CN103140880A - 离线式生物特征授权控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种离线式生物特征授权控制装置，包括用来接收将授权时间加密后生成的时间相关的授权码的输入装置，与输入装置连接的是一个控制单元，用于从时间相关的授权码中提取授权时间，并将当前时间与提取的授权时间相比较，与控制单元连接并受其控制的是一种生物特征传感器，用来获取用户的生物特征数据。如果当前时间在提取的授权时间范围之内，则控制单元将用户的生物特征数据注册到当前的离线式生物特征授权控制装置。

Description

离线式生物特征授权控制装置和方法

技术领域：

本发明是关于授权控制装置和方法，更具体地说，是关于离线式生物特征授权控制装置和方法。

背景技术：

宾馆门锁历来是利用机械系统—门匙和门卡给宾馆客人进出宾馆房门，并以此保护宾馆客人避免入室行窃。这些系统的管理都是不方便和不经济的。客人不得不直接到前台领取门锁的门匙或门卡。不方便的另一个方面是，客人必须携带一个物理对象（门匙或门卡）来开启宾馆房门。这个物理对象可能被丢失或被盗窃。

对客人的另一个不便之处是登记入住和退房。即使客人已提前预订并支付了入住费用，客人也不得不到前台进行入住登记。特别是深夜抵达的客人不得不打扰宾馆的工作人员进行入住登记和领取客房的门匙或门卡。

解决这个问题的方法之一是可以在门锁上使用生物特征识别，如指纹识别等。但客人必须在入住时去宾馆前台登记其生物特征特征信息。

如今还没有一种可行的方法来解决客人既无需去前台登记也无需随身携带开门物体的问题。

发明内容：

本发明的目的是解决上述问题。是通过一个时间相关的离线式生物特征授权控制装置和方法来实现。

本发明的一个方面定义了一个离线式生物特征授权控制的装置。该装置包括一个输入装置，用来接收对授权时间信息经过加密后生成的时间相关的授权码。离线式生物特征授权控制装置还包括与输入装置连接的控制单元，用来从时间相关的授权码中提取授权时间信息，并将提取的授权时间与当前的时间进行比较。离线式生物特征授权控制装置还包括与控制单元连接的生物体特征传感器，用来获得用户的生物特征数据。如果当前时间是在授权码包含的授权时间范围之内，则允许用户的生物特征数据在离线式生物特征授权控制装置登记使用。

本发明的另一个方面是定义了一种用于离线式生物特征授权控制的方法。该方法包括用来接收将授权时间信息加密后所获得的时间相关授权码的输入装置。在控制单元中，微处理器对时间相关的授权码经解密后提取出授权的时间信息，然后将其与当前时间进行比较。同时通过生物体特征传感器提取用户的生物特征信息数据。如果当前时间在授权时间范围之内，则允许用户生物特征信息数据和授权时间信息登记使用。

本发明的一个优点是，生物特征识别数据的登记和使用无需其他人员的帮助和集中入住登记。进一步的优势将在不同的具体部分中描述。

附图说明：

图1是本发明离线式生物特征授权控制系统的一个实施方框图；

图2是本发明离线式生物特征授权控制装置的一个实施方框图；

图3是本发明生物特征授权控制方法的一个实施步骤；

图4是本发明授权码加密服务器的一个实施例；

图5A是本发明一种离线式生物特征门锁的实施例；

图5b是本发明另一种离线式生物特征门锁的实施例；

图6是本发明使用本发明对门锁进行授权控制的信息流程。

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明进行进一步的说明：

本发明是关于生物特征授权控制的装置和方法。其应用的一个特定领域是宾馆客房门禁控制系统。但不同于本发明中所述的其它实施例也可用于其它不同领域应用的授权控制和系统实现。

