CN114022838A - 一种基于智慧物联的智慧人行管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，包括：移动终端应用模块供用户采集活体生物特征信息，并提取特征值，通过国密算法加密后发送至数据中台模块进行存储和分发，信息传输模块与数据中台模块连接，将生物特征值数据下发到物联网中台内注册的智能计算设备，图像采集模块实时采集用户生物特征图像，计算生物特征值，通过获取的生物特征值与设备内特征值进行信息比对完成鉴权；用户通过移动终端向授权模块申请临时通行授权码，访客通过授权码通行，图像采集模块同步采集物体画面信息，识别到违禁物品则控制电梯无法关闭并向数据中台发送报警信息，数据中台将报警信息发送至各终端应用。本发明解决了现有社区门禁安全性差、体验不佳的问题。

Description

一种基于智慧物联的智慧人行管理系统

技术领域

本发明涉及智慧安防技术领域，具体涉及一种基于智慧物联的智慧人行管理系统。

背景技术

社区是承载社会人口的基本单元，是城市发展的重要体现者。但是由于多种原因，社区建设中还存在多种问题，如技术和产品缺乏开放性、兼容性和互联性，统一的技术标准尚未形成，产品功能单一，不具备感知功能等。目前的社区服务无法实现全面智能化，已经不能满足人类对居住环境的要求。

随着生活水平的提高，人们对居住环境提出了更高的要求，住宅小区的安全防范系统越来越受到人们的重视，门禁管理是小区安全管理的重要组成部分。现有的门禁系统包括乱序键盘方式、卡片识别方式和生物识别方式等等。乱序键盘方式的键盘固定在门上，用户容易在输入密码时泄露密码；卡片识别方式的安全性也很差，只认卡片不认人，容易复制，卡内没个人身份信息，访客进出大门没有系统的跟踪，需要保安人工把关和记录信息，工作复杂且安全性低；不能根据住户的人脸信息进行全程无感通行，体验不佳，安全性得不到保障。

发明内容

为此，本发明提供一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，以解决现有社区门禁安全性差、难以全程无感通行的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开了一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，所述系统包括：图像采集模块、信息比对模块、信息传输模块、授权模块、数据中台模块、物联网中台模块，移动终端应用模块，所述移动终端应用模块可供用户自主采集用户活体生物特征信息，通过生物特征算法提取其特征值，并使用国密算法加密后发送至数据中台模块进行存储和分发，所述信息传输模块与数据中台模块连接，将数据库中的生物特征值数据根据业务规则下发到物联网中台内注册的智能计算设备，所述图像采集模块实时采集一定范围内的用户生物特征图像，并实时计算生物特征值，通过获取到的生物特征值与设备内特征值进行信息比对完成鉴权；鉴权成功，则向下行系统发送通行指令，且向上行系统报送通行记录；鉴权不成功，则向上行系统报告风险事件数据；用户通过移动终端应用模块向授权模块申请临时通行授权码，访客及临时通行人员通过授权码可通行，所述图像采集模块同步采集物体画面信息，识别到违禁物品进入电梯时，控制电梯无法关闭并向数据中台发送报警信息，数据中台将报警信息发送至各终端应用。

进一步地，所述数据中台模块包数据库和边缘计算服务器，用户在移动终端内录入活体生物特征信息，通过移动网络将活体生物特征信息发送至数据中台模块，通过生物特征算法提取特征值，并通过国密算法加密后在数据库中进行储存，每个生物特征信息对应用户的详细住址信息，所述边缘计算服务器能够针对复杂图像进行识别。

进一步地，所述用户通过移动终端还能够为家人录入活体生物特征信息，家人的生物特征信息对应同一个详细住址信息。

进一步地，所述图像采集模块包括：第一人脸采集设备、第二人脸采集设备、电梯图像采集设备，所述第一人脸图像采集设置安装在小区门口，住户进入小区前采集住户的生物特征信息，所述第二人脸采集设备安装在单元门，住户进入单元前再次采集住户的生物特征信息，所述电梯图像采集设备安装在电梯内，采集生物特征信息和实景物体图像，采集到的生物特征信息通过生物特征算法提取其特征值，并使用国密算法进行加密，加密后发送至数据中台进行存储和分发，下发至本地。

