CN104217484B - 基于虹膜识别的单识别器多门控制门禁装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于虹膜识别的单识别器多门控制门禁装置及方法，装置包括：一个虹膜识别的单识别器和多门门禁控制器，虹膜识别的单识别器中包括一个虹膜采集模块、一个综合信息处理模块，一个声光提示模块；多门门禁控制器中包括一个多门门禁控制模块，一个数字键盘模块。方法步骤为：采集虹膜特征值代码；比对虹膜特征值代码；判断虹膜特征值代码是否匹配；输入待开启门编号；处理多门控制信息；判断开启门编号是否一致；打开门锁；拒绝进入。本发明通过一个虹膜识别的单识别器实现多门控制，提高了门禁系统的安全可靠性，降低了成本。

Description

基于虹膜识别的单识别器多门控制门禁装置及方法

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，更进一步涉及人体生物特征识别技术领域中的一种基于虹膜识别的单识别器多门控制门禁装置及方法。本发明可用于对特定区域准入门口较为集中的场合，通过单个虹膜识别器实现对多个设有虹膜识别门的门禁的待请求进入特定区域的人员进行控制管理。

背景技术

虹膜识别是通过对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份，其核心是使用模式识别、图像处理等方法对人眼睛的虹膜特征进行描述和匹配，从而实现自动的个人身份认证。

无锡市美网网络信息技术有限公司拥有的专利技术“一种虹膜识别门禁系统”(专利申请号201010536130.9，授权公告号CN102467761A)公开了一种虹膜识别门禁系统，包括一个中央服务器，一个虹膜特征数据库，一个或多个虹膜识别门控装置。该专利技术公开了一种门禁系统管理方法，包括以下步骤，虹膜识别门控装置获取用户虹膜，中央服务器将该虹膜信息与存储在虹膜特征数据库中的虹膜进行比较，看其是否有进入权限的客户，如果是则发出开启指令。该专利技术通过用户虹膜识别功能来对一个工作区域内多个工作用门进行智能统一控制和管理。

该专利技术虽然较好的完成了门禁准入人员的认证，该专利技术公开的装置存在的不足之处是，没有多门控制装置，在特定区域内有多个门较为集中的场合使用时，每个门口都要对应一个虹膜识别门控制装置。

该专利技术公开的方法存在的不足之处是，没有实现单虹膜识别器进行多门控制的方法，在多个门同时请求开启时会造成请求冲突问题。

上述不足，在特定区域内有多个门较为集中的场合也需要一个门对应一套虹膜识别门控装置，增加了用户成本造成资源浪费，如果碰到多个门同时请求开启时，中央服务器无法同一时刻响应多个开门请求，会造成开门请求冲突，使门禁系统的可靠性降低。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提出一种基于虹膜识别的单识别器多门控制门禁装置及方法，可以方便对人员进行门禁权限注册管理，对于特定区域内有多个门较为集中的场合，可以实现采用单个虹膜识别器进行多门控制管理。

为实现上述目的，本发明装置包括一个虹膜识别的单识别器和多门门禁控制器。虹膜识别的单识别器中包括一个虹膜采集模块、一个综合信息处理模块，一个声光提示模块。多门门禁控制器中包括一个多门门禁控制模块，一个数字键盘模块。其中：

虹膜采集模块，包括一个虹膜摄像头、一个图像处理单元。虹膜摄像头用于采集请求进入管控区域人员的虹膜图像。图像处理单元用于将所采集的请求进入管控区域人员的虹膜图像转换为虹膜特征值代码。

综合信息处理模块，包括信息处理单元、数据存储单元。信息处理单元有如下三个功能：功能1，将虹膜特征值代码与存储于数据存储单元中的预先注册的虹膜特征值代码进行比对，判断采集到的虹膜特征值代码与存储于数据存储单元中的预先注册的虹膜特征值代码是否匹配，如果匹配，语音提示单元发出语音提示“识别通过”，同时通过指示灯点亮，请求进入管控区域人员在通过指示灯点亮的时间段内，按下矩阵键盘上的数字键输入管控区域多个门中的一个待开启门编号，智能控制单元采集输入的待开启门编号，发送待开启门编号到信息处理单元；如果不匹配，表示采集到的请求进入管控区域人员虹膜特征值代码无效，虹膜采集模块重新采集虹膜特征值代码；功能2，将请求进入管控区域人员输入的待开启门编号，与保存在数据存储单元中的预先注册的授权开启门编号进行比对，判断输入的待开启门编号与保存在数据存储单元中的预先注册的授权开启门编号是否一致，如果是，打开门锁，否则，拒绝进入；功能3，发送开门指令到智能控制单元。数据存储单元用于存储预先注册的请求进入管控区域人员虹膜特征值代码、预先注册的授权开启门编号。