在所提供的图示中，相同的参考标号用于相似的或相应的部件。

本专利描述的实施例，是用于宾馆的时间相关的指纹远程门禁控制系统。这里描述的方法和装置可以根据客人预定的入住时间进行远程的离线门禁控制。

图1说明了一个生物特征授权控制系统1的一个实施例。生物特征授权控制系统包括一个或多个离线式生物特征授权控制装置10，该装置将在下面详细地描述，和一个加密服务器20。加密服务器20在本实施例的配置中用来加密授权时间来生成时间相关的授权码，其使用的加密密钥对每个离线式生物特征授权控制装置10都是唯一的。

图2说明了一个离线式生物特征授权控制装置10的实施例。离线式生物特征授权控制装置10包括输入装置110，用来接收对授权时间加密后生成的时间相关的授权码。连接到输入装置110的控制单元120对从输入装置110获得的时间相关的授权码进行解密提取出授权的时间信息。控制单元120进一步将提取的授权时间信息与当前时间进行比较。与控制单元120连接和受其控制的还有一个生物体特征传感器130。它用来获取用户的生物特征数据。控制单元120将当前时间与所提取的授权时间进行比较，如果当前时间在授权时间范围内，则允许用户的生物特征数据登记在该离线式生物特征授权控制装置内，并使用提取的授权时间信息对该用户生物特征数据进行标记。在本实施例中，控制单元120仅允许未注册的用户的生物特征数据注册。但是在其它情况下，如用户生物特征数据不够完全（如数据质量较差），则控制单元120也允许已经注册过的用户生物特征数据进行从新登记注册。如何实现这种情况下的授权控制将在下面进行描述。

在该具体实施例中，控制单元120使用每个离线式生物特征授权控制装置10唯一的解密密钥从时间相关的授权码里通过解密而提取出授权时间信息。

在离线式生物特征授权控制装置10内的控制单元120，使用与加密服务器20相同的加密/解密密钥，通过运行解密算法从时间相关的授权码里解密出业主预设的授权时间信息，并将保存在实时时钟里的当前时间与解密出的授权时间相比较。在本实施例中，如果当前时间在授权时间范围内，控制单元120发送授权允许的声光信号给用户。如果当前时间不在在授权时间范围内，控制单元120则发送授权拒绝的声光信号给用户。

如果用户接收到来自控制单元120送出的授权允许的声光信号，则通过生物体特征传感器130提供其生物特征数据。控制单元120读取用户的生物特征数据并运行生物特征数据处理算法对生物特征特征数据进行特征提取。在本实施例中，控制单元120将处理后的生物特征数据存储在快闪存储器内，并将从时间相关授权码解密得到的授权时间标记给该存储的生物特征数据。

如果需要，用户可以使用输入装置110添加其他用户的生物特征数据，从而允许其他用户的生物特征数据得到授权来使用该离线式生物特征授权控制装置10。

在本实施例中，图2中以虚线表示的部分为连接到控制单元120并受其控制的授权单元140。在本实施例中，控制单元120将获取的用户生物特征数据与存储在本离线式生物特征授权控制装置10中的生物特征数据相比较，如果与其中之一相匹配，则进一步检查该匹配的生物特征数据所允许的授权时间。如果当前时间在其授权时间范围内，则控制单元120向授权单元140发送允许授权信号。授权单元140收到允许授权信号后，再向用户提供授权。

在通常的实施例中，授权单位140可以是一种门禁装置。更具体的实施例，可以是门锁装置，如宾馆客房的门锁。

当用户需要获得离线式生物特征授权控制装置10的授权，他/她只需要向生物体特征传感器130提供其生物特征数据。控制单元120读取用户的生物特征数据，运行生物特征数据处理算法来处理获得的生物特征特征数据，并将其与所有存储的生物特征数据逐一比较。

如果所获得的生物特征数据与存储的生物特征数据之一相匹配，控制单元120将保存在实时时钟里的当前时间与匹配的生物特征数据所标记的授权时间相比较。

如果所标记的授权时间是有效的，并且当前时间是在授权时间范围之内，则控制单元120向用户发送授权允许的声光信号，并授权用户可以使用该离线式生物特征授权控制装置10。在具体实施例中，控制单元120将这一成功授权的事件记录在其快闪存储器内以备今后查询之用。