进一步地，所述信息比对模块将第一人脸采集设备和第二人脸采集设备采集五米范围内的生物特征信息，与下发到本地的生物特征信息进行完成鉴权；鉴权成功，则向下行系统发送通行指令，且向上行系统报送通行记录，特征值采集与放行时间差不超过0.8秒，用户可不减速通行；鉴权不成功，则向上行系统报告风险事件数据，或者住户通过其它途径进行身份验证否则不允许进入。

进一步地，所述第二人脸采集设备采集的生物特征信息比对成功后，中央处理器自动呼叫电梯，到达用户所在楼层。

进一步地，所述电梯图像采集设备采集到生物特征信息后，从数据库中匹配该住户的详细住址信息，通过中央处理器控制电梯到达住户所住的楼层。

进一步地，所述电梯图像采集设备处理采集进入电梯的生物特征信息还采集电梯内部物体图像信息，采集的图像传送至数据中台模块的边缘计算服务器，判断电梯内是否被带入违禁物品，确认发现违禁物品，则控制电梯门无法关闭，通过电梯内的语音播放设备告知住户禁止携带违禁物品进入电梯，并且向数据中台发送报警信息，并通过IOC大屏进行展示。

进一步地，所述授权模块从住户的移动终端获取访客信息，住户在移动终端上录入访客姓名、身份证号、电话、照片信息，并赋予仅能进入住户所在单元权限的授权码，授权码经过国密算法加密后分发，分发载体可为条形码、二维码、或多位组合密码，访客及临时通行人员通过在小区门口和单元门口验证授权码，打开相应的门禁。

进一步地，所述系统还包括：一卡通模块和远程开门模块，所述一卡通模块在门禁卡内写入住户信息，通过读取一卡通内的住户信息，可以打开门禁，所述远程开门模块，通过住户的移动终端发送开门指令，中央处理器接收到开门指令后，打开相应的门禁。

本发明具有如下优点：

本发明公开了一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，通过图像采集模块采集用户的人脸信息，与存储在数据库中的人脸信息进行比对，比对成功则可以进入小区和单元，实现了无感进入社区，并且双重识别认证，能够提供更加安全的保障。电梯内的图像采集设备根据人脸信息，自动抵达住户楼层，并且能够识别出是否有违禁物品进入电梯，及时发出预警，保障安全。通过授予访客授权码的访问权限，便于访客快速进入社区，提升便利性，同时能够保证社区整体的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种基于智慧物联的智慧人行管理系统的模块连接示意图；

图中：1-数据中台模块、2-图像采集模块、3-信息比对模块、4-信息传输模块、5-授权模块、6-一卡通模块、7-远程开门模块、8-移动终端模块。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

实施例1

本实施公开了一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，所述系统包括：图像采集模块2、信息比对模块3、信息传输模块4、授权模块5、数据中台模块1、物联网中台模块、移动终端应用模块8，所述移动终端应用模块可供用户自主采集用户活体生物特征信息，通过生物特征算法提取其特征值，并使用国密算法加密后发送至数据中台模块进行存储和分发，所述信息传输模块4与数据中台模块1连接，将数据库中的生物特征值数据根据业务规则下发到物联网中台内注册的智能计算设备，所述图像采集模块2实时采集一定范围内的用户生物特征图像，并实时计算生物特征值；

通过获取到的生物特征值与设备内特征值进行信息比对完成鉴权；鉴权成功，则向下行系统发送通行指令，且向上行系统报送通行记录；鉴权不成功，则向上行系统报告风险事件数据，用户通过移动终端应用模块8向授权模块5申请临时通行授权码，访客及临时通行人员通过授权码可通行，所述图像采集模块2同步采集物体画面信息，识别到违禁物品进入电梯时，控制电梯无法关闭并向数据中台发送报警信息，数据中台将报警信息发送至各终端应用。

在本实施例中，生物特征信息为活体人脸图像。数据中台模块1包数据库和边缘计算服务器，用户在移动终端内录入活体人脸图像，通过移动网络将活体人脸图像发送至数据中台模块，通过生物特征算法提取特征值，并通过国密算法加密后在数据库中进行储存，加密后发送至数据中台进行存储和分发，下发至本地。

