CN106766660B - 一种基于生物特征的冰箱开启系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于生物特征的冰箱开启系统，冰箱包括至少一个冰箱门（3）和至少一个加锁分区，系统包括中央控制模块、生物特征采集模块、生物特征识别模块、人机交互模块、冰箱门控制机构和分区锁控制机构，中央控制模块根据用户生物特征信息确定该用户的冰箱使用权限。本发明为不同的用户分配了不同的冰箱使用权限，对冰箱内的不同分区进行加锁和权限的分割。例如：父母可以设定不允许孩子打开放置酒精饮品的隔断、放置易碎物品的隔断、放置药物的隔断等。管理员可以灵活分配不同储藏空间的权限，极大提高了冰箱的安全性和私密性，实现了智能冰箱的精细化管理。

Description

一种基于生物特征的冰箱开启系统及方法

技术领域

本发明涉及一种智能家居，特别是涉及一种基于生物特征的冰箱开启系统及方法。

背景技术

冰箱是一种使食物或其他物品保持恒定低温冷态的民用产品，已经是城市家庭必备的电器之一。随着需要保鲜和冷冻的物品的增多，冰箱已经从最初的单门电冰箱发展成双门、三门甚至四门电冰箱。内部空间也从最初只有冷冻室变成现在的冷冻、冷藏、保鲜及果蔬储藏室。

虽然冰箱门和储藏室不断增多，但冰箱门的开启方式没有变化。只要靠近冰箱，任何人都可以随意拉开冰箱门，无差别的从储藏室取出物品。

生物识别技术指的是利用光学成像设备采集人体图像，例如人脸、指纹、掌纹、掌脉、虹膜、声纹等，利用模式识别和机器学习技术从图像或声音文件中提取特征，用该特征分辨人的身份。

目前，生物识别技术在智能家居领域的应用已十分广泛，例如，中国专利201410038947.1就公开了一种具有虹膜识别功能的智能冰箱，基于双眼虹膜图像的非接触式身份识别验证开柜方式，提升了冰箱用户身份的唯一性和可靠性。然而，该专利仍只能赋予用户是否能够打开冰箱门的权限，未对用户权限进行区分，无法对冰箱内的不同隔断（分区）进行权限的分割。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于生物特征的冰箱开启系统及方法，为不同的用户分配不同的冰箱使用权限，对冰箱内的不同分区进行加锁和权限的分割，只有具备相应权限的用户才能打开相应的分区。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于生物特征的冰箱开启系统，所述的冰箱包括至少一个冰箱门和至少一个加锁分区，系统包括中央控制模块、生物特征采集模块、生物特征识别模块、人机交互模块、冰箱门控制机构和分区锁控制机构，所述的生物特征采集模块通过生物特征识别模块与中央控制模块的信号输入端相连，中央控制模块的信号输出端与冰箱门控制机构及分区锁控制机构连接，人机交互模块与中央控制模块通讯连接；

所述的人机交互模块中设有管理员注册子模块和用户注册子模块，管理员注册子模块用于实现管理员身份的注册；用户注册子模块用于在管理员模式下进行家庭成员身份的注册，注册用户时需录入用户的生物特征信息并分配该用户的冰箱使用权限，生成“生物特征信息-冰箱使用权限”对应关系表存储于中央控制模块中；

所述的中央控制模块接收到生物特征识别模块识别到的生物特征信息后，根据“生物特征信息-冰箱使用权限”对应关系表查表得出该用户的冰箱使用权限，并输出相应的控制信号完成冰箱门控制机构和/或分区锁控制机构的控制；

所述的冰箱门控制机构用于控制相应冰箱门的开闭，分区锁控制机构用于控制相应分区的开闭。

基于生物特征的冰箱开启系统，还包括服务器和客户端，服务器与中央控制模块之间通过通讯网络相连，中央控制模块向服务器上传冰箱门及加锁分区的开闭状态，用户通过客户端访问冰箱门及加锁分区的开闭状态信息。

所述的冰箱门控制机构包括设置于冰箱本体上的第一铁磁性金属片和设置于冰箱门上的第一电磁锁，第一电磁锁与第一铁磁性金属片位置相匹配，中央控制模块的信号输出端通过电磁锁驱动电路与第一电磁锁相连。

所述的加锁分区为冰箱抽屉，分区锁控制机构包括设置于冰箱抽屉后端板上的第二铁磁性金属片和设置于冰箱本体上的第二电磁锁，第二电磁锁与第二铁磁性金属片位置相匹配，中央控制模块的信号输出端通过电磁锁驱动电路与第二电磁锁相连。

