CN110009792A - 一种基于人脸识别的wifi智能门铃开锁系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于人脸识别的WIFI智能门铃开锁系统，包括智能门铃、智能门锁、后台管理模块；所述智能门铃包括MCU核心模块、2.4G无线模块、433M无线模块、WiFi模块、电源管理模块，所述智能门铃通过所述433M无线模块与所述智能门锁无线通信连接，所述后台管理模块通过所述WiFi模块与所述智能门铃的MCU核心模块连接；所述2.4G无线模块用于所述智能门铃与用户手机APP的数据交换通讯；所述MCU核心模块用于各部件的智能控制；所述电源管理模块为各部件提供工作电源。本发明针对智能家居应用的广泛前景，将实名认证应用于智能家居上，给用户带来便捷的同时，也提高了安全性，具有使用便捷、实名认证、安全可靠的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能家居技术领域，尤其涉及一种基于人脸识别的WIFI智能门铃开锁系统及方法。
背景技术
目前，我国大部分小区管理水平仍然比较落后，小区进出人员繁杂，安全隐患较大，小区人员的管理和实名制信息采集等工作难以得到落实。现有的小区门禁多采用键盘输入或刷卡的方式，键盘固定在门上容易在输入密码的过程中泄露密码，限制小区进出入人员的作用不大；而刷卡方式易出现忘记带门禁卡、门禁卡片损坏而无法进入，门禁卡丢失存在安全隐患的问题。同时键盘输入或刷卡的门禁方式仅用于限制小区进出入人员，对人员身份信息等内容起不到任何管理作用，对来访人员没有确认和记录手段，处理来访人员是对来访人员的信息不能够全面准确的记录，因外来人员发生安全问题是不能够及时得到处理，起不到应达到的小区安全管理效果。
随着高新科技日新月异地发展，传统的开锁模式已经远远不能满足人们的需求，智能门锁+智能门铃的结合模式的出现是为人们的生活带来更多的便捷。市面上大多数的智能锁可以设置多种开锁模式,除了传统钥匙之外,还可以用密码、指纹、智能感应、刷卡等方式开锁。在给我们带来便利的同时，增加了数字化被黑的可能性，也带来了安全隐患。于是，在此基础上，我们增加了基于人脸识别的WiFi智能门铃，按门铃的同时，会对人员自动抓拍并保存录像，且具备实名认证功能。在智能化的过程中，实名认证已成为智能家居发展的新趋势。实名认证不仅可以提高安全性，也有利于确定身份，避免不必要的安全隐患。
发明内容
针对现有开锁技术便捷性差、或存在安全隐患等问题，本发明提供一种基于人脸识别的WIFI智能门铃开锁系统及方法，将实名认证应用于智能家居上，给用户带来便捷的同时，也提高了安全性。
为实现上述目的，本发明可以通过以下技术方案予以实现：
一种基于人脸识别的WIFI智能门铃开锁系统，包括智能门铃、智能门锁、后台管理模块；所述智能门铃包括MCU核心模块、2.4G无线模块、433M无线模块、WiFi模块、电源管理模块，所述智能门铃通过所述433M无线模块与所述智能门锁无线通信连接，所述后台管理模块通过所述WiFi模块与所述智能门铃的MCU核心模块连接；所述2.4G无线模块用于所述智能门铃与用户手机APP的数据交换通讯；所述MCU核心模块分别与所述2.4G无线模块、433M无线模块、WiFi模块连接，实现各部件的智能控制；所述电源管理模块为所述智能门铃、智能门锁提供工作电源；用户通过所述后台管理模块、智能门锁共同完成实名验证并获得门禁授权后，所述后台管理模块通过所述WiFi模块发送开锁命令下发开锁命令进行开锁，同时保存开锁信息及开锁记录。
进一步地，所述后台管理模块包括注册管理模块、授权管理模块、数据管理模块；所述注册管理模块根据用户手机APP提交的实名信息，提交到后台，为用户实现实名认证；所述授权管理模块根据用户提交的申请信息，审核通过后授权智能门铃的门禁信息，从而使用户手机APP与智能门铃相绑定；所述数据管理模块用于建立相关数据库对有效信息进行保存。进一步地，所述后台管理模块是采用云后台服务器来实现的。
