CN108320359A - 一种城市物联网智慧门禁及安防系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市物联网智慧门禁及安防系统，包括云端服务器、代理服务器、机动车门禁系统、非机动车及人员门禁系统、单元门门禁系统和楼宇防攀爬系统，机动车门禁系统、非机动车及人员门禁系统、单元门门禁系统、楼宇防攀爬系统均与云端服务器连接，该系统还包括与三维实景地图和GIS地理信息系统，单元门门禁系统包括IC卡门禁系统、可视电话门禁系统、人脸识别门禁系统、手机MAC地址门禁系统和、掌静脉门禁系统，该门禁及安防系统将城市物联网中的小区在三维实景地图中显示，然后对每个小区中的人员、机动车、非机动车进行权限管理，实现小区的出入口、单元门的进入监控，这样提高了小区的智能化管理，方便公安系统监管。

Description

一种城市物联网智慧门禁及安防系统

技术领域

本发明涉及一种智慧门禁及安防系统，用于城市物联网小区中的的管理中。

背景技术

目前，新型智慧城市、智慧社区的建设成为各城市转型发展的重点，而智慧社区中，安防工作是智慧社区中一个极为重要的方面，单元门是业务私有区域和公共区域的最后一道隔离门，做好单元出入口的安防工作可以最大限度的阻止不法分子通过楼道入户入室盗窃。另外，在小区中的安防中，还需要对小区人员、车辆、非机动车进行统一管理，特别是一些租户的管理，这样可以极大的提高安全性，方便公安进行统一监控。然目前的小区安防并不严格，对于单元门、小区进出口的门都是通过人员登记或者IC卡或钥匙的形式开门，这样一旦遗漏钥匙或IC卡，就可能带来安全隐患，同时也造成住户无法进出。另外目前的小区管理由于智能化程度不高，因此，一旦出现盗抢等犯罪时，无法及时报案，一般都是受害人报警后才能进行处理，这样就造成办案困难，取证难，处理滞后的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种城市物联网智慧门禁及安防系统，该门禁及安防系统将城市物联网中的小区在三维实景地图中显示，然后对每个小区中的人员、机动车、非机动车进行权限管理，实现小区的出入口、单元门的进入监控，这样提高了小区的智能化管理，方便公安系统监管。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种城市物联网智慧门禁及安防系统，包括云端服务器、处于城市中的各小区的代理服务器、机动车门禁系统、非机动车及人员门禁系统、单元门门禁系统和楼宇防攀爬系统，所述代理服务器与云端服务器互联，机动车门禁系统、非机动车及人员门禁系统、单元门门禁系统、楼宇防攀爬系统均与云端服务器连接，所述门禁及安防系统还包括与云端服务器连接的虚拟三维实景地图和GIS地理信息系统，在三维实景地图以小区为单元，在每个小区的各个路段、单元门的门外和门内、小区出入口、楼宇外墙均设置有摄像头，云端服务器将各摄像头的设置点在三维实景地图显示且可调取各摄像头的实时监控；所述单元门门禁系统包括利用IC卡开门的IC卡门禁系统；利用手机APP和单元门上的对讲系统连接远程开门的可视电话门禁系统；利用单元门上的人脸采集摄像头采集人脸信息后进行身份验证后开门的人脸识别门禁系统、利用手机MAC地址开门的手机MAC地址门禁系统和利用掌静脉进行身份识别的掌静脉门禁系统；

该掌静脉门禁系统的具体工作流程为：

A1、以小区楼宇单元为单位，住户进行住户基本信息的预录入和掌静脉图像采集，该住户基本信息包括住户姓名、地址、手机号；住户在进行掌静脉图像采集时，每个住户先采集三张掌静脉图像，该三张掌静脉图像之间进行关键特征区域的两两比对得出比对分数，若所有的比对分数均大于设定阈值分数时，则该三张掌静脉图像录入成功并设定为掌静脉合格图像；若其中一个比对分数小于设定阈值分数时，则再采集第四张掌静脉图像，并进行两两图像比对，直到选取的三张掌静脉图像之间两两比对分数大于设定阈值分数时为止；录入完成的掌静脉合格图像加密后保存到云端服务器中；

A2、进入者通过单元门上的掌静脉扫描仪进行掌静脉扫描，扫描仪预先对不清晰的、关键特征区域数量不足的图像过滤，选取图像清晰、关键特征区域数量大于预设值的图像作为掌静脉对比图像，将该掌静脉对比图像发送给代理服务器中，代理服务器再将该掌静脉对比图像发送给云端服务器中；

A3、云端服务器将该掌静脉对比图像与对应单元的掌静脉合格图像数据库中图像进行比对，云端服务器将手掌划分为大鱼际区、掌心区、小鱼际区三个关键特征区域，云端服务器预先对掌静脉对比图像进行纠偏校正，纠偏校正后的掌静脉对比图像中的三个关键特征区域与掌静脉合格图像中的对应关键特征区域进行一一对比，并将对比结果得到的关键特征矢量通过归一化到[0,1]后，关键特征矢量之间的欧式距离小于或等于0.2则判定掌静脉对比图像和掌静脉合格图像吻合，该进入者为有权限的进入者，否则两者不吻合，该进入者为无权限的进入者；

A4、云端服务器根据比对的结果发出指令，当判定掌静脉对比图像和掌静脉合格图像吻合则发出开门指令给代理服务器，再由代理服务器发送开门指令给门禁控制器，由门禁控制器控制单元门打开，代理服务器将开门记录推送给云端服务器中保存，而当掌静脉对比图像和掌静脉合格图像不吻合时，则发出无权限指令给代理服务器，并将进入者的掌静脉对比图像保存一段时间，保存的这段时间内该进入者未进行身份信息录入，则删除该进入者的掌静脉对比图像；同时对应单元门的门外和门内的摄像头拍摄当前开门时间段的视频和截图上传给云端服务器中保存。

