CN109147143A - 一种基于指静脉识别的门禁系统及方法 - Google Patents

一种基于指静脉识别的门禁系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于指静脉识别的门禁系统及方法，该系统包括：指静脉机，连接门禁主机，用于采集用户的手指静脉验证信息，并将采集到的手指静脉验证信息通过无线网络发送至数据服务器；数据服务器，用于将接收到手指静脉验证信息与预先建立的指静脉数据库中的信息进行比对，并反馈比对结果至所述指静脉机、门禁主机以及客户端；门禁主机，于接收到首次比对成功信息后，启动前端的摄像装置获取当前用户的人脸图像，并将获得的人脸图像传送至IOT客户端以进行二次身份验证；IOT客户端，用于获取门禁主机传送的人脸图像，并将获得的人脸图像与预设的人脸数据库进行比对，于比对成功后返回二次身份验证结果至门禁主机以实现门禁控制。

Description

一种基于指静脉识别的门禁系统及方法
技术领域
本发明涉及生物特征识别智能门禁技术领域，特别是涉及一种基于指静脉识别的门禁系统及方法。
背景技术
目前的门禁控制系统主要有基于标识物和生物特征两种身份认证系统。基于标识物的身份认证系统一般所采用的标识物如密码和IC卡，容易丢失或被复制盗用，存在较大的安全隐患，因此基于生物特征识别的身份认证系统逐渐得到青睐。
生物识别领域中目前最主要的是掌纹指纹等表面特征的识别产品，其缺点是可靠性低，容易复制。而目前可靠性较高的识别技术——虹膜识别技术，一是由于要人眼睛部位靠近识别，接受程度低，二是其价格太高，无法进行大规模的推广。作为第三代生物识别技术的指静脉识别技术应运而生，指静脉识别技术是一种生物特征识别技术，它利用手指内的静脉分布图像来进行识别，依据人类手指中流动的血液可吸收特定波长的光线，而使用特定波长光线对手指进行照射，可得到手指静脉的清晰图像。
随着科学的进步，人们对个人身份认证要求不断提高，生物特征识别技术是其发展的主要方向，而门禁系统的应用是最为典型。指静脉身份识别门禁系统有着巨大的优势，识别速度快、精度高、非接触式识别、安全等级高等优点，在门禁系统领域有着广泛的认可。
然而，无论是采用何种生物特征识别技术的门禁系统，目前的门禁系统的人员身份验证(生物识别)都在前端设备上单机完成验证，在这种模式下，对于人员身份信息的验证，都存在设备被人更换伪造，安全性低的问题。
因此，实有必要提出一种技术手段，以解决目前门禁系统容易被人更换伪造、安全性低的问题。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种基于指静脉识别的门禁系统及方法，以实现可靠性强、安全性高且不易更换伪造的门禁技术。
为达上述及其它目的，本发明提出一种基于指静脉识别的门禁系统，包括：
指静脉机，连接门禁主机，用于采集用户的手指静脉验证信息，并将采集到的手指静脉验证信息通过无线网络发送至数据服务器；
数据服务器，用于将接收到手指静脉验证信息与预先建立的指静脉数据库中的信息进行比对，并反馈比对结果至所述指静脉机、门禁主机以及客户端；
门禁主机，于接收到所述数据服务器发送的首次比对成功的信息后，启动前端的摄像装置获取当前用户的人脸图像，并将获得的人脸图像传送至IOT客户端以进行二次身份验证；
IOT客户端，用于获取所述门禁主机传送的人脸图像，并将获得的人脸图像与预设的人脸数据库进行比对，于比对成功后返回二次身份验证结果至所述门禁主机以实现门禁控制。
优选地，所述指静脉机安装于所述门禁系统朝向于门外且能够被用户轻易触摸的位置。