如果所标记的授权时间是有效的，但当前时间在授权时间的范围之外，控制单元120则向用户发送授权拒绝的声光信号，并拒绝用户使用该离线式生物特征授权控制装置10。这种情况发生在如用户所允许的授权时间多于一天，但其只能在每天特定的时间范围之内允许授权，而用户在每天特定的允许授权时间范围之外想得到授权。在这种情况下，控制单元将拒绝授权给该用户。这类用户可能是宾馆的维护人员或清洁人员等。

如果标记的授权时间无效或过期，则控制单元120向用户发送授权拒绝的声光信号，并拒绝用户使用该离线式生物特征授权控制装置10。在本实施例中，控制单元120从快闪存储器中删除相应的生物特征数据和所标记的授权时间。

如果所获得的生物特征数据与任何存储的生物特征数据都不相匹配，控制单元120向用户发送授权拒绝的声光信号，并拒绝用户使用该离线式生物特征授权控制装置10。

图3说明了一个生物特征授权控制方法的一个实施例。该方法从步骤S10开始，其输入装置接收对授权时间加密后生成的时间相关的授权码。在下一个步骤S20，控制单元使用预先设定的解密算法从时间相关的授权码中提取授权时间。在下一步骤S30，控制单元将当前时间与提取的授权时间相比较。在下一步骤S40，生物体特征传感器获得用户的生物特征数据。最后在步骤S50，控制单元将当前时间与提取出的授权时间相比较，如果当前时间在授权时间范围之内，则允许用户的生物特征数据注册在该离线式生物特征授权控制装置内，并将提前出的授权时间标记给该用户的生物特征数据。在本实施例中，控制单元只允许未注册过的用户生物特征数据注册。然而，在其它实施例中，如果在注册过的用户生物特征数据不够好的情况下（如由于数据质量差），控制单元允许已经注册过的用户的生物特征数据从新登记，并对从新登记的用户生物特征数据授权。

在本实施例中，图3中的步骤S20包括使用每个离线式生物特征授权控制装置唯一的解密密钥从时间相关的授权码中提取授权时间的过程。

在图3中，用虚线表示了步骤S60和S70。本实施例中特别包括了步骤S60。在该步骤中，如果用户的生物特征数据与在离线式生物特征授权控制装置中注册的生物特征数据之一相匹配，并且当前时间在该注册的生物特征数据所标记的授权时间范围之内时，则控制单元向授权单元发出授权允许信号。在步骤S70中，授权单元响应控制单元的允许授权信号，向用户提供授权。

在图3中还用虚线表示了步骤S80。在该步骤中，加密服务器使用离线式生物特征授权控制装置唯一的加密密钥对授权时间加密后生成时间相关的授权码。

在具体的应用中，该系统可以是一个宾馆的门禁控制系统，其中包括一个授权码生成服务器和多个离线式门锁装置，每个门锁装置上具有各自的输入装置，如键盘，和生物体特征传感器，如指纹传感器。

加密服务器将客人的入住和退房时间加密来生成时间相关的授权码用于客人在门锁装置上注册指纹。授权码并非用于开锁，而是用于客人将其指纹注册到门锁的存储器内。

门锁装置将授权码解密后得到客人被授权的入住和退房日期和时间，将被授权的入住和退房日期和时间与保持在锁装置内的实时时钟里的当前日期和时间相比较来判断当前时间是否在客人被授权的入住和退房日期和时间之间。如果确定当前日期和时间是在客人被授权的入住和退房日期和时间之内，则允许客人在锁装置上注册其指纹。

完成指纹注册后，客人在入住期间可以使用指纹来开启房门门锁。当超过退房日期和时间后，指纹将不再允许开锁。注册过的指纹将从存储器里删除，从而保护了客人在入住宾馆后的个人隐私。

