Système de contrôle d'accès intelligent avec déverrouillage par reconnaissance faciale

Composants et fournitures

Composant	Quantité
Module WiFi Bolt IoT	1
Arduino UNO	1
Buzzer	1
Plaque d'essai grande taille	1
Boutons poussoirs 12 mm	2
LED rouge 5 mm	1
LED verte 5 mm	1
Résistance 10 kΩ	2
Résistance 330 Ω	2
Fils de liaison	1 jeu

Outils

• Pistolet à colle chaude

Applications et services

• Bolt IoT Cloud
• Windows 10
• Microsoft Visual Studio (C#)
• Arduino IDE
• Face++ (API reconnaissance faciale)

À propos du projet

Projet réalisé dans le cadre du défi Innovate et de la formation IoT d'Internshala. Objectif : ajouter une sécurité biométrique à une porte/placard en utilisant Arduino, Bolt IoT et la reconnaissance faciale via Face++.

Une application Windows Forms (C#) gère :

• L'inscription/suppression de visages autorisés (stockage local Base64)
• La vérification faciale (API Face++ Compare, seuil 80 % confiance)
• La communication avec le module Bolt (API Bolt Cloud) pour commander l'Arduino
• Un thread d'écoute du bouton « sonnette » (broche D4 du Bolt)

Architecture

1. Application PC (C#) : webcam → détection visage (AForge.NET) → comparaison Face++ → commande Bolt Cloud.
2. Bolt WiFi Module : interface sans fil vers Arduino (DigitalMultiWrite sur D0/D3, lecture D4).
3. Arduino UNO : pilote servomoteur (verrou), LEDs d'état, buzzer, boutons physiques (sonnette + verrouillage manuel).

Flux des événements

1. Appui sur la sonnette (bouton physique)

Bouton → D4 Bolt HIGH → Thread C# détecte → Capture webcam → Vérification Face++ → Si confiance > 80 % : Bolt D3 HIGH → Arduino déverrouille (servo 0°, LED verte, bip). Sinon : rien (porte reste verrouillée).

2. Verrouillage manuel (bouton physique ou appli)

Bolt D0 HIGH → Arduino verrouille (servo 120°, LED rouge, bip long).

Application Windows Forms (C#)

Bibliothèques : AForge.NET (webcam), Bolt IoT API .NET (client non officiel), Newtonsoft JSON.

Configuration API

private readonly string BOLT_DEVICE_ID = "BOLTXXXXXX";
private readonly string BOLT_API_KEY = "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX";
private readonly string FPP_API_KEY = "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX";
private readonly string FPP_API_SECRET = "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX";

Bolt myBolt = new Bolt(BOLT_API_KEY, BOLT_DEVICE_ID);

Verrouillage / Déverrouillage via Bolt

private async Task LockDoor() {
  var cfg = new MultiPinConfig();
  cfg.AddPinState(DigitalPins.D0, DigitalStates.High); // Lock
  cfg.AddPinState(DigitalPins.D3, DigitalStates.Low);  // Unlock
  await myBolt.DigitalMultiWrite(cfg);
  cfg = new MultiPinConfig();
  cfg.AddPinState(DigitalPins.D0, DigitalStates.Low);
  cfg.AddPinState(DigitalPins.D3, DigitalStates.Low);
  await myBolt.DigitalMultiWrite(cfg);
}

private async Task UnlockDoor() {
  var cfg = new MultiPinConfig();
  cfg.AddPinState(DigitalPins.D0, DigitalStates.Low);
  cfg.AddPinState(DigitalPins.D3, DigitalStates.High);
  await myBolt.DigitalMultiWrite(cfg);
  cfg = new MultiPinConfig();
  cfg.AddPinState(DigitalPins.D0, DigitalStates.Low);
  cfg.AddPinState(DigitalPins.D3, DigitalStates.Low);
  await myBolt.DigitalMultiWrite(cfg);
}

Ajout / suppression visages de confiance

// Ajout (après détection visage via Face++ Detect)
ImageDataList.Add(ImageToBase64((Image)PreviewBox.Image.Clone()));
NameList.Add(FaceNameTextBox.Text.Trim());
Properties.Settings.Default.Base64ImageData = ImageDataList;
Properties.Settings.Default.FaceNames = NameList;
Properties.Settings.Default.Save();