优选地，所述指静脉机包括CCD图像传感器以及位于CCD图像传感器上方的近红外LED，所述近红外LED向下发射红外线经过用户指静脉后被所述CCD图像传感器捕获用户指静脉的图像信息，并将采集到的指静脉图像数据信息打包发送至所述数据服务器。
优选地，所述数据服务器将获得手指静脉验证信息与指静脉数据库中的手指静脉信息一一进行比对，若比对成功，则返回比对首次比对成功结果至所述指静脉机、门禁主机和IOT客户端，以启动二次身份验证，若比对不成功，则返回首次比对失败结果至指静脉机、门禁主机，由所述门禁主机产生门禁解锁失败的提示信息。
优选地，所述数据服务器进一步包括：
手指静脉验证信息获取模块，用于获取所述指静脉机传送的手指静脉验证信息；
图像处理模块，对采集到的指静脉图像数据信息进行预处理；
特征提取模块，对于处理后的指静脉图像数据进行特征提取；
特征匹配模块，用于将提取的特征与指静脉数据库中的数据进行匹配识别，并返回匹配结果至所述指静脉机、门禁主机和IOT客户端。
优选地，若所述门禁主机接收到所述数据服务器发送的首次比对失败信息，则产生门禁解锁失败的提示信息。
优选地，若所述门禁主机接收到二次身份验证成功结果时，则控制门禁解锁，当所述门禁主机接收到二次身份验证失败结果时，则不予解锁，并给出解锁失败提示操作。
为达到上述目的，本发明还提供一种基于指静脉识别的门禁方法，包括如下步骤：
步骤S1，利用指静脉机采集用户的手指静脉验证信息，并将采集到的手指静脉验证信息通过无线网络发送至数据服务器；
步骤S2，于所述数据服务器端将接收到手指静脉验证信息与预先建立的指静脉数据库中的信息进行比对，并反馈比对结果至指静脉机、门禁主机以及客户端；
步骤S3，所述门禁主机于接收到所述数据服务器发送的首次比对成功的信息后，启动前端的摄像装置获取用户的人脸图像，并将获得的人脸图像传送至IOT客户端以进行二次身份验证；
步骤S4，所述IOT客户端于获得门禁主机传送的人脸图像后，将获得的人脸图像与预设的人脸数据库进行二次身份验证比对，返回二次身份验证比对结果至门禁主机；
步骤S5，所述门禁主机根据二次身份验证结果进行门禁解锁或给出失败提示操作。
优选地，于步骤S2中，所述数据服务器将获得手指静脉验证信息与指静脉数据库中的手指静脉信息一一进行比对，若比对成功，则返回比对首次比对成功结果至指静脉机、门禁主机和IOT客户端，以启动二次身份验证，若比对不成功，则返回首次比对失败结果至指静脉机、门禁主机，由门禁主机产生门禁解锁失败的提示信息。
优选地，于步骤S5中，当所述门禁主机接收到二次身份验证成功结果时，则控制门禁解锁，而当门禁主机接收到二次验证失败结果时，则不予解锁，并给出解锁失败提示操作。
与现有技术相比，本发明一种基于指静脉识别的门禁系统及方法通过利用指静脉技术对用户的身份进行首次验证，并于首次验证通过后，启动前端的摄像头获取人脸图像，并通过IOT客户端对人脸图像进行识别比对以实现二次身份验证，实现了一种可靠性强、安全性高且不易更换伪造的门禁技术。
附图说明
图1为本发明一种基于指静脉识别的门禁系统的系统架构图；
图2为本发明具体实施例中数据服务器的细部结构图；
图3为本发明具体实施例中基于指静脉识别的门禁系统的系统架构图；
图4为本发明一种基于指静脉识别的门禁方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种基于指静脉识别的门禁系统的系统架构图。如图1所示，本发明一种基于指静脉识别的门禁系统，包括：
指静脉机10，连接门禁主机30，用于采集用户的手指静脉验证信息，兵将采集到的手指静脉验证信息通过无线网络发送至数据服务器20。在本发明具体实施例中，指静脉机10安装于门禁系统朝向于门外且能够被用户轻易触摸的位置，具体地，指静脉机10包括CCD图像传感器以及位于CCD图像传感器上方的近红外LED，近红外LED可向下发射红外线经过用户指静脉后被CCD图像传感器捕获用户指静脉的图像信息，并将采集到的指静脉图像数据信息打包发送至数据服务器20。
