CN105607505B - 一种基于指纹识别的智能家居控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于指纹识别的智能家居控制方法，其包括如下步骤：S1、预先根据所有用户的身份信息以及智能家居设备属性配置各个用户对各个智能家居设备的控制权限列表，并将控制权限列表存储在智能家居的家居服务器中；S2、家居服务器接收并识别用户的指纹信息，在识别成功后提示用户发出控制指令；S3、家居服务器接收来自用户的控制指令，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令；S4、根据驱动指令对智能家居设备进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居控制技术领域，特别涉及一种基于指纹识别的智能家居控制方法及系统。
背景技术
智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术等将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，能提升家居安全性、便利性、舒适性，并实现环保节能的居住环境。
现有的智能家居控制技术的关注点大多集中于数据传输协议的统一性，却并未考虑各个用户使用智能家居设备需求的差异性以及控制过程的安全性。
发明内容
为了解决现有的智能家居控制技术的关注点大多集中于数据传输协议的统一性，却并未考虑各个用户使用智能家居设备需求的差异性以及控制的安全性的缺陷，本发明提出一种基于指纹识别的智能家居控制方法及系统。
一种基于指纹识别的智能家居控制方法，其包括如下步骤：
S1、预先根据所有用户的身份信息以及智能家居设备属性配置各个用户对各个智能家居设备的控制权限列表，并将控制权限列表存储在智能家居的家居服务器中；
S2、家居服务器接收并识别用户的指纹信息，在识别成功后提示用户发出控制指令；
S3、家居服务器接收来自用户的控制指令，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令；
S4、根据驱动指令对智能家居设备进行控制。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S2包括：
S21预先在家居服务器采集所有用户的指纹信息图像，并根据用户的指纹信息图像形成原始数据矩阵；
S22、在家居服务器生成随机数K，根据随机数K对原始数据矩阵进行替换和加密形成数据矩阵I1，将随机数K、数据矩阵I1存储在家居服务器；
S23、再次采集用户的指纹信息图像，并根据再次获取的用户的指纹信息图像形成解密数据矩阵J；
S24、根据随机数K、数据矩阵I1、解密数据矩阵J进行指纹识别；
S25、在步骤S24中判断指纹识别匹配成功后，提示用户发出控制指令，并在家居服务器生成一不同于K的随机数K1，K1为正整数，根据该随机数K1替换数据矩阵J1中的K1行、以及K1列的特征数据形成数据矩阵J2，替换的数据为随机生成的特征数据，并根据随机数K1对数据矩阵J2进行不可逆算法机密形成数据矩阵J3，将随机数K1、加密的数据矩阵J3存储在家居服务器。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S21包括：预先在家居服务器采集用户的指纹信息图像，将用户的指纹图像划分为N个区域，并提取各个区域中的M个指纹信息特征数据；形成N行M列的原始数据矩阵，其中N、M均为正整数。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S22包括在家居服务器生成一随机数K，K为正整数，其中K同时小于N、M，根据该随机数K替换原始数据矩阵中的K行、以及K列的特征数据形成新的数据矩阵I，替换的数据为随机生成的特征数据，并根据随机数K对新的数据矩阵I进行不可逆算法加密形成数据矩阵I1，将随机数K、数据矩阵I1存储在家居服务器。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S23包括再次采集用户的指纹信息图像，将用户的指纹图像划分为N个区域，并提取各个区域中的M个指纹信息特征数据；形成N行M列的解密数据矩阵J。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S24包括读取随机数K，根据随机数K对解密数据矩阵J进行不可逆算法加密形成数据矩阵J1，并对比数据矩阵I1与数据矩阵J1的特征数据，在特征数据匹配一致的行、列以及特征数据匹配不一致的行、列均符合替换的随机数K时，判断指纹识别匹配成功，否则判断指纹识别失败。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S3包括家居服务器接收来自用户的控制指令，判断控制指令来自单个用户或来自多个用户，在控制指令来自单个用户时，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令，并跳转到步骤S4；