其中优选的，所述云端服务器预先对掌静脉对比图像进行纠偏校正的方式为：首先确定该掌静脉对比图像的手掌的最大内切圆，并以该最大内切圆的圆心和内切圆与大拇指外侧手掌轮廓线的切点两个特征点之间的连线作为定位线，该定位线穿过大鱼际区，通过调整掌静脉对比图像的定位线与掌静脉合格图像的定位线之间相对位置关系，以此校正掌静脉对比图像。

其中优选的，所述掌静脉扫描仪设置了休眠模式，掌静脉扫描仪上设置了用于检测是否放置有手掌的检测传感器，当检测传感器检测到有手掌则掌静脉扫描仪进入一级工作状态，若设定时间内未检测到手掌，则掌静脉扫描仪进入二级工作状态，二级工作状态下扫描仪的扫描频率低于一级工作状态的扫描频率，若两倍设定时间内未检测到有手掌，则掌静脉扫描仪进入休眠状态，而后当检测传感器再次检测到有手掌时，扫描仪先进入二级工作状态，而在二级工作状态下若在一倍设定时间内检测到有手掌，则掌静脉扫描仪再次进入到一次工作状态。

其中优选的，手机MAC地址门禁系统具体识别流程为：

B1、在进行身份登记时同时进行手机MAC地址的采集，同一个手机号可绑定多个手机MAC地址；在门禁控制器内集成了MAC采集探针；

B2、MAC采集探针读取到MAC地址的信息；

B3、判断该MAC地址的强度是否大于强度阈值，若大于强度阈值，则进入下一步骤，若小于或等于强度阈值，返回到步骤B2；

B4、设定一个非法MAC集合，判断该MAC地址是否在非法MAC集合中，若在非法MAC集合中，更新非法MAC集合中对应的MAC时间戳；若不在非法MAC集合中，进入到下一步骤；

B5、判断MAC地址是否有权限，若没有权限，则将该MAC地址加入非法MAC集合中并更新MAC时间戳；若有权限，进入下一步骤；

B6、将当前时间减去上一次的开门时间得到时间差，若该时间差小于单元门自动关闭时间，则返回到步骤B2，若该时间差大于或等于单元门的自动关闭时间，则进入到下一步骤；

B7、判断该MAC地址的持续开门次数是否大于或等于5次，若持续开门次数大于或等于5次，则将该MAC地址加入非法MAC集合中并更新MAC时间戳；若持续开门次数小于5次，则进入下一步骤，所述非法MAC集合中的MAC地址划分已持续开门次数大于或等于5次的有权限的MAC地址和无权限的MAC地址，非法MAC集合每间隔一定时间删除一次，有权限的MAC地址存储时间超过10S后删除，无权限的MAC地址储存时间超过1个小时后删除；

B8、该MAC地址的开门次数加1，且门禁控制器控制单元门打开并记录开门信息；

其中优选的，所述非机动车及人员门禁系统利用与代理服务器连接的摆闸控制器控制小区非机动车入口的摆闸开闭；该系统还包括RFID卡门禁系统、掌静脉门禁系统、IC卡门禁系统，其中掌静脉门禁系统和IC卡门禁系统与单元门门禁系统的系统共用；

IC卡门禁系统包括设置在小区入口的读卡器，通过系统识别IC卡是否为有权限的卡来控制摆闸控制器打开或关闭摆闸；

所述非机动车RFID卡门禁系统包括设置在摆闸的内侧和外侧的闸内RFID天线、闸外RFID天线、闸外红外对射探头和闸内红外探头，在小区进出的非机动车上设置RFID卡，RFID天线与代理服务器连接；该非机动车RFID卡门禁系统的工作流程为：

C1、预先将小区内的非机动车上的RFID信息录入到云端服务器中储存，初始状态下代理服务器获取中心服务器的RFID卡信息的数据；代理服务器建立了有权限卡集合、非法卡集合、合法卡集合、摆闸控制器状态集合、RFID天线集合；其中有权限卡集合具有开门权限，但因不满足开门条件而无法开启的RFID卡集合；非法卡集合为不具备开门权限的RFID卡集合，合法卡集合为具有开门权限且满足开门条件的RFID卡，摆闸控制器状态集合为当前摆闸控制器控制摆闸的状态集合、RFID天线集合为当前RFID天线的工作状态集合；

C2、代理服务器根据小区的人员和非机动车的进入量设定高峰时段和普通时段，在高峰时段内摆闸控制器控制摆闸始终处于开启状态，当在普通时段内，进入下一步骤；

C3、在普通时段中，当非机动车携带RFID卡进入到摆闸出会先被两个RFID天线中的一个先读取；

C4、代理服务器根据读取的RFID卡的信息判断该RFID卡是否在非法卡集合中，若在非法卡集合中，则进入步骤C5；若不在非法卡集合中则判断是否在合法卡集合中，若不在合法卡集合中则进入步骤C6，若在合法卡集合中则进入步骤C7；

C5、判断该RFID卡的读取次数是否大于最大读取值，若读取次数大于或等于最大读取值则更新该RFID卡的时间且返回步骤C4；若读取次数小于最大读取值则读取次数加1后更新该RFID卡的时间，再返回步骤C4；

C6、继续判断该RFID卡是否在有权限卡集合中，若不在有权限卡集合中，则将该RFID卡加入到非法卡集合中在进入到步骤C5；若在有权限卡集合中，将该卡加入到合法卡集合中再进入到步骤C5；

C7、读取合法卡集合中该RFID卡的读取次数，若读取次数小于最大读取值，则进入步骤C8，若读取次数大于最大读取值，则在合法卡集合中更新该RFID卡的时间再返回到步骤C5；

