CN110189444A - 一种基于无线网络的门禁系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于无线网络的门禁系统，利用温度传感器、信号处理电路、温度比对模块、输入设备、输入比对模块、图像采集模块、图像处理模块、图像比对模块、中央处理装置、闸机控制模块、显示设备、无线传输设备、报警设备、移动终端设备以及数据存储设备对门禁进行管理，使用温度传感器和信号处理电路能够实现对是否有人员要进入门禁进行精确识别，在识别到有人员要进入门禁时再开启图像采集模块进行图像采集，然后，通过输入比对模块进行人员信息识别，再通过图像比对模块判断人员信息和人员图像进行识别，实现了精准放行。

Description

一种基于无线网络的门禁系统
技术领域
本发明涉及智能设备领域，尤其涉及一种基于无线网络的门禁系统。
背景技术
社会治安仍是当今社会面临的一个重大问题，如何应用高科技手段提高安全防范措施，更有效地阻止犯罪行为的发生是科技工作者义不容辞的责任。目前的形势下，对于普通居民小区/公司，仅仅依靠普通的门锁、防盗门或者报警等系统来保证居民/员工的安全是不够的，如果能够安装一套智能门禁系统,将会有效地保护住宅的安全。
智能门禁系统是一种新型现代化安全管理系统，集自动识别技术和现代安全管理措施为一体，涉及电子、机械、光学、计算机技术、通讯技术、生物技术等诸多新技术。门禁系统通过在建筑物内的主要管理区、出入口、电梯厅、设备控制中心机房、贵重物品的库房等重要部门的通道口安装门磁、电控锁或控制器、读卡器等控制装置，由计算机或管理人员在中心控制室监控，能够对各通道口的位置、通行对象及通行时间、方向等进行实时控制或设定程序控制，从而实现对出入口的控制。
现有技术中，门禁系统常规由门禁控制器、门禁读卡器、卡片、电控锁、门禁软件、电源和相关门禁应用设备几部分组成，门禁系统是随着自动识别技术的发展而迅速发展的，目前，国内外研制和使用的门禁系统主要集中在感应门禁系统和生物识别门禁系统。在生物识别门禁系统中又以指纹门禁系统应用最为广泛。本文主要研究的是一种利用指纹识别和具有图象记录功能的智能门禁系统，既可以单独使用也可以联网应用，但是，现有技术中的门禁系统不能实现“精确放行”的目的，且复杂的门禁系统会消耗大量电能，也不符合节能的要求，例如，智能门禁使用图像采集传感器对进入门禁的人员的图像进行采集、分析，但是在无人进入时，图像采集传感器依旧一直工作，因此会消耗大量电能。
发明内容
因此，为了克服上述问题，本发明提供一种基于无线网络的门禁系统，利用温度传感器、信号处理电路、温度比对模块、输入设备、输入比对模块、图像采集模块、图像处理模块、图像比对模块、中央处理装置、闸机控制模块、显示设备、无线传输设备、报警设备、移动终端设备以及数据存储设备对门禁进行管理，使用温度传感器和信号处理电路能够实现对是否有人员要进入门禁进行精确识别，在识别到有人员要进入门禁时再开启图像采集模块进行图像采集，然后，通过输入比对模块进行人员信息识别，再通过图像比对模块判断人员信息和人员图像进行识别，实现了精准放行。
本发明提供的基于无线网络的门禁系统包括温度传感器、信号处理电路、温度比对模块、输入设备、输入比对模块、图像采集模块、图像处理模块、图像比对模块、中央处理装置、闸机控制模块、显示设备、无线传输设备、报警设备、移动终端设备以及数据存储设备。
其中，温度传感器的输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与温度比对模块的输入端连接，输入设备的输出端与输入比对模块的输入端连接，图像采集模块的输出端与图像处理模块的输入端连接，图像处理模块的输出端与图像比对模块的输入端连接，温度比对模块的触发信号输出端与图像采集模块的触发信号输入端连接，温度比对模块、输入比对模块以及图像比对模块的均与中央处理装置双向通讯连接，闸机控制模块的输入端与中央处理装置的输出端连接，显示设备的输入端和报警设备的输入端均与中央处理装置的输出端连接，中央处理装置的输出端通过无线传输设备与移动终端设备连接，中央处理装置的输出端通过无线传输设备与数据存储设备连接，中央处理装置根据接收到的输入比对模块和图像比对模块传输的信息对门禁的闸机进行控制。
