CN106506442A - 一种智能家居多用户身份识别及其权限管理系统 - Google Patents

一种智能家居多用户身份识别及其权限管理系统 Download PDF

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Abstract

一种智能家居多用户身份识别及其权限管理系统，身份信息识别模块获取人的位置信息、图像信息和声音信息，并将这些信息传输给本地处理模块；信息录入模块用于在用户进行包括账号密码的用户信息匹配后，将用户身份信息录入所述管理系统中并对用户身份赋予相应的管理权限；本地处理模块用于处理热成像图像、人脸信息和声音信息，还用于记录用户身份及权限信息，并在用户进行身份验证时与身份信息识别模块所识别的身份信息进行匹配，服务器模块用于在云端记录用户身份信息，用户身份信息随时可以被本地处理模块调用比对；权限分配模块用于将用户身份与权限进行匹配，并将所有智能家居的管理权限进行动态组织分配。

Description

一种智能家居多用户身份识别及其权限管理系统
技术领域
本发明属于智能家居技术领域，特别涉及一种智能家居多用户身份识别及其权限管理系统。
背景技术
随着智能家居控制系统技术的发展，用户对于家用电器的管理方式越来越集成化，现有的技术可以将全部家居产品的功能都集成在移动端或智能家居中枢上进行统一控制，因此对用户的身份识别及其权限管理方法对智能家居管理的安全性和便捷性有着重要的影响。
已有的智能家居身份识别主要有两种方式：一种是通过指纹识别技术，预先在智能家居系统中录入用户的指纹信息，当用户进行某些敏感操作时会要求用户进行指纹验证，验证通过后才会进行该操作；另一种是通过移动端进行智能家居控制的身份验证系统，该系统要求用户提前在服务器上进行身份注册和家居绑定，之后进行操作前使用密码登录即可，或者使用GPS进行验证用户位置和验证公网IP综合判定用户是该家庭用户，从而决定是否给用户权限。
但这些验证方式都存在一些问题：指纹识别只能用于一些关键点的敏感操作时进行验证，而且验证流程复杂，而家居管理属于日常行为，是经常性触发的，不可能让用户每次使用家用电器都进行一次验证再去操作；移动端的身份验证只适用于在移动端进行家居操作，而家居生活的日常操作都使用移动端进行操作反而更加复杂，所以需要一种更简单的可以进行身份识别的交互方式。现有的智能家居权限管理方法则比较简单，在服务器模块进行权限的预设，而在本地端进行操作时先进性身份识别，然后读取服务器模块的权限预设。这些权限管理方法不够灵活，对家中来人、来客、父母对孩子的限制等复杂场景并不适用。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能家居多用户身份识别及其权限管理系统。
一种智能家居多用户身份识别及其权限管理系统，包括身份信息识别模块，信息录入模块，本地处理模块，服务器模块和权限分配模块，
身份信息识别模块包括指热成像设备、摄像设备和声音识别设备，用于获取人的位置信息、热成像信息、图像信息和声音信息，并将这些信息传输给本地处理模块；
信息录入模块用于在用户进行包括账号密码的用户信息匹配后，将用户身份信息录入所述管理系统中并对用户身份赋予相应的管理权限；
本地处理模块用于处理位置信息、热成像信息、图像信息和声音信息，还用于记录用户身份及权限信息，并在用户进行身份验证时与身份信息识别模块所识别的身份信息进行匹配，并在需要时与服务器模块上的用户身份信息进行比对；
服务器模块用于在云端记录用户身份信息，用户身份信息随时可以被本地处理模块调用比对；
