CN112102530A - 一种校园物联网智能云锁管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种校园物联网智能云锁管理系统，包括主控智能锁模块、缓存单元、分控智能锁模块、交互中心、循迹单元、自分析单元、记录单元、警报单元和显示单元；本发明借助主控智能锁模块对校园门口处的进门人员进行初步验证，根据初步验证的结果，借助相关随机验证和人脸识别结合指纹的双重验证方式，用于验证学生的身份，根据验证情况将学生的身份做不同的标记；并借助校园内的辅助的循迹单元，对进入校园的学生身份进行进一步的确定，根据确定结果起到不同的标注。

Description

一种校园物联网智能云锁管理系统

技术领域

本发明属于智能锁领域，涉及校园物联网技术，具体是一种校园物联网智能云锁管理系统。

背景技术

公开号为CN108600352A的专利公开了一种基于NB-IOT的智能云锁控制方法，包括智能云锁、处理器平台端、云端服务器、传感控制器、移动终端和NB-IOT通讯模块；所述NB-IOT通讯模块用于连接所述处理器平台端和所述云端服务器之间的数据交互；所述传感控制器用于感应并收集所述智能云锁的开锁关锁信息，并将收集到的所述智能云锁的开锁关锁信息汇总至所述处理器平台端；处理器平台端设置在所述智能云锁内，用于接收所述传感控制器发送的所述智能云锁的开锁关锁信息，并将接收到的所述智能云锁的开锁关锁信息通过所述NB-IOT通讯模块发送至所述云端服务器。本发明提出一种基于NB-IOT的智能云锁控制方法，通过在智能云锁内设置NB-IOT通讯模块，解决用户在网络状况不好的地区无法正常使用智能云锁的问题。

其虽然公开了一种基于窄带物联网的智能云锁，但是其针对大学学校来说，如何进行学生身份识别，同时避免身份冒用的情况出现；同时还能对外来访客人员进行监控，在一定程度上保证学生的安全性以及其上课的参与程度进行辅助督促；缺乏一种有效合理的手段。为了解决这一技术问题，现提供一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种校园物联网智能云锁管理系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种校园物联网智能云锁管理系统，包括主控智能锁模块、缓存单元、分控智能锁模块、交互中心、循迹单元、自分析单元、记录单元、警报单元和显示单元；

其中，所述主控智能锁模块包括设置在所有校园门门口处的智能门锁，所述分控智能锁模块包括所有设置在校园内的智能门分锁，智能门分锁均带有位置标识，具体可举例为寝室门锁、图书馆门锁等；

所述主控智能门锁模块用于对校园门口处的进门人员进行初步验证，初步验证的具体步骤如下：

步骤一：首先会获取到对应用户的面部信息，进行人脸识别，当获取到对应的人脸信息为访问人员时，跳转至步骤二，否则跳转至步骤三；

步骤二：进行访问人员身份防伪识别分析，具体分析步骤为：

S1：根据人脸识别情况初步识别对应访问人员的身份，并获取对应访问人员的身份信息，身份信息包括姓名、学号；

S2：自动得到获取人脸信息时的时间信息，以月日时分的格式获取时间信息，将时间信息去除量纲，得到时间数字组，将其表示为X_i，i=1...8；具体可举例为10月29日18时53分，则此时的时间数字组则为10291853八位数字构成；

S3：对时间数字组进行命值计算，得到命值M，具体计算公式为：

；

S4：根据命值M确定选中值Xz，具体确定方式为Xz=qgw{M}；

式中，qgw{M}表示为根据g的具体值来取M上的一个数值，具体取法如步骤S5；

S5：首先获取到对应访问人员的姓名，将姓的笔画数减去名的笔画数，求绝对值之后加一，将该值标记为g的数值；

S6：从M的具体数值第一个数值开始数，取第g个位置上的数值，若g大于M的数值位数，则循环从第一个数字开始进行重新选取，得到选中值Xz；

S7：获取到访问人员的学号，根据选中值Xz，选取第Xz位学号上的数字，将其标记为指纹顺位数；

S8：自动显示指纹顺位数，学生根据指纹顺位数自动验证对应手指，具体为首先获取到学生学号最后一位的数字，若其为奇数时，则从左手的大拇指到小指再到右手的小指到大拇指的顺序，选中对应指纹顺位数的手指，将该手指标记为验证手指；