优选的是，温度传感器用于采集待进入门禁物体的温度信号，并将采集到的温度信号传输至信号处理电路，信号处理电路对接收到的温度信号进行信号处理后传输至温度比对模块，温度比对模块内存储有与温度相对应的预设电压范围，若温度比对模块接收到的温度信号在上述预设电压范围内，则温度比对模块向图像采集模块传输一触发信号，图像采集模块接收到触发信号后开始采集人员的图像信息，并将采集的图像信息传输至图像处理模块，图像处理模块对接收到的图像信息进行图像处理后传输至图像比对模块，同时，人员通过输入设备输入人员信息，输入设备将输入的人员信息传输至输入比对模块，输入比对模块中存储有准许通过门禁人员的信息，若准许通过门禁人员的信息中没有与输入比对模块接收到的人员信息相匹配，则输入比对模块向中央处理装置传输第一控制信号，中央处理装置接收到第一控制信号后控制报警设备进行报警，若准许通过门禁人员的信息中有与输入比对模块接收到的人员信息相匹配，则输入比对模块将接收到的人员信息至中央处理装置，中央处理装置中存储有与准许通过门禁人员的信息相对应的人员图像信息，中央处理装置将与接收到的人员信息相对应的图像信息传输至图像比对模块，图像比对模块将接收到的两个图像信息进行比对，若一致，则图像比对模块向中央处理装置发送第二控制信号，中央处理装置接收到第二控制信号后通过控制闸机控制模块打开门禁的闸门，同时，中央处理装置将接收到的人员信息和人员进入门禁时间通过无线传输设备传输至移动终端设备和数据存储设备，若不一致，则图像比对模块向中央处理装置发送第三控制信号，中央处理装置接收到第三控制信号后，中央处理装置控制报警设备进行报警，同时，中央处理装置控制显示设备显示中央处理装置接收到的人员信息和图像信息。
优选的是，图像处理模块包括图像滤波单元、图像平滑单元以及图像增强单元。
其中，图像采集模块的输出端与图像滤波单元的输入端连接，图像滤波单元的输出端与图像平滑单元的输入端连接，图像平滑单元的输出端与图像增强单元的输入端连接，图像增强单元与图像比对模块的输入端连接。
优选的是，将图像采集模块传输至图像处理模块的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，图像滤波单元对图像f(x,y)进行图像滤波处理，经过图像滤波处理后的图像二维函数为g(x,y)，其中，σ为滤波参数，滤波效果通过σ进行调节，则有，
g(x,y)＝f(x,y)·G(x,y)。
优选的是，图像平滑单元对图像g(x,y)进行图像平滑处理，经过图像平滑处理后的图像二维函数为h(x,y)，其中，平滑函数为q(x,y)，则有，
h(x，y)＝a(x，y)*q(x，y)；
其中，﹡为卷积符号，w为自定义可调常数，平滑的作用是通过w来控制的。
优选的是，图像增强单元对图像h(x,y)进行图像增强处理，经过图像增强处理后的图像二维函数为s(x,y)，则有，
图像增强单元将图像s(x,y)传输至图像比对模块。
优选的是，温度传感器用于采集待进入门禁物体的温度信号，并将采集到的温度信号传输至信号处理电路，信号处理电路对接收到的温度信号依次进行信号放大和信号滤波处理后传输至温度比对模块。
优选的是，温度传感器用于采集待进入门禁物体的温度信号，将采集的温度信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至信号处理电路，V1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，温度传感器的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与中央处理装置的输入端连接。
优选的是，信号放大单元包括集成运放A1-A3、电容C1-C12和电阻R1-R11。
其中，温度传感器的输出端与电容C1的一端连接，电容C1的一端还与电容C2的一端连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端连接，电容C2的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电阻R1的一端接地，电阻R1的一端还与电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与电容C2的另一端连接，电阻R2的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R4的一端接地，电阻R4的另一端与电阻R2的另一端连接，电阻R3的一端与电阻R4的另一端连接，电阻R3的另一端与集成运放A1的输出端连接，集成运放A1的V+端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端接地，电容C3的一端还与+5V电源连接，集成运放A1的V-端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电容C4的一端还与-5V电源连接，电阻R3的另一端还与电容C5的一端连接，电容C5的一端还与电容C6的一端连接，电容C5的另一端与电容C6的另一端连接，电容C6的另一端与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R5的一端接地，电阻R5的一端还与电阻R6的一端连接，电阻R5的另一端与电容C