进一步地，所述智能门铃还包括摄像头、红外补光灯，所述摄像头连接所述MCU核心模块，用于采集门外的图像信息，所述红外补光灯用于夜间摄像的补光。
进一步地，所述智能门铃还设有人脸识别功能、WiFi远程连接功能、二维码连接功能、蓝牙连接功能，用户通过以上任意一种功能连接所述智能门铃进行实名认证。
进一步地，所述智能门铃还包括人体感应器，所述人体感应器与所述MCU核心模块连接，用于检测一定范围之内是否有人体走动，所述人体感应器检测到有人体走动时，发送低电平信号(“有人”)至所述MCU核心模块，所述MCU核心模块则启动所述摄像机进行摄像；当人体走动情况消失时，所述人体感应器检测停止发送低电平信号至所述MCU核心模块，所述MCU核心模块则停止所述摄像机的摄像动作。
进一步地，所述智能门铃还包括按键模块，所述按键模块分别与所述MCU核心模块、电源管理模块连接，所述电源管理模块为所述按键模块提供工作电源；访客来访时，使用所述按键模块发出来访请求，所述按键模块将来访信息发送至所述MCU核心模块，同时启动所述摄像头，所述MCU核心模块将来访信息及来访摄像一起发送至所述后台管理模块，所述后台管理模块通过网络将访客信息推送到户主手机APP，户主从手机APP中看到是谁来访，从而决定是否开锁。
进一步地，所述智能门铃还包括存储模块，所述存储模块用于保存参数及记录文件。
一种基于人脸识别的WiFi智能门铃开锁方法，包括以下步骤：
(1)用户通过手机APP客户端向后台服务器发送个人实名制信息，由后台服务器登记，完成实名认证注册；
(2)用户完成实名认证后，通过手机APP发送绑定申请到后台服务器，申请与智能门铃绑定；后台服务器收到申请后，后台服务器验证身份后将用户身份信息和门铃信息对应起来，存储在后台服务器进行用户手机与智能门铃绑定，绑定成功后，授权门禁，允许用户进行实名制开门；
(3)智能门铃通过无线通信方式与智能门锁连接；当有人按下智能门铃时，智能门铃自动获取访客信息并发送到后台服务器，后台服务器通过网络将访客信息推送到户主手机APP，户主从手机APP中看到是谁来访，从而决定是否开锁；
(4)已授权门禁的用户需要开门时，直接进行实名认证并发送开锁命令至后台服务器，实名认证通过后，后台服务器下发开锁命令进行开锁，并保存记录；访客来访时，则直接按下智能门铃，智能门铃启动后自动获取访客信息并发送到后台服务器，后台服务器通过网络将访客信息推送到户主手机APP，户主从手机APP中看到是谁来访，从而决定是否开锁。
进一步地，所述步骤(1)中实名认证注册中的个人实名制信息包括脸部识别信息；步骤(2)中实名认证包括脸部识别验证。
进一步地，所述步骤(2)中实名认证的认证开锁方式包括WiFi远程方式开锁、二维码方式开锁、蓝牙/2.4G方式开锁、脸证+2.4G/RCC方式开锁。
进一步地，所述步骤(4)后还包括步骤(5)：后台服务器保存的数据直接同步到公安系统中，公安系统中有用户的信息，从而提高安全保障。
本发明的有益效果是：本发明针对智能家居应用的广泛前景，将实名认证应用于智能家居上，给用户带来便捷的同时，也提高了安全性；实名认证方式WiFi远程方式开锁、二维码方式开锁、蓝牙/2.4G方式开锁、脸证+2.4G/RCC方式开锁，可以满足不同人群不同适用场合的各种需求；按门铃的同时，会对人员自动抓拍并保存录像；录像及开锁信息及记录可会同步连接到公安系统中，从而进一步提高安全。本发明不仅可以提高安全性，也有利于确定身份，避免不必要的安全隐患，具有使用便捷、实名认证、安全可靠的优点，可广泛应用于各种社区、酒店、洗车店、洗头店、附近商家等人流较多的场合，在保障安全的同时也满足快递、外卖等频繁进出的使用需求。
附图说明
图1是本发明实施例的工作流程图示；
图2是本发明实施例智能门铃的结构图示；