否则，若学号的最后一位数字不为奇数时，则采取用为奇数时的相反顺序进行挑选，得到对应的验证手指；

对验证手指的指纹进行指纹验证，当该指纹验证一次即与人脸识别结果对应的身份一致时，则产生通过信号；将对应的访问人员标记为入校学生；若检查到学生经校门出去，则对应将学生标记为出校学生，实时更新所有学生的状态；

当指纹验证次数大于一次才与人脸识别结果对应的身份一致时，则产生存疑信号；将对应来访人员标记为存疑学生；

当验证手指的指纹不通过时，自动转至步骤三；

步骤三：将对应的访问人员标记为外来访客；

所述主控智能锁模块用于将入校学生、出校学生、存疑学生和外来访客传输到缓存单元进行实时存储；

所述分控智能锁模块用于结合缓存单元进行学员非正常情况监控，得到缺勤信息；

所述缓存单元接收到分控智能锁模块传输的缺勤信息，并进行实时存储；

所述主控智能锁模块用于将外来访客传输到交互中心，所述交互中心用于将外来访客传输到循迹单元，所述循迹单元接收主控智能锁模块传输的外来访客，并对其进行循迹监控操作，并根据操作结果产生待查询信息和需确认信息。

进一步地，所述非正常情况监控的具体步骤为：

S1：利用各个设置在校园内的所有智能门分锁，当检测到对应的入校学生出现在门口时，会自动进行人脸识别，根据人脸识别获取入校学生身份，根据学生身份判定其是否具有进入权限，该进入权限记录在每个对应的智能门分锁内；

S2：智能门分锁内还关联有学生的课表，当对应学生在上课时间出现在教室以外的地方时，会自动查询学生的请假信息，该请假信息为借由学生上传经老师批准后的假条；

S3：当未查询到学生的请假信息而学生却又出现在上课教室以外的地方，则自动记录为该学生的缺勤记录；

S4：将缺勤记录与对应学生融合形成缺勤信息，将缺勤信息返回到缓存单元。

进一步地，循迹监控操作的具体操作步骤为：

SS1：首先当检测到存疑学生时，会自动获取该存疑学生的人脸信息；

SS2：之后在对应的校门智能门锁打开时，会自动借助摄像头获取到对应进入的存疑学生的人脸信息，将其标记为实时人脸信息，对实时人脸信息进行遮挡验证，遮挡验证具体步骤为：

SS21：首先获取到人脸的遮挡面积，即为可识别的人脸部分；自动计算遮挡面积占总人脸面积的占比；

SS22：当该占比超过预设值M1时，自动产生确认信号，将对应的存疑学生标记为冒充学生，将冒充学生的位置标记出来，并将该位置结合存疑学生的身份信息融合形成需确认信息；当该占比未超过预设值M1时，自动进入步骤SS3；

SS3：获取到该学生的实时人脸信息，将其与存疑学生对应的人脸信息进行比对，若二者一致，则自动将缓存单元内的对应存疑学生标记为入校学生；否则将其标记为需确认信息；

SS4：之后获取到外来访客，自动借助设置在校园内的所有摄像设备，进行踪迹跟随操作，踪迹跟随操作具体步骤为：

SS41：将对应的外来访客划分为四个识别特征点，该四个识别特征点具体为头部图片、上半身图片、下半身图片和身高数值；

SS42：根据四个识别特征点进行人物认定，当用户进入两个以上摄像头重叠部分区域时会自动让所有的摄像头锁定对应外来访客，具体为每个摄像机均获取到所有能拍摄到的人物信息；