一种基于生物特征的冰箱开启方法，包括以下步骤：

S1：管理员注册：第一次使用时，人机交互模块提示进行管理员注册，若不进行管理员注册，中央控制模块始终控制冰箱门控制机构和分区锁控制机构处于断电状态，冰箱门及各加锁分区均能够正常打开；若进行管理员注册，则录入管理员信息；

S2：家庭成员注册：在管理员模式下，家庭成员注册用户录入用户的生物特征信息并分配该用户的冰箱使用权限，生成“生物特征信息-冰箱使用权限”对应关系表存储于中央控制模块中；

S3：冰箱鉴权使用，包括以下子步骤：

S301：用户在使用冰箱时，首先需要通过生物特征采集模块采集其生物特征；

S302：生物特征识别模块对该用户的生物特征进行识别得到生物特征信息；

S303：中央控制模块根据“生物特征信息-冰箱使用权限”对应关系表查表得出该用户的冰箱使用权限；

S304：中央控制模块输出相应的控制信号完成冰箱门控制机构和/或分区锁控制机构的控制。

所述的方法，还包括一个管理员通过客户端访问冰箱使用状态的步骤，中央控制模块向服务器上传冰箱门及加锁分区的开闭状态，用户通过客户端访问服务器以获取信息。

所述的冰箱门控制机构包括设置于冰箱本体上的第一铁磁性金属片和设置于冰箱门上的第一电磁锁，第一电磁锁与第一铁磁性金属片位置相匹配，中央控制模块的信号输出端通过电磁锁驱动电路与第一电磁锁相连。

所述的加锁分区为冰箱抽屉，分区锁控制机构包括设置于冰箱抽屉后端板上的第二铁磁性金属片和设置于冰箱本体上的第二电磁锁，第二电磁锁与第二铁磁性金属片位置相匹配，中央控制模块的信号输出端通过电磁锁驱动电路与第二电磁锁相连。

本发明的有益效果是：

1）为不同的用户分配不同的冰箱使用权限，对冰箱内的不同分区进行加锁和权限的分割，只有具备相应权限的用户才能打开相应的分区。例如：父母可以设定不允许孩子打开放置酒精饮品的隔断、放置易碎物品的隔断、放置药物的隔断等。又例如：父母可以设定不允许身为糖尿病患者的爷爷打开盛放高糖食物的隔断等。管理员可以灵活分配不同储藏空间的权限，极大提高了冰箱的安全性和私密性，实现了智能冰箱的精细化管理。

2）用户只需要在注册时录入相应的生物特征，需要打开冰箱时将相应的体位放到摄像头前或通过语音即可完成身份验证，非常便捷。

附图说明

图1为本发明系统结构框图；

图2为本发明一种实施例冰箱门控制机构结构示意图；

图3为本发明一种实施例分区锁控制机构结构示意图；

图中，1-冰箱本体，2-第一铁磁性金属片，3-冰箱门，4-第一电磁锁，5-冰箱抽屉，6-第二铁磁性金属片，7-第二电磁锁。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种基于生物特征的冰箱开启系统，本实施例中采用四开门冰箱为例，所述的冰箱包括四个冰箱门3和十个加锁分区（每个抽屉划分为一个分区，并在抽屉处加设锁具），系统包括中央控制模块、生物特征采集模块、生物特征识别模块、人机交互模块、冰箱门控制机构和分区锁控制机构，所述的生物特征采集模块通过生物特征识别模块与中央控制模块的信号输入端相连，中央控制模块的信号输出端与冰箱门控制机构及分区锁控制机构连接，人机交互模块与中央控制模块通讯连接。

所述的人机交互模块可采用触摸屏，人机交互模块中设有管理员注册子模块和用户注册子模块，管理员注册子模块用于实现管理员身份的注册；用户注册子模块用于在管理员模式下进行家庭成员身份的注册，注册用户时需录入用户的生物特征信息并分配该用户的冰箱使用权限，生成“生物特征信息-冰箱使用权限”对应关系表存储于中央控制模块中。

所述的中央控制模块接收到生物特征识别模块识别到的生物特征信息后，根据“生物特征信息-冰箱使用权限”对应关系表查表得出该用户的冰箱使用权限，并输出相应的控制信号完成冰箱门控制机构和/或分区锁控制机构的控制；

所述的冰箱门控制机构用于控制相应冰箱门的开闭，分区锁控制机构用于控制相应分区的开闭。

系统还包括服务器和客户端，服务器与中央控制模块之间通过通讯网络相连，中央控制模块向服务器上传冰箱门及加锁分区的开闭状态，用户通过客户端访问冰箱门及加锁分区的开闭状态信息。

