CN113192251B - 一种可在线配置的多种生物特征身份识别实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种可在线配置的多种生物特征身份识别实现方法,包括门禁模块、生物特征感知模块、基于WiFi的微控制器、路由器和服务器,其中,所述生物特征感知模块连接基于WiFi的微控制器,用于感知生物特征并转换成生物特征数据传输至基于WiFi的微控制器中,所述基于WiFi的微控制器通过路由器连接服务器,用于将生物特征数据传输至服务器中,所述服务器根据传输来的生物特征数据进行特征匹配计算并根据计算结果生成反馈数据信号返回至基于WiFi的微控制器中,所述基于WiFi的微控制器连接并驱动门禁模块,基于WiFi的微控制器根据反馈信号转换生成电平信号控制门禁模块的启闭或生物特征感知模块的工作。本发明实现了对数据网络化传输以及智能控制。
Description
技术领域
本发明涉及个人身份识别技术领域,具体涉及一种可在线配置的多种生物特征身份识别实现方法。
背景技术
当前,针对个人的身份识别技术已经得到了广泛的应用,如身份识别、考勤、支付等领域,极大地方便了人们的生产生活。传统的身份识别手段主要包括口令、密码、证件等,由于其具有可分离性,易造成伪造、盗用、破译现象。而利用人体的生物特征进行识别有着独特的优势,其属于人的个体所独有且唯一,如指纹、人脸、虹膜、声音,将其用在身份识别系统中可以杜绝伪造、盗用等现象。但是在实际应用中,单一的识别方式都无法完全胜任身份识别的重任,如指纹识别的效率在空气湿度较大时会大幅下降,人脸识别在佩戴口罩或者化妆后存在误判的可能性,虹膜设备受镜头畸变的影响较大且成本较高,声音则存在被伪造或人工合成的可能性,因此,多种生物特征乃至其他识别技术的融合成为必然,如手机银行中采用的人脸识别与短信验证码的联合识别等。
现有的根据生物特征进行身份识别的相关专利中,给出了利用某种生物特征进行身份识别设计的方法,但仍存在使用上的不便之处。如专利CN101059878A“一种采用生物特征识别技术的二道门门禁系统和控制方法”中,提出了利用人体指纹作为特征识别的安防领域身份识别设计方法,其不足之处在于生物特征较为单一,可能存在特定条件下无法读取的情况。如专利CN102034288A“基于多生物特征识别的智能门禁系统”中,提出了利用人脸图像与声音两种生物特征提供高安全性的身份识别设备方法,但是该系统缺少数据的网络传输功能,导致可配置性存在一定的困难。如专利CN2013102821450“一种多生物特征的考勤系统”中,提出了一种基于人脸图像和指纹两种生物特征进行考勤管理的实现方法,但是其采用有线数据传输方式,限制了布设的灵活性。
针对上述问题,本发明提出了一种基于多种生物特征与其他识别技术相融合的身份识别方法,其有着低成本、高可靠、可无线连接、可在线配置等诸多优点,可以广泛应用于身份识别管理、考勤管理等大范围、大批量使用的场景中。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题,提供一种可在线配置的多种生物特征身份识别实现方法。
为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
一种可在线配置的多种生物特征身份识别实现方法,包括门禁模块、生物特征感知模块、基于WiFi的微控制器、路由器和服务器,其中,所述生物特征感知模块连接基于WiFi的微控制器,用于感知生物特征并转换成生物特征数据传输至基于WiFi的微控制器中,所述基于WiFi的微控制器通过路由器连接服务器,用于将生物特征数据传输至服务器中,所述服务器根据传输来的生物特征数据进行特征匹配计算并根据计算结果生成反馈数据信号返回至基于WiFi的微控制器中,所述基于WiFi的微控制器连接并驱动门禁模块,基于WiFi的微控制器根据反馈信号转换生成电平信号控制门禁模块的启闭或生物特征感知模块的工作。
所述基于WiFi的微控制器和门禁模块组成下位机系统,该下位机系统用于数据的接收和传输以及智能控制,对传感器获取的数据进行接收和对接收到的数据进行转发以及接收返回结果对门禁模块进行控制,其定期执行如下步骤:
步骤201)开始;
步骤202)自动进行初始化加载给定程序;
步骤203)基于WiFi的微控制器开始搜索附近的局域网,自动进行认证;
步骤204)如果连接上正确的WiFi则返回1,当基于WiFi的微控制器接收到1之后确定WiFi已经连上执行步骤205),否则执行步骤202);
步骤205)成功连上WiFi后基于WiFi的微控制器开始加载用户给定的程序段来控制其正常工作;
步骤206)所有连接在基于WiFi的微控制器上的生物特征感知模块中的传感器接收到基于WiFi的微控制器发送的工作信号之后开始工作,不断地从外界获取生物特征数据信息;
步骤207)每隔m时间段基于WiFi的微控制器检测是否有传感器输入的生物特征数据信号,如果有则执行步骤208),否则执行步骤206);
步骤208)基于WiFi的微控制器根据输入的生物特征数据信号确定具体获取数据的是哪一种生物特征传感器,从而只执行获取数据的生物特征传感器的程序段;
步骤209)基于WiFi的微控制器发送信号暂停除获取数据外其他所有的传感器,只留下获取到数据的传感器正常工作,控制获取数据的传感器重新工作,再次获取生物特征数据;
步骤210)步骤210)若在等待n时间段内获取到生物特征数据信号,则执行步骤211),否则执行步骤206);
步骤211)基于WiFi的微控制器获取返回的生物特征数据,根据给定的数据格式对数据进行封装,便于服务器辨别数据类型,封装格式包括时间、IP端口、生物特征数据、传感器类型和数据用途;
步骤212)将数据通过局域网传输给路由器进行转发;
步骤213)路由器根据给定的地址将数据包传送到同在一个局域网下的服务器的固定IP端口;
步骤214)结束;
步骤215)在进行步骤205)的同时,开始工作的基于WiFi的微控制器不断地监听服务器的固定IP端口的反馈数据信号;
步骤216)若基于WiFi的微控制器获得到反馈数据信号则执行步骤217),否则执行步骤215);
步骤217)基于WiFi的微控制器解析反馈数据包,获得数据包的信息;
步骤218)根据反馈数据信号中的数据包信息,如果反馈信息为开门信号则执行步骤220),否则执行步骤219);
步骤219)判断返回的数据包是否指示录入当前生物特征,如果是录入信号则执行步骤209),否则执行步骤215);
步骤220)基于WiFi的微控制器获得服务器开门的信息,基于WiFi的微控制器对门禁模块发出开门信号,门禁模块中的电控门锁通电打开;
步骤221)结束。
进一步的,所述服务器和路由器组成上位机系统,该上位机系统用于数据可视化的展示,对数据进行存取和调用以及根据接收到的数据进行智能计算从而进行数据的反馈,其定期执行如下步骤:
步骤301)开始;
步骤302)服务器初始化加载接收程序段;
步骤303)服务器不间断的监听路由器转发端口的由基于WiFi的微控制器发出的数据包;
步骤304)如果服务器接收到通过路由器转发到固定端口的数据包,则开始执行步骤305),否则执行步骤303);
步骤305)服务器对接收到的数据包进行解析,包括时间、IP端口、生物特征数据、传感器类型和数据用途,将解析出来的数据保存到数据缓冲区;
步骤306)对生物特征数据进行特征提取算法,提取出生物特征数据的特征值保存至数据缓冲区;
步骤307)根据数据缓冲区中的数据用途判断数据是否需要录入,如果需要录入则执行步骤308),否则执行步骤309);
步骤308)将数据缓冲区中的数据进行封装,并且将封装好的数据按照预设的要求存入数据库;
步骤309)对数据缓冲区中的生物特征数据的特征值进行对比反馈信号算法,该算法对生物特征数据的特征值进行一定的对比和处理;
步骤310)将生物特征数据的特征值与数据库中预定的生物特征数据的特征值进行比对,如果匹配结果满足算法要求则执行步骤311),否则执行步骤313);
步骤311)通过路由器将比对的结果转发给基于WiFi的微控制器,满足算法要求反馈开门,不满足算法要求反馈不开门;
步骤312)路由器向固定的基于WiFi的微控制器的IP端口转发信号;