6的另一端连接，电阻R6的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R8的一端接地，电阻R8的另一端与电阻R6的另一端连接，电阻R7的一端与电阻R8的另一端连接，电阻R7的另一端与集成运放A2的输出端连接，集成运放A2的V+端与电容C7的一端连接，电容C7的另一端接地，电容C7的一端还与+5V电源连接，集成运放A2的V-端与电容C8的一端连接，电容C8的另一端接地，电容C8的一端还与-5V电源连接，电阻R7的另一端还与电容C9的一端连接，电容C9的一端还与电容C10的一端连接，电容C9的另一端与电容C10的另一端连接，电容C10的另一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R9的一端接地，电阻R9的另一端与集成运放A3的同相输入端连接，集成运放A3的V+端与电容C11的一端连接，电容C11的另一端接地，电容C11的一端还与+5V电源连接，集成运放A3的V-端与电容C12的一端连接，电容C12的另一端接地，电容C12的一端还与-5V电源连接，电阻R11的一端接地，电阻R11的另一端与电阻R10的一端连接，电阻R11的另一端还与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R10的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R10的另一端还与信号滤波单元的输入端连接。
优选的是，信号滤波单元包括其特征在于，信号滤波单元包括电阻R12-R16、电容C13-C14以及集成运放A4。
其中，信号放大单元的输出端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与电容C14的一端连接，电容C13的一端接地，电容C13的另一端与电容C14的一端连接，电阻R13的一端接地，电阻R13的另一端与电容C14的另一端连接，电阻R13的另一端还与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R14的一端与电容C14的一端连接，电阻R14的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R16的一端接地，电阻R16的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R16的另一端还与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与集成运放A4的输出端连接，集成运放A4的输出端与温度比对模块的输入端连接，信号滤波单元将电压信号V1传输至温度比对模块。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明提供一种基于无线网络的门禁系统，利用温度传感器、信号处理电路、温度比对模块、输入设备、输入比对模块、图像采集模块、图像处理模块、图像比对模块、中央处理装置、闸机控制模块、显示设备、无线传输设备、报警设备、移动终端设备以及数据存储设备对门禁进行管理，使用温度传感器和信号处理电路能够实现对是否有人员要进入门禁进行精确识别，在识别到有人员要进入门禁时再开启图像采集模块进行图像采集，然后，通过输入比对模块进行人员信息识别，再通过图像比对模块判断人员信息和人员图像进行识别，实现了精准放行。
(2)本发明提供的一种基于无线网络的门禁系统，本发明的发明点还在于由于温度传感器采集的信号为微弱的电压信号，因而信号放大单元通过集成运放A1-A3、电容C1-C12和电阻R1-R11对温度传感器输出的电压V0进行放大处理，由集成运放A1-A3、电容C1-C12和电阻R1-R11构成的信号放大单元只有0.95μV/℃的漂移、2μV以内的偏移、100pA偏置电流和0.1Hz到10Hz宽带内1.3nV的噪声。其中，信号滤波单元使用电阻R12-R16、电容C13-C14以及集成运放A4对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了对温度检测的精度。
(3)本发明提供的基于无线网络的门禁系统，图像处理模块对采集的图像依次进行图像滤波、图像平滑、图像增强处理，可高效、快速的提取图像采集模块的图像信息，可提高对待进入门禁人员图像的辨识精度，有效地减少误判情况发生。
附图说明
图1为本发明的基于无线网络的门禁系统的功能图；
图2为本发明的基于无线网络的门禁系统的主视图；
图3为本发明的图像处理模块的功能图；
图4为本发明的信号处理电路的电路图。
附图标记：
1-输入设备；2-显示设备；3-闸门。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的基于无线网络的门禁系统进行详细说明。
