CN110956732A - 一种基于物联网的安全门禁 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物联网的安全门禁，包括门体，门体的内侧依预设的方向设有中央处理器、室内机、显示器、网络通信接口，中央处理器的输出端通过信号线连接室内机，室内机的输出端通过信号线分别连接有显示器、网络通信接口，门体的外侧依预设的方向设有室外机、电磁锁、声音识别模块、指纹识别模块、面部识别模块、存储模块、顺序识别模块，室外机的输出端通过信号线分别连接有电磁锁、声音识别模块、指纹识别模块、面部识别模块、顺序识别模块。该技术方案，通过语音识别、面部识别和指纹识别三种识别模块，防止语音、面部、指纹的数据其中一项或者两项被居心不良的人得到而通过门禁。

Description

一种基于物联网的安全门禁

技术领域

本公开的实施例一般涉及物联网技术领域，并且更具体地，涉及一种基于物联网的安全门禁。

背景技术

在日常生活中，人们无处不在的必须使用各种各样的门禁锁具，从门禁锁具的控制方式来说，主要有钥匙、密码、磁卡和IC卡。随着人们生活水平的提高，门禁锁具这个不可缺少的必需用具也给生活带来了很多烦恼。每个人都有过丢钥匙或者忘记钥匙的经历，每天都要为提醒自己放好钥匙而用脑，一大串钥匙对想轻便的人来说无疑是一件痛苦的事情。而从目前已有的门禁锁具的控制方式来看，存在着一定的安全隐患，钥匙、密码和磁卡容易复制、窃取；IC卡的安全性较高，但也容易丢失。因此，现在人们心目中的门禁锁具必须具有方便、安全、美观等特点。早期的技术是基于个人密码，而密码被破解或偷窥的概率越来越高。后来出现了智能IC卡，但这种方式同样存在被复制或者偷盗的安全隐患。生物识别将成为今后几年门禁产业的重要变革。生物特征是通过计算机利用人体固有的生理特征或行为特征鉴别个人身份。生物识别技术具有不易遗忘和丢失，不易伪造和被盗，可以“随身携带”，随时随地使用等优点，已经被全世界所关注，并应用于身份、出入口管理，安防监控，电子商务、电子政务等各个领域。

与传统钥匙门锁相比，门禁系统在携带，遗失等情况时的处理更加方便，无须更换大量门锁和钥匙，仅需要在软件中做出相应的操作即可。与监控、报警等安防方式相比，门禁系统化被动为主动，将安全隐患直接排除在管制通道之外。

发明内容

本发明解决的技术问题：

针对上述技术缺点，为了解决现有技术中门禁识别效果不好，识别顺序固定导致使用不安全的问题，本发明提供了一种基于物联网的安全门禁。

本发明技术方案：

本发明提供一种基于物联网的安全门禁，包括门体，所述门体的内侧依预设的方向设有中央处理器、室内机、显示器、网络通信接口，所述中央处理器的输出端通过信号线连接所述室内机，所述室内机的输出端通过信号线分别连接有所述显示器、所述网络通信接口，所述门体的外侧依预设的方向设有室外机、电磁锁、声音识别模块、指纹识别模块、面部识别模块、存储模块、顺序识别模块，所述室外机的输出端通过信号线分别连接有所述电磁锁、所述声音识别模块、所述指纹识别模块、所述面部识别模块、所述顺序识别模块。

可选地，所述存储模块包括标准人脸特征子存储模块、标准语音特征子存储模块、标准指纹特征子存储模块、语音人脸指纹对应关系子存储模块、即时人脸图像子存储模块、即时语音图像子存储模块、即时指纹图像子存储模块。

可选地，所述声音识别模块包括声音采集单元、声音提取单元，所述声音采集单元输入端与所述顺序识别模块连接，所述声音采集单元输出端与声音提取单元连接，所述声音提取单元输出端与所述存储模块相连接。