步骤313)服务器的Web交互界面端记录不匹配的生物特征数据结果,并且通过一定的数据可视化界面展示已有的数据记录;
步骤314)服务器的Web交互界面端提示是否对不匹配的生物特征数据进行录入等待时间为n1,如果时间小于n1则执行步骤315),否则执行步骤316);
步骤315)将录入的信号封装成基于WiFi的微控制器可以接收的数据包格式并通过路由器进行转发;
步骤316)结束。
进一步的,所述生物特征感知模块构成传感器系统,该传感器系统用于对外界生物特征的感知并且将感知结果转换成数据信号的形式进行传输,其定期执行如下步骤:
步骤401)开始;
步骤402)传感器初始化,传感器通电准备开始工作;
步骤403)传感器总线等待基于WiFi的微控制器的工作信号来进行生物特征数据的感知;
步骤404)传感器总线是否接收到基于WiFi的微控制器的工作信号,如果接收到则执行步骤405),否则执行步骤403);
步骤405)传感器获取到总线上的工作信号,所有传感器开始工作;
步骤406)传感器在工作的时候不断地检测外界的生物特征数据,一旦检测到生物特征数据则执行407),否则执行步骤405);
步骤407)传感器将生物特征数据通过总线传输给基于WiFi的微控制器,基于WiFi的微控制器对生物特征数据进行进一步的处理;
步骤408)传感器传输完数据等待基于WiFi的微控制器再次通知工作的信号,如果在n2时间段内接收到了则执行步骤409),否则执行步骤405);
步骤409)其他所有传感器停止工作留下获取生物特征数据的传感器开始工作,再次感知外界的生物特征数据;
步骤410)在n2时间段内如果再次感知到生物特征数据则执行步骤411),否则执行步骤405);
步骤411)将再次获取到的生物特征数据通过串口总线发送回基于WiFi的微控制器;
步骤412)结束。
进一步的,所述生物特征感知模块构成的传感器系统包括有光学摄像头模块、指纹模块、麦克风模块和RFID模块。
进一步的,所述门禁模块通过基于WiFi的微控制器对其供电以及自备电池来进行备用供电,便于在完全断电断网的时候电池供电确保身份识别系统工作一段时间,所述门禁模块预先存储好两张管理员IC卡,当完全断电断网的时候操作人员通过管理员IC卡控制身份识别系统进行启闭。
本发明的有益效果是:
1.本发明通过WiFi进行数据传输,设计数据获取先后算法使得在使用的过程中不会出现数据碰撞或者数据丢失,也省去了网络的布线,从而节约了成本。
2.本发明实现局域网内的在线配置,用户可以在局域网内通过Web交互界面端进行门禁模块的控制或实现人员的增删改查,也可以通过生物特征感知模块控制门禁模块,相对于传统的门禁更加安全。
3.本发明通过物联网设备良好的传输性能以及快速地网络接入功能,使得系统的部署更加的方便,相对于传统的门锁便捷快速。
4.本发明通过算法实现高精度的特征值提取和智能控制,使得正确率更高,控制速度更快,降低由于正确率或等待时间过长带来的损失。
附图说明
图 1 为本发明的整体架构图;
图 2 为本发明的下位机系统工作流程图;
图 3 为本发明的上位机系统工作流程图;
图 4 为本发明的传感器系统工作流程图。
图中标号说明:101、服务器,102、路由器,103、基于WiFi的微控制器,104、生物特征感知模块,105、门禁模块。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例,来详细说明本发明。
如图1所示,一种可在线配置的多种生物特征身份识别实现方法,包括门禁模块105、生物特征感知模块104、基于WiFi的微控制器103、路由器102和服务器101,其中,所述生物特征感知模块104连接基于WiFi的微控制器103,用于感知生物特征并转换成生物特征数据传输至基于WiFi的微控制器103中,所述基于WiFi的微控制器103通过路由器102连接服务器101,用于将生物特征数据传输至服务器101中,在本实施例中,服务器101内包含了Web交互界面端、特征提取算法、对比反馈信号算法和数据库,所述服务器101根据传输来的生物特征数据进行特征匹配计算并根据计算结果生成反馈数据信号返回至基于WiFi的微控制器103中,所述基于WiFi的微控制器103连接并驱动门禁模块105,基于WiFi的微控制器103根据反馈信号转换生成电平信号控制门禁模块105的启闭或生物特征感知模块104的工作,上述几种模块通过局域网协同工作确保了系统的自动化运作,减少了人为干预的次数,也缩短了时间效率使得用户使用起来更加方便。