图3是本发明实施例中云后台服务器的结构图示；
图4是本发明实施例中MCU核心模块电路原理图。
图5是本发明实施例中摄像头的电路原理图；
图6是本发明实施例中存储模块的电路原理图；
图7是本发明实施例中电源管理模块的电路原理图；
图8是本发明实施例中按键模块的电路原理图；
图9是本发明实施例中人体感应器的电路原理图；
图10是本发明实施例中WIFI模块的电路原理图；
图11是本发明实施例中2.4G无线模块的电路原理图；
图12是本发明实施例中433M无线模块的电路原理图；
图13是本发明实施例中麦克风、喇叭的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。
实施例：
如图1所示，一种基于人脸识别的WIFI智能门铃开锁系统，包括智能门铃、智能门锁、后台管理模块；所述智能门铃包括MCU核心模块、2.4G无线模块、433M无线模块、WiFi模块、电源管理模块、摄像头、红外补光灯、人体感应器、按键模块、存储模块，所述智能门铃通过所述433M无线模块与所述智能门锁无线通信连接，所述后台管理模块通过所述WiFi模块与所述智能门铃的MCU核心模块连接；用户通过所述后台管理模块、智能门锁共同完成实名验证并获得门禁授权后，所述后台管理模块通过所述WiFi模块发送开锁命令下发开锁命令进行开锁，同时保存开锁信息及开锁记录。
如图2所示，所述MCU核心模块分别连接所述2.4G无线模块、433M无线模块、WiFi模块、电源管理模块、括摄像头、红外补光灯、人体感应器、按键模块、存储模块，实现各部件的智能控制；所述MCU核心模块采用全志A33ARM Cortex-A7芯片，1.2G主频，512M DDR+4GeMMC的核心处理芯片,对图像，音视频，以及业务数据进行处理，协议封装，并上传到网络；其性能优越且功率较低，能满足整体功能要求；具体地，MCU核心模块电路原理图如图4所示；
所述2.4G无线模块用于所述智能门铃与用户手机APP的数据交换通讯，所述2.4G无线模块可支持最远5米距离的发射范围，能与范围内与手机RCC-SIM稳定的数据交互通讯；用户在智能门铃刷脸验证通过后，智能门铃会启动2.4G无线模块进行射频读卡，用户手机APP(终端机)发射的2.4G频率感应信号，激活RCC卡片，实现终端机具与RCC卡片的数据交互；具体地，2.4G无线模块的电路原理图如图11所示；
所述433M无线模块用于与室内门铃或电子锁进行的接收模块进行配对使用；具体地，433M无线模块的电路原理图如图12所示；
所述WiFi模块用于所述智能门铃(含)、后台管理模块、用户手机APP的远程连接；通过对WIFI的初始化参数配置，连接路由器，可实现联网功能；具体地，WIFI模块的电路原理图如图10所示；
所述电源管理模块为所述智能门铃、智能门锁等部件提供工作电源；输入电源采用外接6V电源或是用2颗3.7V的电池串联提供，主要实现对输入电源进行有效滤波和分压保护，输出5V和3.3V电压供内部电路使用；具体地，电源管理模块的电路原理图如图7所示；
所述摄像头用于采集门外的图像信息，所述摄像头采用30W GC0308芯片，120度广角镜头，能满足日常监控需求；所述红外补光灯用于夜间摄像的补光；具体地，摄像头的电路原理图如图5所示；
所述人体感应器采用红外人体感应检测装置，
用于检测3米范围之内是否有人体走动，所述人体感应器检测到有人体走动时，发送低电平信号(“有人”)至所述MCU核心模块，触发摄像头H42，对视频图像进行采集，MCU核心模块通过对视频进行预处理，把处理的图像通过WIFI发送到云端服务器进行人脸检测和识别，云端服务器把结果反馈给MCU核心模块，如果成功，则进行下一步的验证流程；当人体走动情况消失时，所述人体感应器检测停止发送低电平信号，所述MCU核心模块则认定为“无人”状态，所述MCU核心模块则停止所述摄像机的摄像动作(如有额外设置监控状态除外)；具体地，人体感应器的电路原理图如图9所示；