// Suppression
NameList.RemoveAt(index); ImageDataList.RemoveAt(index);
Properties.Settings.Default.FaceNames = NameList;
Properties.Settings.Default.Base64ImageData = ImageDataList;
Properties.Settings.Default.Save();

Vérification faciale (Face++ Compare)

WebClient client = new WebClient();
byte[] response = client.UploadValues("https://api-us.faceplusplus.com/facepp/v3/compare",
  new NameValueCollection() {
    { "api_key", FPP_API_KEY }, { "api_secret", FPP_API_SECRET },
    { "image_base64_1", face1Base64 }, { "image_base64_2", face2Base64 }
  });
string confidence = JObject.Parse(Encoding.UTF8.GetString(response))["confidence"].ToString();
// Si confidence > 80 → UnlockDoor()

Thread écoute sonnette

while (ListenForBell) {
  Response r = await myBolt.DigitalRead(DigitalPins.D4);
  if (r.Value == "1") { RingBell_Click(null, null); Thread.Sleep(2000); }
  Thread.Sleep(2000); // Éviter quota API
}

Code Arduino (BoltDoorLock.ino)

#include <Servo.h>
#define ServoPin 4
#define LockSignalPin 2      // D0 Bolt → verrouiller
#define UnLockSignalPin 3    // D3 Bolt → déverrouiller
#define BellButtonPin 5      // Bouton sonnette physique
#define LockButtonPin 8      // Bouton verrouillage manuel
#define RingBellSignalPin 6  // D4 Bolt ← signal sonnette
#define BuzzerPin 7
#define GreenLedPin 9
#define RedLedPin 10

Servo myServo;

void setup() {
  pinMode(LockSignalPin, INPUT);
  pinMode(UnLockSignalPin, INPUT);
  pinMode(BellButtonPin, INPUT);
  pinMode(LockButtonPin, INPUT);
  pinMode(BuzzerPin, OUTPUT);
  pinMode(RedLedPin, OUTPUT);
  pinMode(GreenLedPin, OUTPUT);
  pinMode(RingBellSignalPin, OUTPUT);
  digitalWrite(RedLedPin, LOW);
  digitalWrite(GreenLedPin, LOW);
  digitalWrite(RingBellSignalPin, LOW);
  myServo.attach(ServoPin);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int lock = digitalRead(LockSignalPin);
  int unlock = digitalRead(UnLockSignalPin);
  
  if (lock == HIGH) { // Verrouillage commande Bolt
    myServo.write(120);
    digitalWrite(GreenLedPin, LOW); digitalWrite(RedLedPin, HIGH);
    digitalWrite(BuzzerPin, HIGH); delay(1000); digitalWrite(BuzzerPin, LOW); delay(1000);
  }
  else if (unlock == HIGH) { // Déverrouillage commande Bolt
    myServo.write(0);
    digitalWrite(GreenLedPin, HIGH); digitalWrite(RedLedPin, LOW);
    delay(2000);
  }
  
  // Sonnette physique
  if (digitalRead(BellButtonPin) == HIGH) {
    digitalWrite(RingBellSignalPin, HIGH); // Signale au Bolt
    // Bip sonnette
    digitalWrite(BuzzerPin, HIGH); delay(100); digitalWrite(BuzzerPin, LOW); delay(20);
    digitalWrite(BuzzerPin, HIGH); delay(200); digitalWrite(BuzzerPin, LOW); delay(100);
    digitalWrite(BuzzerPin, HIGH); delay(200); digitalWrite(BuzzerPin, LOW); delay(1500);
    digitalWrite(RingBellSignalPin, LOW);
  }
  
  // Verrouillage manuel local
  if (digitalRead(LockButtonPin) == HIGH) {
    myServo.write(120);
    digitalWrite(GreenLedPin, LOW); digitalWrite(RedLedPin, HIGH);
    digitalWrite(BuzzerPin, HIGH); delay(1000); digitalWrite(BuzzerPin, LOW);
  }
}

Mécanisme de verrouillage (bricolage)

Utilisation d'un goulot de bouteille (fixé sur l'axe du servo) + bouchon (fixé sur la gâche de la porte) reliés par un fil nylon. Rotation du servo → traction/relâchement du fil → verrouillage/déverrouillage. Adaptable à toute gâche.

Schéma Fritzing

Ressources

• Projet Visual Studio complet : Facebolt Doorlock.zip (à extraire, mettre vos clés API, compiler, lancer)
• Bibliothèque cliente Bolt IoT .NET : GitHub
• Démonstration vidéo : voir lien original