CN108932773A - 一种智能解锁系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能解锁系统及其解锁方法，包括：云端大数据库，用于存储房客在相关部门登记的用户信息，并供本地进行相关信息的索引；识别模块，用于采集所述房客的声纹信息与面部信息、并与索引的所述云端大数据库中的相关信息进行判比；感应模块，用于感应预设区域内是否有房客、并感应结果确定是否激活所述识别模块；解锁模块，用于根据所述识别模块的判比结果打开房门。本发明中的智能解锁系统,在解锁过程中仅需要采集房客的声纹信息和相关面部信息，并与云端大数据库中的标准信息进行比对，身份认证通过后即可完成解锁，并不需要房客随身携带房卡或者入住一家酒店录入一次个人信息，具有便捷性好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及解锁技术领域，具体而言，涉及一种智能解锁系统。
背景技术
随着社会的进步、科技的不断发展，门锁发生了一系列的演变：由最初的机械锁发展出电子密码锁、磁卡锁，再到现如今的生物电子锁(如：指纹锁、人脸识别锁，声纹锁等)。
目前，生物锁凭借其安全性和便捷性方面得天独厚的优势，使得其在家庭领域的应用范围不断扩大。但是酒店客房应用的生物锁与家庭所用的生物锁在需求上却大不相同：家庭所用的生物锁主要是通过预先录入家庭成员的生物信息，通过生物认证来完成开锁功能；考虑到酒店的客流量大、变动性大、房客来源的不确定性等因素，因此使得生物锁在酒店的应用受到限制。
基于上述原因，目前国内酒店门锁大都采用刷卡的方式，但是当顾客房卡丢失或者遗忘在房间，房客就不得不去前台寻求酒店工作人员的帮助；再者，如果房客进行续住，还需要在前台进行门禁卡片的更新，这样给房客带来了很多的不便，而且也加大了酒店服务人员的工作量；最后，门禁卡片的丢失或损坏后再制造也会加大酒店的运营成本。
中国专利号：CN102930626A公开了一种酒店客房门锁管理系统，该系统主要包括门锁终端、总控制端。门锁终端设置在酒店的各个客房门上，用来控制客房门的开关；总控制端设置在酒店前台。其中，门锁终端包括相互连接的指纹门锁及其无线网络接收器；总控制端包括控制单元以及分别与控制单元相连接的无线网络发射器和指纹录入模块；总控制端与门锁终端之间通过无线网络相互连接。该酒店客房门锁管理系统可以通过总控制端监控酒店内的门锁，用户可以通过指纹实现门锁的开闭。但新客户入住时必须由专门的工作人员帮客户进行指纹设置，且每入住一家酒店就得录入一次个人信息，这样就会造成浪费人力资源、操作过程麻烦且安全性也有待于提高。因此，有必要作进一步改进和完善。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种智能解锁系统及方法，旨在解决现有酒店客房所应用的生物锁在安全性和便捷性方面存在的问题。
一个方面，本发明提出了一种智能解锁系统，包括：云端大数据库、感应装置、识别装置以及解锁装置；其中，
所述云端大数据库用于存储房客的相关信息，并供所述识别装置在进行房客识别索引其相关信息；
所述感应装置用于判断预设区域内是否存在房客，并根据判断结果确定是否激活所述识别模块；
所述识别模块用于采集所述房客的声纹信息与面部信息，并与所述云端大数据库中的相关信息进行判比，确定是否发出开锁指令；
所述解锁装置用于根据所述识别模块发出的指令打开房门。
进一步地，上述智能解锁系统中，所述识别装置包括：声纹识别模块和人脸识别模块，所述声纹识别模块用于采集所述房客的声音信息、并与所述云端大数据库中存储的声音信息进行判别，所述人脸识别模块用于采集所述房客的面部信息、并与所述云端大数据库中存储的面部信息进行判别。
进一步地，上述智能解锁系统中，所述识别装置还包括数据加密解密模块，所述数据加密解密模块用于对传输的信息进行加密或解密，以保证数据在传输过程中的安全性。
进一步地，上述智能解锁系统中，所述感应装置为一距离感应模块，当所述房客站在入住的房门识别区域内时触发所述距离感应模块以便激活所述识别模块。
进一步地，上述智能解锁系统中，所述解锁装置为一电控锁，所述电控锁在所述声纹识别模块和所述人脸识别模块同时判别通过时打开房门。
进一步地，上述智能解锁系统中，还包括报警装置，所述报警装置在所述房客三次认证失败后会采集其图像，并发出警报。
另一方面，本发明还提供了一种智能解锁方法，包括如下步骤：
步骤1：采集用户信息，并将其录入到云端大数据库中；
步骤2：触发感应装置，以激活识别装置进行房客的声纹信息与面部信息识别，并根据识别结果发出指令；
步骤3：解锁装置接收到开锁指令，打开房门。
进一步地，上述智能解锁方法中，在所述步骤1中，用户信息采集之后，需将其人脸特征与声纹信息进行数字化、压缩以及加密处理，以保证数据安全。
进一步地，上述智能解锁方法中，在所述步骤2中，所述感应装置为一距离感应模块，当房客站在入住的房门识别区域内时能够触发所述距离感应模块，以便激活所述识别装置。