所述按键模块用于所述智能门铃的直接操作；访客来访时，使用所述按键模块发出来访请求，所述按键模块将来访信息发送至所述MCU核心模块，同时启动所述摄像头，所述MCU核心模块将来访信息及来访摄像一起发送至所述后台管理模块，所述后台管理模块通过网络将访客信息推送到户主手机APP，户主从手机APP中看到是谁来访，从而决定是否开锁；具体地，按键模块的电路原理图如图8所示；
所述存储模块用于保存参数及记录文件，所述存储模块可支持TF卡，可具备16GB大小的存储空间；具体地，存储模块的电路原理图如图6所示；
具体地，如图3所示，本实施例中所述后台管理模块包括注册管理模块、授权管理模块、数据管理模块；所述注册管理模块根据用户手机APP提交的实名信息，提交到后台，为用户实现实名认证；所述授权管理模块根据用户提交的申请信息，审核通过后授权智能门铃的门禁信息，从而使用户手机APP与智能门铃相绑定；所述数据管理模块汇集所有的智能门铃信息，用户的实名信息，呼叫及报警记录，并建立相关数据库对这些有效信息进行保存。进一步地，所述后台管理模块是采用云后台服务器来实现的。
具体地，本实施例中所述智能门铃还设有人脸识别功能、WiFi远程连接功能、二维码连接功能、蓝牙连接功能，用户通过以上任意一种功能连接所述智能门铃进行实名认证。
具体地，本实施例中所述智能门铃还设有用于实时通话的门外麦克风、户外扬声器(喇叭)，具体地，音频模块(麦克风、喇叭)采用FM8002音频编解码芯片，其电路原理图如图13所示。
工作流程：
①当红外人体感应器检测到人体时，发送低电平信号(“有人”)给MCU核心模块，触发摄像头H42，对视频图像进行采集，MCU核心模块通过对视频进行预处理，把处理的图像通过WIFI发送到云端服务器进行人脸检测和识别，云端服务器把结果反馈给MCU核心模块；如果成功，则进行下一步的验证流程；如果不成功，则返回原始状态；
②人脸识别成功后，MCU核心模块会激活2.4G RF射频模块，发送电磁波搜索RCC-SIM卡，如果找到卡，则读取卡里面信息传给MCU核心模块，把卡信息通过RSA加密方式发送给云端服务器做数据比对，再返回结果给MCU核心模块，如果比对成功，则运行开门流程；
③开门流程：MCU核心模块激活433M的射频电路，通过发射电路，发射到电子锁的接收电路，电子锁电路会自动解码，操作机械部件，从而实现开锁功能；
④如果上述的卡片比对不成功，或用户通过按键，MCU核心模块会启动呼叫进程，通过云端服务器推送到业主手机APP上，如果接通成功，则MCU核心模块打开摄像头，录制视频，音频电路采集麦克风的音频数据，编码后，通过WIFI实时传输到云端，再从云端接收音频信号，通过FM8002音频解码后，输出到喇叭播放，实现音视频对讲功能。
采用上述基于人脸识别的WiFi智能门铃开锁系统的开锁方法，步骤如下：
(1)用户初次使用需安装手机APP软件，通过手机APP客户端向后台服务器发送个人实名制信息，包括相关证件号、录入人脸信息、其他个人信息等，由云后台服务器登记，完成实名认证注册；
(2)用户完成实名认证后，通过手机APP发送绑定申请到后台服务器，申请与智能门铃绑定；后台服务器收到申请后，后台服务器验证身份后将用户身份信息和门铃信息对应起来，存储在后台服务器，进行用户手机与智能门铃绑定，绑定成功后，授权门禁，允许用户进行实名制开门；
(3)智能门铃通过无线通信方式与智能门锁连接；当有人按下智能门铃时，智能门铃自动获取访客信息并发送到后台服务器，后台服务器通过网络将访客信息推送到户主手机APP，户主从手机APP中看到是谁来访，从而决定是否开锁；
(4)用户开锁(或者访客来访，按下智能门铃后，智能门铃会发送推送到用户手机APP)，包括以下方式：
a)用户使用WiFi远程方式开锁，用户使用手机APP找到与之绑定的智能门铃后，发送开锁命令，将命令上传到后台服务器，后台服务器接收到APP发送的信息后，下发开锁命令；