如图2所示，所述的冰箱门控制机构包括设置于冰箱本体1上的第一铁磁性金属片2和设置于冰箱门3上的第一电磁锁4，第一电磁锁4与第一铁磁性金属片2位置相匹配，中央控制模块的信号输出端通过电磁锁驱动电路与第一电磁锁4相连。

如图3所示，所述的加锁分区为冰箱抽屉5，分区锁控制机构包括设置于冰箱抽屉后端板上的第二铁磁性金属片6和设置于冰箱本体1上的第二电磁锁7，第二电磁锁7与第二铁磁性金属片6位置相匹配，中央控制模块的信号输出端通过电磁锁驱动电路与第二电磁锁7相连。

中央控制模块能够控制每个电磁锁的通电状态，电磁锁通电时产生磁性吸附铁磁性金属片，冰箱门3和冰箱抽屉5就无法打开；电磁锁断电时失去磁性，冰箱门3和冰箱抽屉5就可以打开。

举例：

家里7岁的孩子感冒了，父亲作为管理员，可以将冰箱中的冷饮集中放置在图2中左下角的两个抽屉中，并设置孩子的冰箱使用权限为：可以打开冰箱门和其它所有抽屉，但不允许打开左下角两个抽屉。这样一来，孩子在使用冰箱时，中央控制模块识别到该用户的使用权限后，将控制左下角两个抽屉处的电磁锁通电，从而吸附抽屉后端板上的铁磁性金属片，孩子将无法打开左下角两个抽屉。

一种基于生物特征的冰箱开启方法，包括以下步骤：

S1：管理员注册：第一次使用时，人机交互模块提示进行管理员注册，若不进行管理员注册，中央控制模块始终控制冰箱门控制机构和分区锁控制机构处于断电状态，冰箱门3及各加锁分区均能够正常打开；若进行管理员注册，则录入管理员信息；

S2：家庭成员注册：在管理员模式下，家庭成员注册用户录入用户的生物特征信息并分配该用户的冰箱使用权限（同时也可以设置用户的昵称，如维尼、爸爸、妈妈、爷爷、奶奶等），生成“生物特征信息-冰箱使用权限”对应关系表存储于中央控制模块中；

S3：冰箱鉴权使用，包括以下子步骤：

S301：用户在使用冰箱时，首先需要通过生物特征采集模块采集其生物特征；

S302：生物特征识别模块对该用户的生物特征进行识别得到生物特征信息；

S303：中央控制模块根据“生物特征信息-冰箱使用权限”对应关系表查表得出该用户的冰箱使用权限；

S304：中央控制模块输出相应的控制信号完成冰箱门控制机构和/或分区锁控制机构的控制。

优选的，生物特征为人脸、掌纹、掌脉、声纹、虹膜中的任意一种或多种的组合。所选用的生物特征都是非接触式特征，借助摄像头和麦克风即可完成特征录入。选用非接触式特征采集方式的原因是使用时不用接触传感器，更加卫生。家用冰箱推荐使用人脸、掌纹掌脉、声纹，用于冷冻重点物品的冰箱推荐使用虹膜。考虑到家庭成员身高差异大，家用冰箱首推掌纹掌脉。

在采集生物特征时，显示屏会提示采集次数并显示采集图像，用户根据显示屏提示调整角度和距离，配合采集。普通用户在注册时除了采集生物特征和设置昵称外，还需要分配权限。此处权限指的是用户能否开启冰箱的某一区域。

使用过程中还包括一个管理员通过客户端访问冰箱使用状态的步骤，中央控制模块向服务器上传冰箱门及加锁分区的开闭状态，用户通过客户端访问服务器以获取信息。

生物特征采集模块可由摄像头、补光灯、麦克风和距离传感器组成，补光灯为摄像头补光，摄像头用于采集人体生物特征图像，麦克风用于采集用户语音特征，距离传感器用于检测是否有人靠近。

在使用时，用户只需将相应的生物特征部分放到摄像头前面，系统会自动采集用户的生物特征，在中央控制模块完成信息比对，比对成功后，发送信号自动打开锁具，自动打开冰箱门，并释放用户具备权限的相应隔断（分区），用户可以从自己有权限的隔断中取出物品。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于生物特征的冰箱开启系统，所述的冰箱包括至少一个冰箱门（3）和至少一个加锁分区，其特征在于：系统包括中央控制模块、生物特征采集模块、生物特征识别模块、人机交互模块、冰箱门控制机构和分区锁控制机构，所述的生物特征采集模块通过生物特征识别模块与中央控制模块的信号输入端相连，中央控制模块的信号输出端与冰箱门控制机构及分区锁控制机构连接，人机交互模块与中央控制模块通讯连接；