可选地，所述声音采集单元至少采集两次声音特征，选择至少一次作为标准声音特征，所述声音采集单元可以识别汉语、外文等预先录入的音频信号，误差率在接受的范围内。

可选地，所述指纹识别模块包括指纹采集单元、指纹提取单元，所述指纹采集单元输入端与所述顺序识别模块连接，所述指纹采集单元输出端与指纹提取单元连接，所述指纹提取单元输出端与所述存储模块相连接。

可选地，所述指纹采集单元采集复数张指纹特征，选择至少一张作为标准指纹特征，所述指纹采集单元可以录入多个手指的指纹特征。

可选地，所述面部识别模块包括面部采集单元、面部提取单元，所述面部采集单元输入端与所述顺序识别模块连接，所述面部采集单元输出端与面部提取单元连接，所述面部提取单元输出端与所述存储模块相连接。

可选地，所述面部采集单元还用于采集复数张人脸图像，选择至少一张作为标准人脸图像。

可选地，所述室外机还包括一个红外检测模块的输出端。

可选地，所述室内机上还设有报警器。

可选地，所述室内机上还设有变音器。

可选地，网络通信接口电性连接有手机、远程终端和控制面板。

本发明有益效果：

相对于现有技术而言，本申请的有益效果是：

(1)本发明通过语音识别、面部识别和指纹识别三种识别模块，同时进行门禁判断：首先分别判断语音识别、面部识别和指纹识别是否与预存的一致，再判断语音识别、面部识别和指纹识别是否为对应关系；增加了识别的效果，防止语音、面部、指纹的数据其中一项或者两项被居心不良的人得到而通过门禁。

(2)本发明通过设置有顺序识别模块，用户可以随时通过手机改变门禁识别状态来增强门禁安全性，这样即使外人获取了使用者的指纹特征、面部特征、声音特征，在不知道识别顺序的情况下试图打开门禁，报警器就会发出警报。

(3)在进行门禁识别的时候，未预存数据的门禁使用者不能打开门禁，通过上位机的使用者对即时语音、即时人脸、即时指纹的人工识别，会将结果通过有线通信网络发送至手机，用户可以随时知道门禁使用情况。

(4)本发明还设置有门禁打开后通过人数的检测，并发送至手机，近一步的提高了门禁的信息提取能力和安全性。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的门体内侧的结构示意图；

图3为本发明的控制系统的示意图。

其中，图中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1门体，2中央处理器，3室外机，4室内机，5电磁锁，6声音识别模块， 7指纹识别模块，8面部识别模块，9存储模块，10顺序识别模块，11显示器， 12网络通信接口，13红外检测模块，14手机，15远程终端，16控制面板， 17报警器，18变音器

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A 和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明提供一种基于物联网的安全门禁，包括门体1，所述门体1的内侧依预设的方向设有中央处理器2、室内机4、显示器11、网络通信接口 12，所述中央处理器2的输出端通过信号线连接所述室内机4，所述室内机4 的输出端通过信号线分别连接有所述显示器11、所述网络通信接口12，所述门体1的外侧依预设的方向设有室外机3、电磁锁5、声音识别模块6、指纹识别模块7、面部识别模块8、存储模块9、顺序识别模块10，所述室外机 3的输出端通过信号线分别连接有所述电磁锁5、所述声音识别模块6、所述指纹识别模块7、所述面部识别模块8、所述顺序识别模块10。

其中，顺序识别模块10与声音识别模块6输入端、指纹识别模块7输入端、面部识别模块8输入端分别相连。当顺序识别模块10处于状态一时，只能先进行声音识别，然后指纹识别，最后进行面部识别；当顺序识别模块10 处于状态二时，只能先指纹识别，然后声音识别，最后面部识别；当顺序识别模块10处于状态三时，只能先进行面部识别，然后声音识别，最后是指纹识别；以此类推，还有状态四、状态五等等。如果识别顺序不正确，门禁报警器就会响起。