b)用户使用二维码方式开锁，用户使用手机APP，使用扫码方式，扫描智能门铃相对应的二维码(每个门铃有个唯一的二维码)，扫描后，APP会自动发送开锁命令上传到后台服务器，后台服务器接收到APP发送的信息后，自动匹配用户身份，检测是否有实现实名认证并获得门禁授权，匹配成功后，下发开锁命令；
c)用户使用蓝牙/2.4G方式开锁，打开蓝牙，在读头感应有效距离内，进行手机刷卡操作；智能门铃与用户手机APP的蓝牙匹配成功后，用户手机APP发送开锁命令，智能门铃自动匹配用户身份，检测是否有实现实名认证并获得门禁授权，匹配成功后，下发开锁命令；
d)用户使用脸证+2.4G/RCC方式开锁，用户需要首先在录脸存放到云后台服务器中，云后台服务器把脸照与门铃之间对应起来；用户如果使用此方式开锁的话，用户需要在智能门铃录脸，然后智能门铃会发送请求到云后台服务器中，请求是否有此照片，然后再与2.4G/RCC结合到一起，最后判断是否开锁。
(5)成功开锁后，手机APP会返回成功的命令到后台服务器，后台服务器接收后，会自动进行管理储存运作；
(6)存储到后台服务器的全部数据，会直接同步到公安系统中；公安系统中有用户的信息，更是大大提高了安全。
具体地，本实施例步骤(4)中完成实名认证后，需要再次检测用户是否与门铃有相互绑定，若是没有，则会提示先要完成绑定；完成绑定后，需继续检测后台是否有为用户与门铃授权，若是有授权，则可以开锁；若是没有授权，则无法开锁；当用户在APP上完成开锁命令后，后台服务器也会根据用户的操作，将有效的命令实时下发到与用户绑定的门铃，并保存记录。
具体地，本实施例步骤(4)中访客来访时，户主可通过手机APP启动智能门铃的门外麦克风、户外扬声器与访客进行直接通话。
具体地，本实施例中智能门铃可以根据户主设定的时间，实时监控门外的情况，当有人靠近时，设备会启动摄像头拍照，并上传到后台推送到户主手机上。
本发明的有益效果是：本发明针对智能家居应用的广泛前景，将实名认证应用于智能家居上，给用户带来便捷的同时，也提高了安全性；实名认证方式WiFi远程方式开锁、二维码方式开锁、蓝牙/2.4G方式开锁、脸证+2.4G/RCC方式开锁，可以满足不同人群不同适用场合的各种需求；按门铃的同时，会对人员自动抓拍并保存录像；录像及开锁信息及记录可会同步连接到公安系统中，从而进一步提高安全。本发明不仅可以提高安全性，也有利于确定身份，避免不必要的安全隐患，具有使用便捷、实名认证、安全可靠的优点，可广泛应用于各种社区、酒店、洗车店、洗头店、附近商家等人流较多的场合，在保障安全的同时也满足快递、外卖等频繁进出的使用需求。
以上所述实施例及其他图例仅表达了本发明的一种实施方式，只是在于说明而不是限制本发明。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于人脸识别的WIFI智能门铃开锁系统，其特征在于：包括智能门铃、智能门锁、后台管理模块；所述智能门铃包括MCU核心模块、2.4G无线模块、433M无线模块、WiFi模块、电源管理模块，所述智能门铃通过所述433M无线模块与所述智能门锁无线通信连接，所述后台管理模块通过所述WiFi模块与所述智能门铃的MCU核心模块连接；所述2.4G无线模块用于所述智能门铃与用户手机APP的数据交换通讯；所述MCU核心模块分别与所述2.4G无线模块、433M无线模块、WiFi模块连接，实现各部件的智能控制；所述电源管理模块为所述智能门铃、智能门锁提供工作电源；用户通过所述后台管理模块、智能门锁共同完成实名验证并获得门禁授权后，所述后台管理模块通过所述WiFi模块发送开锁命令下发开锁命令进行开锁，同时保存开锁信息及开锁记录。