SS43：之后将获取到的人物信息一一与开始确定的外来访客进行对比，通过四个识别特征点，当任意满足两个及以上的识别特征点重叠时，自动认定为该外来访客；

SS5：持续跟踪外来访客，当其在非正常区域持续逗留时间超过警戒时间Tj时，Tj为预设值，自动将其所在区域及其对应的外来访客标记为待查询信息；

SS6：当外来访客在非正常区域预订时间Ty出现次数超过Cs次时，将对应的外来访客同样标记为待查询信息；出现一次表示为该区域的监控监控到了对应的外来访客出现到离开为一次；其中Ty和Cs均为预设值；非正常区域为管理人员预先设定的区域。

进一步地，所述循迹单元用于将待查询信息和需确认信息返回到交互中心，所述交互中心在接收到待查询信息和需确认信息中任一信息时均会向警报单元传输警报信号，所述警报单元接收交互中心传输的警报信号会自动发出警报；

所述交互中心用于将待查询信息和需确认信息传输到显示单元进行实时显示；

所述交互中心用于将待查询信息和需确认信息打上时间戳传输到记录单元进行实时存储。

本发明的有益效果：

本发明借助主控智能锁模块对校园门口处的进门人员进行初步验证，根据初步验证的结果，借助相关随机验证和人脸识别结合指纹的双重验证方式，用于验证学生的身份，根据验证情况将学生的身份做不同的标记；并借助校园内的辅助的循迹单元，对进入校园的学生身份进行进一步的确定，根据确定结果起到不同的标注；

同时还会借助分控智能锁模块自动锁定为按期参与教学计划的同学，并结合请假情况做出清晰准确的判定；同时做好备份记录，便于给老师评价做出合理参考；同时借助相关的循迹单元内的相关判定原则，能够识别到一些非常规人员，其识别方式依赖对应来访人员在学校内的具体行动，做出精确判定，并提醒工作人员注意，保障了学生的安全。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

如图1所示，一种校园物联网智能云锁管理系统，包括主控智能锁模块、缓存单元、分控智能锁模块、交互中心、循迹单元、自分析单元、记录单元、警报单元和显示单元；

其中，所述主控智能锁模块包括设置在所有校园门门口处的智能门锁，所述分控智能锁模块包括所有设置在校园内的智能门分锁，智能门分锁均带有位置标识，具体可举例为寝室门锁、图书馆门锁等；

所述主控智能门锁模块用于对校园门口处的进门人员进行初步验证，初步验证的具体步骤如下：

步骤一：首先会获取到对应用户的面部信息，进行人脸识别，当获取到对应的人脸信息为访问人员时，跳转至步骤二，否则跳转至步骤三；

步骤二：进行访问人员身份防伪识别分析，具体分析步骤为：

S1：根据人脸识别情况初步识别对应访问人员的身份，并获取对应访问人员的身份信息，身份信息包括姓名、学号；

S2：自动得到获取人脸信息时的时间信息，以月日时分的格式获取时间信息，将时间信息去除量纲，得到时间数字组，将其表示为X_i，i=1...8；具体可举例为10月29日18时53分，则此时的时间数字组则为10291853八位数字构成；

S3：对时间数字组进行命值计算，得到命值M，具体计算公式为：

；

S4：根据命值M确定选中值Xz，具体确定方式为Xz=qgw{M}；

式中，qgw{M}表示为根据g的具体值来取M上的一个数值，具体取法如步骤S5；

S5：首先获取到对应访问人员的姓名，将姓的笔画数减去名的笔画数，求绝对值之后加一，将该值标记为g的数值；

S6：从M的具体数值第一个数值开始数，取第g个位置上的数值，若g大于M的数值位数，则循环从第一个数字开始进行重新选取，得到选中值Xz；

S7：获取到访问人员的学号，根据选中值Xz，选取第Xz位学号上的数字，将其标记为指纹顺位数；

S8：自动显示指纹顺位数，学生根据指纹顺位数自动验证对应手指，具体为首先获取到学生学号最后一位的数字，若其为奇数时，则从左手的大拇指到小指再到右手的小指到大拇指的顺序，选中对应指纹顺位数的手指，将该手指标记为验证手指；