C8、判断该RFID卡的读取次数是否大于最大开门次数阈值，若大于最大开门次数阈值，则进入步骤C9，若小于最大开门次数阈值，则进入步骤C10；

C9、判断该RFID卡的读取次数是否大于设定读取次数阈值，若大于设定读取次数阈值，则更新开门时间同时返回到步骤C5，若小于设定读取次数阈值，则读取次数加1且更新卡读取时间；

C10、当同时满足以下三个条件时，摆闸控制器控制摆闸打开，若不同时满足以下三个条件，则直接返回步骤C5：

T1、当前时间减去另一个RFID天线控制摆闸控制器的开门时间得到的时间差大于摆闸自动关闭时间；

T2、该RFID卡的重复开门时间小于设定开门次数；

T3、该RFID卡的开门次数为0或者当前时间减去该RFID上一次开门时间得到的时间差大于设定时间；

C11、摆闸控制器控制摆闸打开，非机动车通过摆闸，当闸外红外对射探头和闸内红外探头其中之一被遮挡时此时若摆闸处于开启状态则一直保持状态的开启，直到闸外红外对射探头和闸内红外探头都完全不被遮挡才关闭摆闸；代理服务器间隔一定时间删除合法卡集合和非法卡集合中过期的卡号。

其中优选的，所述非机动车RFID卡门禁系统在C11的步骤后增加步骤C12，

C12、摆闸打开后，若另一个RFID天线在设定的时间内未检测到当前开门的RFID卡的信息，在该设定时间内若摆闸已关闭，则在一定的时间内摆闸再次打开，或该设定时间内摆闸还未关闭，则摆闸持续保持一段时间的开启状态；若还未检测到当前开门的RFID卡的信息，则摆闸关闭，若已检测到当前开门的RFID卡的信息，则摆闸按照自动关门时间间隔关闭。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该城市物联网智慧门禁及安防系统具有以下优点：1、该城市物联网将三维实景地图和GIS地理信息系统与云端服务器连接，在每个小区内设置有各种摄像头，从而实现了对小区的全方位的实景拍摄，这样，当某个小区出现异常，例如发生火灾或者盗窃后，可以通过三维实景地图及时的观看小区的情况，方便公安消防远程指导；2、该系统中包括了机动车门禁系统、非机动车及人员门禁系统、单元门门禁系统、楼宇防攀爬系统，通过上述的系统可以对小区内进出的人员、非机动车、机动车都进行监控，特别是在进行人员和车辆登记时，可与公安系统对接，调取公安系统中的一些特殊监控人群，从而实现重点监控；3、该系统中采用了掌静脉门禁系统来开启单元门，安全性更高，并且该掌静脉门禁系统预先采集了住户的掌静脉合格图像后，然后住户开门时利用三个关键特征区域的比对识别，使识别更加快速和准确，同时所有的掌静脉合格图像都储存在云端服务器上，比对处理也在云端服务器上，安全性更高，处理能力更强，云端服务器还对掌静脉对比图像进行纠正，这样比对速度和准确度进一步提高，开门时间缩短。综上所述，该智慧门禁及安防系统可与公安和消防系统对接，实现小区的智慧化，智能的管理人员、机动车和非机动车，提高了安全性，管理覆盖面更广。

又由于所述掌静脉门禁系统的纠偏校正采用了上述的方案，这种纠偏方式比较合理，最大内切圆的设定可以判断整个手掌区域的大小，同时最大内切圆的圆心、内切圆与大拇指外侧手掌轮廓线的切点这两个点非常的稳定，且这两个点连线形成的定位线刚好穿过大鱼际区，这样根据图像的定位线的位置就可以比较准确的定位图像并纠正图像，而纠正后的掌静脉对比图像就可以更快速的和掌静脉合格图像比对，速率更快，识别时间更短，成功率更高。

又由于该手机MAC地址门禁系统采用了上述的具体识别流程，因此通过手机MAC地址也可实现开门，先通过MAC强度阈值来过滤掉一些强度信号差的MAC地址，确保进入者是靠近单元门后才开门；然后再根据持续开门次数来剔除掉始终被MAC采集探针检测的MAC地址，例如离单元门非常近的一楼住户就可能被MAC采集探针持续检测，通过上述手段可以过滤掉该MAC地址，从而确保单元门的正常开闭。

又由于非机动车RFID卡门禁系统采用了上述的流程控制摆闸的开启，这样解决非法非机动车和合法非机动车跟车通过的情况，也可以提高通过的安全性能，避免摆闸关门时造成人员伤害，同时还解决了非机动车长期停留在出入口导致摆闸频繁开门的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的门禁及安防系统的组成图；

图2是本发明实施例的非机动车RFID卡门禁系统的设置示意图；

图3是本发明实施例的非机动车RFID卡门禁系统的工作流程图；

图4是本发明实施例的手掌划分关键特征区域的示意图；

图5是本发明实施例的掌心区的归一化后的统计曲线图；

图6是本发明实施例的大鱼际区的归一化后的统计曲线图；

图7是本发明实施例中的手机MAC地址开门流程图；

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图7所示，一种城市物联网智慧门禁及安防系统，包括云端服务器、处于城市中的各小区的代理服务器、机动车门禁系统、非机动车及人员门禁系统、单元门门禁系统和楼宇防攀爬系统，所述代理服务器与云端服务器互联，机动车门禁系统、非机动车及人员门禁系统、单元门门禁系统、楼宇防攀爬系统均与云端服务器连接。

其中，机动车门禁系统可以采用目前机动车车牌识别的方式开启机动车道上的门闸，也可采用蓝牙卡的方式开启门闸，具体的开启方式可以根据实际小区的情况选择，实际操作时需要将车辆信息和车牌信息在系统中进行登记录入，赋予开门权限后方可自由进出小区。

