно резво крутил мордой, а проявлять насилие или как-то фиксировать его — мне не позволяла совесть.
Вот первые два более-менее удачных снимка отпечатка кошачьего носика, ощутите уникальность момента: вы видите их первыми.
Первые отпечатки кошачьих носиков
В конце концов, мне удалось получить более-менее чёткий снимок котоноса. И как раз к этому моменту, Бандиту надоела эта игра, и он решил слинять.
Чёткий снимок кошачьего носа
Считаю это настоящим успехом!
❯ Выводы
Главный вывод из всей этой затеи такой: отпечаток кошачьего носика можно использовать в системе КотСКУД для доступа животного в помещение.
Однако я не учёл несколько факторов:
- Сбор массива отпечатков одного носика. Чтобы собрать достаточное количество отпечатков носа с разных ракурсов, для корректного распознавания и добавления в базу данных, требуется длительное время. А кот не желает так долго заниматься этими глупостями и начинает сопротивляться.
- Дрессировка. Второй фактор, который почему-то мне не пришёл в голову – что котика надо будет обучить тыкать носом в эту светящуюся штуковину. А, как показала практика, тыкать носом, да ещё с достаточным усилием, чтобы отпечаток чётко читался, кот не хочет. И никакие вкусняшки и поглаживания его не соблазнят в этом действе.
- Носик мокрый. А это означает, что сам сканер будет достаточно быстро пачкаться кошачьими соплями и потребуется регулярная очистка.
Так что научно-исследовательская работа по внедрению КотСКУДа продолжается. Думаю, следующие результаты будут обнародованы через год, ровно первого апреля.
❯ Полезные ссылки
- Устройство и принцип работы оптического сканера отпечатков пальца.
- Документация подключения оптического датчика отпечатков FPM10A.
Если вам интересна металлообработка, старое железо, всякие DIY штуки, погроммирование и linux, то вы можете следить за мной ещё в телеграмме.
Автор: Сергей