如图1-2所示，本发明提供的基于无线网络的门禁系统包括温度传感器、信号处理电路、温度比对模块、输入设备1、输入比对模块、图像采集模块、图像处理模块、图像比对模块、中央处理装置、闸机控制模块、显示设备、无线传输设备、报警设备2、移动终端设备以及数据存储设备。
其中，温度传感器的输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与温度比对模块的输入端连接，输入设备1的输出端与输入比对模块的输入端连接，图像采集模块的输出端与图像处理模块的输入端连接，图像处理模块的输出端与图像比对模块的输入端连接，温度比对模块的触发信号输出端与图像采集模块的触发信号输入端连接，温度比对模块、输入比对模块以及图像比对模块的均与中央处理装置双向通讯连接，闸机控制模块的输入端与中央处理装置的输出端连接，显示设备的输入端和报警设备2的输入端均与中央处理装置的输出端连接，中央处理装置的输出端通过无线传输设备与移动终端设备连接，中央处理装置的输出端通过无线传输设备与数据存储设备连接，中央处理装置根据接收到的输入比对模块和图像比对模块传输的信息对门禁的闸机进行控制。
上述实施方式中，利用温度传感器、信号处理电路、温度比对模块、输入设备、输入比对模块、图像采集模块、图像处理模块、图像比对模块、中央处理装置、闸机控制模块、显示设备、无线传输设备、报警设备、移动终端设备以及数据存储设备对门禁进行管理，使用温度传感器和信号处理电路能够实现对是否有人员要进入门禁进行精确识别，在识别到有人员要进入门禁时再开启图像采集模块进行图像采集，然后，通过输入比对模块进行人员信息识别，再通过图像比对模块判断人员信息和人员图像进行识别，实现了精准放行。
具体地，温度传感器用于采集待进入门禁物体的温度信号，并将采集到的温度信号传输至信号处理电路，信号处理电路对接收到的温度信号进行信号处理后传输至温度比对模块，温度比对模块内存储有与温度相对应的预设电压范围，若温度比对模块接收到的温度信号在上述预设电压范围内，则温度比对模块向图像采集模块传输一触发信号，图像采集模块接收到触发信号后开始采集人员的图像信息，并将采集的图像信息传输至图像处理模块，图像处理模块对接收到的图像信息进行图像处理后传输至图像比对模块，同时，人员通过输入设备1输入人员信息，输入设备1将输入的人员信息传输至输入比对模块，输入比对模块中存储有准许通过门禁人员的信息，若准许通过门禁人员的信息中没有与输入比对模块接收到的人员信息相匹配，则输入比对模块向中央处理装置传输第一控制信号，中央处理装置接收到第一控制信号后控制报警设备2进行报警，若准许通过门禁人员的信息中有与输入比对模块接收到的人员信息相匹配，则输入比对模块将接收到的人员信息至中央处理装置，中央处理装置中存储有与准许通过门禁人员的信息相对应的人员图像信息，中央处理装置将与接收到的人员信息相对应的图像信息传输至图像比对模块，图像比对模块将接收到的两个图像信息进行比对，若一致，则图像比对模块向中央处理装置发送第二控制信号，中央处理装置接收到第二控制信号后通过控制闸机控制模块打开门禁的闸门，同时，中央处理装置将接收到的人员信息和人员进入门禁时间通过无线传输设备传输至移动终端设备和数据存储设备，若不一致，则图像比对模块向中央处理装置发送第三控制信号，中央处理装置接收到第三控制信号后，中央处理装置控制报警设备2进行报警，同时，中央处理装置控制显示设备显示中央处理装置接收到的人员信息和图像信息。
上述实施方式中，如果温度比对模块接收到的温度信号在上述预设电压范围内，则认为是有人员，如果温度比对模块接收到的温度信号不在上述预设电压范围内，则认为非人员。
如图3所示，图像处理模块包括图像滤波单元、图像平滑单元以及图像增强单元。
其中，图像采集模块的输出端与图像滤波单元的输入端连接，图像滤波单元的输出端与图像平滑单元的输入端连接，图像平滑单元的输出端与图像增强单元的输入端连接，图像增强单元与图像比对模块的输入端连接。
具体地，将图像采集模块传输至图像处理模块的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，图像滤波单元对图像f(x,y)进行图像滤波处理，经过图像滤波处理后的图像二维函数为g(x,y)，其中，σ为滤波参数，滤波效果通过σ进行调节，则有，
g(x,y)＝f(x,y)·G(x,y)。
具体地，图像平滑单元对图像g(x,y)进行图像平滑处理，经过图像平滑处理后的图像二维函数为h(x,y)，其中，平滑函数为q(x,y)，则有，
h(x，y)＝g(x，y)*q(x，y)；
其中，﹡为卷积符号，w为自定义可调常数，平滑的作用是通过w来控制的。
具体地，图像增强单元对图像h(x,y)进行图像增强处理，经过图像增强处理后的图像二维函数为s(x,y)，则有，
