CN111127752A - 一种基于人脸识别技术的自动售烟机以及自动售烟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人脸识别技术的自动售烟机，包括箱体，箱体设置有取烟口，箱体还设置有通信模块、货道装置、触摸屏、人脸识别模块、语音识别模块以及控制器,控制器通过通信模块与服务器通信连接，通过人脸识别模块采集顾客的三维立体生物特征，顾客的三维立体生物特征与消费者在微信或者支付宝等所有支付平台预留的三维立体生物特征比对，进行大数据分析，匹配，以及人工智能运算，然后由顾客的身份证信息得出顾客的出生日期，再精准判断出每一位顾客是成年人还是未成年人，未成年人不能通过本自动售烟机完成支付功能和购买香烟，成年人则能完全完成支付购买目的，从而完全阻断向未成年人售烟行为。

Description

一种基于人脸识别技术的自动售烟机以及自动售烟方法

技术领域

本发明涉及一种自动售烟机和一种自动售烟方法，特别是一种基于人脸识别技术的自动售烟机以及自动售烟方法。

背景技术

随着社会的不断进步，人们的生活习惯发生了较大改变，越来越多的人习惯使用自动设备购买商品，传统香烟主要利用传统门店及线上非法销售手段流通，这些手段均不能有效阻断未成年人购买香烟,现有的自动售烟机能够实现香烟的自动售卖，但是不能限制向未成年人售烟，另外，不能限制假烟的流通。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的一个目的在于提供一种能限制未成年人购买香烟的基于人脸识别技术的自动售烟机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于人脸识别技术的自动售烟机，包括箱体，所述箱体设置有取烟口，所述箱体还设置有通信模块、货道装置、触摸屏、人脸识别模块、语音识别模块以及控制器,所述通信模块、货道装置、触摸屏、人脸识别模块以及语音识别模块均与所述控制器电性连接，所述控制器通过所述通信模块与所述服务器通信连接。

所述箱体还设置有温湿度传感器和干燥机，所述温湿度传感器和干燥机均与控制器电性连接。

所述货道装置包括若干货道，每个货道均设置有输入口，每个货道的侧面均设置有缺口，每个货道的底端均设置有支撑部，每个货道临近所述支撑部的侧壁上均设置有输出口，每个输出口均与所述取烟口连通，所述支撑部的底部设置动力装置，所述支撑部处设置有拨片活动入口。

所述动力装置有两种技术方案：

第一种技术方案是：所述动力装置包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过齿轮组传动连接有转轴，所述转轴的一端设置有可旋转的拨片，所述拨片位于所述拨片活动入口的下方。

第二种技术方案是：所述动力装置包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴设置有可旋转的拨片，所述拨片位于所述拨片活动入口的下方，所述驱动电机与所述控制器电性连接。

所述控制器包括微处理器、电源模块、存储模块以及程序下载接口，所述电源模块、存储模块、程序下载接口、触摸屏、人脸识别模块、温湿度传感器、干燥机、语音识别模块以及驱动电机均与所述微处理器电性连接。

所述箱体包括机箱和箱门，所述箱门的一侧与所述机箱铰接，所述机箱内部中空。

所述人脸识别模块为摄像头。

所述干燥机包括风机和电热丝中的一种或者多种。

为了克服现有技术的不足，本发明的另一个目的在于提供一种能限制未成年人购买香烟的自动售烟方法。

一种自动售烟方法,所述自动售烟方法用到所述自动售烟机,所述自动售烟方法只支持刷脸支付，包括以下步骤:

步骤S1、通过摄像头采集顾客的三维立体生物特征；

步骤S2、控制器通过通信模块将顾客的三维立体生物特征发送给服务器；

步骤S3、服务器将顾客的三维立体生物特征与消费者在支付宝支付系统或者微信支付系统中保留的三维立体生物特征比对；

步骤S4、经过比对，得出相应顾客的身份证信息；

步骤S5、获取相应顾客的身份证信息中的出生日期；

步骤S6、服务器根据顾客的出生日期计算出相应顾客的准确年龄；

步骤S7、服务器根据顾客的准确年龄判断顾客是否成年，若成年，允许顾客刷脸支付，控制器接收服务器发送的出货控制指令，然后出烟口出货；若未成年，不允许顾客刷脸支付。

本发明的有益效果是：本发明提供一种基于人脸识别技术的自动售烟机，通过人脸识别模块采集顾客的三维立体生物特征，顾客的三维立体生物特征与消费者在微信或者支付宝等所有支付平台预留的三维立体生物特征比对，进行大数据分析，匹配，以及人工智能运算，然后由顾客的身份证信息得出顾客的出生日期，再精准判断出每一位顾客是成年人还是未成年人，未成年人不能通过本自动售烟机完成支付功能和购买香烟，成年人则能完全完成支付购买目的，从而完全阻断向未成年人售烟行为，由于自动售烟机的香烟由国家烟草专卖局提供，每次更新库存，一定保证是正品，从而限制假烟的流通。