声光提示模块，包括语音提示单元、通过指示灯。语音提示单元用于发出“识别通过”、“允许进入”、“无权进入”的提示语音。通过指示灯用于指示请求进入管控区域人员在通过指示灯点亮的时间段内，按下矩阵键盘上的数字键输入待开启门的编号。

多门门禁控制模块，包括智能控制单元、门锁驱动单元。智能控制单元用于采集请求进入管控区域人员输入的待开启门编号，发送待开启门编号到信息处理单元，解析开门指令，启动门锁驱动单元。门锁驱动单元用于打开待开启门编号对应的门锁。

数字键盘模块采用矩阵键盘，用于请求进入管控区域人员输入管控区域内多个门中的一个待开启门编号。

本发明方法包括如下步骤：

(1)采集虹膜特征值代码：

请求进入管控区域人员将眼睛置于虹膜采集模块采集窗口前，虹膜摄像头采集请求进入管控区域人员的虹膜图像，虹膜采集模块中的图像处理单元将请求进入管控区域人员的虹膜图像转换为虹膜特征值代码。

(2)比对虹膜特征值代码：

综合信息处理模块中的信息处理单元，将采集到的虹膜特征值代码与存储于数据存储单元中的预先注册的虹膜特征值代码进行比对。

(3)判断虹膜特征值代码是否匹配：

综合信息处理模块中的信息处理单元，判断采集到的虹膜特征值代码与存储于数据存储单元中的预先注册的虹膜特征值代码是否匹配，如果是，执行步骤(4)，否则，表示采集到的请求进入管控区域人员虹膜特征值代码无效，执行步骤(1)。

(4)输入待开启门编号：

语音提示单元发出语音提示“识别通过”，同时通过指示灯点亮，请求进入管控区域人员在通过指示灯点亮的时间段内，按下矩阵键盘上的数字键输入管控区域多个门中的一个待开启门编号，智能控制单元采集输入的待开启门编号，发送待开启门编号到信息处理单元。

(5)处理多门控制信息：

综合信息处理模块中的信息处理单元，将输入的待开启门编号，与保存在数据存储单元中的预先注册的授权开启门编号进行比对。

(6)判断开启门编号是否一致：

综合信息处理模块中的信息处理单元，判断请求进入管控区域人员输入的待开启门编号与保存在数据存储单元中的预先注册的授权开启门编号是否一致，如果是，执行步骤(7)，否则，执行步骤(8)。

(7)打开门锁：

语音提示模块发出语音提示“允许进入”，综合信息处理模块中的信息处理单元发送开门指令到智能控制单元，智能控制单元解析开门指令，启动门锁驱动单元，门锁驱动单元打开待开启门编号对应的门锁。

(8)拒绝进入：

语音提示单元发出语音提示“无权进入”。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

第一，本发明的装置仅使用一个虹膜识别的单识别器就能实现单个多门门禁控制器控制多个门锁，克服了现有技术中存在的在特定区域内有多个门较为集中的场合使用时，每个门口都要对应一个虹膜识别门控制装置的缺陷，使得本发明具有安装便捷、使用方便的特点，降低了用户成本。

第二，本发明的方法仅需要管理一个虹膜识别的单识别器进行虹膜图像采集，在使用时避免了多个门同时请求开启的现象，克服了现有技术没有实现单虹膜识别器进行多门控制的方法，在多个门同时请求开启时会造成请求冲突问题的缺陷，使得本发明具有加强了多门控制系统的使用可靠性的特点。

附图说明

图1为本发明装置的方框图；

图2为本发明方法的流程图；

图3为本发明仿真示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明做进一步描述。

参照附图1，对本发明装置的具体描述如下。

本发明装置包括一个虹膜识别的单识别器和多门门禁控制器。虹膜识别的单识别器中包括一个虹膜采集模块、一个综合信息处理模块，一个声光提示模块。多门门禁控制器中包括一个多门门禁控制模块，一个数字键盘模块。其中：