图像增强单元将图像s(x,y)传输至图像比对模块。
上述实施方式中，图像处理模块对采集的图像依次进行图像滤波、图像平滑、图像增强处理，可高效、快速的提取图像采集模块的图像信息，可提高对待进入门禁人员图像的辨识精度，有效地减少误判情况发生。
具体地，温度传感器用于采集待进入门禁物体的温度信号，并将采集到的温度信号传输至信号处理电路，信号处理电路对接收到的温度信号依次进行信号放大和信号滤波处理后传输至温度比对模块。
如图4所示，温度传感器用于采集待进入门禁物体的温度信号，将采集的温度信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至信号处理电路，V1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，温度传感器的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与中央处理装置的输入端连接。
具体地，信号放大单元包括集成运放A1-A3、电容C1-C12和电阻R1-R11。
其中，温度传感器的输出端与电容C1的一端连接，电容C1的一端还与电容C2的一端连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端连接，电容C2的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电阻R1的一端接地，电阻R1的一端还与电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与电容C2的另一端连接，电阻R2的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R4的一端接地，电阻R4的另一端与电阻R2的另一端连接，电阻R3的一端与电阻R4的另一端连接，电阻R3的另一端与集成运放A1的输出端连接，集成运放A1的V+端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端接地，电容C3的一端还与
+5V电源连接，集成运放A1的V-端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电容C4的一端还与-5V电源连接，电阻R3的另一端还与电容C5的一端连接，电容C5的一端还与电容C6的一端连接，电容C5的另一端与电容C6的另一端连接，电容C6的另一端与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R5的一端接地，电阻R5的一端还与电阻R6的一端连接，电阻R5的另一端与电容C6的另一端连接，电阻R6的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R8的一端接地，电阻R8的另一端与电阻R6的另一端连接，电阻R7的一端与电阻R8的另一端连接，电阻R7的另一端与集成运放A2的输出端连接，集成运放A2的V+端与电容C7的一端连接，电容C7的另一端接地，电容C7的一端还与+5V电源连接，集成运放A2的V-端与电容C8的一端连接，电容C8的另一端接地，电容C8的一端还与-5V电源连接，电阻R7的另一端还与电容C9的一端连接，电容C9的一端还与电容C10的一端连接，电容C9的另一端与电容C10的另一端连接，电容C10的另一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R9的一端接地，电阻R9的另一端与集成运放A3的同相输入端连接，集成运放A3的V+端与电容C11的一端连接，电容C11的另一端接地，电容C11的一端还与+5V电源连接，集成运放A3的V-端与电容C12的一端连接，电容C12的另一端接地，电容C12的一端还与-5V电源连接，电阻R11的一端接地，电阻R11的另一端与电阻R10的一端连接，电阻R11的另一端还与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R10的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R10的另一端还与信号滤波单元的输入端连接。
具体地，信号滤波单元包括其特征在于，信号滤波单元包括电阻R12-R16、电容C13-C14以及集成运放A4。