另外，通过提供一种仅支持刷脸支付的自动售烟方法，通过刷脸的方式获取顾客的身份证信息，再由顾客的身份证信息获取顾客的出生日期，最后由顾客的出生日期准确得出顾客的年龄，服务器根据顾客的年龄判断顾客是否成年，若顾客已经成年，那么允许顾客刷脸支付，若未成年，则禁止该顾客刷脸支付，从而完全阻断向未成年人售烟行为。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的系统框图；

图2是本发明的正视图；

图3是货道装置的其中一种结构示意图；

图4是货道装置的另一种结构示意图；

图5是货道的剖面图；

图6是出货装置的剖面图；

图7是本发明的工作流程图。

具体实施方式

参照图1至图7，一种基于人脸识别技术的自动售烟机，包括箱体10，所述箱体10设置有取烟口11，所述箱体10还设置有通信模块、货道装置、触摸屏12、人脸识别模块13、语音识别模块以及控制器,所述通信模块、货道装置、触摸屏12、人脸识别模块13以及语音识别模块均与所述控制器电性连接，所述控制器通过所述通信模块与服务器通信连接，通过在自动售烟机上设置取烟口、通信模块、货道装置、触摸屏、人脸识别模块13、语音识别模块以及控制器，通过人脸识别模块采集顾客的三维立体生物特征，顾客的三维立体生物特征与消费者在微信或者支付宝等所有支付平台预留的三维立体生物特征比对，进行大数据分析，匹配，以及人工智能运算，然后由顾客的身份证信息得出顾客的出生日期，再精准判断出每一位顾客是成年人还是未成年人，未成年人不能通过本自动售烟机完成支付功能和购买香烟，成年人则能完全完成支付购买目的，从而完全阻断向未成年人售烟行为(这里用到的算法均是现有技术，下文中会有具体的说明)。

另外，由于自动售烟机的香烟由国家烟草专卖局提供，每次更新库存，一定保证是正品，从而限制假烟的流通。

具体地，所述通信模块是4G模块或者WIFI模块。

具体地，所述人脸识别模块13、触摸屏12以及取烟口11由上而下依次设置在所述箱体10的正面，所述语音识别模块设置在所述箱体10的正面，为了提供良好的通信性能，所述通信模块设置在所述箱体10的顶面，所述货道装置和控制器均设置在所述箱体10的内部。

具体地，服务器在网络中为其它客户机(如自动售烟机、PC机、智能手机、ATM等终端甚至是火车系统等大型设备)提供计算或者应用服务，服务器具有高速的CPU运算能力、长时间的可靠运行、强大的I/O外部数据吞吐能力以及更好的扩展性，根据服务器所提供的服务，一般来说服务器都具备承担响应服务请求、承担服务、保障服务的能力，服务器作为电子设备，其内部的结构十分的复杂，但与普通的计算机内部结构相差不大，如：cpu、硬盘、内存，系统、系统总线等，服务器属于现有技术，服务器不涉及计算机软件程序的改进。

具体地，取烟口用于供顾客取走香烟；通信模块用于实现通信功能；货道装置用于存储香烟以及将香烟推送至取烟口；触摸屏用于输入顾客操作并显示信息；人脸识别模块13配合控制器用于识别顾客的三维立体生物特征(三维立体生物特征是指脸庞的形状、大小，鼻子的位置、大小、形状等生物特征信息)，即人脸识别功能；语音识别模块配合控制器用于采集顾客的语音，实现语音识别功能(根据顾客的语音识别顾客的命令)以及语音控制功能(根据顾客的语音控制自动售烟机)；控制器用于通过通信模块将顾客的三维立体生物特征(三维立体生物特征是指脸庞的形状、大小，鼻子的位置、大小、形状等生物特征信息)发送给服务器，服务器根据顾客的三维立体生物特征(三维立体生物特征是指脸庞的形状、大小，鼻子的位置、大小、形状等生物特征信息)从支付宝支付系统或者微信支付系统中匹配顾客的ID以及出生日期，然后根据顾客的出生日期判断顾客是否成年(顾客必须是支付宝用户或者微信用户)，若顾客已成年，则允许顾客付款，并实现购买香烟；若顾客为未成年人，则不能完成支付，不能实现购买香烟；只支持刷脸支付，不接受扫码支付；控制器通过通信模块接收服务器发送的用于指示货道装置动作的出货控制指令，出货控制指令是服务器判断出顾客是成年人并完成支付后出货的指令，只有在服务器判断出用户是成年人且完成支付后，微处理器控制相应货道的驱动电机转动，驱动电机带动拨片推动香烟，从而完成出货(这里是为了阐述技术原理)。

