CN103116924B - 一种基于图像与移动通信网络的电子门锁系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于图像与移动通信网络的电子门锁系统，属于安防监控技术领域。系统包括触控屏幕、电控门锁、摄像头、控制模块和通信模块。其中控制模块包括逻辑核心单元、触控操作识别单元、图形界面实现单元、门锁控制单元、摄像头控制单元、访客信息数据库、用户信息数据库、动态验证功能单元和指令编/解码单元。逻辑核心单元根据系统工作流程要求，将其他运行中的功能单元发送来的状态信息形成特定事件及指令，在相应事件发生时，调用其他功能单元执行指令操作。本发明的短信动态验证方式有效保证了开锁人员身份的唯一性，避免了开锁口令遗失而带来的安全隐患；嵌入式轻量级数据库实现了来访人员的日志记录（精确时间+人员头像照片）。

Description

一种基于图像与移动通信网络的电子门锁系统

技术领域

本发明涉及一种基于图像与移动通信网络的电子门锁系统，属于安防监控技术领域。

背景技术

随着生活水平的日益提高，人们对于住宅的安全性、安防装置的便利性有了更高的要求。RFID、指纹识别、面容特征识别、网络密钥等新型技术都在安防领域得到了广泛运用，其中基于移动通信网络（GSM、GPRS、3G）的房屋监控及开锁模式，以其无以伦比的便捷性，使得传统钥匙被取代成为可能。

申请号为201210160194.2的《GSM智能电子门锁》设计了一种通过短信对电子锁进行监控的设备；申请号为201020685917.7的《短信电子锁》设计了一种在房门被打开时向预设手机号码发送提示短信的设备；申请号为201120284247.2的《短信密码门禁控制及报警装置》提出了一种通过短信进行开锁，同时根据室内温度、湿度、烟雾等传感器信息，及时向用户发送报警短信的装置。

以上技术都采用了移动通讯网络技术，但是本质上都只用来提供简单的开锁提示信息，既不能避免用户口令（或钥匙）泄漏（或遗失）所带来的安全隐患，又无法在发生非法入室的情况下提供破案线索和证据。

发明内容

本发明的目的是为进一步提高安防门禁系统的安全性，提出一种基于图像与移动通信网络的电子门锁系统，通过使用手机短信实现密码开锁时的二次动态验证，同时对所有进入房屋的人员进行监控，并实时向预设的管理员手机进行彩信汇报。

一种基于图像与移动通信网络的安防方法，具体实现步骤为：

步骤一、记录用户信息。用户信息包括用户名称、用户口令、用户手机号码以及用户权限组，每一位用户都具有一个独立的口令。以上4个部分作为一个用户记录（Record）的4个字段（Field）存储在数据库的用户表中，以供使用时对用户信息的匹配调用。

步骤二、在开锁时，用户输入自己专属的用户口令。输入完毕的同时，监控程序控制摄像头对用户进行对焦并拍摄一张头像，并对用户信息进行匹配调用，向该口令对应的用户手机发送一条包含动态验证码短信，提示在指定时间内输入验证码。所述动态验证码由多位随机数组成。

若用户输入口令错误，系统将其头像照片和输入时间存入数据库的日志记录表。

步骤三、若验证码输入正确，系统将采集的头像照片、开锁用户名称以及开锁精确时间通过彩信方式发送至管理员手机，同时将副本存储至数据库的日志记录表，并执行开锁操作。

若验证码连续多次输入错误或没有在指定时间内输入，系统将向管理员发送头像照片以及用户名称，同时提示开锁用户重新输入口令。

管理员能根据接收到的信息，对门锁系统进行短信指令操作，控制其关闭或者取消该用户的开锁权限。

步骤四、管理员能根据需要向系统发送短信指令，操作摄像头进行监控范围内的环境拍摄并将照片通过彩信实时发送至管理员手机。

步骤五、若某个用户口令泄漏或者手机遗失，使门锁系统存在安全隐患时，管理员向系统发送取消指令，及时取消该用户的开锁权限。在将系统中存储的用户口令及其他相关信息更改后，重新恢复开锁权限。

步骤六、存储在数据库的开锁记录以用户信息，能通过系统登录查看，也能取出存储设备读取。

一种基于图像与移动通信网络的电子门锁系统，包括触控屏幕、电控门锁、摄像头、控制模块和通信模块。

控制模块包括逻辑核心单元、触控操作识别单元、图形界面实现单元、门锁控制单元、摄像头控制单元、访客信息数据库、用户信息数据库、动态验证功能单元和指令编/解码单元。其中，逻辑核心单元分别与其它八个单元互连，动态验证功能单元还分别与用户信息数据库和指令编/解码单元相连，指令编/解码单元与摄像头控制单元相连。