楼宇防攀爬系统为申请人之前研发的系统，在专利申请号为201120348365.5、专利号201510843544.9中详细记载了该楼宇防攀爬系统的构成和方法，再次不详细描述。

所述门禁及安防系统还包括与云端服务器连接的虚拟三维实景地图和GIS地理信息系统，在三维实景地图以小区为单元，在每个小区的各个路段、单元门的门外和门内、小区出入口、楼宇外墙均设置有摄像头，云端服务器将各摄像头的设置点在三维实景地图显示且可调取各摄像头的实时监控；云端服务器直接与公安及消防系统连接，这样，当小区内某地方发生了意外，例如火灾、碰撞、盗窃等情况，该小区所在位置直接反应到GIS地址信息系统中，公安及消防系统直接通过三维实景地图来观察小区的具体情况，及时快速的作出指示。

所述单元门门禁系统包括利用IC卡开门的IC卡门禁系统；利用手机APP和单元门上的对讲系统连接远程开门的可视电话门禁系统；利用单元门上的人脸采集摄像头采集人脸信息后进行身份验证后开门的人脸识别门禁系统、利用手机MAC地址开门的手机MAC地址门禁系统和利用掌静脉进行身份识别的掌静脉门禁系统；

其中，IC卡门禁系统为目前的常规系统，在此不详细描述。

可视电话门禁系统利用手机APP的服务器连接云端服务器，住户在手机APP中使用手机号注册，该注册的手机号必须与云端服务器中住户登记时留存的手机号一致才能注册成功，注册成功后的住户通过手机APP发出开门指令后，通过APP的服务器将开门指令顺次传输给云端服务器、代理服务器、门禁控制器，最终控制单元门打开；在单元门上设置了对讲摄像头，访客通过按下对应楼层的门牌即拨打对应楼层的电话号码，并通过手机APP和对讲摄像头实现可视通话和身份确认，最终控制远程开门；

人脸识别门禁系统也是目前的一种常规的门禁系统，通过对住户人脸的收集，赋予住户的开门权限，当住户使用人脸识别系统开门时，单元门上的人脸采集摄像头采集人脸信息后发给云端服务器，云端服务器进行身份验证，将当前采集的人脸信息与预存的人脸信息进行比对，验证通过后发出开门指令给代理服务器，最终控制门禁控制器开门。

该掌静脉门禁系统的具体工作流程为：

A1、以小区楼宇单元为单位，住户进行住户基本信息的预录入和掌静脉图像采集，该住户基本信息包括住户姓名、地址、手机号；住户在进行掌静脉图像采集时，每个住户先采集三张掌静脉图像，该三张掌静脉图像之间进行关键特征区域的两两比对得出比对分数，若所有的比对分数均大于设定阈值分数时，则该三张掌静脉图像录入成功并设定为掌静脉合格图像；若其中一个比对分数小于设定阈值分数时，则再采集第四张掌静脉图像，并进行两两图像比对，直到选取的三张掌静脉图像之间两两比对分数大于设定阈值分数时为止；录入完成的掌静脉合格图像加密后保存到云端服务器中；

A2、进入者通过单元门上的掌静脉扫描仪进行掌静脉扫描，扫描仪预先对不清晰的、关键特征区域数量不足的图像过滤，选取图像清晰、关键特征区域数量大于预设值的图像作为掌静脉对比图像，根据下文可以得知，关键特征区域选择为三个，那么该预设值为两个，只要关键特征区域大于等于2个，那么即可选做为掌静脉对比图像，将该掌静脉对比图像发送给代理服务器中，代理服务器再将该掌静脉对比图像发送给云端服务器中；

A3、云端服务器将该掌静脉对比图像与对应单元的掌静脉合格图像数据库中图像进行比对，云端服务器将手掌划分为大鱼际区、掌心区、小鱼际区三个关键特征区域，云端服务器预先对掌静脉对比图像进行纠偏校正，纠偏校正后的掌静脉对比图像中的三个关键特征区域与掌静脉合格图像中的对应关键特征区域进行一一对比，并将对比结果得到的关键特征矢量通过归一化到[0,1]后，关键特征矢量之间的欧式距离小于或等于0.2则判定掌静脉对比图像和掌静脉合格图像吻合，该进入者为有权限的进入者，否则两者不吻合，该进入者为无权限的进入者；如图5和图6所示，图5和图6是通过收集了大量了掌静脉对比图像和掌静脉合格图像所做的对比统计图，其中类内比对是同一个人的手掌之间的比对，类间比对是不同人的手掌之间的比对，图5和图6中横坐标为欧式距离的卷积，纵坐标是密度百分比，是反应当前欧式距离卷积下是掌静脉图像识别后的人数占统计总人数的百分比，可以看出，相同掌静脉的关键特征矢量间的欧式距离卷积基本上小于或等于0.2，而不同的掌脉特征矢量间的欧式距离卷积基本上大于0.3。因此匹配的阈值可以取0.3，越靠近0.2识别的准确度就越高。对于量化掌静脉的相似度我们可以定义欧式距离为0.3时评分为60分，欧式距离为0.2时评分为满分，欧式距离小于等于0.2则可以认为掌静脉完全相似。从而完成掌静脉对比的分数转化。其中归一化处理是一种常用的计算方式，再此不详细描述。而掌静脉的图像对比和计算已是目前的常规身份识别方式，再此不详细描述。

A4、云端服务器根据比对的结果发出指令，当判定掌静脉对比图像和掌静脉合格图像吻合则发出开门指令给代理服务器，再由代理服务器发送开门指令给门禁控制器，由门禁控制器控制单元门打开，代理服务器将开门记录推送给云端服务器中保存，而当掌静脉对比图像和掌静脉合格图像不吻合时，则发出无权限指令给代理服务器，并将进入者的掌静脉对比图像保存一段时间，保存的这段时间内该进入者未进行身份信息录入，则删除该进入者的掌静脉对比图像；同时对应单元门的门外和门内的摄像头拍摄当前开门时间段的视频和截图上传给云端服务器中保存。