本发明的的突出优点是方便。客人可以在线预订宾馆客房和支付相应费用，并通过如电子邮件或移动电话短消息的方式接收时间相关的授权码。客人到达宾馆后，可直接去到客房注册其指纹并开锁。在入住期间，客人和一起入住在同一客房的人员可以使用各自的指纹开门，而无需随身携带门匙或门卡来开门。

同时该发明对宾馆的优点也显而易见的。因为本发明的锁装置是离线的，所以宾馆无需向其它生物体门禁系统一样需要投资昂贵的网络设施。宾馆对维护人员的要求和前台服务人员的数量也将减少。事实上，该产品适用于诸如无前台服务的自助服务宾馆。时间相关的授权码生成服务器对远程房间实施门禁控制，从而使管理变得非常的简单。

图4表示了一个加密服务器20的实施例。在具体应用中，加密服务器20可以是，例如PC或网站服务器。加密服务器20是用于保存每个离线式锁装置的有关注册信息，对业主设定的授权时间加密来生成授权码，发送授权码给用户，并保持业主生成授权码的记录信息。请注意，授权码本身不是用来开锁装置的。它只能用于让用户注册和使用指纹或其它生物特征数据，根据业主授权的时间进入被授权的物业。

图5A表示了一个作为离线式生物特征授权控制装置10的一个离线式指纹锁装置11。在该实施例中，键盘111作为输入装置110，指纹传感器131作为生物体特征传感器130。在本实施例中的离线式指纹锁装置11接收用户输入的授权码，对授权码解密得到业主预设的授权时间，读取用户的指纹，并用保持在实时时钟内的当前时间与业主预设的授权时间相比较，从而对物业的进出实施控制。在本实施例中，离线式指纹锁装置11中的门锁141作为授权单元140。

图5B表示了另一个离线式生物特征授权控制装置10的实施例。在本实施例中，离线式生物特征授权控制装置10是一个连接到作为授权单元140的标准门卡锁的附加装置12。该附加装置12由一个指纹传感器131和键盘111所组成。它与图5A所示的装置功能类似，但它可以附加在正在使用的门卡锁142上使用，使其具有键盘111和指纹传感器131。这种方法可以允许使用门卡和指纹来控制物业的进出。

本离线式生物特征授权控制装置的输入装置可以选择多种输入设备的其中至少一种，例如一个用来人工输入授权码的键盘装置，这是一个众所周知的、可靠的、廉价的、可以很容易实现的技术。读卡器也可用于读取如磁卡所携带的授权码。用户可以很容易的通过刷卡来输入授权码，从而避免人为输入冗长的授权码而产生错误。另一种输入设备也可以是一个条码阅读器来读取用条码表示的授权码。条码阅读器与读卡器具有相同的优点，但条码可通过电子邮件或无线短消息的方式更容易发送给用户。也可以使用麦克风的输入装置，以便授权码可以通过声音编码的方式输入。经过声音编码的授权码可以以音频文件的方式发送给用户的移动电话。如果输入设备是一个语音识别装置，用户可以通过口读码的方式来输入授权码。输入装置也可以是无线电波接收装置，通过无线电波来接收如用户使用移动电话发送的授权码。输入装置还可以是红外线接收装置用来接收用户通过红外线发送的授权码。众所周知，无线和红外通讯是如今广为使用的移动电话所支持的技术。其它的输入装置也可用于本发明。一个离线式生物特征授权控制装置也可以包括多个输入设备，以同时支持多种授权码的输入方式。

