CN110473326A - 一种适用于储能集装箱的门禁系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于储能集装箱的门禁系统，包括钥匙部分和锁体部分。本发明的有益效果是：与其它智能门禁相比成本低。钥匙部分直接由智能手机产生，对用户来说钥匙部分的成本几乎为零且丢失风险大大降低；信息存储量大，二维条码可以存储大量信息，可以把用户信息，时间信息嵌入二维条码，通过门禁端读取来访信息，可以时刻监控门禁的来访情况；将门禁端与储能的能量管理系统连接可以实现随时随地远程安防监控，在门禁上安装微型摄像头可用来远程监控，整个系统不仅实现了门禁功能还可以实现远程安防监控功能，将门禁端与广域网相联，可以通过智能手机随时随地监控门禁前的状况，很好地将门禁与安防相结合。

Description

一种适用于储能集装箱的门禁系统
技术领域
本发明涉及一种门禁系统，具体为一种适用于储能集装箱的门禁系统，属于智能硬件技术领域。
背景技术
随着储能在调峰和调频领域的不断发展，对储能集装箱门禁的要求越来越趋于智能化的要求。现有储能集装箱门禁更适用于单一模式，例如，刷物业统一管理卡或按铃等。不具有广泛应用性与灵活性，以及如何提高楼宇门禁设备的安全性、高效性与易用性是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种适用于储能集装箱的门禁系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种适用于储能集装箱的门禁系统，包括钥匙部分和锁体部分，其特征在于：该系统由以下步骤构成：
步骤1、首先需要在钥匙部分即手机端设置明码暗码对照表，每个明码是由一个0～9的数字或是一个大小写字母组成，每个暗码是由一个或多个汉字、字母、数字、符号等组成，为明码设置暗码就是让每个可能用到的明码都有一个与之对应的文本信息，形成各个明码和其暗码一一对应的关系，即明码码元-暗码对照表；
步骤2、再将明码码元-暗码对照表中的暗码内容用二维码生成器生成对应的一张二维条码图片，得到一个每个明码码元和其暗码生成的一张二维条码图片之间的一一对应关系，锁体部分也要进行相关设置；
步骤3、设置完成后，使用时只需要输入由任意个数已经设置了的明码序列，输入后系统自动在明码码元-二维码对照表中查表得到与明码序列对应的二维码暗码序列，二维码暗码序列的每张二维条码序列图片间隔固定的时间依次显示在钥匙部分手机端的屏幕上，并且系统会自动在二维条码序列的开始和结束加上纯黑的首尾帧图片；
步骤4、再由锁体部分的图像采集模块采集显示的二维条码序列图像，检测到纯黑首帧开始识别，再次检测到纯黑尾帧结束识别，图像采集模块对二维条码序列图片进行解码得到二维码的内容信息判别模块对二维码内容信息进行判别，如果二维码内容信息和预存的信息相同则锁体打开，否则提示重新输入；
步骤5、锁体部分通过信息储存模块对来访信息进行存储，也可以将相关图像数据和来访信息通过网络传递到服务器部分。
作为本发明进一步的方案：所述步骤2中，二维条码的生成包括以下步骤：
(3)、对输入的数据进行分析，确定数据内容并选择最合适的模式，将输入的数据根据快速响应二维条码编码转化为位流，位流的前面加上模式指示符和字符计数指示符，位流的最后加上终止符；
其中，快速响应二维条码数据码字的编码模式主要有8位字节模式、扩展解释模式(ECI)、数字模式(NC)、字母数字模式(AC)、中国汉字模式等。
(4)、根据不同的模式得到对应模式下的数据流，得到数据的纠错码字，对数据进行纠错编码是快速响应二维条码编码的关键步骤，通过纠错算法生成纠错码字，将纠错码字放置在数据码字之后；当符号损坏时可以通过纠错算法得到完整的数据；