其中人脸特征值感知和比对的具体步骤如下:人脸摄像头与基于WiFi的微控制器103连接作为特征采集工具,采集人员的人脸图像;基于WiFi的微控制器103通过路由器102连接服务器101,用于将生物特征数据传输至服务器101中;服务器101接收到基于WiFi的微控制器103传回的人脸图像,首先对人脸图像利用全卷积神经网络(FCN)检测人脸位置图像,其次通过深度卷积神经网络(CNN)学习将人脸位置图像映射到欧式空间,最后利用欧式空间的人脸图像数据与数据库中的人脸特征值做欧氏距离比对大小判别生物特征。其中为了降低数据异常带来的错误,提高数据处理和运行的速度,利用Z-score函数对识别后的人脸位置图像进行归一化处理,减少误差,加快计算;
其中,Z-score函数计算公式如下:
卷积神经网络获取图像特征方法描述如下:
假设图像f是m*m个像素点的矩阵,首先图像通过n*n的滤波器h,图像f大小变为图像G大小为(m-n+1)*(m-n+1),计算公式为:
对图像G使用Maxpool函数进行池化计算,图像G变成图像P大小为(m-n+1)/2*(m-n+1)/2,计算公式为:
通过以上两种计算人脸图像的区域特征图片会被裁剪出来,这时候使用以上两种预定的算法即可获得人脸位置图像和人脸位置图像映射到欧式空间的大小,通过欧式距离即可得出人脸误差值大小,从而进一步判断人脸是否识别成功。欧氏距离计算公式为:
如图2所示,服务器101所述基于WiFi的微控制器103和门禁模块105组成下位机系统,该下位机系统用于数据的接收和传输以及智能控制,对传感器获取的数据进行接收和对接收到的数据进行转发以及接收返回结果对门禁模块105进行控制,其定期执行如下步骤:
步骤201)开始;
步骤202)自动进行初始化加载给定程序;
步骤203)基于WiFi的微控制器103开始搜索附近的局域网,自动进行认证;
步骤204)如果连接上正确的WiFi则返回1,当基于WiFi的微控制器103接收到1之后确定WiFi已经连上执行步骤205),否则执行步骤202);
步骤205)成功连上WiFi后基于WiFi的微控制器103开始加载用户给定的程序段来控制其正常工作;
步骤206)所有连接在基于WiFi的微控制器103上的生物特征感知模块104中的传感器接收到基于WiFi的微控制器103发送的工作信号之后开始工作,不断地从外界获取生物特征数据信息;
步骤207)每隔m时间段基于WiFi的微控制器103检测是否有传感器输入的生物特征数据信号,在本实施例中,m取0.5,如果有则执行步骤208),否则执行步骤206);
步骤208)基于WiFi的微控制器103根据输入的生物特征数据信号确定具体获取数据的是哪一种生物特征传感器,从而只执行获取数据的生物特征传感器的程序段;
步骤209)基于WiFi的微控制器103发送信号暂停除获取数据外其他所有的传感器,只留下获取到数据的传感器正常工作,控制获取数据的传感器重新工作,再次获取生物特征数据;
步骤210)步骤210)若在等待n时间段内获取到生物特征数据信号,则执行步骤211),否则执行步骤206);
步骤211)基于WiFi的微控制器103获取返回的生物特征数据,根据给定的数据格式对数据进行封装,便于服务器101辨别数据类型,封装格式包括时间、IP端口、生物特征数据、传感器类型和数据用途;
步骤212)将数据通过局域网传输给路由器102进行转发;
步骤213)路由器102根据给定的地址将数据包传送到同在一个局域网下的服务器101的固定IP端口;
步骤214)结束;
步骤215)在进行步骤205)的同时,开始工作的基于WiFi的微控制器103不断地监听服务器101的固定IP端口的反馈数据信号;
步骤216)若基于WiFi的微控制器103获得到反馈数据信号则执行步骤217),否则执行步骤215);