否则，若学号的最后一位数字不为奇数时，则采取用为奇数时的相反顺序进行挑选，得到对应的验证手指；

对验证手指的指纹进行指纹验证，当该指纹验证一次即与人脸识别结果对应的身份一致时，则产生通过信号；将对应的访问人员标记为入校学生；若检查到学生经校门出去，则对应将学生标记为出校学生，实时更新所有学生的状态；

当指纹验证次数大于一次才与人脸识别结果对应的身份一致时，则产生存疑信号；将对应来访人员标记为存疑学生；

当验证手指的指纹不通过时，自动转至步骤三；

步骤三：将对应的访问人员标记为外来访客；

所述主控智能锁模块用于将入校学生、出校学生、存疑学生和外来访客传输到缓存单元进行实时存储；

所述分控智能锁模块用于结合缓存单元进行学员非正常情况监控，具体监控步骤为：

S1：利用各个设置在校园内的所有智能门分锁，当检测到对应的入校学生出现在门口时，会自动进行人脸识别，根据人脸识别获取入校学生身份，根据学生身份判定其是否具有进入权限，该进入权限记录在每个对应的智能门分锁内；

S2：智能门分锁内还关联有学生的课表，当对应学生在上课时间出现在教室以外的地方时，会自动查询学生的请假信息，该请假信息为借由学生上传经老师批准后的假条；

S3：当未查询到学生的请假信息而学生却又出现在上课教室以外的地方，则自动记录为该学生的缺勤记录；便于为老师考试时评价平时成绩提供依据；

S4：将缺勤记录与对应学生融合形成缺勤信息，将缺勤信息返回到缓存单元；

所述缓存单元接收到分控智能锁模块传输的缺勤信息，并进行实时存储；

所述主控智能锁模块用于将外来访客传输到交互中心，所述交互中心用于将外来访客传输到循迹单元，所述循迹单元接收主控智能锁模块传输的外来访客，并对其进行循迹监控操作，具体操作步骤为：

SS1：首先当检测到存疑学生时，会自动获取该存疑学生的人脸信息；

SS2：之后在对应的校门智能门锁打开时，会自动借助摄像头获取到对应进入的存疑学生的人脸信息，将其标记为实时人脸信息，对实时人脸信息进行遮挡验证，遮挡验证具体步骤为：

SS21：首先获取到人脸的遮挡面积，即为可识别的人脸部分；自动计算遮挡面积占总人脸面积的占比；

SS22：当该占比超过预设值M1时，自动产生确认信号，将对应的存疑学生标记为冒充学生，将冒充学生的位置标记出来，并将该位置结合存疑学生的身份信息融合形成需确认信息；当该占比未超过预设值M1时，自动进入步骤SS3；

SS3：获取到该学生的实时人脸信息，将其与存疑学生对应的人脸信息进行比对，若二者一致，则自动将缓存单元内的对应存疑学生标记为入校学生；否则将其标记为需确认信息；

SS4：之后获取到外来访客，自动借助设置在校园内的所有摄像设备，进行踪迹跟随操作，踪迹跟随操作具体步骤为：

SS41：将对应的外来访客划分为四个识别特征点，该四个识别特征点具体为头部图片、上半身图片、下半身图片和身高数值；

SS42：根据四个识别特征点进行人物认定，当用户进入两个以上摄像头重叠部分区域时会自动让所有的摄像头锁定对应外来访客，具体为每个摄像机均获取到所有能拍摄到的人物信息；

SS43：之后将获取到的人物信息一一与开始确定的外来访客进行对比，通过四个识别特征点，当任意满足两个及以上的识别特征点重叠时，自动认定为该外来访客；

SS5：持续跟踪外来访客，当其在非正常区域持续逗留时间超过警戒时间Tj时，Tj为预设值，自动将其所在区域及其对应的外来访客标记为待查询信息；

SS6：当外来访客在非正常区域预订时间Ty出现次数超过Cs次时，将对应的外来访客同样标记为待查询信息；出现一次表示为该区域的监控监控到了对应的外来访客出现到离开为一次；其中Ty和Cs均为预设值；非正常区域为管理人员预先设定的区域；