其中，快速响应二维条码共有4个纠错等级，每个纠错等级都有与之对应的纠错容量。
(3)、在快速响应二维条码的生成过程中，需要对快速响应二维条码进行掩模处理。
作为本发明进一步的方案：所述快速响应二维条码的生成过程具体步骤为：
(1)、数据分析：首先对输入的数据流进行分析，将其分划分为不同的类型；
(2)、数据编码：通过数据分析已经确定了该使用哪种数据模式，数据编码就是根据对应模式下的编码规则，将数据转换成位流，最后将模式指示符和字符计数位放在位流的前面。在数据位流的最后加上终止符；
(3)、纠错编码：首先对数据流进行分块，对每一块进行纠错编码，将纠错码字放在数据码字之后；
(4)、构造最终信息：将位置探测图形、版本信息、格式信息、定位图形等安要求放置在二维条码的矩阵中，最后放置数据码字和纠错码字。最终得到快速响应二维条码符号；
(5)、掩模：对编码区域进行掩模处理，根据掩膜的条件计算评分选取得分最低的掩膜图形。
作为本发明进一步的方案：所述二维条码是由一些黑白方块组成，其中黑色方块代表信息1，而白色方块代表信息0；在快速响应二维条码的识别过程中，通常获得的图像是由CMOS摄像头采集的彩色图像，将摄像头采集的图像进行灰度化，然后再对其进行二值化处理得到只包含黑白信息的快速响应二维条码。
其中，选择的摄像头为满足UVC协议的USB摄像头，该类型摄像头采集的图像格式为YUV422格式。
作为本发明进一步的方案：所述CMOS摄像头通过V4L2接口进行图像采集，并将采集到的YUV422格式的图像转变为RGB格式使用OpenCV进行图像处理，采用以下公式：
由YUV422格式图像的YUV分量的值得到RGB的值，如果图像中对应的像素点缺少U或者V分量的值则用相邻像素点中的值代替；
然后通过加权平均算法根据彩色图像在R，G，B三个通道的值按照不同程度的加权比重进行加权平均，然后将得到了加权值映射到灰度值从而得到灰度图像；公式如下所示：
针对扫描快速响应二维条码图像中存在的噪声会影响下一步二值化处理，选用RAMF滤波方法，可以得到理想的结果。
作为本发明进一步的方案：所述加权平均算法首先设置窗口的大小为Nmin，然后通过式判断在像素点Ixy处滤波窗口是否含有中值；如果式成立则表明滤波窗口中含有中值，则进入下一步；如果不成立则增加窗口大小N的值，如果N<Nmax则重复上一步，否则把Ixy的值输出；然后判断滤波窗口中心点是否为噪声；满足公式时，则滤波的输出就是原来该点处的像素值Ixy，否则滤波输出为Iw med。
作为本发明进一步的方案：所述快速响应二维条码的纠错等级以及掩膜种类的确定需要对条码的格式信息和版本信息进行译码，通过得到的掩膜种类，采用打开指纹识别的密码对快速响应二维条码进行反掩膜处理得到包含真实数据的快速响应二维条码。
本发明的有益效果是：该适用于储能集装箱的门禁系统设计合理：
1、与其它智能门禁相比成本低，钥匙部分直接由智能手机产生，对用户来说钥匙部分的成本几乎为零且丢失风险大大降低；
2、信息存储量大，二维条码可以存储大量信息，可以把用户信息，时间信息嵌入二维条码，通过门禁端读取来访信息，可以时刻监控门禁的来访情况；
3、将门禁端与储能的能量管理系统连接可以实现随时随地远程安防监控，在门禁上安装微型摄像头可用来远程监控。
附图说明
图1为本发明流程示意图；
图2为本发明生成快速响应二维条码的流程示意图；
图3为本发明摄像头工作流程示意图；
图4为本发明RAMF滤波方法流程示意图；
图5为本发明译码流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，一种适用于储能集装箱的门禁系统，包括钥匙部分和锁体部分，该系统由以下步骤构成：