权限分配模块用于将用户身份与权限进行匹配，并将所有智能家居的管理权限进行动态组织分配。
所述管理系统在初始化后是无主状态，没有用户身份、权限信息记录，服务器模块将被记录为无主系统，任何人都可以作为访客对本系统进行家居设备控制，但不可以进行权限管理控制，并且系统不会记录访客身份信息，
当有人发出语音命令时，本地处理模块会判断系统当前状态，如果是无主状态则不会读取用户信息，只处理用户命令并上传命令内容和本机ID给服务器，本机是指当前命令操作的家居设备，
服务器模块接收到本机ID后，检验系统状态，发现是无主系统则不会处理用户信息和权限相关的内容，仅仅将命令内容进行解析后发送具体的执行命令给本地处理模块。
在用户进入系统的认主页面时，系统会要求用户先进行登陆，需要输入预先注册的账号密码信息进行身份匹配，然后会开启用户信息录入功能；
在用户信息录入时，通过摄像设备和声音识别设备入用户的声纹信息和脸部信息，并且默认第一个录入信息的用户权限为最高权限，权限等级为1，接下来录入信息的用户，在录入个人信息后，需要选择用户权限，选择范围为1，2，3……，数字越大则权限等级越低；
用户信息录入后，用户信息和权限信息都被上传至服务器模块，没有上传成功则本系统的认主过程未成功，需要重新确认上传，上传成功后系统在服务器模块中将被记录为有主系统，并且本地也将改变系统状态为有主系统；
再次进入用户信息录入功能时则需要用户进行密码验证才能进入此功能，进入后可以增加、删除、修改用户权限，只能增加、删除，不能修改用户信息，
当某个用户信息被删除后，其所附带的权限信息也会被删除，
当所有用户信息都被删除后，系统会再次进入无主状态，但服务器模块中的用户信息和权限信息(包括访客信息)会暂时存储起来，当新的用户再次将系统认主后，服务器模块中所存储的原用户、访客信息会被清除；
用户及权限信息录入完毕后，本系统会进入有主状态，此时用户中的家庭成员用户对系统默认具有全部使用权限，未录入信息人员只拥有默认访客使用权限，这些权限为对每个智能家居设备的使用权限，包括电器、监控器、家庭服务；
具体实施方法为：
每个用户在每个设备上都具有一个访问权限等级，最初的权限等级为用户信息录入时的等级，在服务器模块进行保存，访客只具有访客权限，为最低权限；
用户为每个智能家居设备设置一个命令接收权限等级，当本地处理模块接收到用户命令时，会根据声纹识别和脸部识别的方法识别出用户身份，并读取其权限等级，然后会判定发出命令用户权限等级和设备当前权限等级，
当用户权限等级低于设备权限等级则不接收命令，
当用户权限高于、等于设备接收权限时，判定是否是权限更改命令，
假如是权限更改命令，则用户不能将设备接收权限调至高于用户本身权限的等级，
当用户的权限命令超出本身权限时则不会被执行。
家庭成员可以为其他较低权限的家庭成员和访客在某个或多个家居设备上赋予权限，赋予的权限为略低于家庭成员本人权限0.5级。
权限等级为1级的用户可以在某些家庭设备上为其他家庭用户赋予1级管理权限，在发出1级管理权限赋予的命令之后，1级管理权限的用户需要进行密码验证，通过验证后则在该设备上，被赋予权利的家庭用户具有1级管理权限，可以对所有用户权限进行管理。
权限等级为1级的家庭用户可以更改其他家庭用户在智能家居设备上的管理权限。
访客用户无法拥有1级管理权限，需要先录入为家庭成员用户才可以拥有1级权限；
当访客不具有权限管理权，访客被提升的权限只能用于智能家居设备的使用；
当访客被赋予某个家居的设备的使用权限时，会被系统记录为有权限访客，则在访客单独处于该设备所在区域时，不会收到安全警告。
当人脸识别或声音识别识别到有无权限人员进入监控区域时，会关闭该区域所有设备的管理权限，并向该人员发出安全警告，直到检测到家庭用户进入该区域。