其中，信号放大单元的输出端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与电容C14的一端连接，电容C13的一端接地，电容C13的另一端与电容C14的一端连接，电阻R13的一端接地，电阻R13的另一端与电容C14的另一端连接，电阻R13的另一端还与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R14的一端与电容C14的一端连接，电阻R14的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R16的一端接地，电阻R16的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R16的另一端还与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与集成运放A4的输出端连接，集成运放A4的输出端与温度比对模块的输入端连接，信号滤波单元将电压信号V1传输至温度比对模块。
上述实施方式中，信号处理电路的噪声在1.3nV以内，漂移为0.95μV/℃，集成运放A1-A2的型号均为LT1226，集成运放A3的型号为LT1192，集成运放A4的型号为LT1210。
在信号放大单元中，电阻R1的阻值为1000Ω，电阻R2的阻值为100Ω，电阻R3的阻值为
1200Ω，电阻R4的阻值为100Ω，电阻R5的阻值为1000Ω，电阻R6的阻值为100Ω，电阻R7的阻值为1200Ω，电阻R8的阻值为100Ω，电阻R9的阻值为1000Ω，电阻R10的阻值为1200Ω，电阻R11的阻值为300Ω，电容C1的电容值为10nF，电容C2的电容值为100nF，电容C3的电容值为10nF，电容C4的电容值为10nF，电容C5的电容值为10nF，电容C6的电容值为100nF，电容C7的电容值为10nF，电容C8的电容值为10nF，电容C9的电容值为10nF，电容C10的电容值为100nF，电容C11的电容值为10nF，电容C12的电容值为10nF。
传感器输出信号为40MHz带宽的宽带电压信号，传感器输出信号的噪声大约在8nV-10nV之间。
在信号放大单元中，对于上述带宽为40MHz的信号，与其设计一个40MHz带宽，增益为100dB的电路，在对传感器输出信号进行信号放大处理时，在此，选择将增益设置为能使期望噪声处于最小值约两倍的值，除了增益以外，信号放大单元的输入噪声也需要小于5nV。
为设计一个低噪、高速放大器以提高足够的增益，所以在本发明提供的信号放大单元中选择型号为LT1226的集成运放，型号为LT1226的集成运放是1GHz增益带宽的集成运放，输入噪声仅为2.6nV，型号为LT1226的集成运放的最小温度增益为25。
在信号放大单元中，前端两级级联的型号为LT1226的集成运放提供了625的增益，集成运放LT1206提供的增益为5。
信号放大单元的输出电压信号为V01。
在信号滤波单元中，电阻R12-R16的阻值、电容C13-C14的电容值为根据滤波需求进行设置。
信号滤波单元的输出信号为V1，分析得：
则，滤波频率为ω0，滤波质量参数为Q；
由上述分析可知，在信号滤波单元中，通过调节R12来调节滤波频率ω0和调节R15来调节滤波质量Q。
由于温度传感器采集的信号为微弱的电压信号，因而信号放大单元通过集成运放A1-A3、电容C1-C12和电阻R1-R11对温度传感器输出的电压V0进行放大处理，由集成运放A1-A3、电容C1-C12和电阻R1-R11构成的信号放大单元只有0.95μV/℃的漂移、2μV以内的偏移、100pA偏置电流和0.1Hz到10Hz宽带内1.3nV的噪声。其中，信号滤波单元使用电阻R12-R16、电容C13-C14以及集成运放A4对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了对温度检测的精度。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于无线网络的门禁系统，其特征在于，所述基于无线网络的门禁系统包括温度传感器、信号处理电路、温度比对模块、输入设备(1)、输入比对模块、图像采集模块、图像处理模块、图像比对模块、中央处理装置、闸机控制模块、显示设备、无线传输设备、报警设备(2)、移动终端设备以及数据存储设备；
其中，所述温度传感器的输出端与所述信号处理电路的输入端连接，所述信号处理电路的输出端与所述温度比对模块的输入端连接，所述输入设备(1)的输出端与所述输入比对模块的输入端连接，所述图像采集模块的输出端与所述图像处理模块的输入端连接，所述图像处理模块的输出端与所述图像比对模块的输入端连接，所述温度比对模块的触发信号输出端与所述图像采集模块的触发信号输入端连接，所述温度比对模块、所述输入比对模块以及所述图像比对模块的均与所述中央处理装置双向通讯连接，所述闸机控制模块的输入端与所述中央处理装置的输出端连接，所述显示设备的输入端和所述报警设备(2)的输入端均与所述中央处理装置的输出端连接，所述中央处理装置的输出端通过所述无线传输设备与所述移动终端设备连接，所述中央处理装置的输出端通过所述无线传输设备与所述数据存储设备连接，所述中央处理装置根据接收到的所述输入比对模块和所述图像比对模块传输的信息对门禁的闸机进行控制。