在本发明实施例中，通过声音识别模块6、面部识别模块8和指纹识别模块7，采集使用门禁的使用者即时语音信息、即时人脸信息和即时指纹信息；声音识别模块6对即时语音信息进行特征提取，面部识别模块8对即时人脸信息进行特征提取，指纹识别模块7对即时指纹信息进行特征提取；存储模块9将特征提取的即时声音信息、即时面部信息和即时指纹信息分别与存储模块9中预存的标准语音特征、标准人脸特征、标准指纹特征进行比较，并生成比较的结果。所述的比较的结果包括：人脸比较不一致、语音比较不一致、指纹比较不一致、对应关系比较不一致和比较通过；若上位机接收到的比较的结果为“人脸比较不一致”或者“语音比较不一致”或者“对应关系比较不一致”或者“指纹比较不一致”。

在一些实施例中，如图1所示，所述存储模块9包括标准人脸特征子存储模块、标准语音特征子存储模块、标准指纹特征子存储模块、语音人脸指纹对应关系子存储模块、即时人脸图像子存储模块、即时语音图像子存储模块、即时指纹图像子存储模块。

其中，所述的存储模块9先分别将提取的声音数据、面部数据和指纹数据与预存的数据进行比较，再将语音数据、人脸数据、指纹数据的对应关系与预存的对应关系进行比较。

这样，通过存储模块9首先分别判断语音识别、面部识别和指纹识别是否与预存的一致，再判断语音识别、面部识别和指纹识别是否为对应关系；增加了识别的效果，防止声音、面部、指纹的数据其中一项或者两项被居心不良的人得到而通过门禁。

在一些实施例中，如图1所示，所述声音识别模块6包括声音采集单元、声音提取单元，所述声音采集单元输入端与所述顺序识别模块连接，所述声音采集单元输出端与声音提取单元连接，所述声音提取单元输出端与所述存储模块9相连接。

其中，声音采集单元，用于采集用户口令和用户的待验证声音特征。声音提取单元，用于提取与所述用户口令匹配的标准指纹特征数据。一个用户口令对应一个或者几个标准声音特征数据。所述用户口令包括以下之一或者组合：数字构成的字符串、字母构成的字符串、由触摸滑动输入构成的输入。例如，可以以“123456789”作为用户口令，或者可以以“abcdefg”作为用户口令，或者还可以以“abc01234”作为用户口令，或者还可以通过用户手指在触摸屏幕上的滑动输入作为用户口令，不同用户的用户口令可以相同。

这样，一个用户口令可能对应着复数个声音特征数据，因此可以缩小门禁认证过程中的匹配范围，提高认证效率和准确性。

在一些实施例中，如图1所示，所述声音采集单元至少采集两次声音特征，选择至少一次作为标准声音特征，所述声音采集单元可以识别汉语、外文等预先录入的音频信号，误差率在接受的范围内。

其中，在本实施例中的声音筛选中可以多次录入声音特征，包括汉语以及外语多种发音，将复数个待验证声音特征数据与复数个标准声音特征数据进行匹配，得到复数个声音相似度，取所述复数个声音相似度的平均值作为最终的声音相似度。

这样，缩小了与待验证声音特征进行匹配的标准声音特征数据的范围，可以大大降低声音识别的匹配时间，并且提高声音识别的准确性，避免了出现声音相似而造成识别错误的问题。

在一些实施例中，如图1所示，所述指纹识别模块7包括指纹采集单元、指纹提取单元，所述指纹采集单元输入端与所述顺序识别模块连接，所述指纹采集单元输出端与指纹提取单元连接，所述指纹提取单元输出端与所述存储模块9相连接。

其中，指纹采集单元，用于采集用户口令和用户的待验证指纹图像。指纹提取单元，用于提取与所述用户口令匹配的标准指纹特征数据。一个用户口令对应一个或者几个标准指纹特征数据。所述用户口令包括以下之一或者组合：数字构成的字符串、字母构成的字符串、由触摸滑动输入构成的输入。例如，可以以“123456789”作为用户口令，或者可以以“abcdefg”作为用户口令，或者还可以以“abc01234”作为用户口令，或者还可以通过用户手指在触摸屏幕上的滑动输入作为用户口令，不同用户的用户口令可以相同。