在控制指令来自多个用户时，根据控制权限列表判断智能家居设备控制权限等级高低，根据智能家居设备控制权限等级高的控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令，并跳转到步骤S4。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S3中在控制指令来自多人并且各个用户对当前智能家居设备的控制权限等级相同时，继续判断多个用户对该智能家居设备的控制指令是否相同；
在指控指令相同时，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令，并跳转到步骤S4；
在多个用户的控制指令不同时，同时生成和显示多个用户协商对该智能家居设备进行手动操作的提示，并接收和判断手动操作用户的身份信息，根据该身份信息提高该用户对该智能家居设备的控制权限等级，并对家居服务器中的控制权限列表进行更新。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，还包括如下步骤：
S5、预设控制权限列表更新阈值；判断单位时间间隔内用户发出的控制指令与手动操作智能家居设备的指令是否不匹配，统计不匹配的次数；
S6、判断不匹配的次数是否大于或等于控制权限列表更新阈值，在大于或等于控制权限列表更新阈值时，对家居服务器中该用户对该智能家居设备的控制权限列表进行更新。
本发明还提供一种基于指纹识别的智能家居控制系统，其包括如下模块：
权限配置模块，用于预先根据所有用户的身份信息以及智能家居设备属性配置各用户对各个智能家居设备的控制权限列表，并将控制权限列表存储在智能家居的家居服务器中；
识别模块，用于通过家居服务器接收并识别用户的指纹信息，在识别成功后提示用户发出控制指令；
命令识别模块，用于通过家居服务器接收来自用户的控制指令，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令；
控制模块，用于根据驱动指令对智能家居设备进行控制。
所述识别模块包括：
预先在家居服务器采集所有用户的指纹信息图像，并根据用户的指纹信息图像形成原始数据矩阵；
在家居服务器生成随机数K，根据随机数K对原始数据矩阵进行替换和加密形成数据矩阵I1，将随机数K、数据矩阵I1存储在家居服务器；
再次采集用户的指纹信息图像，并根据再次获取的用户的指纹信息图像形成解密数据矩阵J；
根据随机数K、数据矩阵I1、解密数据矩阵J进行指纹识别；
在指纹识别匹配成功后，提示用户发出控制指令，并在家居服务器生成一不同于K的随机数K1，K1为正整数，根据该随机数K1替换数据矩阵J1中的K1行、以及K1列的特征数据形成数据矩阵J2，替换的数据为随机生成的特征数据，并根据随机数K1对数据矩阵J2进行不可逆算法机密形成数据矩阵J3，将随机数K1、加密的数据矩阵J3存储在家居服务器。
实施本发明提供的一种基于指纹识别的智能家居控制方法具有以下有益效果：通过配置各个用户对各个智能家居设备的控制权限列表，可以在针对不同的家庭成员、不同的智能家居设备，灵活地配置使用权限或者优先等级，使得各个用户使用智能家居设备需求的差异性得到很好的满足；并且，通过指纹识别来识别具有操作权限的用户，使得安全性更高。
附图说明
图1是本发明实施例的基于指纹识别的智能家居控制方法流程图；
图2是本发明实施例的基于指纹识别的智能家居控制系统结构框图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于指纹识别的智能家居控制方法，其包括如下步骤：
S1、预先根据所有用户的身份信息以及智能家居设备属性配置各个用户对各个智能家居设备的控制权限列表，并将控制权限列表存储在智能家居的家居服务器中。
可选地，用户的身份信息以及智能家居设备属性配置包括年龄、性别、体重、作息时间、家务参与度。并将智能家居设备划分为所有人共同使用，少数用户使用以及特定用户。
可选地，将智能家居设备划分为安全级、关注级、危险级。安全级的智能家居设备所有的用户均有控制权限，比如电灯的开关权限。关注级的智能家居设备为部分用户具有控制权限，比如电视的开关以及换台权限。危险级的智能家居设备为特定用户具有控制权限，比如燃气灶、热水器的开关权限。