2.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的WIFI智能门铃开锁系统，其特征在于：所述后台管理模块包括注册管理模块、授权管理模块、数据管理模块；所述注册管理模块根据用户手机APP提交的实名信息，提交到后台，为用户实现实名认证；所述授权管理模块根据用户提交的申请信息，审核通过后授权智能门铃的门禁信息，从而使用户手机APP与智能门铃相绑定；所述数据管理模块用于建立相关数据库对有效信息进行保存。
3.根据权利要求1所述的一种基于人脸识别的WIFI智能门铃开锁系统，其特征在于：所述智能门铃还包括摄像头、红外补光灯，所述摄像头连接所述MCU核心模块，用于采集门外的图像信息，所述红外补光灯用于夜间摄像的补光。
4.根据权利要求3所述的一种基于人脸识别的WIFI智能门铃开锁系统，其特征在于：所述智能门铃还设有人脸识别功能、WiFi远程连接功能、二维码连接功能、蓝牙连接功能，用户通过以上任意一种功能连接所述智能门铃进行实名认证。
5.根据权利要求3所述的一种基于人脸识别的WIFI智能门铃开锁系统，其特征在于：所述智能门铃还包括人体感应器，所述人体感应器与所述MCU核心模块连接，用于检测一定范围之内是否有人体走动，所述人体感应器检测到有人体走动时，发送“有人”信号至所述MCU核心模块，所述MCU核心模块则启动所述摄像机进行摄像。
6.根据权利要求3所述的一种基于人脸识别的WIFI智能门铃开锁系统，其特征在于：所述智能门铃还包括按键模块，所述按键模块分别与所述MCU核心模块、电源管理模块连接，所述电源管理模块为所述按键模块提供工作电源；访客来访时，使用所述按键模块发出来访请求，所述按键模块将来访信息发送至所述MCU核心模块，同时启动所述摄像头，所述MCU核心模块将来访信息及来访摄像一起发送至所述后台管理模块，所述后台管理模块通过网络将访客信息推送到户主手机APP，户主从手机APP中看到是谁来访，从而决定是否开锁。
7.一种使用权利要求1-6之一所述的基于人脸识别的WiFi智能门铃开锁系统的WiFi智能门铃开锁方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)用户通过手机APP客户端向后台服务器发送个人实名制信息，由后台服务器登记，完成实名认证注册；
(2)用户完成实名认证后，通过手机APP发送绑定申请到后台服务器，申请与智能门铃绑定；后台服务器收到申请后，后台服务器验证身份后将用户身份信息和门铃信息对应起来，存储在后台服务器，进行用户手机与智能门铃绑定，绑定成功后，授权门禁，允许用户进行实名制开门；
(3)智能门铃通过无线通信方式与智能门锁连接；当有人按下智能门铃时，智能门铃自动获取访客信息并发送到后台服务器，后台服务器通过网络将访客信息推送到户主手机APP，户主从手机APP中看到是谁来访，从而决定是否开锁；
(4)已授权门禁的用户需要开门时，直接进行实名认证并发送开锁命令至后台服务器，实名认证通过后，后台服务器下发开锁命令进行开锁，并保存记录；访客来访时，则直接按下智能门铃，智能门铃启动后自动获取访客信息并发送到后台服务器，后台服务器通过网络将访客信息推送到户主手机APP，户主从手机APP中看到是谁来访，从而决定是否开锁。
8.根据权利要求7所述的WiFi智能门铃开锁方法，其特征在于：所述步骤(1)中实名认证注册中的个人实名制信息包括脸部识别信息；步骤(2)中实名认证包括脸部识别验证。
9.根据权利要求7所述的WiFi智能门铃开锁方法，其特征在于：所述步骤(2)中实名认证的认证开锁方式包括WiFi远程方式开锁、二维码方式开锁、蓝牙/2.4G方式开锁、脸证+2.4G/RCC方式开锁。
10.根据权利要求7所述的WiFi智能门铃开锁方法，其特征在于：所述步骤(4)后还包括步骤(5)：后台服务器保存的数据直接同步到公安系统中，公安系统中有用户的信息，从而提高安全保障。
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