所述箱体10还设置有温湿度传感器和干燥机，所述温湿度传感器和干燥机均与控制器电性连接，所述温湿度传感器和干燥机均设置在所述箱体10的内部(温湿度传感器可以设置在靠近货道的位置，干燥机可以设置在靠近所述取烟口11的位置)，所述温湿度传感器的型号可以是DHT11，所述温湿度传感器检测所述箱体10内的温度和识别，然后输出模拟信号(电压或者电流)，控制器通过模数转换器将该模拟信号转换为与之对应的数字信号(控制器集成有模数转换器，具体地，微处理器集成了模数转换器)，控制器再将该数字信号转换为与之对应的温度值和数字值(这部分属于现有技术，这里主要是为了阐述技术原理，便于本领域的技术人员理解技术方案)，一旦温度值或者湿度值不处于预设范围内，那么控制器启动干燥机，直到温度值或者湿度值处于预设范围内(控制器设置有预设范围，更具体地，微处理器设置有预设范围，温度值的预设范围根据香烟的储藏要求来预设,比如，温度值的预设范围一般是30℃至50摄氏度，湿度值的预设范围是不能超过60％，此时，箱体内的温度为28摄氏度，控制器启动干燥机，使得箱体内的温度升高2摄氏度，然后干燥机停止工作)。

所述货道装置包括若干货道30，每个货道30的顶端均设置有输入口31，每个货道30的侧面均设置有缺口32，每个货道30的底端均设置有支撑部33，每个货道30临近所述支撑部33的侧壁上均设置有输出口34，每个输出口34均与所述取烟口11连通，所述支撑部33的底部设置动力装置，所述支撑部33处设置有拨片活动入口35，每个货道30均为条形，呈导轨状，所述货道30用于存放香烟，一般来说，每条货道只放同种品牌的香烟,所有货道30通过螺丝或者焊接固定在所述箱体10内。

所述输入口31用于将香烟放入所述货道30中；所述缺口32用于调整香烟的摆放位置；所述支撑部33用于支撑香烟；所述动力装置用于驱动香烟从每个货道30的输出口34流出；所述拨片42旋转时，所述拨片42通过拨片活动入口35伸入所述货道30内(所述拨片42旋转时会经过所述拨片活动入口35的入口处)，将货道30最底部的香烟拨到所述输出口34处流出。

具体地，所述取烟口11位于所述输出口34的下方，所述取烟口11可通过一个管道与所有输出口34连通，所述管道与地面之间最好有一定的倾斜角度，倾斜角度范围是0度至90度，不借助其他需要消耗电能的设备或者需要消耗电能的装置，香烟沿着管道从取烟口11流出，不仅更节能，并有利于自动售烟机小型化(自动售烟机小型化是指自动售烟机的体积更小)。

所述动力装置有两种技术方案：

第一种技术方案是：参考图3,所述动力装置包括驱动电机40，所述驱动电机40的输出轴通过齿轮组传动连接有转轴41，所述转轴41的一端设置有可旋转的拨片42，所述拨片42位于所述拨片活动入口35的下方，所述驱动电机40驱动转轴41转动，该动力装置通过固定壳体或者固定金属板固定与所述箱体1的内部，所述驱动电机40的输出轴通过所述齿轮组驱动所述转轴41旋转，所述转轴41旋转带动所述拨片42旋转，拨片42旋转使得位于所述支撑部33处的香烟从所述输出口34流出至所述取烟口11处，从而显示香烟的出货过程，拨片42每旋转一周则流出一包香烟，所述齿轮组包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第一齿轮套设在所述驱动电机40的输出轴上，所述第二齿轮套设在所述转轴41的另一端上。