所述循迹单元用于将待查询信息和需确认信息返回到交互中心，所述交互中心在接收到待查询信息和需确认信息中任一信息时均会向警报单元传输警报信号，所述警报单元接收交互中心传输的警报信号会自动发出警报；

所述交互中心用于将待查询信息和需确认信息传输到显示单元进行实时显示；

所述交互中心用于将待查询信息和需确认信息打上时间戳传输到记录单元进行实时存储。

一种校园物联网智能云锁管理系统，在工作时，借助主控智能锁模块对校园门口处的进门人员进行初步验证，根据初步验证的结果，借助相关随机验证和人脸识别结合指纹的双重验证方式，用于验证学生的身份，根据验证情况将学生的身份做不同的标记；并借助校园内的辅助的循迹单元，对进入校园的学生身份进行进一步的确定，根据确定结果起到不同的标注；

同时还会借助分控智能锁模块自动锁定为按期参与教学计划的同学，并结合请假情况做出清晰准确的判定；同时做好备份记录，便于给老师评价做出合理参考；同时借助相关的循迹单元内的相关判定原则，能够识别到一些非常规人员，其识别方式依赖对应来访人员在学校内的具体行动，做出精确判定，并提醒工作人员注意，保障了学生的安全。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种校园物联网智能云锁管理系统，其特征在于，包括主控智能锁模块、缓存单元、分控智能锁模块、交互中心、循迹单元、自分析单元、记录单元、警报单元和显示单元；

其中，所述主控智能锁模块包括设置在所有校园门门口处的智能门锁，所述分控智能锁模块包括所有设置在校园内的智能门分锁，智能门分锁均带有位置标识；

所述主控智能门锁模块用于对校园门口处的进门人员进行初步验证，初步验证的具体步骤如下：

步骤一：首先会获取到对应用户的面部信息，进行人脸识别，当获取到对应的人脸信息为访问人员时，跳转至步骤二，否则跳转至步骤三；

步骤二：进行访问人员身份防伪识别分析，具体分析步骤为：

S1：根据人脸识别情况初步识别对应访问人员的身份，并获取对应访问人员的身份信息，身份信息包括姓名、学号；

S2：自动得到获取人脸信息时的时间信息，以月日时分的格式获取时间信息，将时间信息去除量纲，得到时间数字组，将其表示为X_i，i=1...8；

S3：对时间数字组进行命值计算，得到命值M，具体计算公式为：

；

S4：根据命值M确定选中值Xz，具体确定方式为Xz=qgw{M}；

式中，qgw{M}表示为根据g的具体值来取M上的一个数值，具体取法如步骤S5；

S5：首先获取到对应访问人员的姓名，将姓的笔画数减去名的笔画数，求绝对值之后加一，将该值标记为g的数值；

S6：从M的具体数值第一个数值开始数，取第g个位置上的数值，若g大于M的数值位数，则循环从第一个数字开始进行重新选取，得到选中值Xz；

S7：获取到访问人员的学号，根据选中值Xz，选取第Xz位学号上的数字，将其标记为指纹顺位数；

S8：自动显示指纹顺位数，学生根据指纹顺位数自动验证对应手指，具体为首先获取到学生学号最后一位的数字，若其为奇数时，则从左手的大拇指到小指再到右手的小指到大拇指的顺序，选中对应指纹顺位数的手指，将该手指标记为验证手指；

否则，若学号的最后一位数字不为奇数时，则采取用为奇数时的相反顺序进行挑选，得到对应的验证手指；

对验证手指的指纹进行指纹验证，当该指纹验证一次即与人脸识别结果对应的身份一致时，则产生通过信号；将对应的访问人员标记为入校学生；若检查到学生经校门出去，则对应将学生标记为出校学生，实时更新所有学生的状态；

当指纹验证次数大于一次才与人脸识别结果对应的身份一致时，则产生存疑信号；将对应来访人员标记为存疑学生；

当验证手指的指纹不通过时，自动转至步骤三；

步骤三：将对应的访问人员标记为外来访客；

所述主控智能锁模块用于将入校学生、出校学生、存疑学生和外来访客传输到缓存单元进行实时存储；

所述分控智能锁模块用于结合缓存单元进行学员非正常情况监控，得到缺勤信息；

所述缓存单元接收到分控智能锁模块传输的缺勤信息，并进行实时存储；

所述主控智能锁模块用于将外来访客传输到交互中心，所述交互中心用于将外来访客传输到循迹单元，所述循迹单元接收主控智能锁模块传输的外来访客，并对其进行循迹监控操作，并根据操作结果产生待查询信息和需确认信息。