虹膜采集模块，包括一个虹膜摄像头、一个图像处理单元。虹膜摄像头用于采集请求进入管控区域人员的虹膜图像。图像处理单元用于将所采集的请求进入管控区域人员的虹膜图像转换为虹膜特征值代码。

综合信息处理模块，包括信息处理单元、数据存储单元。信息处理单元有如下三个功能：功能1，将虹膜特征值代码与存储于数据存储单元中的预先注册的虹膜特征值代码进行比对，判断采集到的虹膜特征值代码与存储于数据存储单元中的预先注册的虹膜特征值代码是否匹配，如果匹配，语音提示单元发出语音提示“识别通过”，同时通过指示灯点亮，请求进入管控区域人员在通过指示灯点亮的时间段内，按下矩阵键盘上的数字键输入管控区域多个门中的一个待开启门编号，智能控制单元采集输入的待开启门编号，发送待开启门编号到信息处理单元；如果不匹配，表示采集到的请求进入管控区域人员虹膜特征值代码无效，虹膜采集模块重新采集虹膜特征值代码；功能2，将请求进入管控区域人员输入的待开启门编号，与保存在数据存储单元中的预先注册的授权开启门编号进行比对，判断输入的待开启门编号与保存在数据存储单元中的预先注册的授权开启门编号是否一致，如果是，打开门锁，否则，拒绝进入；功能3，发送开门指令到智能控制单元。数据存储单元用于存储预先注册的请求进入管控区域人员虹膜特征值代码、预先注册的授权开启门编号。

声光提示模块，包括语音提示单元、通过指示灯。语音提示单元用于发出“识别通过”、“允许进入”、“无权进入”的提示语音。通过指示灯用于指示请求进入管控区域人员在通过指示灯点亮的时间段内，按下矩阵键盘上的数字键输入待开启门的编号。

多门门禁控制模块，包括智能控制单元、门锁驱动单元。智能控制单元用于采集请求进入管控区域人员输入的待开启门编号，发送待开启门编号到信息处理单元，解析开门指令，启动门锁驱动单元。门锁驱动单元用于打开待开启门编号对应的门锁。

数字键盘模块采用矩阵键盘，用于请求进入管控区域人员输入管控区域内多个门中的一个待开启门编号。

在本发明实施例中，虹膜采集模块采用高像素虹膜摄像头和DSP图像处理芯片，可以极大的提高采集的虹膜图像的质量和加快虹膜图像转换为虹膜特征值代码的运算速度。

在本发明实施例中，综合信息处理模块采用微型计算机，可以极大的加快了虹膜特征值代码的比对速度，和授权开启门编号的比对速度，同时存储空间容量大，可以满足使用人数较为庞大的用户使用。

在本发明实施例中，声光提示模块采用高保真立体声喇叭和LED发光管，从听觉和视觉上，给请求进入管控区域人员在使用门禁时做辅助提示，极大的方便了使用。

在本发明实施例中，多门门禁控制模块采用ARM芯片STM32F103为主控制芯片，采用CAN总线接口与综合处理服务器连接，用来解析综合处理服务器下发的开门指令，并且控制N路门禁锁驱动器，进行门禁锁的开启闭合控制。

在本发明实施例中，数字键盘模块采用4X4矩阵键盘，用来输入授权开启门编号和待开启门编号，方便了请求进入管控区域人员对多门管理场合的开启门门号选择。

参照附图2，对本发明方法的具体步骤描述如下：

步骤1，采集虹膜特征值代码。

请求进入管控区域人员将眼睛置于虹膜采集模块采集窗口前，虹膜摄像头采集请求进入管控区域人员的虹膜图像，图像处理单元将虹膜图像转换为虹膜特征值代码，图像处理单元将虹膜特征值代码传送到信息处理单元，完成请求进入管控区域人员的虹膜特征值代码的采集工作。

步骤2，比对虹膜特征值代码。

信息处理单元将采集到的虹膜特征值代码与存储于数据存储单元中的预先注册的虹膜特征值代码逐个进行一致性比对。

步骤3，判断虹膜特征值代码是否匹配。

信息处理单元，判断采集到的虹膜特征值代码与存储于数据存储单元中的预先注册的虹膜特征值代码的序列是否相同，如果是，执行步骤4，否则，执行步骤1。

步骤4，输入待开启门编号。

请求进入管控区域人员，听到语音提示单元发出的语音提示“识别通过”后，通过指示灯会点亮大约2秒钟，在通过指示灯点亮的时间段内，按下矩阵键盘上的数字键输入管控区域多个门中的一个待开启门编号，智能控制单元采集输入的待开启门编号，发送待开启门编号到信息处理单元。