步骤217)基于WiFi的微控制器103解析反馈数据包,获得数据包的信息;
步骤218)根据反馈数据信号中的数据包信息,如果反馈信息为开门信号则执行步骤220),否则执行步骤219);
步骤219)判断返回的数据包是否指示录入当前生物特征,如果是录入信号则执行步骤209),否则执行步骤215);
步骤220)基于WiFi的微控制器103获得服务器开门的信息,基于WiFi的微控制器103对门禁模块105发出开门信号,门禁模块105中的电控门锁通电打开;
步骤221)结束。
路由器102生成的局域网让数据在局域网内传输,确保了数据的正确性,同时提高了数据通信的成功率,由基于WiFi的微控制器103协同工作确保了项目的自动化运行,也提高了传输的稳定性和可靠性。
如图3所示,服务器101所述服务器101和路由器102组成上位机系统,该上位机系统用于数据可视化的展示,对数据进行存取和调用以及根据接收到的数据进行智能计算从而进行数据的反馈,其定期执行如下步骤:
步骤301)开始;
步骤302)服务器101初始化加载接收程序段;
步骤303)服务器101不间断的监听路由器102转发端口的由基于WiFi的微控制器103发出的数据包;
步骤304)如果服务器101接收到通过路由器102转发到固定端口的数据包,则开始执行步骤305),否则执行步骤303);
步骤305)服务器101对接收到的数据包进行解析,包括时间、IP端口、生物特征数据、传感器类型和数据用途,将解析出来的数据保存到数据缓冲区;
步骤306)对生物特征数据进行特征提取算法,提取出生物特征数据的特征值保存至数据缓冲区;
步骤307)根据数据缓冲区中的数据用途判断数据是否需要录入,如果需要录入则执行步骤308),否则执行步骤309);
步骤308)将数据缓冲区中的数据进行封装,并且将封装好的数据按照预设的要求存入数据库;
步骤309)对数据缓冲区中的生物特征数据的特征值进行对比反馈信号算法,该算法对生物特征数据的特征值进行一定的对比和处理;
步骤310)将生物特征数据的特征值与数据库中预定的生物特征数据的特征值进行比对,如果匹配结果满足算法要求则执行步骤311),否则执行步骤313);
步骤311)通过路由器102将比对的结果转发给基于WiFi的微控制器103,满足算法要求反馈开门,不满足算法要求反馈不开门;
步骤312)路由器102向固定的基于WiFi的微控制器103的IP端口转发信号;
步骤313)服务器101的Web交互界面端记录不匹配的生物特征数据结果,并且通过一定的数据可视化界面展示已有的数据记录;
步骤314)服务器101的Web交互界面端提示是否对不匹配的生物特征数据进行录入等待时间为n1,如果时间小于n1则执行步骤315),否则执行步骤316);
步骤315)将录入的信号封装成基于WiFi的微控制器103可以接收的数据包格式并通过路由器102进行转发;
步骤316)结束。
上位机系统中的数据库确保了数据可追溯性,Web交互界面端可以为用户提供美观的交互界面和接口,生物特征提取算法则提高了用户在使用过程当中的正确率,对比信号反馈算法则使得可以实现自动化控制。
如图4所示,服务器101所述生物特征感知模块104构成传感器系统,该传感器系统用于对外界生物特征的感知并且将感知结果转换成数据信号的形式进行传输,其定期执行如下步骤:
步骤401)开始;
步骤402)传感器初始化,传感器通电准备开始工作;
步骤403)传感器总线等待基于WiFi的微控制器103的工作信号来进行生物特征数据的感知;
步骤404)传感器总线是否接收到基于WiFi的微控制器103的工作信号,如果接收到则执行步骤405),否则执行步骤403);
步骤405)传感器获取到总线上的工作信号,所有传感器开始工作;
步骤406)传感器在工作的时候不断地检测外界的生物特征数据,一旦检测到生物特征数据则执行407),否则执行步骤405);
步骤407)传感器将生物特征数据通过总线传输给基于WiFi的微控制器103,基于WiFi的微控制器103对生物特征数据进行进一步的处理;