生物特征提取过程中，主要是对人脸特征进行提取，人脸特征提取的过程为:将人脸图像在HSV色彩空间上划分H、S、V分量，并取出V分量；对前述V分量图像进行滤波处理；对前述步骤得到的图像依次进行腐蚀和膨胀；将得到的图像进行二值化，得到只有黑白两色的图像；对得到的黑白图像在水平方向上与垂直方向上分别进行积分投影，以获取水平与垂直积分投影图；分析得到的积分投影图，由此为依据确定出人脸主要器官的特征值；所述确定人脸主要器官的特征值的详细过程为：根据前述获取的水平积分投影图找出3个峰值，其中，位于最上方的峰值位置为眼睛的水平中心点，再根据垂直积分投影图在横坐标的前1/2和后1/2的范围内分别找出峰值点，即为左眼和右眼的垂直中心点；在水平积分投影图中，位于中间的峰值位置即为鼻子的水平中心点，再根据垂直积分投影图，在横坐标的中心附近范围内找出其谷值，即为鼻子的垂直中心点；在水平积分投影图中，位于最下方的峰值位置即为嘴巴的水平中心点，再根据垂直积分投影图，在横坐标的中心附近范围内找出其峰值，即为嘴巴的垂直中心点；根据获取的特征值定位出主要器官在人脸上的正确位置。实现对人脸图像的提取，便于后期进行人脸图像的验证，为用户无感通行提升便利性。

对人脸图像利用国密算法进行加密，避免人脸图像泄露，造成住户隐私被窃取。

国密算法主要有SM1，SM2，SM3，SM4。密钥长度和分组长度均为128位。

SM1为对称加密。其加密强度与AES相当。该算法不公开，调用该算法时，需要通过加密芯片的接口进行调用。

SM2为非对称加密，基于ECC。该算法已公开。由于该算法基于ECC，故其签名速度与秘钥生成速度都快于RSA。ECC256位(SM2采用的就是ECC256位的一种)安全强度比RSA2048位高，但运算速度快于RSA。

国家密码管理局公布的公钥算法，其加密强度为256位

SM3消息摘要。可以用MD5作为对比理解。该算法已公开。校验结果为256位。

SM4无线局域网标准的分组数据算法。对称加密，密钥长度和分组长度均为128位。

由于SM1、SM4加解密的分组大小为128bit，故对消息进行加解密时，若消息长度过长，需要进行分组，要消息长度不足，则要进行填充。

具体加密过程中对输入的人脸图像进行特征提取，特征提取过程处理的是静态灰度人脸图像，输入的人脸照片经过图像处理和定位后，得到属于测量空间的人脸灰度图像，然后把该图像投影到相应的特征空间得到用于分类人脸的特征；对生成的特征采用统计最优比特的方法生成人脸特征密钥，采取先对测试集每个人脸的一组图像进行二值化，然后甄选出每个人的稳定特征，将这些稳定的二进制特征进行级联形成稳定的密钥；对于步生成的人脸特征密钥进行纠错编码；利用加密算法和生成的密钥对数据或文件进行加密；将上生成的纠错编码、加密后的文件或数据、以及生成的查询表一并存入数据库中；

解密过程为：对输入的待识别人脸图像进行提取同样维数、类别的人脸特征；采用和上述同样的密钥生成方法，对提取的待识别人脸进行阀值化、生成解密所需的解密密钥；经密钥一致性判定后，如果加密和解密人脸均来自一个人，则对解密密钥进行纠错，生成和加密密钥一致的密钥，利用此密钥和相应的解密算法用来对加密的内容进行解密，完成解密。实现了对人脸识别验证。

每个人脸图像对应用户的详细住址信息，所述边缘计算服务器能够针对复杂图像进行识别。户主先录入自己的活体人脸信息，建立家庭账户，关联家庭详细住址，明确到具体的户号。户主通过移动终端在家庭账户上添加其他家庭成员的活体人脸信息，家庭成员对应同一个家庭详细住址，具有相同的权限。识别验证家庭成员人脸信息后，同样能够打开门禁、呼叫电梯、自动点亮住户楼层等功能。同时，户主也能够针对家庭成员进行编辑，修改或增加删除。