步骤1、首先需要在钥匙部分即手机端设置明码暗码对照表，每个明码是由一个0～9的数字或是一个大小写字母组成，每个暗码是由一个或多个汉字、字母、数字、符号等组成，为明码设置暗码就是让每个可能用到的明码都有一个与之对应的文本信息，形成各个明码和其暗码一一对应的关系，即明码码元-暗码对照表；
步骤2、再将明码码元-暗码对照表中的暗码内容用二维码生成器生成对应的一张二维条码图片，得到一个每个明码码元和其暗码生成的一张二维条码图片之间的一一对应关系，锁体部分也要进行相关设置；
步骤3、设置完成后，使用时只需要输入由任意个数已经设置了的明码序列，输入后系统自动在明码码元-二维码对照表中查表得到与明码序列对应的二维码暗码序列，二维码暗码序列的每张二维条码序列图片间隔固定的时间依次显示在钥匙部分手机端的屏幕上，并且系统会自动在二维条码序列的开始和结束加上纯黑的首尾帧图片；
步骤4、再由锁体部分的图像采集模块采集显示的二维条码序列图像，检测到纯黑首帧开始识别，再次检测到纯黑尾帧结束识别，图像采集模块对二维条码序列图片进行解码得到二维码的内容信息判别模块对二维码内容信息进行判别，如果二维码内容信息和预存的信息相同则锁体打开，否则提示重新输入；
步骤5、锁体部分通过信息储存模块对来访信息进行存储，也可以将相关图像数据和来访信息通过网络传递到服务器部分。
进一步的，在本发明实施例中，所述步骤2中，二维条码的生成包括以下步骤：
(5)、对输入的数据进行分析，确定数据内容并选择最合适的模式，将输入的数据根据快速响应二维条码编码转化为位流，位流的前面加上模式指示符和字符计数指示符，位流的最后加上终止符；
其中，快速响应二维条码数据码字的编码模式主要有8位字节模式、扩展解释模式(ECI)、数字模式(NC)、字母数字模式(AC)、中国汉字模式等。
(6)、根据不同的模式得到对应模式下的数据流，得到数据的纠错码字，对数据进行纠错编码是快速响应二维条码编码的关键步骤，通过纠错算法生成纠错码字，将纠错码字放置在数据码字之后；当符号损坏时可以通过纠错算法得到完整的数据；
其中，快速响应二维条码共有4个纠错等级，每个纠错等级都有与之对应的纠错容量，将纠错码技术应用在二维条码中，这就使二维条码具有了纠错能力，相对与传统的一维条码性能得到了提高。
(3)、在快速响应二维条码的生成过程中，需要对快速响应二维条码进行掩模处理，为了均匀的安置黑色与白色模块并尽可能避免位置探测图形的1011101出现在符号的其他地方。
进一步的，在本发明实施例中，所述快速响应二维条码的生成过程具体步骤为：
(1)、数据分析：首先对输入的数据流进行分析，将其分划分为不同的类型；
(2)、数据编码：通过数据分析已经确定了该使用哪种数据模式，数据编码就是根据对应模式下的编码规则，将数据转换成位流，最后将模式指示符和字符计数位放在位流的前面。在数据位流的最后加上终止符；
(3)、纠错编码：首先对数据流进行分块，对每一块进行纠错编码，将纠错码字放在数据码字之后；
(4)、构造最终信息：将位置探测图形、版本信息、格式信息、定位图形等安要求放置在二维条码的矩阵中，最后放置数据码字和纠错码字。最终得到快速响应二维条码符号；
(5)、掩模：对编码区域进行掩模处理，根据掩膜的条件计算评分选取得分最低的掩膜图形。
进一步的，在本发明实施例中，所述二维条码是由一些黑白方块组成，其中黑色方块代表信息1，而白色方块代表信息0；在快速响应二维条码的识别过程中，通常获得的图像是由CMOS摄像头采集的彩色图像，为了能够读取快速响应二维条码所包含的数据信息，将摄像头采集的图像进行灰度化，然后再对其进行二值化处理得到只包含黑白信息的快速响应二维条码。
其中，选择的摄像头为满足UVC协议的USB摄像头，该类型摄像头采集的图像格式为YUV422格式。流程图如图3下所示：