数据服务器20，用于将接收到手指静脉验证信息与预先建立的指静脉数据库中的信息进行比对，并反馈比对结果至指静脉机10、门禁主机30以及客户端40，也就是说，数据服务器20中预先建立有指静脉数据库，该指静脉数据库中存储有门禁允许的用户的手指静脉信息，数据服务器20则将获得手指静脉验证信息与指静脉数据库中的手指静脉信息一一进行比对，若比对成功，则返回比对首次比对成功结果至指静脉机10、门禁主机30和IOT客户端40，以启动二次身份验证，若比对不成功，则返回首次比对失败结果至指静脉机10、门禁主机30，则由门禁主机30产生门禁解锁失败的提示信息。
具体地，数据服务器20进一步包括：
手指静脉验证信息获取模块201，用于获取指静脉机10传送的手指静脉验证信息，在本发明具体实施例中，所述手指静脉验证信息指的的是指静脉机10采集到的指静脉图像数据信息；
图像处理模块202，对采集到的指静脉图像数据信息进行去噪、分割和归一化等预处理；
特征提取模块203，对于处理后的指静脉图像数据进行特征提取，这里的特征提取可采用现有的特征提取技术，例如最大曲率法，在此不予赘述；
特征匹配模块204，用于将提取的特征与指静脉数据库中的数据进行匹配识别，当匹配成功，则反馈首次匹配成功信息至指静脉机10、门禁主机30和客户端40；若匹配失败，则返回首次比对失败结果至指静脉机10、门禁主机30，此时可通过门禁主机产生门禁解锁失败的提示信息。
门禁主机30，于接收到数据服务器20发送的首次比对成功的信息后，启动前端的摄像装置获取用户的人脸图像，并将获得的人脸图像传送至IOT客户端40以进行二次验证，所述门禁主机30于接收到IOT客户端40的二次验证结果时，根据二次验证结果进行门禁解锁或给出失败提示操作。在本发明具体实施例中，门禁主机30可通过设置于门禁系统朝向于门外的摄像头获取用户的人脸图像，并将获得的人脸图像传送至IOT客户端40进行二次身份验证；
IOT客户端40，用于获取门禁主机30传送的人脸图像，并将获得的人脸图像与预设的人脸数据库进行比对，于比对成功后返回二次验证成功结果至门禁主机30，当门禁主机30接收到二次验证成功结果时，则控制门禁解锁，而当门禁主机30接收到二次验证失败结果时，则不予解锁，并给出解锁失败提示操作。
图3为本发明具体实施例中基于指静脉识别的门禁系统的系统架构图。在本发明具体实施例中，基于指静脉识别的门禁系统包括指静脉机、门禁主机、数据服务器以及IOT客户端，其中，指静脉机通过RS485总线连接门禁主机，并通过以太网经以太网交换机无线连接数据服务器，门禁主机通过以太网经以太网交换机连接数据服务器及IOT客户端，其工作原理如下：
当要进行门禁解锁时，用户首先将手指放置于指静脉机，使得手指位于CCD图像传感器之上且位于近红外LED之下，近红外LED向手指投射红外线，部分红外线可穿透手指后被CCD传感器所接收。由于手指中存在红细胞，红细胞可吸收红外线，因此近红外LED灯向下投射红外线并经过手指后，CCD传感器捕捉到的图像中，手指中的血管位置处呈现黑色，而非血管位置处的图像则显示为白色，最终CCD传感器捕捉到的指静脉图像为黑白双色显示的平面图像。因为每个人且每根手指的血管分布或走向均存在一定差异，因此，CCD传感器捕捉到的指静脉图像能够作为辨识每个用户的图像信息，即成为每个人身上独一无二的钥匙。