电子门锁系统各组成部分的连接关系为：触控屏幕分别与控制模块中的触控操作识别单元、图形界面实现单元相连；通信模块与控制模块中的指令编/解码单元相连；电控门锁与控制模块中的门锁控制单元相连，摄像头与摄像头控制单元相连。

逻辑核心单元根据系统工作流程要求，直接对其他各个功能单元进行调用，并将其他运行中的功能单元发送来的状态信息形成特定事件及指令，在相应事件发生时，调用其他相应的功能单元执行指令操作。

所述触控操作识别单元为触控屏幕的输入驱动单元，结合屏幕显示内容对用户的触控操作进行识别，然后向逻辑核心单元发送相关指令。

所述图形界面实现单元为触控屏幕的输出驱动单元，在触控屏幕上实现系统的图形界面。

所述门锁控制单元为电控门锁的驱动单元，响应逻辑核心单元的操作请求，通过电平控制电控锁的开闭。

所述摄像头控制单元为摄像头硬件的驱动单元，实现对硬件的控制，并将摄像头拍摄形成的数据流编码形成预定图像文件格式功能。在用户通过短信监控室外环境时，摄像头控制单元把图像信息直接发送至指令编解/码单元。

所述访客信息数据库存储所有开锁记录，供其他单元调用。

所述用户信息数据库存储所有用户信息，供其他单元调用。

所述动态验证功能单元在用户进行开锁操作时，生成多位随机验证码，同时访问用户数据库，调用相应用户的手机号码，将验证码以短信形式发至手机上。然后对用户输入的验证码进行验证，向逻辑核心单元发送验证是否通过的信息。

所述指令编/解码单元为通信模块的驱动单元，在系统向用户发送短信、状态信息或接受用户操作指令的时候，将指令或短信内容按AT指令模式（手机通信时使用的一种指令集）进行编码或解码操作。

所述通信模块实现门控系统与用户和管理员的无线通信。

本发明的电子门锁系统的工作流程为：

系统将录入的用户信息存入用户信息数据库，系统启动后，控制模块将与触控屏幕、电控门锁、摄像头和通信模块进行通讯，完成设备的初始化或状态查询，在所有设备正常的情况下，系统将进入工作状态，否则会在触控屏幕上提示某模块的错误信息。

在没有用户指令或是开锁请求时，系统将处于待机状态。此时，摄像头、电控门锁及触控屏幕处于低功耗状态，通信模块保持与手机运营商网络的连接，能够随时接收来自用户的指令。

系统在点击触控屏幕时被唤醒。逻辑核心单元调用图形界面实现单元完成系统界面的显示，提示访客输入用户口令，同时启动摄像头对焦。当访客输入完成点击“确定”的同时，摄像头控制单元将操作摄像头拍摄当前照片，并将获取的图像数据进行整合编码形成图像文件。在此期间，逻辑核心单元将访客输入的口令与所存用户信息进行匹配。如果输入口令不存在，系统将直接将图像文件以及当前精确时间合并形成一条来访日志，存入访客信息数据库。如果口令与某用户匹配，则启动动态验证功能单元进入用户身份验证过程。在验证过程中，动态验证单元产生随机验证码，连同该用户手机号一起发送至指令编/解码单元，按照AT通信指令集的格式将上述信息编码后发送给通信模块，通信模块将验证码通过短信发至用户手机。如果尝试开锁的是用户本人，在收到验证码后按提示输入，实现开锁；如果不是用户本人，系统等待超时或者错误的验证码都将导致系统蜂鸣器报警。无论验证码是否正确，系统都会将来访人员照片、开锁结果及准确时间以彩信形式发送至管理员手机，同时在访客信息数据库存入副本。

上述流程结束后，系统再次进入待机状态，等待新的指令到来。

管理员对系统进行远程监控及管理时，通过向系统发送包含特定指令的短信，经过指令编/解码单元的处理后，逻辑核心单元根据预设进行相应操作。监控指令将启动摄像头对室外环境进行拍摄，并将图像编码后以彩信发送至管理员手机。管理指令包含“用户名称”、“操作指令”两个部分，实现对“用户名称”指定的用户进行权限“暂停”或“恢复”操作，该指令会直接对用户的权限组进行修改。

有益效果

本发明方法及系统短信动态验证方式有效保证了开锁人员身份的唯一性，避免了开锁口令遗失而带来的安全隐患；嵌入式轻量级数据库实现了来访人员的日志记录（精确时间+人员头像照片），最大程度防止入室犯罪的发生，同时也为案发后公安机关的侦破提供有利线索。

附图说明

图1是一种基于图像与移动通信网络的安防方法流程图；

图2是本发明的基于图像与移动通信网络的电子门锁系统结构示意图；

图3是具体实施方式中基于图像与移动通信网络的电子门锁系统的组成示意图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