这样，一个用户口令可能对应着复数个指纹特征数据，因此可以缩小门禁认证过程中的匹配范围，提高认证效率和准确性。

在一些实施例中，如图1所示，所述指纹采集单元采集复数张指纹特征，选择至少一张作为标准指纹特征，所述指纹采集单元可以录入多个手指的指纹特征。

其中，在本实施例中的指纹筛选中可以录入多个不同手指的指纹，将复数个待验证指纹特征数据与复数个标准指纹特征数据进行匹配，得到复数个指纹相似度，取所述复数个指纹相似度的平均值作为最终的指纹相似度。

这样，缩小了与待验证指纹特征进行匹配的标准指纹特征数据的范围，可以大大降低指纹识别的匹配时间，并且提高指纹识别的准确性，避免了用户众多时出现的人脸图像相似而造成的识别错误问题，也可以避免某个指纹有汗渍而导致无法识别的问题。

在一些实施例中，如图1所示，所述面部识别模块8包括面部采集单元、面部提取单元，所述面部采集单元输入端与所述顺序识别模块连接，所述面部采集单元输出端与面部提取单元连接，所述面部提取单元输出端与所述存储模块相连接。

其中，面部采集单元，用于采集用户口令和用户的待验证人脸图像。面部提取单元，用于提取与所述用户口令匹配的标准人脸特征数据。一个用户口令对应一个或者几个标准人脸特征数据。所述用户口令包括以下之一或者组合：数字构成的字符串、字母构成的字符串、由触摸滑动输入构成的输入。例如，可以以“0123456789”作为用户口令，或者可以以“abcdefg”作为用户口令，或者还可以以“abc01234”作为用户口令，或者还可以通过用户手指在触摸屏幕上的滑动输入作为用户口令，不同用户的用户口令可以相同。

这样，一个用户口令可能对应着复数个人脸特征数据，因此可以缩小门禁认证过程中的匹配范围，提高认证效率和准确性。

在一些实施例中，如图1所示，所述面部采集单元还用于采集复数张人脸图像，选择至少一张作为标准人脸图像。

其中，在本实施例中的图像筛选可以包括，根据人脸图像中人的眼睛位置、嘴部位置、鼻子位置或者根据图像中的亮度值来进行图像筛选，例如图像中的亮度值在一预定范围内，并且眼睛位置、嘴部位置、鼻子位置也在一定位置范围内，则选择该图像作为待验证人脸图像。在本实施例中的图像筛选处理也可以采用前述实施例中的选择标准人脸图像的方法，在其它实施例中所述筛选方式也可以通过现有技术中的图像识别技术来实现，在此不再赘述。

这样，缩小了与待验证人脸图像进行匹配的标准人脸特征数据的范围，可以大大降低人脸识别的匹配时间，并且提高人脸识别的准确性，避免了用户众多时出现的人脸图像相似而造成的识别错误问题。

在一些实施例中，如图1所示，所述室外机3还包括一个红外检测模块13的输出端。

其中上述红外检测模块13包括红外线检测器，在门禁打开之后，通过设置在室外的红外检测模块13检测门禁打开之后进入的人数，并将该人数发送至用户手机14上。

这样，通过了解到进入门禁的人数，用户大概可以得知相关情况，从而做出应对措施。

在一些实施例中，如图1所示，所述室内机4上还设有报警器17。

其中，报警器17可以是蜂鸣器，还包括烟雾传感器、防盗窗控制器以及防盗门控制器。蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”(旧标准用“FM”、“ZZG”、“LB”、“JD”等)表示。

烟雾传感器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感，离子式烟雾传感器是一种先进技术，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。

这样，若所述预设人像图片数据库不包括所述人像图片中的人物，或者说指纹数据库不符合，或者面部数据库不符合，以及识别顺序不正确，报警器17则发出安全警报，所述安全警报用于提醒所述门禁存在不安全风险。具体地，在本发明实施例中，该安全警报可以以声音，振动或其它形式进行警报。