离线式生物特征授权控制装置中的生物体特征传感器可以使用众多不同生物体特征传感器装置中的一种。当今最常用的生物体特征传感器装置可能是指纹传感器。他们已经在宾馆业和其它行业中使用，因此该传感器容易获得并且其技术成熟度高。另一个可使用的生物体特征传感器装置是虹膜传感器。这也是越来越广泛的使用的并且比指纹传感器更安全的的技术。指纹可能更容易被损坏，如用户割伤或烧伤手指。一种类似的更新的技术是血管识别。在每个人手上的细小血管组成具有丰富的因人而异的独特特征模式，这种因人而异的独特特征模式也可作为用户的识别。另一种可应用于本发明的生物特征识别技术也可以是人面识别。这种技术的传感器造价低廉，与扫描眼球和手指相比较更容易被用户接受。与其具有相同优势的声音识别技术也可应用于本发明的实施例。其它的生物体特征传感器技术均可用于本发明的实施例。一个离线式生物特征授权控制装置也可以包括几种生物体特征传感器，或与其它的生物体特征传感器和其他识别装置结合使用，以允许多种特征识别。

为保持当前的日期和时间，在离线式生物特征授权控制装置的实施例中包含有一个实时时钟。该实时时钟里保持的当前时间用来比较提取出的授权时间。在其它实施例中，当前的日期和时间也可以通过接收如无线时间信号信息来获取。

为跟踪检查授权结果，记录授权事件是必要的。在实施例中，控制单元用来注册授权事件。

在实施例中，离线式生物特征授权控制装置包含快闪存储器用来保存每个离线式生物特征授权控制装置唯一的解密密钥。离线式生物特征授权控制装置还包含快闪存储器用来保存提取的授权时间和注册的生物特征数据。离线式生物特征授权控制装置还包含快闪存储器用来保存控制单元注册的授权事件信息。所有这些不同的信息可以使用相同的或不同的快闪存储器来保存。

对一个具体物业进出的授权处理过程的信息流程可用图6来表述。在设置系统时，加密服务器20和离线式生物特征授权控制装置10设置成具有相同唯一的加密/解密密钥。这个加密/解密密钥是一种私人密钥，被加密服务器20用来加密由业主预设的授权时间生成授权码，并被离线式生物特征授权控制装置10用来对用户输入的授权码解密而提取授权时间信息。当前的本地日期和时间也被设置在离线式生物特征授权控制装置10内，所以在离线式生物特征授权控制装置10内的实时时钟可以保持本地日期和时间的运行。请注意，离线式生物特征授权控制装置10不与加密服务器20连接。

当需要对物业的进出授权时，业主登录到加密服务器20，选择安装在该物业的离线式生物特征授权控制装置10，输入其所需的授权时间。这一过程可以通过如物业管理系统24来处理。输入信息22随后提交给加密服务器20。加密服务器20从其数据库内搜寻出该离线式生物特征授权控制装置10唯一的加密/解密密钥，并使用该加密/解密密钥运行加密算法对授权时间加密后生成授权码。然后，业主可将授权码发送给被授权人。在本实施例中，用户可以通过在图6中所表示的移动电话26、电子邮件27、或传真28通过公共网络25来接收授权码。

带着授权码，用户可以去到该物业，通过该物业的离线式生物特征授权控制装置10的输入装置11输入其授权码。

本专利所描述的离线式生物特征授权控制系统和方法可以使用，但不限于，以下几个方面的应用：

宾馆/汽车旅馆客房的门禁控制。

度假出租屋的门禁控制。

大学宿舍的门禁控制。

办公室的门禁控制。

医院房间的门禁控制。

机场限制区域的门禁控制。

任何限制区域的门禁控制。

Claims (17)

1.一种离线式生物特征授权控制装置（10）包含：

输入装置（110）用来接收包含被加密授权时间的时间相关的授权码；控制单元（120），连接到输入装置（110）；控制单元（120）用来从时间相关的授权码里提取授权时间，并将授权时间与当前时间相比较；生物体特征传感器（130），连接到控制单元（120）并受其控制；生物体特征传感器（130）用来获取用户的生物特征数据；控制单元（120）在对提取的授权时间与当前时间相比较后，如果当前时间在授权时间范围之内，控制单元（120）则将用户的生物特征数据注册到当前的离线式生物特征授权控制装置（10）；