所述的人机交互模块中设有管理员注册子模块和用户注册子模块，管理员注册子模块用于实现管理员身份的注册；用户注册子模块用于在管理员模式下进行家庭成员身份的注册，注册用户时需录入用户的生物特征信息并分配该用户的冰箱使用权限，生成“生物特征信息-冰箱使用权限”对应关系表存储于中央控制模块中；

所述的中央控制模块接收到生物特征识别模块识别到的生物特征信息后，根据“生物特征信息-冰箱使用权限”对应关系表查表得出该用户的冰箱使用权限，并输出相应的控制信号完成冰箱门控制机构和/或分区锁控制机构的控制；

所述的冰箱门控制机构用于控制相应冰箱门的开闭，分区锁控制机构用于控制相应分区的开闭；

为不同的用户分配不同的冰箱使用权限，对冰箱内的不同分区进行加锁和权限的分割，只有具备相应权限的用户才能打开相应的分区, 为不同的用户分配不同的冰箱使用权限，对冰箱内的不同分区进行加锁和权限的分割，只有具备相应权限的用户才能打开相应的分区；

所述的加锁分区为冰箱抽屉（5），分区锁控制机构包括设置于冰箱抽屉后端板上的第二铁磁性金属片（6）和设置于冰箱本体（1）上的第二电磁锁（7），第二电磁锁（7）与第二铁磁性金属片（6）位置相匹配，中央控制模块的信号输出端通过电磁锁驱动电路与第二电磁锁（7）相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于生物特征的冰箱开启系统，其特征在于：还包括服务器和客户端，服务器与中央控制模块之间通过通讯网络相连，中央控制模块向服务器上传冰箱门及加锁分区的开闭状态，用户通过客户端访问冰箱门及加锁分区的开闭状态信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于生物特征的冰箱开启系统，其特征在于：所述的冰箱门控制机构包括设置于冰箱本体（1）上的第一铁磁性金属片（2）和设置于冰箱门（3）上的第一电磁锁（4），第一电磁锁（4）与第一铁磁性金属片（2）位置相匹配，中央控制模块的信号输出端通过电磁锁驱动电路与第一电磁锁（4）相连。

4.一种基于生物特征的冰箱开启方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：管理员注册：第一次使用时，人机交互模块提示进行管理员注册，若不进行管理员注册，中央控制模块始终控制冰箱门控制机构和分区锁控制机构处于断电状态，冰箱门（3）及各加锁分区均能够正常打开；若进行管理员注册，则录入管理员信息；

S2：家庭成员注册：在管理员模式下，家庭成员注册用户录入用户的生物特征信息并分配该用户的冰箱使用权限，生成“生物特征信息-冰箱使用权限”对应关系表存储于中央控制模块中；

S3：冰箱鉴权使用，包括以下子步骤：

S301：用户在使用冰箱时，首先需要通过生物特征采集模块采集其生物特征；

S302：生物特征识别模块对该用户的生物特征进行识别得到生物特征信息；

S303：中央控制模块根据“生物特征信息-冰箱使用权限”对应关系表查表得出该用户的冰箱使用权限；

S304：中央控制模块输出相应的控制信号完成冰箱门控制机构和/或分区锁控制机构的控制；

用户只需要在注册时录入相应的生物特征，需要打开冰箱时将相应的体位放到摄像头前或通过语音即可完成身份验证，非常便捷；

所述的加锁分区为冰箱抽屉（5），分区锁控制机构包括设置于冰箱抽屉后端板上的第二铁磁性金属片（6）和设置于冰箱本体（1）上的第二电磁锁（7），第二电磁锁（7）与第二铁磁性金属片（6）位置相匹配，中央控制模块的信号输出端通过电磁锁驱动电路与第二电磁锁（7）相连。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：还包括一个管理员通过客户端访问冰箱使用状态的步骤，中央控制模块向服务器上传冰箱门及加锁分区的开闭状态，用户通过客户端访问服务器以获取信息。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的冰箱门控制机构包括设置于冰箱本体（1）上的第一铁磁性金属片（2）和设置于冰箱门（3）上的第一电磁锁（4），第一电磁锁（4）与第一铁磁性金属片（2）位置相匹配，中央控制模块的信号输出端通过电磁锁驱动电路与第一电磁锁（4）相连。