当某个用户对某个家居设备发出命令时，系统会通过热成像设备检测室内人员情况，并启动脸部识别系统识别对室内人员进行身份识别；
当检测到室内有其他成员时，会将所有人员的权限进行排序，并以对该设备具有权限最高的用户的权限作为当前命令的权限等级发出权限。
智能家居设备的本地权限都为本地管理权限，不记录进服务器，
用户进行账号密码验证后，将所有本地权限进行初始化，同步为服务器中的用户权限，并且所有智能家居设备命令接收权限重置为默认命令接收权限。
本发明的系统使用脸部识别、声纹识别、热成像识别和位置识别四种方式综合起来对用户进行身份识别，在不提升用户操作复杂度的前提下，可以有效提高识别准确度。本系统将家庭主要成员的身份信息及权限大小进行云端保存，本地端进行家居权限管理，从而解决现有身份识别系统及方法无法适应家庭生活中复杂的操作场景，权限管理系统无法进行快速变化的问题。
本发明的系统会将家庭成员的身份信息，包括面部信息、声纹信息、预先录入进系统中，并将他们的权限进行大小排序，而不进行具体的权限分配，将这些信息都存入服务器模块以确保信息安全。
本发明的系统会在家中来人后对新的客人进行脸部识别和声纹识别，并在本地进行记录，并根据家庭成员的在场情况给客人分配家居产品的使用权限，并且可以根据家庭成员的命令为客人自定义权限。这种方法可以对客人进行有效监控，保障家庭安全，
本发明的系统在用户身份录入后不会要求用户进行主动识别，而是当捕捉到用户语音命令时自动进行识别和权限匹配，如果用户命令在用户权限内则会执行命令，否则不会执行。这种方法使用户在发送语音命令的时候不需要进行专门的身份验证，简化了用户的操作流程，同时确保了家居系统的安全性。
本系统使用热成像随时检测用户，并根据热成像接收设备和声音接收设备对用户位置进行定位。热成像检测到人时，会开启脸部识别系统，对拍摄到的人脸进行识别，识别到对方为访客并且该区域没有家庭用户时会开启该区域的警报系统，以防止无权限人员的入侵；当识别到该区域同时有家庭用户在场时，会提升访客用户权限，与该区域家庭用户一致。这种方法确保了在用户未发言状态下的权限安全管理，同时使家庭用户可以在不对一般性的访客进行授权的情况下接待访客，保证了用户权限的安全性。
附图说明
图1智能家居多用户身份识别及其权限管理系统硬件模块框图
图2智能家居多用户身份识别及其权限管理系统软件框图
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明提供一种智能家居多用户身份识别机器权限管理系统，包括：身份信息识别模块，信息录入模块，本地处理模块，服务器模块，权限分配模块。
所述身份信息识别模块包括指热成像设备、摄像设备、声音识别设备，用于获取人的位置信息、热成像信息、图像信息和声音信息，并将这些信息传输给本地处理模块；
所述信息录入模块用于在用户进行账号密码等用户信息匹配后，将用户身份信息录入本管理系统中并对用户身份赋予相应的管理权限；
所述本地处理模块用于处理位置信息、热成像信息、图像信息和声音信息，还用于记录用户身份及权限信息，并在用户进行身份验证时与身份信息识别模块所识别的身份信息进行匹配，并在需要时与服务器模块上的身份信息进行比对；
所述服务器模块用于在云端记录用户身份信息，并随时可以被本地进行调用比对；
所述权限分配模块用于将用户身份与权限进行匹配，并将所有智能家居的管理权限进行动态组织分配。