进一步的，在本发明实施例中，所述CMOS摄像头通过V4L2接口进行图像采集，并将采集到的YUV422格式的图像转变为RGB格式使用OpenCV进行图像处理，采用以下公式：
由YUV422格式图像的YUV分量的值得到RGB的值，如果图像中对应的像素点缺少U或者V分量的值则用相邻像素点中的值代替；
然后通过加权平均算法根据彩色图像在R，G，B三个通道的值按照不同程度的加权比重进行加权平均，然后将得到了加权值映射到灰度值从而得到灰度图像；公式如下所示：
针对扫描快速响应二维条码图像中存在的噪声会影响下一步二值化处理，选用RAMF滤波方法，可以得到理想的结果；流程图如图4所示：
其中，采集坐标为(x,y)的像素点,Ixy代表点(x,y)处的像素值，Wxy代表以像素点为中心的尺寸为N*N的方形滤波窗口，Nmin代表滤波窗口尺寸取得的最小值，Nmax代表滤波窗口尺寸取得的最大值，Iw min代表滤波窗口Wxy内像素值最小的值,Iw max代表滤波窗口Wxy内像素值最大的值,IW med代表滤波窗口Wxy内像素值的中值。
进一步的，在本发明实施例中，所述加权平均算法首先设置窗口的大小为Nmin，然后通过式判断在像素点Ixy处滤波窗口是否含有中值；如果式成立则表明滤波窗口中含有中值，则进入下一步；如果不成立则增加窗口大小N的值，如果N<Nmax则重复上一步，否则把Ixy的值输出；然后判断滤波窗口中心点是否为噪声；满足公式时，则滤波的输出就是原来该点处的像素值Ixy，否则滤波输出为Iw med。
进一步的，在本发明实施例中，所述快速响应二维条码的纠错等级以及掩膜种类的确定需要对条码的格式信息和版本信息进行译码，通过得到的掩膜种类，采用打开指纹识别的密码对快速响应二维条码进行反掩膜处理得到包含真实数据的快速响应二维条码。译码的流程图如图5所示。
工作原理：在使用该适用于储能集装箱的门禁系统时，不仅实现了门禁功能还可以实现远程安防监控功能；将门禁端与广域网相联，可以通过智能手机随时随地监控门禁前的状况；很好地将门禁与安防相结合。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种适用于储能集装箱的门禁系统，包括钥匙部分和锁体部分，其特征在于：该系统由以下步骤构成：：
步骤1、首先需要在钥匙部分即手机端设置明码暗码对照表，每个明码是由一个0～9的数字或是一个大小写字母组成，每个暗码是由一个或多个汉字、字母、数字、符号组成，为明码设置暗码就是让每个可能用到的明码都有一个与之对应的文本信息，形成各个明码和其暗码一一对应的关系，即明码码元-暗码对照表；
步骤2、再将明码码元-暗码对照表中的暗码内容用二维码生成器生成对应的一张二维条码图片，得到一个每个明码码元和其暗码生成的一张二维条码图片之间的一一对应关系，锁体部分也要进行相关设置；
步骤3、设置完成后，使用时只需要输入由任意个数已经设置了的明码序列，输入后系统自动在明码码元-二维码对照表中查表得到与明码序列对应的二维码暗码序列，二维码暗码序列的每张二维条码序列图片间隔固定的时间依次显示在钥匙部分手机端的屏幕上，并且系统会自动在二维条码序列的开始和结束加上纯黑的首尾帧图片；
步骤4、再由锁体部分的图像采集模块采集显示的二维条码序列图像，检测到纯黑首帧开始识别，再次检测到纯黑尾帧结束识别，图像采集模块对二维条码序列图片进行解码得到二维码的内容信息判别模块对二维码内容信息进行判别，如果二维码内容信息和预存的信息相同则锁体打开，否则提示重新输入；
步骤5、锁体部分通过信息储存模块对来访信息进行存储，也可以将相关图像数据和来访信息通过网络传递到服务器部分。
2.根据权利要求1所述的一种适用于储能集装箱的门禁系统，其特征在于：所述步骤2中，二维条码的生成包括以下步骤：