CCD图像传感器捕捉到手指静脉图像信息后，将用户对应的指静脉图像数据压缩封装后发送至数据服务器，数据服务器解压缩并读取指静脉压缩包后，将用户指静脉图像与用户预先存储于指静脉数据库中的数据进行比对，由于指静脉数据库中已预先存储了多位用户的指静脉图像数据，则当数据服务器接收到指静脉图像数据与指静脉数据库中的任一指静脉图像可对应上，则认为该用户首次身份验证成功。
当该用户首次身份验证成功，数据服务器则将首次验证成功信息返回至门禁主机、指静脉机以及IOT客户端以启动二次身份验证，此时门禁主机可启动前端的摄像头进行人脸图像拍摄，以获取当前用户的人脸图像，并将获得的人脸图像传送至IOT客户端，由IOT客户端对获得的人脸图像进行特征识别，并与预先存储的人脸数据库进行比对，若比对成功，则发送二次身份验证成功信息返回至门禁主机，由门禁主机控制门禁解锁，若比对不成功，则反送二次身份验证失败信息至门禁主机，由门禁主机发出门禁开启失败的提示信息。
图4为本发明一种基于指静脉识别的门禁方法的步骤流程图。如图4所示，本发明一种基于指静脉识别的门禁方法，包括如下步骤：
步骤S1，利用指静脉机采集用户的手指静脉验证信息，并将采集到的手指静脉验证信息通过无线网络发送至数据服务器。在本发明具体实施例中，指静脉机安装于门禁系统朝向于门外且能够被用户轻易触摸的位置，具体地，指静脉机包括CCD图像传感器以及位于CCD图像传感器上方的近红外LED，近红外LED可向下发射红外线经过用户指静脉后被CCD图像传感器捕获用户指静脉的图像信息，并将采集到的指静脉图像数据信息打包发送至数据服务器20。
步骤S2，于所述数据服务器端将接收到手指静脉验证信息与预先建立的指静脉数据库中的信息进行比对，并反馈比对结果至指静脉机、门禁主机以及客户端，也就是说，数据服务器中预先建立有指静脉数据库，该指静脉数据库中存储有门禁允许的用户的手指静脉信息，将获得手指静脉验证信息与指静脉数据库中的手指静脉信息一一进行比对，若比对成功，则返回比对首次比对成功结果至指静脉机、门禁主机和IOT客户端，以启动二次身份验证，若比对不成功，则返回首次比对失败结果至指静脉机、门禁主机，由门禁主机产生门禁解锁失败的提示信息。
步骤S3，所述门禁主机于接收到所述数据服务器发送的首次比对成功的信息后，启动前端的摄像装置获取用户的人脸图像，并将获得的人脸图像传送至IOT客户端以进行二次验证。在本发明具体实施例中，门禁主机可通过设置于门禁系统朝向于门外的摄像头获取用户的人脸图像，并将获得的人脸图像传送至IOT客户端进行二次身份验证；
步骤S4，所述IOT客户端于获得门禁主机传送的人脸图像后，将获得的人脸图像与预设的人脸数据库进行二次身份验证比对，返回二次身份验证比对结果至门禁主机。
步骤S5，所述门禁主机根据二次身份验证结果进行门禁解锁或给出失败提示操作。即当门禁主机接收到二次身份验证成功结果时，则控制门禁解锁，而当门禁主机接收到二次验证失败结果时，则不予解锁，并给出解锁失败提示操作。
综上所述，本发明一种基于指静脉识别的门禁系统及方法通过利用指静脉技术对用户的身份进行首次验证，并于首次验证通过后，启动前端的摄像头获取人脸图像，并通过IOT客户端对人脸图像进行识别比对以实现二次身份验证，实现了一种可靠性强、安全性高且不易更换伪造的门禁技术。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种基于指静脉识别的门禁系统，包括：
指静脉机，连接门禁主机，用于采集用户的手指静脉验证信息，并将采集到的手指静脉验证信息通过无线网络发送至数据服务器；
数据服务器，用于将接收到手指静脉验证信息与预先建立的指静脉数据库中的信息进行比对，并反馈比对结果至所述指静脉机、门禁主机以及客户端；