比如，控制权限列表可以被配置为：所有用户均具有控制电灯开关的权限，但是年龄在20岁以上的用户的权限相同，同时20岁以上的用户的权限等级大于20岁以下用户的控制权限等级。燃气灶、热水器的控制权限范围限为20岁-60岁的用户，并且男性的控制权的等级高于女性。
上述控制权限列表的分配仅为示意性的，可以对上述控制权限列表的设置灵活配置。
在家庭生活中，有些智能家居设备是所有的家庭成员必须用到的，有些智能家居设备是特定家庭成员所使用的。在家庭成员共有使用权的智能家居设备中，对有的家庭成员的重要性、或者使用频率更高。这样，通过配置各个用户对各个智能家居设备的控制权限列表，可以在针对不同的家庭成员、不同的智能家居设备，灵活地配置使用权限或者优先等级。
S2、家居服务器接收并识别用户的指纹信息，在识别成功后提示用户发出控制指令。
通过本步骤，避免了外来人员对智能家居控制系统的误操作。
所述家居服务器是整个智能家居系统的控制中心。
所述步骤S2包括：
S21预先在家居服务器采集所有用户的指纹信息图像，并根据用户的指纹信息图像形成原始数据矩阵。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S21包括：预先在家居服务器采集用户的指纹信息图像，将用户的指纹图像划分为N个区域，并提取各个区域中的M个指纹信息特征数据；形成N行M列的原始数据矩阵，其中N、M均为正整数。
S22、在家居服务器生成随机数K，根据随机数K对原始数据矩阵进行替换和加密形成数据矩阵I1，将随机数K、数据矩阵I1存储在家居服务器。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S22包括在家居服务器生成一随机数K，K为正整数，其中K同时小于N、M，根据该随机数K替换原始数据矩阵中的K行、以及K列的特征数据形成新的数据矩阵I，替换的数据为随机生成的特征数据，并根据随机数K对新的数据矩阵I进行不可逆算法加密形成数据矩阵I1，将随机数K、数据矩阵I1存储在家居服务器。可选地，不可逆算法可以采用MD5算法。
S23、再次采集用户的指纹信息图像，并根据再次获取的用户的指纹信息图像形成解密数据矩阵J。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S23包括再次采集用户的指纹信息图像，将用户的指纹图像划分为N个区域，并提取各个区域中的M个指纹信息特征数据；形成N行M列的解密数据矩阵J。
S24、根据随机数K、数据矩阵I1、解密数据矩阵J进行指纹识别。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S24包括读取随机数K，根据随机数K对解密数据矩阵J进行不可逆算法加密形成数据矩阵J1，并对比数据矩阵I1与数据矩阵J1的特征数据，在特征数据匹配一致的行、列以及特征数据匹配不一致的行、列均符合替换的随机数K时，判断指纹识别匹配成功，否则判断指纹识别失败。
S25、在步骤S24中判断指纹识别匹配成功后，提示用户发出控制指令，并在家居服务器生成一不同于K的随机数K1，K1为正整数，根据该随机数K1替换数据矩阵J1中的K1行、以及K1列的特征数据形成数据矩阵J2，替换的数据为随机生成的特征数据，并根据随机数K1对数据矩阵J2进行不可逆算法机密形成数据矩阵J3，将随机数K1、加密的数据矩阵J3存储在家居服务器。
可选地，步骤S2中，在家居服务器中预存用户的语音识别信息；家居服务器接收并识别用户的指纹信息，在指纹信息识别不成功识提示用户输入一端语音信息，根据家居服务器中预存的用户的语音识别信息进行识别判断；在语音识别信息识别成功时，提示用户可以控制安全级、关注级的智能家居设备。
这样可以临时使用一些控制权限不高的智能家居设备，也避免了其他非法用户通过语音识别的安全性不高控制危险级的智能家居设备。
S3、家居服务器接收来自用户的控制指令，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令。
上述控制指令可以是基于手势的控制指令，也可以是眼球识别、智能手机app上的控制指令。上述控制指令均有发出指令的用户的唯一性特征。因此可以通过指令得出用户的控制权限列表信息。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S3包括家居服务器接收来自用户的控制指令，判断控制指令来自单个用户或来自多个用户，在控制指令来自单个用户时，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令，并跳转到步骤S4。
在控制指令来自多个用户时，根据控制权限列表判断智能家居设备控制权限等级高低，根据智能家居设备控制权限等级高的控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令，并跳转到步骤S4。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