本发明的系统在初始化状态中时是没有用户身份、权限信息记录的，在服务器模块将被记录为无主系统。此时所有人都可以作为访客对本系统进行家居产品控制，但不可以进行权限管理控制，并且系统不会记录访客身份信息。具体实施方式为：当有人发出语音命令时，本地处理模块会判断系统当前状态，如果是无主状态则不会读取用户信息，只处理用户命令并上传命令内容和本系统ID给服务器。服务器模块接收到本系统ID后，检验本系统状态，发现是无主系统则不会处理用户信息和权限相关的内容，仅仅将命令内容进行解析后发送具体的执行命令给本地处理模块。
在向本系统发送认主命令时，会要求用户进行登陆，输入预先注册的账号密码信息进行身份匹配，然后开启用户信息录入功能。在用户信息录入功能中，需要通过声纹录入设备、面部信息录入设备录入用户的个人信息，并且默认第一个录入信息的用户权限为最高权限，权限等级为1。接下来录入信息的用户，在录入个人信息后，需要选择用户权限，选择范围为1，2，3……数字越大则权限等级越低。
设定用户信息时，用户信息和权限信息都将被上传至云服务器，没有上传成功则本系统的认主过程未成功，需要重新确认上传。上传成功后本系统在服务器模块将被记录为有主系统，并且本地也将改变本系统状态为有主系统。再次进入此功能时则需要用户进行密码验证才能进入此功能，进入后可以增加、删除、修改用户权限，只能增加、删除，不能修改用户信息。当某个用户信息被删除后，其所附带的权限信息也会被删除。当所有用户信息都被删除后，系统会再次进入无主状态，但服务器模块用户信息和权限信息(包括访客信息)会暂时存储起来。当新的用户(非已存储用户)再次将本系统认主后，服务器模块所存储的原用户、访客信息会被清除。
用户及权限信息录入完毕后，本系统会进入有主状态，此时家庭成员用户对本系统默认具有全部使用权限，未录入信息人员只拥有默认访客使用权限。这些权限为对每个智能家居设备的使用权限，包括电器、监控器、家庭服务等。
家庭用户可以通过语音、本地端、手机端等对智能家居设备的权限进行自定义设置，可以命令设备不接受某些权限的用户的指令。具体实施方式为：每个用户在每个设备上都具有一个访问权限等级，最初的权限等级为用户信息录入时的等级，在云端进行保存，访客只具有访客权限，为最低权限。用户可以为每个智能家居设备设置一个命令接收权限等级，当本地处理模块接收到用户命令时，会根据声纹识别和脸部识别装置识别出用户身份，并读取其权限等级，然后会判定发出命令用户权限等级和设备当前权限等级。当用户权限等级低于设备权限等级则不接收命令。当用户权限高于、等于设备接收权限时，判定是否是权限更改命令。假如是权限更改命令，则用户不能将设备接收权限调至高于用户本身权限的等级。比如空调的使用权限等级是3级，用户的权限是2级，则用户最多可以命令空调使用权限上升到2级。当用户的权限命令超出本身权限时则不会被执行。
特殊的，家庭成员可以为其他较低权限的家庭成员和访客在某个或多个家居设备上赋予权限，赋予的权限为略低于家庭成员本人权限0.5级。比如一位拥有2级权限的主人允许某位客人使用只有4级权限才能够使用的电子游戏设备，则该客人在该电子游戏设备的权限为2.5级，3级权限的主人无法取消该客人在此电子游戏设备上的权限，但是其他2级权限的用户可以取消该客人的权限，则客人在该电子游戏设备的权限又变为访客权限，低于4级权限无法使用该设备。
特殊的，权限等级为1级的用户可以在某些家庭设备上为其他家庭用户赋予1级管理权限。在发出1级管理权限赋予的命令之后，1级管理权限的用户需要进行密码验证，通过验证后则在该设备上，被赋予权利的家庭用户具有1级管理权限，可以对所有用户权限进行管理。
特殊的，在某项智能家居设备上，权限等级为1级的家庭用户可以更改其他家庭用户在本设备上的管理权限。比如：将一个本具有2级权限的用户将为3级权限，此时该2级用户以前所发出的提升设备接收权限的命令将自动适配为3级。