进一步地，上述智能解锁方法中，在所述步骤2中，所述识别装置在所述声纹信息与所述面部信息同时判别通过时项所述开锁装置发出开锁指令。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的智能解锁系统及方法，在解锁过程中仅需要采集房客的声纹信息和相关面部信息，并与云端大数据库中的标准信息进行比对，身份认证通过后即可完成解锁，并不需要房客随身携带房卡或者入住一家酒店录入一次个人信息，具有便捷性好的特点。
尤其是，本发明的智能解锁系统，通过设置包括声纹识别模块人脸识别模块的识别模块，既保证了声纹识别技术与人脸识别技术各自功能独立、充分地发挥了，又实现了声纹识别技术与人脸识别技术应用的有效结合，使两者得以相互补充，极大地提高了系统的安全性。
进一步地，本发明的智能解锁系统，通过相关部门将采集到的的用户信息存储在云端并建立设置一个云端大数据库，本地只需保留相关索引，一方面极大地优化了数据结构、减少数据吞吐量，另一方面有效地提高了系统并行运行时的效率。
进一步的，本发明的智能解锁系统，通过设置感应模块，房客只需要站在房门的识别区域内触发距离感应模块以激活识别模块即可进行身份认证，无需其他任何操作，极大地方便房客开门，进而提高了房客的住宿体验。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的智能解锁系统的工作流程图；
图2为本发明实施例提供的智能解锁系统的声纹识别原理图；
图3为本发明实施例提供的智能解锁系统的人脸识别原理图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
本发明所需要的技术支撑为:神经网络模型、声纹信息处理系统、人脸信息处理系统、数据库技术等。本发明所需要的硬件设备包括：云端大数据库、距离感应装置、声纹识别装置、人脸识别装置、报警装置等。本发明所采用的技术方案是：一种基于声纹识别和人脸识别的智能解锁系统。该智能解锁系统主要包括：用户数据库的建立、请求解锁、房客身份信息采集与判别、电控锁的开启四个过程。
参阅图1所示，为本发明实施例的智能解锁系统的工作流程图，其整体包括：用户数据库的建立、请求解锁、房客身份信息采集与判别、电控锁的开启四个过程，对应的硬件设备包括云端大数据库、感应装置、识别装置以及开锁装置四部分。
在解锁系统得以正常工作之前，首先房客需要在相关部门登记个人信息，例如用户姓名、身份证号、声纹信息、面部信息等；然后相关部门将采集来的用户信息存储在云端并建立一个大数据库，也即云端大数据库，本地只需保留相关索引。
云端大数据库的建立过程主要如下：首先进行用户信息注册：在本系统基于自身平台时，需要用户进行注册，提交的个人信息主要包括姓名、身份证号、声纹信息、人脸信息等。当然，如果本系统与其它外部系统相连接成为一个子系统时，可依托于母平台用户数据，则用户不必进行注册。然后进行声纹信息采集：当用户使用该智能解锁系统时，需要本人提供其声纹信息。考虑到声纹提取的复杂程度以及保障安全性的特殊要求，用户需多次重复相关敏感词以保证声纹唯一性。接着进行人脸信息采集：通过图像采集传感器采集用户人脸图像信息，通过一定的处理，得到人脸关键特征。最后进行用户数据存储：在采集用户信息之后，将人脸特征与声纹信息数字化之后的向量进行融合处理，得到特征向量A1。并将A1进行数据压缩，得到特征向量A2。并通过一定的加密方式与信号处理模块交互，以保证数据安全。可以理解的是，云端大数据库的建立，一方面极大地优化了数据结构、减少数据吞吐量，另一方面有效地提高了系统并行运行的效率，并保证了信息的传输过程中的安全性。
在本系统正常运转时，房客在选择好要入住的酒店以后，需向酒店前台的工作人员提供个人身份证号码以及退房时间，以便酒店前台工作人员从云端大数据库中索引房客的个人信息，并将房客所要入住房间的门锁编号及其入住时间同步到房客的个人信息中。可以理解的是，由于房门锁在生产制造过程中，其产品编号是唯一的，因此保证了开锁的准确性及唯一性，从而保障了房客的个人安全。
进一步地，请求解锁过程主要包括：首先房客站在入住的房门预设的识别区域内触发感应装置以便激活房门终端的识别模块，然后由房客向房门终端识别装置采集房客个人信息，如声纹信息、面部信息等，并通过云端进行相应的计算与判别，最后向解锁装置发出解锁指令，以打开房门。
进一步地，感应装置为一距离感应模块，其能够设置在房门上琥或房门上方的门框上，使感应装置能够根据房客与房门之间的距离与位置来判断是否激活房门终端的识别模块，以便房客及时发出解锁请求，保证最短时间内打开门锁。
进一步地，识别装置包括：生物信息采集模块、声纹识别模块、人脸识别模块、数据加密解密模块以及客户信息数据库。
参阅图2所示，声纹识别模块将采集的声纹信息与预存的信息进行计算，并与云端大数据库中的相关信息进行判比，进而确认用户身份。
参阅图3所示，人脸识别模块将采集到的人脸信息与预存的信息进行计算，并与云端大数据库中的相关信息进行判比，进而确认用户身份。