2.根据权利要求1所述的基于无线网络的门禁系统，其特征在于，所述温度传感器用于采集待进入门禁物体的温度信号，并将采集到的温度信号传输至所述信号处理电路，所述信号处理电路对接收到的温度信号进行信号处理后传输至所述温度比对模块，所述温度比对模块内存储有与温度相对应的预设电压范围，若所述温度比对模块接收到的温度信号在上述预设电压范围内，则所述温度比对模块向所述图像采集模块传输一触发信号，所述图像采集模块接收到所述触发信号后开始采集人员的图像信息，并将采集的图像信息传输至所述图像处理模块，所述图像处理模块对接收到的图像信息进行图像处理后传输至所述图像比对模块，同时，人员通过所述输入设备(1)输入人员信息，所述输入设备(1)将输入的人员信息传输至所述输入比对模块，所述输入比对模块中存储有准许通过门禁人员的信息，若准许通过门禁人员的信息中没有与所述输入比对模块接收到的人员信息相匹配，则所述输入比对模块向所述中央处理装置传输第一控制信号，所述中央处理装置接收到所述第一控制信号后控制所述报警设备(2)进行报警，若准许通过门禁人员的信息中有与所述输入比对模块接收到的人员信息相匹配，则所述输入比对模块将接收到的人员信息至所述中央处理装置，所述中央处理装置中存储有与准许通过门禁人员的信息相对应的人员图像信息，所述中央处理装置将与接收到的人员信息相对应的图像信息传输至所述图像比对模块，所述图像比对模块将接收到的两个图像信息进行比对，若一致，则所述图像比对模块向所述中央处理装置发送第二控制信号，所述中央处理装置接收到所述第二控制信号后通过控制所述闸机控制模块打开门禁的闸门，同时，所述中央处理装置将接收到的人员信息和人员进入门禁时间通过所述无线传输设备传输至移动终端设备和数据存储设备，若不一致，则所述图像比对模块向所述中央处理装置发送第三控制信号，所述中央处理装置接收到所述第三控制信号后，所述中央处理装置控制所述报警设备(2)进行报警，同时，所述中央处理装置控制所述显示设备显示所述中央处理装置接收到的人员信息和图像信息。
3.根据权利要求1所述的基于无线网络的门禁系统，其特征在于，所述图像处理模块包括图像滤波单元、图像平滑单元以及图像增强单元；
其中，所述图像采集模块的输出端与所述图像滤波单元的输入端连接，所述图像滤波单元的输出端与所述图像平滑单元的输入端连接，所述图像平滑单元的输出端与所述图像增强单元的输入端连接，所述图像增强单元与所述图像比对模块的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的基于无线网络的门禁系统，其特征在于，将图像采集模块传输至图像处理模块的图像定义为二维函数f(x，y)，其中x、y是空间坐标，图像滤波单元对图像f(x，y)进行图像滤波处理，经过图像滤波处理后的图像二维函数为g(x，y)，其中，σ为滤波参数，滤波效果通过σ进行调节，则有，
g(x，y)＝f(x，y)·G(x，y)。
5.根据权利要求4所述的基于无线网络的门禁系统，其特征在于，所述图像平滑单元对图像g(x，y)进行图像平滑处理，经过图像平滑处理后的图像二维函数为h(x，y)，其中，平滑函数为q(x，y)，则有，
h(x，y)＝g(x，y)*q(x，y)；
其中，*为卷积符号，w为自定义可调常数，平滑的作用是通过w来控制的。
6.根据权利要求5所述的基于无线网络的门禁系统，其特征在于，所述图像增强单元对图像h(x，y)进行图像增强处理，经过图像增强处理后的图像二维函数为s(x，y)，则有，
所述图像增强单元将图像s(x，y)传输至所述图像比对模块。
7.根据权利要求1所述的基于无线网络的门禁系统，其特征在于，所述温度传感器用于采集待进入门禁物体的温度信号，并将采集到的温度信号传输至所述信号处理电路，所述信号处理电路对接收到的温度信号依次进行信号放大和信号滤波处理后传输至所述温度比对模块。
8.根据权利要求1所述的基于无线网络的门禁系统，其特征在于，所述温度传感器用于采集待进入门禁物体的温度信号，将采集的温度信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至所述信号处理电路，V1为经过所述信号处理电路处理后的电压信号，所述信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，所述温度传感器的输出端与所述信号放大单元的输入端连接，所述信号放大单元的输出端与所述信号滤波单元的输入端连接，所述信号滤波单元的输出端与所述中央处理装置的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的基于无线网络的门禁系统，其特征在于，所述信号放大单元包括集成运放A1-A3、电容C1-C12和电阻R1-R11；