步骤408)传感器传输完数据等待基于WiFi的微控制器103再次通知工作的信号,如果在n2时间段内接收到了则执行步骤409),否则执行步骤405);
步骤409)其他所有传感器停止工作留下获取生物特征数据的传感器开始工作,再次感知外界的生物特征数据;
步骤410)在n2时间段内如果再次感知到生物特征数据则执行步骤411),否则执行步骤405);
步骤411)将再次获取到的生物特征数据通过串口总线发送回基于WiFi的微控制器103;
步骤412)结束。
传感器系统使得外界生物特征数据可以被感知,本系统中的生物特征感知模块104的稳定可靠,成本低廉。
服务器101所述生物特征感知模块104构成的传感器系统包括有光学摄像头模块、指纹模块、麦克风模块和RFID模块。
服务器101所述门禁模块105通过基于WiFi的微控制器103对其供电以及自备电池来进行备用供电,便于在完全断电断网的时候电池供电确保身份识别系统工作一段时间,所述门禁模块105预先存储好两张管理员IC卡,当完全断电断网的时候操作人员通过管理员IC卡控制身份识别系统进行启闭。
本发明原理及实施过程
实施例1:
已经注册身份识别的人员使用身份识别系统,首先所有模块初始化完成,基于WiFi的微控制器103连接上WiFi,服务器101连接上WiFi,生物特征感知模块104上电工作,首先由生物特征感知模块104中的某一种传感器感知到生物特征数据,通过总线将感知数据反馈给基于WiFi的微控制器103,基于WiFi的微控制器103在不断轮询检测的过程中检测到总线的数据信号,基于WiFi的微控制器103控制总线让获取数据的传感器再次工作,在一定时间段内如果获取到数据则将数据进行封装通过路由器102转发到服务器101的固定IP端口,否则释放总线使得所有传感器继续感知外界信号,服务器101收到了数据信号对数据进行解析,对数据进行特征提取算法,随后对对数据进行对比信号反馈算法,访问数据库查找是否是数据库中的数据比对,比对成功后对反馈信号进行封装通过路由器102反馈给基于WiFi的微控制器103,基于WiFi的微控制器103接收到数据之后根据数据类型,判断是否为开门信号,确定为开门信号之后,门禁模块105通电打开相应的电控门锁。
实施例2:
未注册身份识别的人员使用身份识别系统,首先所有模块初始化完成,基于WiFi的微控制器103连接上WiFi,服务器101连接上WiFi,生物特征感知模块104上电工作,首先由生物特征感知模块104中的某一种传感器感知到生物特征数据,通过总线将感知数据反馈给基于WiFi的微控制器103,基于WiFi的微控制器103在不断轮询检测的过程中检测到总线的数据信号,基于WiFi的微控制器103控制总线让获取数据的传感器再次工作,在一定时间段内如果获取到数据则将数据进行封装通过路由器102转发到服务器101的固定IP端口,否则释放总线使得所有传感器继续感知外界信号,服务器101收到了数据信号对数据进行解析,对数据进行特征提取算法,随后对对数据进行对比信号反馈算法,访问数据库查找是否是数据库中的数据比对,比对不成功将不成功数据存入数据库,Web交互界面端会提示是否注册,当人员选择注册之后,数据存入数据库,服务器101对反馈信号进行封装通过路由器102反馈给注册信号,基于WiFi的微控制器103接收注册信号再次控制所有传感器停止工作,允许获取数据的传感器工作,获取到数据之后基于WiFi的微控制器103再次发送给服务器101,服务器101提取数据的特征值,随后应用对比信号反馈算法访问数据库比对数据,成功比对之后发送开门信号给基于WiFi的微控制器103,基于WiFi的微控制器103接收到数据之后根据数据类型,判断是否为开门信号确定为开门信号之后,门禁模块105通电打开相应的电控门锁。