第二种技术方案是：参考图4,所述动力装置包括驱动电机40，所述驱动电机40的输出轴设置有可旋转的拨片42，所述拨片42位于所述拨片活动入口35的下方，所述驱动电机40与所述控制器电性连接，所述驱动电机40的输出轴带动所述转轴41旋转，所述转轴41旋转带动所述拨片42旋转，所述拨片42旋转使得位于所述支撑部33处的香烟从所述输出口34流出至所述取烟口11处，从而显示香烟的出货过程，拨片42每旋转一周则流出一包香烟，这种结构比较简单，因此，不容易发生故障，便于维修。

所述控制器包括微处理器、电源模块、存储模块、外围电路以及程序下载接口，所述电源模块、存储模块、外围电路、程序下载接口、触摸屏12、人脸识别模块13、温湿度传感器、干燥机、语音识别模块以及驱动电机均与所述微处理器电性连接，存储模块用于供电，存储模块用于存储数据，程序下载接口用于下载程序并更新微处理器的程序，微处理器控制整个自动售烟机，所述外围电路包括比较常见的复位电路、晶振电路以及各种工作指示灯等，所述微处理器可以是STM32单片机，所述电源模块可以由依次电性连接的变压器、整流滤波电路、降压电路以及稳压电路组成(变压器、整流滤波电路、降压电路以及稳压电路均是现有技术,具体的电路构成这里不再具体赘述)，输出+12V直流电压、+5V直流电压以及+3.3V直流电压用于供电。

所述箱体10包括机箱和箱门，所述箱门的一侧与所述机箱铰接，所述机箱内部中空，所述箱门设置在机箱的侧面，具体地，所述箱体10呈长方体形状或者正方形形状或者一些卡通人物的形状，当香烟没有库存后，那么需要打开箱门，以手动的方式将货存添加到所述货道30内。

所述人脸识别模块13为摄像头，摄像头配合微处理器记录顾客的三维立体生物特征(三维立体生物特征是指脸庞的形状、大小，鼻子的位置、大小、形状等生物特征信息)，实现人脸识别功能，并实现现在非常流行的刷脸支付功能等。

所述干燥机包括风机和电热丝中的一种或者多种，风机的干燥效果比较好，体积可根据实际需要选择，风机的位置可以根据实际需要选择，比如，设置在取烟口出,电热丝产生热量,降低所述箱体10内的温度和湿度。

所述语音识别模块包括音频采集模块和语音处理芯片,所述音频采集模块可以是麦克风,语音处理芯片的型号可以是CI1006，所述音频采集模块与所述语音处理芯片电性连接，所述语音处理芯片的输出端与所述微处理器电性连接，所述语音识别模块配合微处理器实现语音识别功能(识别顾客想要购买的命令，比如，某品牌的香烟)以及语音控制功能(通过语音购买香烟)，为顾客提供方便、快捷的智能服务。

本发明还提供一种自动售烟方法(顾客必须开通刷脸支付功能，即不需要输入密码，直接刷脸完成支付的功能，如果顾客没有开通该功能，那么顾客是无法购买香烟),所述自动售烟方法用到所述自动售烟机,所述自动售烟方法只支持刷脸支付，包括以下步骤:

步骤S1、通过摄像头采集顾客的三维立体生物特征(三维立体生物特征是指脸庞的形状、大小，鼻子的位置、大小、形状等生物特征信息)；

步骤S2、控制器通过通信模块将顾客的三维立体生物特征(三维立体生物特征是指脸庞的形状、大小，鼻子的位置、大小、形状等生物特征信息)发送给服务器；

步骤S3、服务器将顾客的三维立体生物特征(三维立体生物特征是指脸庞的形状、大小，鼻子的位置、大小、形状等生物特征信息)与消费者在支付宝支付系统或者微信支付系统中保留的三维立体生物特征(三维立体生物特征是指脸庞的形状、大小，鼻子的位置、大小、形状等生物特征信息)比对；

步骤S4、经过比对，得出相应顾客的身份证信息；

步骤S5、获取相应顾客的身份证信息中的出生日期；

步骤S6、服务器根据顾客的出生日期计算出相应顾客的准确年龄；

步骤S7、服务器根据顾客的准确年龄判断顾客是否成年，若成年，允许顾客刷脸支付，控制器接收服务器发送的出货控制指令，然后出烟口出货；若未成年，不允许顾客刷脸支付。

通过刷脸的方式获取顾客的身份证信息，再由顾客的身份证信息获取顾客的出生日期，最后由顾客的出生日期准确得出顾客的年龄，服务器根据顾客的年龄判断顾客是否成年，若顾客已经成年，那么允许顾客刷脸支付，若未成年，则禁止该顾客刷脸支付，从而完全阻断向未成年人售烟行为。