本实施例中的电子门锁系统如图3所示，由以下6部分组成，并实现相应功能：

A.基于ARM11核心的主控电路：内嵌Windows CE操作系统，为安防监控软件的运行提供平台；同时集成板载读卡芯片接口、VGA接口、RS232接口和电阻触屏转换接口等其他附件接口，实现控制模块的数据汇总、处理、执行特定操作的功能。

B.板载SD卡：其上装有轻量级数据库，实现控制模块中访客信息数据库和用户信息数据库的功能，对来访人员信息的存储和管理。通过板载读卡芯片提供的接口与主控电路相连。访客信息的查询既可在装置本身上进行，也可将SD卡取出在外界设备上进行。

C.7寸触控液晶屏：唯一的人机交互界面，实现用户对系统的设定、管理以及相关信息查询。通过VGA接口标准与主控电路相连，实现图形显示；通过ADS7843电阻触屏转换接口实行对用户触控操作的识别。

D.西门子GPRS通信模块：通过RS232接口与主控电路进行通讯，根据指令执行响应操作，实现普通文本短信以及数据短信（彩信）的收发。

E.130万像素自动对焦摄像头：对来访人员进行拍照，或根据用户要求对室外环境进行拍照。通过RS232接口与主控电路实现通讯。

F.电控锁：与主控电路相连。控制单元的指令通过I/O口高电平方式对门锁进行控制，进行开锁、关锁操作。

系统使用5V直流电源，上电后WinCE系统启动，并自动启动监控软件进入监控模式。此时触摸屏上有多个选项按钮可供选择，用户根据实际需要进行操作后，屏幕显示相应界面。

开锁时，屏幕提示用户输入开锁口令，系统将调用数据库的用户表进行匹配，如果没有对应用户，系统会提示口令错误，如果有对应用户，系统将产生一个6位随机数，并调用西门子通信模块向用户手机发送该动态验证码。在用户输入正确的验证码后，系统会通过一个I/O口给电控锁一个阶跃信号进行开锁操作。

在用户口令错误、验证码错误以及收到管理员短信监控指令的时候，系统将开启摄像头，摄像头完成自动对焦及背光补偿后立刻拍摄一张照片，并根据预设要求存入数据库或是发送至管理员手机。

无开锁操作或者管理员指令时，电子门锁系统处在低功耗待机状态。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种基于图像与移动通信网络的电子门锁系统，其特征在于：包括触控屏幕、电控门锁、摄像头、控制模块和通信模块；

控制模块包括逻辑核心单元、触控操作识别单元、图形界面实现单元、门锁控制单元、摄像头控制单元、访客信息数据库、用户信息数据库、动态验证功能单元和指令编/解码单元；其中，逻辑核心单元分别与其它八个单元互连，动态验证功能单元还分别与用户信息数据库和指令编/解码单元相连，指令编/解码单元与摄像头控制单元相连；

电子门锁系统各组成部分的连接关系为：触控屏幕分别与控制模块中的触控操作识别单元、图形界面实现单元相连；通信模块与控制模块中的指令编/解码单元相连；电控门锁与控制模块中的门锁控制单元相连，摄像头与摄像头控制单元相连；

逻辑核心单元根据系统工作流程要求，直接对其他各个功能单元进行调用，并将其他运行中的功能单元发送来的状态信息形成特定事件及指令，在相应事件发生时，调用相应的功能单元执行指令操作；

所述触控操作识别单元为触控屏幕的输入驱动单元，结合屏幕显示内容识别用户的触控操作，向逻辑核心单元发送相关指令；

所述图形界面实现单元为触控屏幕的输出驱动单元；

所述门锁控制单元为电控门锁的驱动单元，响应逻辑核心单元的操作请求，通过电平控制电控锁的开闭；

所述摄像头控制单元为摄像头硬件的驱动单元，控制摄像头，并将摄像头拍摄形成的数据流编码形成预定图像文件格式功能；在用户通过短信监控室外环境时，摄像头控制单元把图像信息直接发送至指令编/解码单元；

所述动态验证功能单元在用户进行开锁操作时，生成多位随机验证码，同时访问用户数据库，调用相应用户的手机号码，将验证码以短信形式发至手机上；并验证用户输入的验证码，向逻辑核心单元发送验证是否通过的信息；

所述指令编/解码单元为通信模块的驱动单元，在系统向用户发送短信、状态信息或接受用户操作指令的时候，进行指令或短信内容的编码或解码；

所述通信模块实现门控系统与用户和管理员的无线通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像与移动通信网络的电子门锁系统，其特征在于：所述访客信息数据库存储所有开锁记录，所述用户信息数据库存储所有用户信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像与移动通信网络的电子门锁系统，其特征在于：无开锁操作或者管理员指令时，电子门锁系统的触控屏幕、电控门锁、摄像头、控制模块和通信模块均处在低功耗待机状态。