特殊的，访客用户无法拥有1级管理权限，需要先录入为家庭成员用户才可以拥有1级权限。
特殊的，访客不具有权限管理权，访客被提升的权限只能用于智能家居设备的使用。
特殊的，当人脸识别或声音识别识别到有无权限人员进入监控区域时，会关闭该区域所有设备的管理权限，并向该人员发出安全警告，直到检测到家庭用户进入该区域。
特殊的，当访客被赋予某个家居的设备的使用权限时，会被系统记录为有权限访客，则在访客单独处于该设备所在区域时，不会收到安全警告。
特殊的，当某个用户对某个家居设备发出命令时，系统会通过热成像设备检测室内人员情况，并启动脸部识别系统识别对室内人员进行身份识别。当检测到室内有其他成员时，会将所有人员的权限进行排序，并以对该设备具有权限最高的用户的权限作为当前命令的权限等级发出权限。比如，有访客与一个对空调有2级权限的用户和一个3级权限的用户同处一室时，此时访客对空调发出一个命令，则经过系统对室内情况检测后，该命令将以2级权限用户的身份发送权限给空调。
特殊的，所有的智能家居设备的本地权限都为本地管理权限，不记录进服务器模块。用户可以进行账号密码验证后，将所有本地权限进行初始化，同步为服务器模块的用户权限，并且所有智能家居设备命令接收权限重置为默认命令接收权限。

Claims (10)

1.一种智能家居多用户身份识别及其权限管理系统，其特征在于，包括身份信息识别模块，信息录入模块，本地处理模块，服务器模块和权限分配模块，
身份信息识别模块包括指热成像设备、摄像设备和声音识别设备，用于获取人的位置信息、热成像信息、图像信息和声音信息，并将这些信息传输给本地处理模块；
信息录入模块用于在用户进行包括账号密码的用户信息匹配后，将用户身份信息录入所述管理系统中并对用户身份赋予相应的管理权限；
本地处理模块用于处理位置信息、热成像信息、图像信息和声音信息，还用于记录用户身份及权限信息，并在用户进行身份验证时与身份信息识别模块所识别的身份信息进行匹配，并在需要时与服务器模块上的用户身份信息进行比对；
服务器模块用于在云端记录用户身份信息，用户身份信息随时可以被本地处理模块调用比对；
权限分配模块用于将用户身份与权限进行匹配，并将所有智能家居的管理权限进行动态组织分配。
2.如权利要求1所述的智能家居多用户身份识别及其权限管理系统，其特征在于，所述管理系统在初始化后是无主状态，没有用户身份、权限信息记录，服务器模块将被记录为无主系统，任何人都可以作为访客对系统进行家居设备控制，但不可以进行权限管理控制，并且系统不会记录访客身份信息，
当有人发出语音命令时，本地处理模块会判断系统当前状态，如果是无主状态则不会读取用户信息，只处理用户命令并上传命令内容和本机ID给服务器，本机是指当前命令操作的家居设备，
服务器模块接收到本机ID后，检验系统状态，发现是无主系统则不会处理用户信息和权限相关的内容，仅仅将命令内容进行解析后发送具体的执行命令给本地处理模块。
3.如权利要求2所述的智能家居多用户身份识别及其权限管理系统，其特征在于，包括以下步骤：
在用户进入系统的认主页面时，系统会要求用户先进行登陆，需要输入预先注册的账号密码信息进行身份匹配，然后会开启用户信息录入功能；
在用户信息录入时，通过摄像设备和声音识别设备入用户的声纹信息和脸部信息，并且默认第一个录入信息的用户权限为最高权限，权限等级为1，接下来录入信息的用户，在录入个人信息后，需要选择用户权限，选择范围为1，2，3……，数字越大则权限等级越低；
用户信息录入后，用户信息和权限信息都被上传至服务器模块，没有上传成功则本系统的认主过程未成功，需要重新确认上传，上传成功后系统在服务器模块中将被记录为有主系统，并且本地也将改变系统状态为有主系统；