所述步骤S3中在控制指令来自多人并且各个用户对当前智能家居设备的控制权限等级相同时，继续判断多个用户对该智能家居设备的控制指令是否相同；
在指控指令相同时，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令，并跳转到步骤S4；
在多个用户的控制指令不同时，同时生成和显示多个用户协商对该智能家居设备进行手动操作的提示，并接收和判断手动操作用户的身份信息，根据该身份信息提高该用户对该智能家居设备的控制权限等级，并对家居服务器中的控制权限列表进行更新。
S4、根据驱动指令对智能家居设备进行控制。
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，
在本发明所述的基于指纹识别的智能家居控制方法中，还包括如下步骤：
S5、预设控制权限列表更新阈值；判断单位时间间隔内用户发出的控制指令与手动操作智能家居设备的指令是否不匹配，统计不匹配的次数；
S6、判断不匹配的次数是否大于或等于控制权限列表更新阈值，在大于或等于控制权限列表更新阈值时，对家居服务器中该用户对该智能家居设备的控制权限列表进行更新。
本发明还提供一种基于指纹识别的智能家居控制系统，其包括如下模块：
权限配置模块，用于预先根据所有用户的身份信息以及智能家居设备属性配置各用户对各个智能家居设备的控制权限列表，并将控制权限列表存储在智能家居的家居服务器中；
识别模块，用于通过家居服务器接收并识别用户的指纹信息，在识别成功后提示用户发出控制指令；
命令识别模块，用于通过家居服务器接收来自用户的控制指令，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令；
控制模块，用于根据驱动指令对智能家居设备进行控制。
所述识别模块包括：
预先在家居服务器采集所有用户的指纹信息图像，并根据用户的指纹信息图像形成原始数据矩阵；
在家居服务器生成随机数K，根据随机数K对原始数据矩阵进行替换和加密形成数据矩阵I1，将随机数K、数据矩阵I1存储在家居服务器；
再次采集用户的指纹信息图像，并根据再次获取的用户的指纹信息图像形成解密数据矩阵J；
根据随机数K、数据矩阵I1、解密数据矩阵J进行指纹识别；
在指纹识别匹配成功后，提示用户发出控制指令，并在家居服务器生成一不同于K的随机数K1，K1为正整数，根据该随机数K1替换数据矩阵J1中的K1行、以及K1列的特征数据形成数据矩阵J2，替换的数据为随机生成的特征数据，并根据随机数K1对数据矩阵J2进行不可逆算法机密形成数据矩阵J3，将随机数K1、加密的数据矩阵J3存储在家居服务器。
上述方法实施例与系统实施例是一一对应的，因此，方法实施例的扩展也可适用于上述系统实施例。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机储存器、内存、只读存储器、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质中。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于指纹识别的智能家居控制方法，其包括如下步骤：
S1、预先根据所有用户的身份信息以及智能家居设备属性配置各个用户对各个智能家居设备的控制权限列表，并将控制权限列表存储在智能家居的家居服务器中；
S2、家居服务器接收并识别用户的指纹信息，在识别成功后提示用户发出控制指令；
S3、家居服务器接收来自用户的控制指令，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令；
S4、根据驱动指令对智能家居设备进行控制；
所述步骤S2包括：
S21预先在家居服务器采集所有用户的指纹信息图像，并根据用户的指纹信息图像形成原始数据矩阵；
S22、在家居服务器生成随机数K，根据随机数K对原始数据矩阵进行替换和加密形成数据矩阵I1，将随机数K、数据矩阵I1存储在家居服务器；
S23、再次采集用户的指纹信息图像，并根据再次获取的用户的指纹信息图像形成解密数据矩阵J；
S24、根据随机数K、数据矩阵I1、解密数据矩阵J进行指纹识别；
S25、在步骤S24中判断指纹识别匹配成功后，提示用户发出控制指令，并在家居服务器生成一不同于K的随机数K1，K1为正整数，根据该随机数K1替换数据矩阵J1中的K1行、以及K1列的特征数据形成数据矩阵J2，替换的数据为随机生成的特征数据，并根据随机数K1对数据矩阵J2进行不可逆算法机密形成数据矩阵J3，将随机数K1、加密的数据矩阵J3存储在家居服务器。