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可在线配置的多种生物特征身份识别实现方法,其特征在于,包括门禁模块(105)、生物特征感知模块(104)、基于WiFi的微控制器(103)、路由器(102)和服务器(101),其中,所述生物特征感知模块(104)连接基于WiFi的微控制器(103),用于感知生物特征并转换成生物特征数据传输至基于WiFi的微控制器(103)中,所述基于WiFi的微控制器(103)通过路由器(102)连接服务器(101),用于将生物特征数据传输至服务器(101)中,所述服务器(101)根据传输来的生物特征数据进行特征匹配计算并根据计算结果生成反馈数据信号返回至基于WiFi的微控制器(103)中,所述基于WiFi的微控制器(103)连接并驱动门禁模块(105),基于WiFi的微控制器(103)根据反馈信号转换生成电平信号控制门禁模块(105)的启闭或生物特征感知模块(104)的工作;
所述基于WiFi的微控制器(103)和门禁模块(105)组成下位机系统,该下位机系统用于数据的接收和传输以及智能控制,对传感器获取的数据进行接收和对接收到的数据进行转发以及接收返回结果对门禁模块(105)进行控制,其定期执行如下步骤:
步骤201)开始;
步骤202)自动进行初始化加载给定程序;
步骤203)基于WiFi的微控制器(103)开始搜索附近的局域网,自动进行认证;
步骤204)如果连接上正确的WiFi则返回1,当基于WiFi的微控制器(103)接收到1之后确定WiFi已经连上执行步骤205),否则执行步骤202);
步骤205)成功连上WiFi后基于WiFi的微控制器(103)开始加载用户给定的程序段来控制其正常工作;
步骤206)所有连接在基于WiFi的微控制器(103)上的生物特征感知模块(104)中的传感器接收到基于WiFi的微控制器(103)发送的工作信号之后开始工作,不断地从外界获取生物特征数据信息;
步骤207)每隔m时间段基于WiFi的微控制器(103)检测是否有传感器输入的生物特征数据信号,如果有则执行步骤208),否则执行步骤206);
步骤208)基于WiFi的微控制器(103)根据输入的生物特征数据信号确定具体获取数据的是哪一种生物特征传感器,从而只执行获取数据的生物特征传感器的程序段;
步骤209)基于WiFi的微控制器(103)发送信号暂停除获取数据外其他所有的传感器,只留下获取到数据的传感器正常工作,控制获取数据的传感器重新工作,再次获取生物特征数据;
步骤210)若在等待n时间段内获取到生物特征数据信号,则执行步骤211),否则执行步骤206);
步骤211)基于WiFi的微控制器(103)获取返回的生物特征数据,根据给定的数据格式对数据进行封装,便于服务器(101)辨别数据类型,封装格式包括时间、IP端口、生物特征数据、传感器类型和数据用途;
步骤212)将数据通过局域网传输给路由器(102)进行转发;
步骤213)路由器(102)根据给定的地址将数据包传送到同在一个局域网下的服务器(101)的固定IP端口;
步骤214)结束;
步骤215)在进行步骤205)的同时,开始工作的基于WiFi的微控制器(103)不断地监听服务器(101)的固定IP端口的反馈数据信号;
步骤216)若基于WiFi的微控制器(103)获得到反馈数据信号则执行步骤217),否则执行步骤215);
步骤217)基于WiFi的微控制器(103)解析反馈数据包,获得数据包的信息;
步骤218)根据反馈数据信号中的数据包信息,如果反馈信息为开门信号则执行步骤220),否则执行步骤219);
步骤219)判断返回的数据包是否指示录入当前生物特征,如果是录入信号则执行步骤209),否则执行步骤215);
步骤220)基于WiFi的微控制器(103)获得服务器开门的信息,基于WiFi的微控制器(103)对门禁模块(105)发出开门信号,门禁模块(105)中的电控门锁通电打开;
步骤221)结束。
2.根据权利要求1所述的可在线配置的多种生物特征身份识别实现方法,其特征在于,所述服务器(101)和路由器(102)组成上位机系统,该上位机系统用于数据可视化的展示,对数据进行存取和调用以及根据接收到的数据进行智能计算从而进行数据的反馈,其定期执行如下步骤:
步骤301)开始;
步骤302)服务器(101)初始化加载接收程序段;
步骤303)服务器(101)不间断的监听路由器(102)转发端口的由基于WiFi的微控制器(103)发出的数据包;
