얼굴 인식으로 잠금 해제하는 스마트 도어 액세스 시스템

부품 및 소모품

부품	수량
볼트 IoT 와이파이 모듈	1
아두이노 우노	1
부저	1
풀사이즈 브레드보드	1
택트 스위치 12mm	2
5mm LED (적/녹)	각 1
저항 10kΩ	2
저항 330Ω	2
점퍼 와이어	1묶음

필요한 도구

• 글루건

앱 및 온라인 서비스

• 볼트 IoT 클라우드
• 마이크로소프트 윈도우 10
• 비주얼 스튜디오 (C# 윈폼 개발)
• 아두이노 IDE
• Face++ API (얼굴 인식)

프로젝트 소개

인터셜라 IoT 트레이닝(볼트 IoT 제공) 캡스톤 프로젝트로, 선반/서랍/도어에 얼굴 인증 잠금 장치를 추가하는 시스템입니다. C# 윈폼 앱이 웹캠으로 얼굴을 촬영해 Face++ API로 검증하고, 볼트 클라우드를 통해 아두이노의 서보 모터를 제어해 잠금/해제합니다.

소프트웨어 아키텍처

1. 도어 잠금/해제

• 볼트 모듈 D0=HIGH → 잠금, D3=HIGH → 해제 신호
• DigitalMultiWrite로 동시 제어 후 즉시 LOW로 복구 (펄스 방식)

2. 신뢰 얼굴 등록/삭제

• AForge.NET으로 웹캠 영상 캡처
• Face++ Detect API로 얼굴 검출 확인
• 이미지 Base64 인코딩해 로컬 설정(Properties.Settings)에 이름과 함께 저장
• 삭제는 리스트에서 인덱스로 제거

3. 얼굴 검증

• Face++ Compare API로 등록된 얼굴들과 순차 비교
• 신뢰도(confidence) 80% 이상이면 해제
• WebClient.UploadValues로 POST 요청, JSON 파싱으로 confidence 추출

4. 도어벨 리스닝 스레드

• 전용 스레드에서 볼트 D4 핀 주기적 폴링 (2초 간격)
• HIGH 감지 시 얼굴 촬영→검증→해제 시퀀스 실행
• API 할당량 고려해 2초 대기

하드웨어 회로

• 적색 LED: 잠금 상태, 녹색 LED: 해제 상태
• 도어벨 버튼 → 볼트 D4 (누르면 HIGH)
• 잠금 버튼 → 아두이노 D8 (직접 잠금 가능)
• 부저: 도어벨/잠금 시 알림음
• 서보 모터(D4): 잠금 장치 구동
• 볼트 D0/D3 → 아두이노 D2/D3 (잠금/해제 신호 수신)
• 볼트 D6 → 아두이노 D5 (도어벨 신호 송신)

아두이노 코드

#include 
#define ServoPin 4
#define LockSignalPin 2
#define UnLockSignalPin 3
#define BellButtonPin 5
#define LockButtonPin 8
#define RingBellSignalPin 6
#define BuzzerPin 7
#define GreenLedPin 9
#define RedLedPin 10

Servo myServo;

void setup() {
  // 핀모드 설정, 서보 연결, 시리얼 시작
}

void loop() {
  int lock = digitalRead(LockSignalPin);
  int unlock = digitalRead(UnLockSignalPin);
  
  if (lock == HIGH) {
    myServo.write(120);  // 잠금 위치
    digitalWrite(GreenLedPin, LOW);
    digitalWrite(RedLedPin, HIGH);
    // 부저 알림
  } else if (unlock == HIGH) {
    myServo.write(0);    // 해제 위치
    digitalWrite(GreenLedPin, HIGH);
    digitalWrite(RedLedPin, LOW);
  }
  
  // 도어벨 버튼 처리
  if (digitalRead(BellButtonPin) == HIGH) {
    digitalWrite(RingBellSignalPin, HIGH);
    // 부저 패턴 재생
    digitalWrite(RingBellSignalPin, LOW);
  }
  
  // 수동 잠금 버튼
  if (digitalRead(LockButtonPin) == HIGH) {
    myServo.write(120);
    // LED/부저
  }
}

기계적 잠금 장치 (DIY)

신발장 도어를 예로 들어 설명:

1. 병목 부분과 병뚜껑을 이용해 서보-잠금축 커플링 제작
2. 병목은 잠금축에, 병뚜껑은 서보 혼에 고정
3. 나일론 실로 연결해 서보 회전→잠금축 회전 전달
4. 서보를 글루건으로 고정, 실 길이 조절로 맞춤

자신의 잠금 장치에 맞는 방식으로 커플링을 제작하세요.

윈폼 애플리케이션 실행

1. 볼트 IoT API 닷넷 라이브러리 다운로드
2. 비주얼 스튜디오로 Facebolt Doorlock.sln 열기
3. Form1.cs에 API 키 입력 (볼트 Device ID/API Key, Face++ Key/Secret)
4. 실행 → 카메라 선택 → 신뢰 얼굴 등록 → '얼굴 모니터링 시작'
5. 도어벨 누르거나 앱에서 직접 잠금/해제 가능

코드

• BoltDoorLock.ino: 아두이노 스케치 (위 참조)
• WinForms Application: 비주얼 스튜디오 프로젝트 전체 (압축 파일, 깃허브에서 다운로드)
• Bolt IoT Cloud API Client Library: 깃허브 (C# 비공식 클라이언트)

회로도

프리칭 파일: facebolt_doorlock_2RfOtkPW2i.fzz