步骤5，处理多门控制信息。

信息处理单元将输入的待开启门编号，与保存在数据存储单元中的预先注册的授权开启门编号进行一致性比对。

步骤6，判断开启门编号是否一致。

信息处理单元判断输入的待开启门编号与保存在数据存储单元中的预先注册的授权开启门编号是否一致，如果是，执行步骤7，否则，执行步骤8。

步骤7，打开门锁。

语音提示模块发出语音提示“允许进入”，信息处理单元发送开门指令到智能控制单元，智能控制单元解析开门指令，启动门锁驱动单元，门锁驱动单元打开待开启门编号对应的门锁，请求进入管控区域人员就可以进入已开启门锁管控的区域，在延时大约5秒钟，多门门禁控制模块会自动关闭门锁，门禁装置进入等待采集下一个请求进入管控区域人员虹膜特征值代码的状态。

步骤8，拒绝进入。

语音提示单元发出语音提示“无权进入”，表示本次请求进入管控区域人员无权进入他所请求进入的管控区域，门禁装置进入等待采集下一个请求进入管控区域人员虹膜特征值代码的状态。

下面结合附图3的仿真实验，对本发明的效果做进一步描述。

1.实验条件和内容：

实现附图3仿真实验的环境为：用双眼虹膜摄像头采集眼部虹膜图像并转换为该虹膜特征值，MIO-2261N主板处理器进行数据比对处理，矩阵键盘进行待开启门编号的录入，LM386芯片对语音信号进行放大通过喇叭播放，绿色LED发光管做通过指示灯，3门控制器控制3个门锁，采用40G容量的固态电脑硬盘作为数据的最终存储设备。

本发明的具体仿真内容为：使用本发明提出的基于虹膜识别的单识别器多门控制门禁装置及方法，进行从3个门中选择打开一个授权门和一个未授权门。

2.仿真实验结果分析：

附图3为本发明装置的效果示意图，已注册授权开启门2的人员将眼睛对着虹膜识别的单识别器，语音提示“识别通过”，绿色指示灯亮起，已注册人员按下数字键盘上的数字2，语音提示“允许进入”，门2的门锁被打开，5秒钟后门锁自动关闭。

已注册授权开启门2的人员将眼睛对着虹膜识别的单识别器，语音提示“识别通过”，绿色指示灯亮起，已注册人员按下数字键盘上的数字1，语音提示“拒绝进入”，任何一个门锁都不打开。

由上述结果可知，本发明装置和方法可以实现虹膜识别的单识别器多门控制门禁管理。

Claims (4)

1.基于虹膜识别的单识别器多门控制门禁装置，包括一个虹膜识别的单识别器和多门门禁控制器；所述的虹膜识别的单识别器中包括一个虹膜采集模块、一个综合信息处理模块，一个声光提示模块；所述的多门门禁控制器中包括一个多门门禁控制模块，一个数字键盘模块；其中：

所述的虹膜采集模块，包括一个虹膜摄像头、一个图像处理单元；所述的虹膜摄像头用于采集请求进入管控区域人员的虹膜图像；所述的图像处理单元用于将所采集的请求进入管控区域人员的虹膜图像转换为虹膜特征值代码；

所述的综合信息处理模块，包括信息处理单元、数据存储单元；所述的信息处理单元有如下三个功能：功能1，将虹膜特征值代码与存储于数据存储单元中的预先注册的虹膜特征值代码进行比对，判断采集到的虹膜特征值代码与存储于数据存储单元中的预先注册的虹膜特征值代码是否匹配，如果匹配，语音提示单元发出语音提示“识别通过”，同时通过指示灯点亮，请求进入管控区域人员在通过指示灯点亮的时间段内，按下矩阵键盘上的数字键输入管控区域多个门中的一个待开启门编号，智能控制单元采集输入的待开启门编号，发送待开启门编号到信息处理单元；如果不匹配，表示采集到的请求进入管控区域人员虹膜特征值代码无效，虹膜采集模块重新采集虹膜特征值代码；功能2，将请求进入管控区域人员输入的待开启门编号，与保存在数据存储单元中的预先注册的授权开启门编号进行比对，判断输入的待开启门编号与保存在数据存储单元中的预先注册的授权开启门编号是否一致，如果是，打开门锁，否则，拒绝进入；功能3，发送开门指令到智能控制单元；所述的数据存储单元用于存储预先注册的请求进入管控区域人员虹膜特征值代码、预先注册的授权开启门编号；