2.根据权利要求1所述的一种校园物联网智能云锁管理系统，其特征在于，所述非正常情况监控的具体步骤为：

S1：利用各个设置在校园内的所有智能门分锁，当检测到对应的入校学生出现在门口时，会自动进行人脸识别，根据人脸识别获取入校学生身份，根据学生身份判定其是否具有进入权限，该进入权限记录在每个对应的智能门分锁内；

S2：智能门分锁内还关联有学生的课表，当对应学生在上课时间出现在教室以外的地方时，会自动查询学生的请假信息，该请假信息为借由学生上传经老师批准后的假条；

S3：当未查询到学生的请假信息而学生却又出现在上课教室以外的地方，则自动记录为该学生的缺勤记录；

S4：将缺勤记录与对应学生融合形成缺勤信息，将缺勤信息返回到缓存单元。

3.根据权利要求1所述的一种校园物联网智能云锁管理系统，其特征在于，循迹监控操作的具体操作步骤为：

SS1：首先当检测到存疑学生时，会自动获取该存疑学生的人脸信息；

SS2：之后在对应的校门智能门锁打开时，会自动借助摄像头获取到对应进入的存疑学生的人脸信息，将其标记为实时人脸信息，对实时人脸信息进行遮挡验证，遮挡验证具体步骤为：

SS21：首先获取到人脸的遮挡面积，即为可识别的人脸部分；自动计算遮挡面积占总人脸面积的占比；

SS22：当该占比超过预设值M1时，自动产生确认信号，将对应的存疑学生标记为冒充学生，将冒充学生的位置标记出来，并将该位置结合存疑学生的身份信息融合形成需确认信息；当该占比未超过预设值M1时，自动进入步骤SS3；

SS3：获取到该学生的实时人脸信息，将其与存疑学生对应的人脸信息进行比对，若二者一致，则自动将缓存单元内的对应存疑学生标记为入校学生；否则将其标记为需确认信息；

SS4：之后获取到外来访客，自动借助设置在校园内的所有摄像设备，进行踪迹跟随操作，踪迹跟随操作具体步骤为：

SS41：将对应的外来访客划分为四个识别特征点，该四个识别特征点具体为头部图片、上半身图片、下半身图片和身高数值；

SS42：根据四个识别特征点进行人物认定，当用户进入两个以上摄像头重叠部分区域时会自动让所有的摄像头锁定对应外来访客，具体为每个摄像机均获取到所有能拍摄到的人物信息；

SS43：之后将获取到的人物信息一一与开始确定的外来访客进行对比，通过四个识别特征点，当任意满足两个及以上的识别特征点重叠时，自动认定为该外来访客；

SS5：持续跟踪外来访客，当其在非正常区域持续逗留时间超过警戒时间Tj时，Tj为预设值，自动将其所在区域及其对应的外来访客标记为待查询信息；

SS6：当外来访客在非正常区域预订时间Ty出现次数超过Cs次时，将对应的外来访客同样标记为待查询信息；出现一次表示为该区域的监控监控到了对应的外来访客出现到离开为一次；其中Ty和Cs均为预设值；非正常区域为管理人员预先设定的区域。

4.根据权利要求1所述的一种校园物联网智能云锁管理系统，其特征在于，所述循迹单元用于将待查询信息和需确认信息返回到交互中心，所述交互中心在接收到待查询信息和需确认信息中任一信息时均会向警报单元传输警报信号，所述警报单元接收交互中心传输的警报信号会自动发出警报；

所述交互中心用于将待查询信息和需确认信息传输到显示单元进行实时显示；

所述交互中心用于将待查询信息和需确认信息打上时间戳传输到记录单元进行实时存储。

Images