其中优选的，所述云端服务器预先对掌静脉对比图像进行纠偏校正的方式为：首先确定该掌静脉对比图像的手掌的最大内切圆，并以该最大内切圆的圆心和内切圆与大拇指外侧手掌轮廓线的切点两个特征点之间的连线作为定位线，该定位线穿过大鱼际区，通过调整掌静脉对比图像的定位线与掌静脉合格图像的定位线之间相对位置关系，以此校正掌静脉对比图像。

其中优选的，所述掌静脉扫描仪设置了休眠模式，掌静脉扫描仪上设置了用于检测是否放置有手掌的检测传感器，当检测传感器检测到有手掌则掌静脉扫描仪进入一级工作状态，若设定时间内未检测到手掌，则掌静脉扫描仪进入二级工作状态，二级工作状态下扫描仪的扫描频率低于一级工作状态的扫描频率，若两倍设定时间内未检测到有手掌，则掌静脉扫描仪进入休眠状态，而后当检测传感器再次检测到有手掌时，扫描仪先进入二级工作状态，而在二级工作状态下若在一倍设定时间内检测到有手掌，则掌静脉扫描仪再次进入到一次工作状态。

另外，所述云端服务器在对掌静脉图像进行比对时，采用多线程的方式进行比对，对储存的掌静脉合格图像进行编号，一号线程比对比对能被自然数n整除余1的编号的掌静脉合格图像信息，二号线程比对能被n整除余2的编号的掌静脉合格图像信息，以此类推；云端服务器储存的掌静脉合格图像根据开门的准确度和开门频率设定了优先级，掌静脉合格图像中对比识别频率高的图像最优先对比，掌静脉合格图像中对比识别成功率高的图像次优先对比，小区的常驻住户会经常使用掌静脉门禁系统后，这样，通过调整优先级，从而优先对比，从而使开门速度更快，提高了用户的体验。

其中优选的，如图7所示，手机MAC地址门禁系统具体识别流程为：

B1、在进行身份登记时同时进行手机MAC地址的采集，同一个手机号可绑定多个手机MAC地址；在门禁控制器内集成了MAC采集探针；

B2、MAC采集探针读取到MAC地址的信息；

B3、判断该MAC地址的强度是否大于强度阈值，若大于强度阈值，则进入下一步骤，若小于或等于强度阈值，返回到步骤B2；优选的该强度阈值为-40dbm；

B4、设定一个非法MAC集合，判断该MAC地址是否在非法MAC集合中，若在非法MAC集合中，更新非法MAC集合中对应的MAC时间戳；若不在非法MAC集合中，进入到下一步骤；

B5、判断MAC地址是否有权限，若没有权限，则将该MAC地址加入非法MAC集合中并更新MAC时间戳；若有权限，进入下一步骤；

B6、将当前时间减去上一次的开门时间得到时间差，若该时间差小于单元门自动关闭时间，则返回到步骤B2，若该时间差大于或等于单元门的自动关闭时间，则进入到下一步骤；一般单元门的自动关闭时间为3s。

B7、判断该MAC地址的持续开门次数是否大于或等于5次，若持续开门次数大于或等于5次，则将该MAC地址加入非法MAC集合中并更新MAC时间戳；若持续开门次数小于5次，则进入下一步骤，所述非法MAC集合中的MAC地址划分已持续开门次数大于或等于5次的有权限的MAC地址和无权限的MAC地址，非法MAC集合每间隔一定时间删除一次，有权限的MAC地址存储时间超过10S后删除，无权限的MAC地址储存时间超过1个小时后删除；由于MAC采集探针的搜索频率非常快，因此，若单元门附近的MAC地址持续存在，因此就会短时间内是快速的搜索5次以上，因此，这类MAC地址就会被计入到非法MAC集合中，有权限的MAC地址存储时间超过10S后删除，无权限的MAC地址储存时间超过1个小时后删除，这样可以及时的更新非法MAC集合，避免有权限的MAC地址长时间的处于非法MAC集合中而造成需要正常开门时而无法使用的情况出现。

B8、该MAC地址的开门次数加1，且门禁控制器控制单元门打开并记录开门信息；这种MAC对比和识别的方式合理，当携带有权限的手机靠近单元门时，此时强度比较强，因此先通过MAC强度阈值来过滤掉一些强度信号差的MAC地址，确保进入者是靠近单元门后才开门；然后再根据持续开门次数来剔除掉始终被MAC采集探针检测的MAC地址，例如离单元门非常近的一楼住户就可能被MAC采集探针持续检测，通过上述手段可以过滤掉该MAC地址，从而确保单元门的正常开闭。

所述非机动车及人员门禁系统利用与代理服务器连接的摆闸控制器控制小区非机动车入口的摆闸开闭；该系统还包括RFID卡门禁系统、掌静脉门禁系统、IC卡门禁系统，其中掌静脉门禁系统和IC卡门禁系统与单元门门禁系统的系统共用；

IC卡门禁系统包括设置在小区入口的读卡器，通过系统识别IC卡是否为有权限的卡来控制摆闸控制器打开或关闭摆闸；

如图2和图3所示，所述非机动车RFID卡门禁系统包括设置在摆闸的内侧和外侧的闸内RFID天线、闸外RFID天线、闸外红外对射探头和闸内红外探头，在小区进出的非机动车上设置RFID卡，RFID天线与代理服务器连接；该非机动车RFID卡门禁系统的工作流程为：