步骤304)如果服务器(101)接收到通过路由器(102)转发到固定端口的数据包,则开始执行步骤305),否则执行步骤303);
步骤305)服务器(101)对接收到的数据包进行解析,包括时间、IP端口、生物特征数据、传感器类型和数据用途,将解析出来的数据保存到数据缓冲区;
步骤306)对生物特征数据进行特征提取算法,提取出生物特征数据的特征值保存至数据缓冲区;
步骤307)根据数据缓冲区中的数据用途判断数据是否需要录入,如果需要录入则执行步骤308),否则执行步骤309);
步骤308)将数据缓冲区中的数据进行封装,并且将封装好的数据按照预设的要求存入数据库;
步骤309)对数据缓冲区中的生物特征数据的特征值进行对比反馈信号算法,该算法对生物特征数据的特征值进行一定的对比和处理;
步骤310)将生物特征数据的特征值与数据库中预定的生物特征数据的特征值进行比对,如果匹配结果满足算法要求则执行步骤311),否则执行步骤313);
步骤311)通过路由器(102)将比对的结果转发给基于WiFi的微控制器(103),满足算法要求反馈开门,不满足算法要求反馈不开门;
步骤312)路由器(102)向固定的基于WiFi的微控制器(103)的IP端口转发信号;
步骤313)服务器(101)的Web交互界面端记录不匹配的生物特征数据结果,并且通过一定的数据可视化界面展示已有的数据记录;
步骤314)服务器(101)的Web交互界面端提示是否对不匹配的生物特征数据进行录入等待时间为n1,如果时间小于n1则执行步骤315),否则执行步骤316);
步骤315)将录入的信号封装成基于WiFi的微控制器(103)可以接收的数据包格式并通过路由器(102)进行转发;
步骤316)结束。
3.根据权利要求2所述的可在线配置的多种生物特征身份识别实现方法,其特征在于,所述生物特征感知模块(104)构成传感器系统,该传感器系统用于对外界生物特征的感知并且将感知结果转换成数据信号的形式进行传输,其定期执行如下步骤:
步骤401)开始;
步骤402)传感器初始化,传感器通电准备开始工作;
步骤403)传感器总线等待基于WiFi的微控制器(103)的工作信号来进行生物特征数据的感知;
步骤404)传感器总线是否接收到基于WiFi的微控制器(103)的工作信号,如果接收到则执行步骤405),否则执行步骤403);
步骤405)传感器获取到总线上的工作信号,所有传感器开始工作;
步骤406)传感器在工作的时候不断地检测外界的生物特征数据,一旦检测到生物特征数据则执行407),否则执行步骤405);
步骤407)传感器将生物特征数据通过总线传输给基于WiFi的微控制器(103),基于WiFi的微控制器(103)对生物特征数据进行进一步的处理;
步骤408)传感器传输完数据等待基于WiFi的微控制器(103)再次通知工作的信号,如果在n2时间段内接收到了则执行步骤409),否则执行步骤405);
步骤409)其他所有传感器停止工作留下获取生物特征数据的传感器开始工作,再次感知外界的生物特征数据;
步骤410)在n2时间段内如果再次感知到生物特征数据则执行步骤411),否则执行步骤405);
步骤411)将再次获取到的生物特征数据通过串口总线发送回基于WiFi的微控制器(103);
步骤412)结束。
4.根据权利要求3所述的可在线配置的多种生物特征身份识别实现方法,其特征在于,所述生物特征感知模块(104)构成的传感器系统包括有光学摄像头模块、指纹模块、麦克风模块和RFID模块。
5.根据权利要求1或4所述的可在线配置的多种生物特征身份识别实现方法,其特征在于,所述门禁模块(105)通过基于WiFi的微控制器(103)对其供电以及自备电池来进行备用供电,便于在完全断电断网的时候电池供电确保身份识别系统工作一段时间,所述门禁模块(105)预先存储好两张管理员IC卡,当完全断电断网的时候操作人员通过管理员IC卡控制身份识别系统进行启闭。
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