2.如权利要求1所述的基于指纹识别的智能家居控制方法，其特征在于，
所述步骤S21包括：预先在家居服务器采集用户的指纹信息图像，将用户的指纹图像划分为N个区域，并提取各个区域中的M个指纹信息特征数据；形成N行M列的原始数据矩阵，其中N、M均为正整数。
3.根据权利要求1所述的基于指纹识别的智能家居控制方法，其特征在于，
所述步骤S22包括在家居服务器生成一随机数K，K为正整数，其中K同时小于N、M，根据该随机数K替换原始数据矩阵中的K行、以及K列的特征数据形成新的数据矩阵I，替换的数据为随机生成的特征数据，并根据随机数K对新的数据矩阵I进行不可逆算法加密形成数据矩阵I1，将随机数K、数据矩阵I1存储在家居服务器。
4.根据权利要求3所述的基于指纹识别的智能家居控制方法，其特征在于，
所述步骤S23包括再次采集用户的指纹信息图像，将用户的指纹图像划分为N个区域，并提取各个区域中的M个指纹信息特征数据；形成N行M列的解密数据矩阵J。
5.根据权利要求4所述的基于指纹识别的智能家居控制方法，其特征在于，
所述步骤S24包括读取随机数K，根据随机数K对解密数据矩阵J进行不可逆算法加密形成数据矩阵J1，并对比数据矩阵I1与数据矩阵J1的特征数据，在特征数据匹配一致的行、列以及特征数据匹配不一致的行、列均符合替换的随机数K时，判断指纹识别匹配成功，否则判断指纹识别失败。
6.根据权利要求1所述的基于指纹识别的智能家居控制方法，其特征在于，
所述步骤S3包括家居服务器接收来自用户的控制指令，判断控制指令来自单个用户或来自多个用户，在控制指令来自单个用户时，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令，并跳转到步骤S4；
在控制指令来自多个用户时，根据控制权限列表判断智能家居设备控制权限等级高低，根据智能家居设备控制权限等级高的控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令，并跳转到步骤S4。
7.根据权利要求6所述的基于指纹识别的智能家居控制方法，其特征在于，
所述步骤S3中在控制指令来自多人并且各个用户对当前智能家居设备的控制权限等级相同时，继续判断多个用户对该智能家居设备的控制指令是否相同；
在指控指令相同时，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令，并跳转到步骤S4；
在多个用户的控制指令不同时，同时生成和显示多个用户协商对该智能家居设备进行手动操作的提示，并接收和判断手动操作用户的身份信息，根据该身份信息提高该用户对该智能家居设备的控制权限等级，并对家居服务器中的控制权限列表进行更新。
8.根据权利要求6或7所述的基于指纹识别的智能家居控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S5、预设控制权限列表更新阈值；判断单位时间间隔内用户发出的控制指令与手动操作智能家居设备的指令是否不匹配，统计不匹配的次数；
S6、判断不匹配的次数是否大于或等于控制权限列表更新阈值，在大于或等于控制权限列表更新阈值时，对家居服务器中该用户对该智能家居设备的控制权限列表进行更新。
9.一种基于指纹识别的智能家居控制系统，其特征在于，其包括如下模块：
权限配置模块，用于预先根据所有用户的身份信息以及智能家居设备属性配置各用户对各个智能家居设备的控制权限列表，并将控制权限列表存储在智能家居的家居服务器中；
识别模块，用于通过家居服务器接收并识别用户的指纹信息，在识别成功后提示用户发出控制指令；
命令识别模块，用于通过家居服务器接收来自用户的控制指令，根据控制指令以及控制权限列表生成智能家居设备的驱动指令；
控制模块，用于根据驱动指令对智能家居设备进行控制；
所述识别模块包括：
预先在家居服务器采集所有用户的指纹信息图像，并根据用户的指纹信息图像形成原始数据矩阵；
在家居服务器生成随机数K，根据随机数K对原始数据矩阵进行替换和加密形成数据矩阵I1，将随机数K、数据矩阵I1存储在家居服务器；
再次采集用户的指纹信息图像，并根据再次获取的用户的指纹信息图像形成解密数据矩阵J；
根据随机数K、数据矩阵I1、解密数据矩阵J进行指纹识别；
在指纹识别匹配成功后，提示用户发出控制指令，并在家居服务器生成一不同于K的随机数K1，K1为正整数，根据该随机数K1替换数据矩阵J1中的K1行、以及K1列的特征数据形成数据矩阵J2，替换的数据为随机生成的特征数据，并根据随机数K1对数据矩阵J2进行不可逆算法机密形成数据矩阵J3，将随机数K1、加密的数据矩阵J3存储在家居服务器。
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