比如，支付宝的数据库显示顾客的出生日期是2000年10月15日，那么2019年他的年龄达到了20岁，此时该顾客已经成年，允许顾客刷脸支付，顾客付款后，服务器发送出货控制指令，该出货控制指令用于启动货道装置，自动售烟机的取烟口11发放香烟，如果顾客的出生日期是2010年10月15日,2019年该顾客还未成年，禁止向该顾客出售香烟，不允许刷脸支付)。

以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于人脸识别技术的自动售烟机，包括箱体（10），所述箱体（10）设置有取烟口（11），其特征在于所述箱体（10）还设置有通信模块、货道装置、触摸屏（12）、人脸识别模块（13）、语音识别模块以及控制器, 所述通信模块、货道装置、触摸屏（12）、人脸识别模块（13）以及语音识别模块均与所述控制器电性连接，所述控制器通过所述通信模块与服务器通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于人脸识别技术的自动售烟机，其特征在于所述箱体（10）还设置有温湿度传感器和干燥机，所述温湿度传感器和干燥机均与控制器电性连接。

3.根据权利要求2所述的基于人脸识别技术的自动售烟机，其特征在于所述货道装置包括若干货道（30），每个货道（30）均设置有输入口（31），每个货道（30）的侧面均设置有缺口（32），每个货道（30）的底端均设置有支撑部（33），每个货道（30）临近所述支撑部（33）的侧壁上均设置有输出口（34），每个输出口（34）均与所述取烟口（11）连通，所述支撑部（33）的底部设置动力装置，所述支撑部（33）处设置有拨片活动入口（35）。

4.根据权利要求3所述的基于人脸识别技术的自动售烟机，其特征在于所述动力装置包括驱动电机（40），所述驱动电机（40）的输出轴通过齿轮组传动连接有转轴（41），所述转轴（41）的一端设置有可旋转的拨片（42），所述拨片（42）位于所述拨片活动入口（35）的下方。

5.根据权利要求3所述的基于人脸识别技术的自动售烟机，其特征在于所述动力装置包括驱动电机（40），所述驱动电机（40）的输出轴设置有可旋转的拨片（42），所述拨片（42）位于所述拨片活动入口（35）的下方，所述驱动电机（40）与所述控制器电性连接。

6.根据权利要求4或5任一所述的基于人脸识别技术的自动售烟机，其特征在于所述控制器包括微处理器、电源模块、存储模块以及程序下载接口，所述电源模块、存储模块、程序下载接口、触摸屏（12）、人脸识别模块（13）、温湿度传感器、干燥机、语音识别模块以及驱动电机均与所述微处理器电性连接。

7.根据权利要求6所述的基于人脸识别技术的自动售烟机，其特征在于所述箱体（10）包括机箱和箱门，所述箱门的一侧与所述机箱铰接，所述机箱内部中空。

8.根据权利要求7所述的基于人脸识别技术的自动售烟机，其特征在于所述人脸识别模块（13）为摄像头。

9.根据权利要求8所述的基于人脸识别技术的自动售烟机，其特征在于所述干燥机包括风机和电热丝中的一种或者多种。

10.一种自动售烟方法,其特征在于所述自动售烟方法用到权利要求8所述的基于人脸识别技术的自动售烟机, 所述自动售烟方法只支持刷脸支付，包括以下步骤:

步骤S1、通过摄像头采集顾客的三维立体生物特征；

步骤S2、控制器通过通信模块将顾客的三维立体生物特征发送给服务器；

步骤S3、服务器将顾客的三维立体生物特征与消费者在支付宝支付系统或者微信支付系统中保留的三维立体生物特征比对；

步骤S4、经过比对，得出相应顾客的身份证信息；

步骤S5、获取相应顾客的身份证信息中的出生日期；

步骤S6、服务器根据顾客的出生日期计算出相应顾客的准确年龄；

步骤S7、服务器根据顾客的准确年龄判断顾客是否成年，若成年，允许顾客刷脸支付，控制器接收服务器发送的出货控制指令，然后出烟口出货；若未成年，不允许顾客刷脸支付。

Images