其中，所述温度传感器的输出端与电容C1的一端连接，电容C1的一端还与电容C2的一端连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端连接，电容C2的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电阻R1的一端接地，电阻R1的一端还与电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与电容C2的另一端连接，电阻R2的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R4的一端接地，电阻R4的另一端与电阻R2的另一端连接，电阻R3的一端与电阻R4的另一端连接，电阻R3的另一端与集成运放A1的输出端连接，集成运放A1的V+端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端接地，电容C3的一端还与+5V电源连接，集成运放A1的V-端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地，电容C4的一端还与-5V电源连接，电阻R3的另一端还与电容C5的一端连接，电容C5的一端还与电容C6的一端连接，电容C5的另一端与电容C6的另一端连接，电容C6的另一端与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R5的一端接地，电阻R5的一端还与电阻R6的一端连接，电阻R5的另一端与电容C6的另一端连接，电阻R6的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R8的一端接地，电阻R8的另一端与电阻R6的另一端连接，电阻R7的一端与电阻R8的另一端连接，电阻R7的另一端与集成运放A2的输出端连接，集成运放A2的V+端与电容C7的一端连接，电容C7的另一端接地，电容C7的一端还与+5V电源连接，集成运放A2的V-端与电容C8的一端连接，电容C8的另一端接地，电容C8的一端还与-5V电源连接，电阻R7的另一端还与电容C9的一端连接，电容C9的一端还与电容C10的一端连接，电容C9的另一端与电容C10的另一端连接，电容C10的另一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R9的一端接地，电阻R9的另一端与集成运放A3的同相输入端连接，集成运放A3的V+端与电容C11的一端连接，电容C11的另一端接地，电容C11的一端还与+5V电源连接，集成运放A3的V-端与电容C12的一端连接，电容C12的另一端接地，电容C12的一端还与-5V电源连接，电阻R11的一端接地，电阻R11的另一端与电阻R10的一端连接，电阻R11的另一端还与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R10的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R10的另一端还与所述信号滤波单元的输入端连接。
10.根据权利要求9所述的基于无线网络的门禁系统，其特征在于，所述信号滤波单元包括其特征在于，所述信号滤波单元包括电阻R12-R16、电容C13-C14以及集成运放A4；
其中，所述信号放大单元的输出端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与电容C14的一端连接，电容C13的一端接地，电容C13的另一端与电容C14的一端连接，电阻R13的一端接地，电阻R13的另一端与电容C14的另一端连接，电阻R13的另一端还与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R14的一端与电容C14的一端连接，电阻R14的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R16的一端接地，电阻R16的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R16的另一端还与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与集成运放A4的输出端连接，集成运放A4的输出端与所述温度比对模块的输入端连接，所述信号滤波单元将电压信号V1传输至所述温度比对模块。
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