门禁主机，于接收到所述数据服务器发送的首次比对成功的信息后，启动前端的摄像装置获取当前用户的人脸图像，并将获得的人脸图像传送至IOT客户端以进行二次身份验证；
IOT客户端，用于获取所述门禁主机传送的人脸图像，并将获得的人脸图像与预设的人脸数据库进行比对，于比对成功后返回二次身份验证结果至所述门禁主机以实现门禁控制。
2.如权利要求1所述的一种基于指静脉识别的门禁系统，其特征在于：所述指静脉机安装于所述门禁系统朝向于门外且能够被用户轻易触摸的位置。
3.如权利要求1所述的一种基于指静脉识别的门禁系统，其特征在于：所述指静脉机包括CCD图像传感器以及位于CCD图像传感器上方的近红外LED，所述近红外LED向下发射红外线经过用户指静脉后被所述CCD图像传感器捕获用户指静脉的图像信息，并将采集到的指静脉图像数据信息打包发送至所述数据服务器。
4.如权利要求1所述的一种基于指静脉识别的门禁系统，其特征在于：所述数据服务器将获得手指静脉验证信息与指静脉数据库中的手指静脉信息一一进行比对，若比对成功，则返回比对首次比对成功结果至所述指静脉机、门禁主机和IOT客户端，以启动二次身份验证，若比对不成功，则返回首次比对失败结果至指静脉机、门禁主机，由所述门禁主机产生门禁解锁失败的提示信息。
5.如权利要求4所述的一种基于指静脉识别的门禁系统，其特征在于，所述数据服务器进一步包括：
手指静脉验证信息获取模块，用于获取所述指静脉机传送的手指静脉验证信息；
图像处理模块，对采集到的指静脉图像数据信息进行预处理；
特征提取模块，对于处理后的指静脉图像数据进行特征提取；
特征匹配模块，用于将提取的特征与指静脉数据库中的数据进行匹配识别，并返回匹配结果至所述指静脉机、门禁主机和IOT客户端。
6.如权利要求1所述的一种基于指静脉识别的门禁系统，其特征在于：若所述门禁主机接收到所述数据服务器发送的首次比对失败信息，则产生门禁解锁失败的提示信息。
7.如权利要求1所述的一种基于指静脉识别的门禁系统，其特征在于：若所述门禁主机接收到二次身份验证成功结果时，则控制门禁解锁，当所述门禁主机接收到二次身份验证失败结果时，则不予解锁，并给出解锁失败提示操作。
8.一种基于指静脉识别的门禁方法，包括如下步骤：
步骤S1，利用指静脉机采集用户的手指静脉验证信息，并将采集到的手指静脉验证信息通过无线网络发送至数据服务器；
步骤S2，于所述数据服务器端将接收到手指静脉验证信息与预先建立的指静脉数据库中的信息进行比对，并反馈比对结果至指静脉机、门禁主机以及客户端；
步骤S3，所述门禁主机于接收到所述数据服务器发送的首次比对成功的信息后，启动前端的摄像装置获取用户的人脸图像，并将获得的人脸图像传送至IOT客户端以进行二次身份验证；
步骤S4，所述IOT客户端于获得门禁主机传送的人脸图像后，将获得的人脸图像与预设的人脸数据库进行二次身份验证比对，返回二次身份验证比对结果至门禁主机；
步骤S5，所述门禁主机根据二次身份验证结果进行门禁解锁或给出失败提示操作。
9.如权利要求8所述的一种基于指静脉识别的门禁方法，其特征在于：于步骤S2中，所述数据服务器将获得手指静脉验证信息与指静脉数据库中的手指静脉信息一一进行比对，若比对成功，则返回比对首次比对成功结果至指静脉机、门禁主机和IOT客户端，以启动二次身份验证，若比对不成功，则返回首次比对失败结果至指静脉机、门禁主机，由门禁主机产生门禁解锁失败的提示信息。
10.如权利要求8所述的一种基于指静脉识别的门禁方法，其特征在于：于步骤S5中，当所述门禁主机接收到二次身份验证成功结果时，则控制门禁解锁，而当门禁主机接收到二次验证失败结果时，则不予解锁，并给出解锁失败提示操作。
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