再次进入用户信息录入功能时则需要用户进行密码验证才能进入此功能，进入后可以增加、删除、修改用户权限，只能增加、删除，不能修改用户信息，当某个用户信息被删除后，其所附带的权限信息也会被删除，
当所有用户信息都被删除后，系统会再次进入无主状态，但在服务器模块中的用户信息和权限信息(包括访客信息)会暂时存储起来，当新的用户再次将系统认主后，服务器模块中存储的原用户、访客信息会被清除；
用户及权限信息录入完毕后，系统会进入有主状态，此时用户中的家庭成员用户对系统默认具有全部使用权限，未录入信息人员只拥有默认访客使用权限，这些权限为对每个智能家居设备的使用权限，包括电器、监控器、家庭服务；
具体实施方法为：
每个用户在每个设备上都具有一个访问权限等级，最初的权限等级为用户信息录入时的等级，在服务器模块中进行保存，访客只具有访客权限，为最低权限；
用户为每个智能家居设备设置一个命令接收权限等级，当本地处理模块接收到用户命令时，会根据声纹识别和脸部识别的方法识别出用户身份，并读取其权限等级，然后会判定发出命令用户权限等级和设备当前权限等级，
当用户权限等级低于设备权限等级则不接收命令，
当用户权限高于、等于设备接收权限时，判定是否是权限更改命令，
假如是权限更改命令，则用户不能将设备接收权限调至高于用户本身权限的等级，
当用户的权限命令超出本身权限时则不会被执行。
4.如权利要求3所述的智能家居多用户身份识别及其权限管理系统，其特征在于，
家庭成员可以为其他较低权限的家庭成员和访客在某个或多个家居设备上赋予权限，赋予的权限为略低于家庭成员本人权限0.5级。
5.如权利要求3所述的智能家居多用户身份识别及其权限管理系统，其特征在于，
权限等级为1级的用户可以在某些家庭设备上为其他家庭用户赋予1级管理权限，在发出1级管理权限赋予的命令之后，1级管理权限的用户需要进行密码验证，通过验证后则在该设备上，被赋予权利的家庭用户具有1级管理权限，可以对所有用户权限进行管理。
6.如权利要求3所述的智能家居多用户身份识别及其权限管理系统，其特征在于，
权限等级为1级的家庭用户可以更改其他家庭用户在智能家居设备上的管理权限。
7.如权利要求3所述的智能家居多用户身份识别及其权限管理系统，其特征在于，
访客用户无法拥有1级管理权限，需要先录入为家庭成员用户才可以拥有1级权限；
当访客不具有权限管理权，访客被提升的权限只能用于智能家居设备的使用；
当访客被赋予某个家居的设备的使用权限时，会被系统记录为有权限访客，则在访客单独处于该设备所在区域时，不会收到安全警告。
8.如权利要求3所述的智能家居多用户身份识别及其权限管理系统，其特征在于，
当人脸识别或声音识别识别到有无权限人员进入监控区域时，会关闭该区域所有设备的管理权限，并向该人员发出安全警告，直到检测到家庭用户进入该区域。
9.如权利要求3所述的智能家居多用户身份识别及其权限管理系统，其特征在于，
当某个用户对某个家居设备发出命令时，系统会通过热成像设备检测室内人员情况，并启动脸部识别系统识别对室内人员进行身份识别；
当检测到室内有其他成员时，会将所有人员的权限进行排序，并以对该设备具有权限最高的用户的权限作为当前命令的权限等级发出权限。
10.如权利要求3所述的智能家居多用户身份识别及其权限管理系统，其特征在于，
智能家居设备的本地权限都为本地管理权限，不记录进服务器，
用户能够在进行账号密码验证后，将所有本地权限进行初始化，同步为服务器中的用户权限，并且所有智能家居设备命令接收权限重置为默认命令接收权限。
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