C1、预先将小区内的非机动车上的RFID信息录入到云端服务器中储存，初始状态下代理服务器获取中心服务器的RFID卡信息的数据；代理服务器建立了有权限卡集合、非法卡集合、合法卡集合、摆闸控制器状态集合、RFID天线集合；其中有权限卡集合具有开门权限，但因不满足开门条件而无法开启的RFID卡集合；非法卡集合为不具备开门权限的RFID卡集合，合法卡集合为具有开门权限且满足开门条件的RFID卡，摆闸控制器状态集合为当前摆闸控制器控制摆闸的状态集合、RFID天线集合为当前RFID天线的工作状态集合；

C2、代理服务器根据小区的人员和非机动车的进入量设定高峰时段和普通时段，在高峰时段内摆闸控制器控制摆闸始终处于开启状态，当在普通时段内，进入下一步骤；在上下班高峰时处于放行状态，人流量和非机动车的流量大，开启状态可以方便快速通行，当在普通时段内，进入下一步骤；

C3、在普通时段中，当非机动车携带RFID卡进入到摆闸出会先被两个RFID天线中的一个先读取；例如，非机动车是进入小区，则先被闸外RFID天线读取，若非机动车是出小区，则被闸内RFID天线读取；

C4、代理服务器根据读取的RFID卡的信息判断该RFID卡是否在非法卡集合中，若在非法卡集合中，则进入步骤C5；若不在非法卡集合中则判断是否在合法卡集合中，若不在合法卡集合中则进入步骤C6，若在合法卡集合中则进入步骤C7；

C5、判断该RFID卡的读取次数是否大于最大读取值，若读取次数大于或等于最大读取值则更新该RFID卡的时间且返回步骤C4；若读取次数小于最大读取值则读取次数加1后更新该RFID卡的时间，再返回步骤C4；本实施例中，最大读取值为100000次。

C6、继续判断该RFID卡是否在有权限卡集合中，若不在有权限卡集合中，则将该RFID卡加入到非法卡集合中在进入到步骤C5；若在有权限卡集合中，将该卡加入到合法卡集合中再进入到步骤C5；

C7、读取合法卡集合中该RFID卡的读取次数，若读取次数小于最大读取值，则进入步骤C8，若读取次数大于最大读取值，则在合法卡集合中更新该RFID卡的时间再返回到步骤C5；通过此次判断可以判断合法RFID卡的读卡次数不能太多，从而可以过滤掉一些停留在小区摆闸附近的非机动车，其非机动车上的RFID卡始终被读取，因此，当读取次数超过了十万次，则不开门，返回步骤A5；而由于RFID天线的读取频率比较快，因此10W次可以确保在停留一定时间内会读取到，若读取次数超过10W次的有权限的卡想要再次开门，只需要脱离RFID天线后等待，系统会在一定时间内删除过期卡号，这样该RFID卡就会再次开启。

C8、判断该RFID卡的读取次数是否大于最大开门次数阈值，若大于最大开门次数阈值，则进入步骤C9，若小于最大开门次数阈值，则进入步骤C10；本实施例中，最大开门次数阈值选用3，因正常情况下非机动车通过时RFID天线从初始时读取到一次合法的RFID卡就会开门，而选用3次是为了给系统处理时间留有一定时间，确保非机动车能稳定通过；

C9、判断该RFID卡的读取次数是否大于设定读取次数阈值，若大于设定读取次数阈值，则更新开门时间同时返回到步骤C5，若小于设定读取次数阈值，则读取次数加1且更新卡读取时间；本实施例中的设定读取次数阈值为100。

C10、当同时满足以下三个条件时，摆闸控制器控制摆闸打开，若不同时满足以下三个条件，则直接返回步骤C5：

T1、当前时间减去另一个RFID天线控制摆闸控制器的开门时间得到的时间差大于摆闸自动关闭时间；该条件是确保摆闸是处于关闭状态，一般摆闸自动关闭时间为3s；

T2、该RFID卡的重复开门时间小于设定开门次数；该设定开门次数选用4次，也就是说当该RFID卡在一定的时间内的重复开门次数小于4次，这样可以避免该RFID卡重复开门，在多个非机动车共同通过时或者人车一起通过时，不会因为一个RFID卡尔多次开门，这样提高了安全性能；

T3、该RFID卡的开门次数为0或者当前时间减去该RFID上一次开门时间得到的时间差大于设定时间；该设定时间为4s，这样确保同一个RFID卡在4s内只能开一次门；

C11、摆闸控制器控制摆闸打开，非机动车通过摆闸，当闸外红外对射探头和闸内红外探头其中之一被遮挡时此时若摆闸处于开启状态则一直保持状态的开启，直到闸外红外对射探头和闸内红外探头都完全不被遮挡才关闭摆闸；代理服务器间隔一定时间删除合法卡集合和非法卡集合中过期的卡号。代理服务器每间隔10检查一次合法卡集合和非法卡集合，删除合法卡集合和非法卡集合中过期的卡号，该过期的卡号是指处于合法卡集合和非法卡集合中未读取时间超过2min的卡号。