2.根据权利要求1的要求，离线式生物特征授权控制装置（10）中的控制单元（120）使用该离线式生物特征授权控制装置（10）唯一的解密密钥从时间相关的授权码里提取出授权时间。

3.根据权利要求1或2的要求，离线式生物特征授权控制装置（10）还包括：授权单元（140），与控制单元（120）连接并受其控制。授权单元（140）根据从控制单元（120）得到的控制信号来对用户授权；如果从用户获得的生物特征数据与在该离线式生物特征授权控制装置（10）中注册的生物数据匹配，并且当前时间在提取的允许授权时间之内，则控制单元（120）对向授权单元（140）发送授权信号。

4.根据权利要求3的要求，离线式生物特征授权控制装置（10）的授权单元（140）包含门禁控制装置。

5.根据权利要求4的要求，离线式生物特征授权控制装置（10）的门禁控制装置包含门锁装置。

6.根据权利要求1到5的要求，离线式生物特征授权控制装置（10）中的输入装置（110）可选定以下装置中的最少一种：

键盘装置；读卡装置；条码扫描装置；麦克风装置；语音识别装置；无线射频接收装置；红外线接收装置。

7.根据权利要求6的要求，离线式生物特征授权控制装置（10）中的生物体特征传感器（130）可选定以下装置中的最少一种：指纹传感器；虹膜传感器；人脸识别装置；语音识别装置；血管识别装置。

8.根据权利要求7中的要求，离线式生物特征授权控制装置（10）还包括一个保持当前日期和时间的实时时钟用来比较提取的授权时间。

9.根据权利要求8中的要求，离线式生物特征授权控制装置（10）还包括快闪存储器用来存储该离线式生物特征授权控制装置（10）唯一的解密密钥。

10.根据权利要求9中的要求，离线式生物特征授权控制装置（10）还包括快闪存储器用来存储提取的授权时间和在该离线式生物特征授权控制装置（10）注册的生物特征数据。

11.根据权利要求10中的要求，离线式生物特征授权控制装置（10）中的控制单元（120）还用来登记授权事件。

12.根据权利要求11中的要求，离线式生物特征授权控制装置（10）还包括快闪存储器用来存储由控制单元（120）注册的授权事件。

13.一个生物特征的授权控制系统（1）包括：至少一个权利要求1到12中要求的离线式生物特征授权控制装置（10）；一个加密服务器（20），用来使用离线式生物特征授权控制装置（10）唯一的加密密钥对授权时间加密生成时间相关的授权码。

14.一种生物特征授权控制方法包括：

接收（S10）：输入装置（110）接收包含被加密授权时间的时间相关的授权码；

提取（S20）：控制单元（120）从时间相关的授权码中提取授权时间；

比较（S30）：控制单元（120）将提取的授权时间与当前的日期和时间相比较；

获取（S40）：生物体特征传感器（130）获取用户的生物特征数据；

注册（S50）：如果当前时间在提取的授权时间范围之内，控制单元（120）将获取的用户生物特征数据注册到该离线式生物特征授权控制装置（10）。

15.根据权利要求14中的要求，生物特征授权控制方法中的提取是使用该离线式生物特征授权控制装置（10）唯一的解密密钥从时间相关的授权码中提取授权时间。

16.根据权利要求14或15中的要求，生物特征授权控制方法还包括：

发送授权（S60）：如果从用户获得的生物特征特征数据与当前的离线式生物特征授权控制装置（10）里注册的生物特征数据相匹配，并且当前的日期和时间在提取的授权时间范围之内，控制单元（120）则向授权单元（140）发送授权信号；

提供授权（S70）：作为对控制单元（120）发送授权的控制信号的响应，授权单元（140）对用户提供授权。

17.根据权利要求16中的要求，生物特征授权控制方法还包括：

加密（S80），加密服务器（20）使用离线式生物特征授权控制装置（10）唯一的加密密钥对授权时间加密后生成时间相关的授权码。

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