(1)、对输入的数据进行分析，确定数据内容并选择最合适的模式，将输入的数据根据快速响应二维条码编码转化为位流，位流的前面加上模式指示符和字符计数指示符，位流的最后加上终止符；
其中，快速响应二维条码数据码字的编码模式主要有8位字节模式、扩展解释模式、数字模式、字母数字模式和中国汉字模式；
(2)、根据不同的模式得到对应模式下的数据流，得到数据的纠错码字，对数据进行纠错编码是快速响应二维条码编码的关键步骤，通过纠错算法生成纠错码字，将纠错码字放置在数据码字之后；当符号损坏时可以通过纠错算法得到完整的数据；
其中，快速响应二维条码共有4个纠错等级，每个纠错等级都有与之对应的纠错容量；
(3)、在快速响应二维条码的生成过程中，需要对快速响应二维条码进行掩模处理。
3.根据权利要求2所述的一种适用于储能集装箱的门禁系统，其特征在于：所述快速响应二维条码的生成过程具体步骤为：
(1)、数据分析：对输入的数据流进行分析，将其分划分为不同的类型；
(2)、数据编码：通过数据分析已经确定了该使用哪种数据模式，数据编码就是根据对应模式下的编码规则，将数据转换成位流，最后将模式指示符和字符计数位放在位流的前面，在数据位流的最后加上终止符；
(3)、纠错编码：对数据流进行分块，对每一块进行纠错编码，将纠错码字放在数据码字之后；
(4)、构造最终信息：将位置探测图形、版本信息、格式信息、定位图形安要求放置在二维条码的矩阵中，最后放置数据码字和纠错码字。最终得到快速响应二维条码符号；
(5)、掩模：对编码区域进行掩模处理，根据掩膜的条件计算评分选取得分最低的掩膜图形。
4.根据权利要求3所述的一种适用于储能集装箱的门禁系统，其特征在于：所述二维条码是由一些黑白方块组成，其中黑色方块代表信息1，而白色方块代表信息0；在快速响应二维条码的识别过程中，通常获得的图像是由CMOS摄像头采集的彩色图像，将摄像头采集的图像进行灰度化，然后再对其进行二值化处理得到只包含黑白信息的快速响应二维条码；
其中，选择的摄像头为满足UVC协议的USB摄像头，该类型摄像头采集的图像格式为YUV422格式。
5.根据权利要求4所述的一种适用于储能集装箱的门禁系统，其特征在于：所述CMOS摄像头通过V4L2接口进行图像采集，并将采集到的YUV422格式的图像转变为RGB格式使用OpenCV进行图像处理，采用以下公式：
由YUV422格式图像的YUV分量的值得到RGB的值，如果图像中对应的像素点缺少U或者V分量的值则用相邻像素点中的值代替；
然后通过加权平均算法根据彩色图像在R，G，B三个通道的值按照不同程度的加权比重进行加权平均，然后将得到了加权值映射到灰度值从而得到灰度图像；公式如下所示：
针对扫描快速响应二维条码图像中存在的噪声会影响下一步二值化处理，选用RAMF滤波方法，可以得到理想的结果。
6.根据权利要求5所述的一种适用于储能集装箱的门禁系统，其特征在于：所述加权平均算法首先设置窗口的大小为Nmin，然后通过式判断在像素点Ixy处滤波窗口是否含有中值；如果式成立则表明滤波窗口中含有中值，则进入下一步；如果不成立则增加窗口大小N的值，如果N<Nmax则重复上一步，否则把Ixy的值输出；然后判断滤波窗口中心点是否为噪声；满足公式时，则滤波的输出就是原来该点处的像素值Ixy，否则滤波输出为Iw med。
7.根据权利要求2所述的一种适用于储能集装箱的门禁系统，其特征在于：所述快速响应二维条码的纠错等级以及掩膜种类的确定需要对条码的格式信息和版本信息进行译码，通过得到的掩膜种类，采用打开指纹识别的密码对快速响应二维条码进行反掩膜处理得到包含真实数据的快速响应二维条码。
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