在一些实施例中，如图1所示，所述室内机3上还设有变音器18。

其中，上述变音器18可以是变音软件，也可以是存储有网络上提前下载音频的播放器，可以是不同音频格式。音频格式是指要在计算机内播放或是处理音频文件，是对声音文件进行数、模转换的过程。音频格式最大带宽是20KHZ，速率介于40～50KHZ之间，采用线性脉冲编码调制PCM，每一量化步长都具有相等的长度。音频资料可以是mp3格式，也可以是avi格式，但不限于这些格式。

这样，通过所述变音器18可以将未成年人稚嫩的声音或者老年人苍老的声音都转化成成年人的声音，还可以将女性声音转变成男性声音，以此来威慑不法分子，将其吓走以免受伤害。

在一些实施例中，如图1所示，所述网络通信接口12电性连接有手机 14、远程终端15和控制面板16。

其中，用户通过手机14利用网络通信接口12连接设备能够远程对电磁锁5进行控制，可以实现控制电磁锁5的状态，也可以更换门禁识别顺序。

这样，用户可以通过手机14每天更改门禁识别顺序，例如，当顺序识别模块10处于状态一时，只能先进行声音识别，然后指纹识别，最后进行面部识别；当顺序识别模块10处于状态二时，只能先指纹识别，然后声音识别，最后面部识别；当顺序识别模块10处于状态三时，只能先进行面部识别，然后声音识别，最后是指纹识别；以此类推，还有状态四、状态五等等。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的安全门禁，其特征在于：包括门体，所述门体的内侧依预设的方向设有中央处理器、室内机、显示器、网络通信接口，所述中央处理器的输出端通过信号线连接所述室内机，所述室内机的输出端通过信号线分别连接有所述显示器、所述网络通信接口，所述门体的外侧依预设的方向设有室外机、电磁锁、声音识别模块、指纹识别模块、面部识别模块、存储模块、顺序识别模块，所述室外机的输出端通过信号线分别连接有所述室外机、所述电磁锁、所述声音识别模块、所述指纹识别模块、所述面部识别模块、所述顺序识别模块。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的安全门禁，其特征在于：所述存储模块包括标准人脸特征子存储模块、标准语音特征子存储模块、标准指纹特征子存储模块、语音人脸指纹对应关系子存储模块、即时人脸图像子存储模块、即时语音图像子存储模块、即时指纹图像子存储模块。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的安全门禁，其特征在于：所述声音识别模块包括声音采集单元、声音提取单元，所述声音采集单元输入端与所述顺序识别模块连接，所述声音采集单元输出端与声音提取单元连接，所述声音提取单元输出端与所述存储模块相连接。

4.根据权利要求3所述的基于物联网的安全门禁，其特征在于：所述声音采集单元至少采集两次声音特征，选择至少一次作为标准声音特征，所述声音采集单元可以识别汉语、外文等预先录入的音频信号，误差率在接受的范围内。

5.根据权利要求4所述的基于物联网的安全门禁，其特征在于：所述指纹识别模块包括指纹采集单元、指纹提取单元，所述指纹采集单元输入端与所述顺序识别模块连接，所述指纹采集单元输出端与指纹提取单元连接，所述指纹提取单元输出端与所述存储模块相连接。

6.根据权利要求5所述的基于物联网的安全门禁，其特征在于：所述指纹采集单元采集复数张指纹特征，选择至少一张作为标准指纹特征，所述指纹采集单元可以录入多个手指的指纹特征。

7.根据权利要求6所述的基于物联网的安全门禁，其特征在于：所述面部识别模块包括面部采集单元、面部提取单元，所述面部采集单元输入端与所述顺序识别模块连接，所述面部采集单元输出端与面部提取单元连接，所述面部提取单元输出端与所述存储模块相连接。

8.根据权利要求7所述的基于物联网的安全门禁，其特征在于：所述面部采集单元还用于采集复数张人脸图像，选择至少一张作为标准人脸图像。

9.根据权利要求8所述的基于物联网的安全门禁，其特征在于：所述室外机还包括一个红外检测模块的输出端。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的一种基于物联网的安全门禁，其特征在于：所述室内机上还设有报警器。

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