所述的声光提示模块，包括语音提示单元、通过指示灯，所述的语音提示单元用于发出“识别通过”、“允许进入”、“无权进入”的提示语音；所述的通过指示灯用于指示请求进入管控区域人员在通过指示灯点亮的时间段内，按下矩阵键盘上的数字键输入待开启门的编号；

所述的多门门禁控制模块，包括智能控制单元、门锁驱动单元；所述的智能控制单元用于采集请求进入管控区域人员输入的待开启门编号，发送待开启门编号到信息处理单元，解析开门指令，启动门锁驱动单元；所述的门锁驱动单元用于打开待开启门编号对应的门锁；

所述的数字键盘模块采用矩阵键盘，用于请求进入管控区域人员输入管控区域内多个门中的一个待开启门编号。

2.一种基于虹膜识别的单识别器多门控制门禁方法，包括如下步骤：

(1)采集虹膜特征值代码：

请求进入管控区域人员将眼睛置于虹膜采集模块采集窗口前，虹膜摄像头采集请求进入管控区域人员的虹膜图像，虹膜采集模块中的图像处理单元将请求进入管控区域人员的虹膜图像转换为虹膜特征值代码；

(2)比对虹膜特征值代码：

综合信息处理模块中的信息处理单元，将采集到的虹膜特征值代码与存储于数据存储单元中的预先注册的虹膜特征值代码进行比对；

(3)判断虹膜特征值代码是否匹配：

综合信息处理模块中的信息处理单元，判断采集到的虹膜特征值代码与存储于数据存储单元中的预先注册的虹膜特征值代码是否匹配，如果是，执行步骤(4)，否则，表示采集到的请求进入管控区域人员虹膜特征值代码无效，执行步骤(1)；

(4)输入待开启门编号：

语音提示单元发出语音提示“识别通过”，同时通过指示灯点亮，请求进入管控区域人员在通过指示灯点亮的时间段内，按下矩阵键盘上的数字键输入管控区域多个门中的一个待开启门编号，智能控制单元采集输入的待开启门编号，发送待开启门编号到信息处理单元；

(5)处理多门控制信息：

综合信息处理模块中的信息处理单元，将输入的待开启门编号，与保存在数据存储单元中的预先注册的授权开启门编号进行比对；

(6)判断开启门编号是否一致：

综合信息处理模块中的信息处理单元，判断请求进入管控区域人员输入的待开启门编号与保存在数据存储单元中的预先注册的授权开启门编号是否一致，如果是，执行步骤(7)，否则，执行步骤(8)；

(7)打开门锁：

语音提示单元发出语音提示“允许进入”，综合信息处理模块中的信息处理单元发送开门指令到智能控制单元，智能控制单元解析开门指令，启动门锁驱动单元，门锁驱动单元打开待开启门编号对应的门锁；

(8)拒绝进入：

语音提示单元发出语音提示“无权进入”。

3.根据权利要求2所述的基于虹膜识别的单识别器多门控制门禁方法，其特征在于，步骤(2)、步骤(3)中所述预先注册的虹膜特征值代码的采集步骤如下：

(1)获取虹膜图像：

请求进入管控区域人员将眼睛置于虹膜采集模块采集窗口前，虹膜摄像头采集请求进入管控区域人员的虹膜图像；

(2)转换虹膜特征值代码：

图像处理单元将虹膜图像转换为虹膜特征值代码；

(2)存储信息：

信息处理单元，将虹膜特征值代码，保存到数据存储单元中。

4.根据权利要求2所述的基于虹膜识别的单识别器多门控制门禁方法，其特征在于，步骤(5)、步骤(6)中所述预先注册的授权开启门编号的采集步骤如下：

(1)启动信息处理单元：

门禁管理人员通过点击程序图标的标识，启动信息处理单元；

(2)录入授权开启门编号：

门禁管理人员通过矩阵键盘录入请求进入管控区域人员的授权开启门编号；

(3)存储信息：

信息处理单元，将授权开启门编号，保存到数据存储单元中。