加密解密模块用于对传输的信息进行加密解密，以保证数据在传输过程中的安全；用户信息数据库用于存储用户个人的相关信息。
同时，在识别模块进行数据的采集与处理过程中均采取一定的数据接口，以控制数据流走向，以降低各模块之间的耦合性，进而提高其独立性。
此外，在解锁身份认证过程中，只有当声纹识别模块采集到的声音信息和人脸识别模块采集到的面部信息均与云端大数据库中的相关信息相匹配时，身份认证才能通过，识别模块才会向解锁模块发出解锁信号。
进一步的，解锁装置为一电控锁，其在接到识别模块的开锁信号时会自动打开，以便房客打开房门，也即当识别装置的声纹识别模块采集到的声音信息和人脸识别模块采集到的面部信息均与云端大数据库中的相关信息相匹配时，身份认证通过，识别模块向电控锁发出解锁信号，电控锁打开。
进一步的，当房客个人信息验证失败时，房门终端会提示房客认真核对个人信息后再次发出解锁请求，然后对房客的个人信息再次进行计算与判别，如果三次认证都没有通过，房门终端的摄像头将会采集开锁人的图像，同时房门终端的报警装置也会启动，从而保证了入住人的安全。
本发明提供的智能解锁系统，在技术方面采用了声纹识别、人脸识别和云端大数据库各自的优点，系统中的数据流主要通过门锁终端分别与用户及云端大数据相关联，借助云端大数据存储用户信息。同时，系统工作时只需要通过生物识别的方式进行用户身份认证即可完成解锁。
显然可以得出的是，本发明提供的智能解锁系统有效的解决了传统解锁方式的弊端，其有益效果主要表现在以下几个方面：
安全性高。该系统同时应用了声纹识别技术和人脸识别技术，极大地提高了系统的安全性。人类声纹具有唯一性，通过现有技术其区分度已达到99％以上，同时结合了人脸识别技术的优点，使两项技术得以相互补充，形成一种非常完善的安全系统。
便捷性好。与现有酒店客房的解锁手段相比，该智能解锁系统极大的减少了用户操作量，本解锁系统仅需要采集用户声纹信息和相关面部信息后与云端大数据库中标准信息进行比对，身份认证通过后即可完成解锁，并不需要房客随身携带房卡或者入住一家酒店录入一次个人信息，具有便捷性好的特点。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种智能解锁系统，其特征在于，包括：云端大数据库、感应装置、识别装置以及解锁装置；其中，
所述云端大数据库用于存储房客的相关信息，并供所述识别装置在进行房客识别索引其相关信息；
所述感应装置用于判断预设区域内是否存在房客，并根据判断结果确定是否激活所述识别模块；
所述识别模块用于采集所述房客的声纹信息与面部信息，并与所述云端大数据库中的相关信息进行判比，确定是否发出开锁指令；
所述解锁装置用于根据所述识别模块发出的指令打开房门。
2.根据权利要求1所述的智能解锁系统，其特征在于，所述识别装置包括：声纹识别模块和人脸识别模块，所述声纹识别模块用于采集所述房客的声音信息、并与所述云端大数据库中存储的声音信息进行判别，所述人脸识别模块用于采集所述房客的面部信息、并与所述云端大数据库中存储的面部信息进行判别。
3.根据权利要求2所述的智能解锁系统，其特征在于，所述识别装置还包括数据加密解密模块，所述数据加密解密模块用于对传输的信息进行加密或解密，以保证数据在传输过程中的安全性。
4.根据权利要求1所述的智能解锁系统，其特征在于，所述感应装置为一距离感应模块，当所述房客站在入住的房门识别区域内时触发所述距离感应模块以便激活所述识别模块。
5.根据权利要求4所述的智能解锁系统，其特征在于，所述解锁装置为一电控锁，所述电控锁在所述声纹识别模块和所述人脸识别模块同时判别通过时打开房门。
6.根据权利要求1-5任一所述的智能解锁系统，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置在所述房客三次认证失败后会采集其图像，并发出警报。
7.一种智能解锁方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：采集用户信息，并将其录入到云端大数据库中；
步骤2：触发感应装置，以激活识别装置进行房客的声纹信息与面部信息识别，并根据识别结果发出指令；
步骤3：解锁装置接收到开锁指令，打开房门。
8.根据权利要求7所述的智能解锁方法，其特征在于，在所述步骤1中，用户信息采集之后，需将其人脸特征与声纹信息进行数字化、压缩以及加密处理，以保证数据安全。
9.根据权利要求7所述的智能解锁方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述感应装置为一距离感应模块，当房客站在入住的房门识别区域内时能够触发所述距离感应模块，以便激活所述识别装置。
10.根据权利要求7所述的智能解锁方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述识别装置在所述声纹信息与所述面部信息同时判别通过时向所述开锁装置发出开锁指令。
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