其中优选的，所述非机动车RFID卡门禁系统在C11的步骤后增加步骤C12，

C12、摆闸打开后，若另一个RFID天线在设定的时间内未检测到当前开门的RFID卡的信息，在该设定时间内若摆闸已关闭，则在一定的时间内摆闸再次打开，或该设定时间内摆闸还未关闭，则摆闸持续保持一段时间的开启状态；若还未检测到当前开门的RFID卡的信息，则摆闸关闭，若已检测到当前开门的RFID卡的信息，则摆闸按照自动关门时间间隔关闭。当有多辆非机动车同时通过摆闸时，合法RFID卡需要经过两个RFID天线先后连续检测，摆闸才关闭，若未被连续检测，那么摆闸会再次开启，这样确保合法的非机动车可以通过。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种城市物联网智慧门禁及安防系统，包括云端服务器、处于城市中的各小区的代理服务器、机动车门禁系统、非机动车及人员门禁系统、单元门门禁系统和楼宇防攀爬系统，所述代理服务器与云端服务器互联，机动车门禁系统、非机动车及人员门禁系统、单元门门禁系统、楼宇防攀爬系统均与云端服务器连接，其特征在于：所述门禁及安防系统还包括与云端服务器连接的虚拟三维实景地图和GIS地理信息系统，在三维实景地图以小区为单元，在每个小区的各个路段、单元门的门外和门内、小区出入口、楼宇外墙均设置有摄像头，云端服务器将各摄像头的设置点在三维实景地图显示且可调取各摄像头的实时监控；所述单元门门禁系统包括利用IC卡开门的IC卡门禁系统；利用手机APP和单元门上的对讲系统连接远程开门的可视电话门禁系统；利用单元门上的人脸采集摄像头采集人脸信息后进行身份验证后开门的人脸识别门禁系统、利用手机MAC地址开门的手机MAC地址门禁系统和利用掌静脉进行身份识别的掌静脉门禁系统；

该掌静脉门禁系统的具体工作流程为：

A1、以小区楼宇单元为单位，住户进行住户基本信息的预录入和掌静脉图像采集，该住户基本信息包括住户姓名、地址、手机号；住户在进行掌静脉图像采集时，每个住户先采集三张掌静脉图像，该三张掌静脉图像之间进行关键特征区域的两两比对得出比对分数，若所有的比对分数均大于设定阈值分数时，则该三张掌静脉图像录入成功并设定为掌静脉合格图像；若其中一个比对分数小于设定阈值分数时，则再采集第四张掌静脉图像，并进行两两图像比对，直到选取的三张掌静脉图像之间两两比对分数大于设定阈值分数时为止；录入完成的掌静脉合格图像加密后保存到云端服务器中；

A2、进入者通过单元门上的掌静脉扫描仪进行掌静脉扫描，扫描仪预先对不清晰的、关键特征区域数量不足的图像过滤，选取图像清晰、关键特征区域数量大于预设值的图像作为掌静脉对比图像，将该掌静脉对比图像发送给代理服务器中，代理服务器再将该掌静脉对比图像发送给云端服务器中；

A3、云端服务器将该掌静脉对比图像与对应单元的掌静脉合格图像数据库中图像进行比对，云端服务器将手掌划分为大鱼际区、掌心区、小鱼际区三个关键特征区域，云端服务器预先对掌静脉对比图像进行纠偏校正，纠偏校正后的掌静脉对比图像中的三个关键特征区域与掌静脉合格图像中的对应关键特征区域进行一一对比，并将对比结果得到的关键特征矢量通过归一化到[0,1]后，关键特征矢量之间的欧式距离小于或等于0.2则判定掌静脉对比图像和掌静脉合格图像吻合，该进入者为有权限的进入者，否则两者不吻合，该进入者为无权限的进入者；

A4、云端服务器根据比对的结果发出指令，当判定掌静脉对比图像和掌静脉合格图像吻合则发出开门指令给代理服务器，再由代理服务器发送开门指令给门禁控制器，由门禁控制器控制单元门打开，代理服务器将开门记录推送给云端服务器中保存，而当掌静脉对比图像和掌静脉合格图像不吻合时，则发出无权限指令给代理服务器，并将进入者的掌静脉对比图像保存一段时间，保存的这段时间内该进入者未进行身份信息录入，则删除该进入者的掌静脉对比图像；同时对应单元门的门外和门内的摄像头拍摄当前开门时间段的视频和截图上传给云端服务器中保存。

2.如权利要求1所述的一种城市物联网智慧门禁及安防系统，其特征在于：所述云端服务器预先对掌静脉对比图像进行纠偏校正的方式为：首先确定该掌静脉对比图像的手掌的最大内切圆，并以该最大内切圆的圆心和内切圆与大拇指外侧手掌轮廓线的切点两个特征点之间的连线作为定位线，该定位线穿过大鱼际区，通过调整掌静脉对比图像的定位线与掌静脉合格图像的定位线之间相对位置关系，以此校正掌静脉对比图像。

3.如权利要求2所述的一种城市物联网智慧门禁及安防系统，其特征在于：所述掌静脉扫描仪设置了休眠模式，掌静脉扫描仪上设置了用于检测是否放置有手掌的检测传感器，当检测传感器检测到有手掌则掌静脉扫描仪进入一级工作状态，若设定时间内未检测到手掌，则掌静脉扫描仪进入二级工作状态，二级工作状态下扫描仪的扫描频率低于一级工作状态的扫描频率，若两倍设定时间内未检测到有手掌，则掌静脉扫描仪进入休眠状态，而后当检测传感器再次检测到有手掌时，扫描仪先进入二级工作状态，而在二级工作状态下若在一倍设定时间内检测到有手掌，则掌静脉扫描仪再次进入到一次工作状态。

4.如权利要求3所述的一种城市物联网智慧门禁及安防系统，其特征在于：手机MAC地址门禁系统具体识别流程为：

B1、在进行身份登记时同时进行手机MAC地址的采集，同一个手机号可绑定多个手机MAC地址；在门禁控制器内集成了MAC采集探针；

B2、MAC采集探针读取到MAC地址的信息；

B3、判断该MAC地址的强度是否大于强度阈值，若大于强度阈值，则进入下一步骤，若小于或等于强度阈值，返回到步骤B2；

B4、设定一个非法MAC集合，判断该MAC地址是否在非法MAC集合中，若在非法MAC集合中，更新非法MAC集合中对应的MAC时间戳；若不在非法MAC集合中，进入到下一步骤；

B5、判断MAC地址是否有权限，若没有权限，则将该MAC地址加入非法MAC集合中并更新MAC时间戳；若有权限，进入下一步骤；

B6、将当前时间减去上一次的开门时间得到时间差，若该时间差小于单元门自动关闭时间，则返回到步骤B2，若该时间差大于或等于单元门的自动关闭时间，则进入到下一步骤；

B7、判断该MAC地址的持续开门次数是否大于或等于5次，若持续开门次数大于或等于5次，则将该MAC地址加入非法MAC集合中并更新MAC时间戳；若持续开门次数小于5次，则进入下一步骤，所述非法MAC集合中的MAC地址划分已持续开门次数大于或等于5次的有权限的MAC地址和无权限的MAC地址，非法MAC集合每间隔一定时间删除一次，有权限的MAC地址存储时间超过10S后删除，无权限的MAC地址储存时间超过1个小时后删除；

B8、该MAC地址的开门次数加1，且门禁控制器控制单元门打开并记录开门信息。

5.如权利要求4所述的一种城市物联网智慧门禁及安防系统，其特征在于：所述非机动车及人员门禁系统利用与代理服务器连接的摆闸控制器控制小区非机动车入口的摆闸开闭；该系统还包括RFID卡门禁系统、掌静脉门禁系统、IC卡门禁系统，其中掌静脉门禁系统和IC卡门禁系统与单元门门禁系统的系统共用；

IC卡门禁系统包括设置在小区入口的读卡器，通过系统识别IC卡是否为有权限的卡来控制摆闸控制器打开或关闭摆闸；

所述非机动车RFID卡门禁系统包括设置在摆闸的内侧和外侧的闸内RFID天线、闸外RFID天线、闸外红外对射探头和闸内红外探头，在小区进出的非机动车上设置RFID卡，RFID天线与代理服务器连接；该非机动车RFID卡门禁系统的工作流程为：

C1、预先将小区内的非机动车上的RFID信息录入到云端服务器中储存，初始状态下代理服务器获取中心服务器的RFID卡信息的数据；代理服务器建立了有权限卡集合、非法卡集合、合法卡集合、摆闸控制器状态集合、RFID天线集合；其中有权限卡集合具有开门权限，但因不满足开门条件而无法开启的RFID卡集合；非法卡集合为不具备开门权限的RFID卡集合，合法卡集合为具有开门权限且满足开门条件的RFID卡，摆闸控制器状态集合为当前摆闸控制器控制摆闸的状态集合、RFID天线集合为当前RFID天线的工作状态集合；

C2、代理服务器根据小区的人员和非机动车的进入量设定高峰时段和普通时段，在高峰时段内摆闸控制器控制摆闸始终处于开启状态，当在普通时段内，进入下一步骤；

C3、在普通时段中，当非机动车携带RFID卡进入到摆闸出会先被两个RFID天线中的一个先读取；

C4、代理服务器根据读取的RFID卡的信息判断该RFID卡是否在非法卡集合中，若在非法卡集合中，则进入步骤C5；若不在非法卡集合中则判断是否在合法卡集合中，若不在合法卡集合中则进入步骤C6，若在合法卡集合中则进入步骤C7；

C5、判断该RFID卡的读取次数是否大于最大读取值，若读取次数大于或等于最大读取值则更新该RFID卡的时间且返回步骤C4；若读取次数小于最大读取值则读取次数加1后更新该RFID卡的时间，再返回步骤C4；

C6、继续判断该RFID卡是否在有权限卡集合中，若不在有权限卡集合中，则将该RFID卡加入到非法卡集合中在进入到步骤C5；若在有权限卡集合中，将该卡加入到合法卡集合中再进入到步骤C5；

C7、读取合法卡集合中该RFID卡的读取次数，若读取次数小于最大读取值，则进入步骤C8，若读取次数大于最大读取值，则在合法卡集合中更新该RFID卡的时间再返回到步骤C5；

C8、判断该RFID卡的读取次数是否大于最大开门次数阈值，若大于最大开门次数阈值，则进入步骤C9，若小于最大开门次数阈值，则进入步骤C10；

C9、判断该RFID卡的读取次数是否大于设定读取次数阈值，若大于设定读取次数阈值，则更新开门时间同时返回到步骤C5，若小于设定读取次数阈值，则读取次数加1且更新卡读取时间；

C10、当同时满足以下三个条件时，摆闸控制器控制摆闸打开，若不同时满足以下三个条件，则直接返回步骤C5：

T1、当前时间减去另一个RFID天线控制摆闸控制器的开门时间得到的时间差大于摆闸自动关闭时间；

T2、该RFID卡的重复开门时间小于设定开门次数；

T3、该RFID卡的开门次数为0或者当前时间减去该RFID上一次开门时间得到的时间差大于设定时间；

C11、摆闸控制器控制摆闸打开，非机动车通过摆闸，当闸外红外对射探头和闸内红外探头其中之一被遮挡时此时若摆闸处于开启状态则一直保持状态的开启，直到闸外红外对射探头和闸内红外探头都完全不被遮挡才关闭摆闸；代理服务器间隔一定时间删除合法卡集合和非法卡集合中过期的卡号。

6.如权利要求5所述的一种城市物联网智慧门禁及安防系统，其特征在于：所述非机动车RFID卡门禁系统在C11的步骤后增加步骤C12，

C12、摆闸打开后，若另一个RFID天线在设定的时间内未检测到当前开门的RFID卡的信息，在该设定时间内若摆闸已关闭，则在一定的时间内摆闸再次打开，或该设定时间内摆闸还未关闭，则摆闸持续保持一段时间的开启状态；若还未检测到当前开门的RFID卡的信息，则摆闸关闭，若已检测到当前开门的RFID卡的信息，则摆闸按照自动关门时间间隔关闭。