图像采集模块2包括：第一人脸采集设备、第二人脸采集设备、电梯图像采集设备，所述第一人脸图像采集设置安装在小区门口，住户进入小区前采集五米范围neural住户的人脸图像，所述第二人脸采集设备安装在单元门，住户进入单元前再次采集住户的人脸图像，所述电梯图像采集设备安装在电梯内，采集人脸图像和实景物体图像。信息比对模块3将第一人脸采集设备和第二人脸采集设备采集的人脸图像与与下发到本地的生物特征信息进行完成鉴权；鉴权成功，则向下行系统发送通行指令，且向上行系统报送通行记录，特征值采集与放行时间差不超过0.8秒，用户可不减速通行；鉴权不成功，则向上行系统报告风险事件数据，或者住户通过其它途径进行身份验证否则不允许进入。

第二人脸采集设备采集的人脸信息比对成功后，通过中央处理器自动呼叫电梯，到达用户所在楼层，方便直接进入电梯内。电梯图像采集设备采集到人脸图像后，从数据库中匹配该住户的详细住址信息，通过中央处理器控制电梯到达住户所住的楼层。实现无感通行，不用住户进行任何肢体操作，即可实现自由通行。

为了保障安全，在住户进入电梯时，电梯图像采集设备处理采集进入电梯的人脸图像还采集电梯内部物体图像信息，采集的图像传送至数据中台模块1的边缘计算服务器，判断电梯内是否被带入违禁物品，确认发现违禁物品，则控制电梯门无法关闭，通过电梯内的语音播放设备告知住户禁止携带违禁物品进入电梯，并且向IOC大屏发送报警信息。例如：当住户向电梯内推入电动车时，将采集的图像发送至边缘计算服务器，对物体进行识别，识别到电动车属于违禁物品，则会控制电梯门无法关闭，并通过电梯内的扬声器播放提示语音，告知住户电动车属于禁止推入电梯内的物品，请将电动车推出电梯，在指定地方存放。管理员在IOC大屏上能够实时获取到报警信息，及时调取相关图像，或者到现场进行监督处理。

实施例2

本实施例公开了一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，有访客需要进入小区时，则住户通过授权模块5在移动终端上录入访客姓名、身份证号、电话、照片信息，并上传至中央处理器，通过中央处理器赋予仅能进入住户所在单元权限的授权码，授权码经过国密算法加密后分发，分发载体可为条形码、二维码、或多位组合密码。访客及临时通行人员在进入小区前，初始授权码，扫描比对后，比对成功则可以打开小区门禁进入小区。达到单元门时，再次出示授权码，比对成功后进入单元。访客只能访问被授权的单元，其它单元通过授权码无法进入，保证了住户的安全。

实施例3

本实施例公开了一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，当住户的人脸信息比对比对不成功时，可以通过一卡通模块6和远程开门模块7进行身份的验证进入小区，所述一卡通模块6在门禁卡内写入住户信息，通过读取一卡通内的住户信息，可以打开门禁，所述远程开门模块7，通过住户的移动终端发送开门指令，中央处理器接收到开门指令后，打开相应的门禁。实现了多种方式进行身份验证，满足个性化需求。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，其特征在于，所述系统包括：图像采集模块、信息比对模块、信息传输模块、授权模块、数据中台模块、物联网中台模块，移动终端应用模块，所述移动终端应用模块可供用户自主采集用户活体生物特征信息，通过生物特征算法提取其特征值，并使用国密算法加密后发送至数据中台模块进行存储和分发，所述信息传输模块与数据中台模块连接，将数据库中的生物特征值数据根据业务规则下发到物联网中台内注册的智能计算设备，所述图像采集模块实时采集一定范围内的用户生物特征图像，并实时计算生物特征值，通过获取到的生物特征值与设备内特征值进行信息比对完成鉴权；鉴权成功，则向下行系统发送通行指令，且向上行系统报送通行记录；鉴权不成功，则向上行系统报告风险事件数据；用户通过移动终端应用模块向授权模块申请临时通行授权码，访客及临时通行人员通过授权码可通行，所述图像采集模块同步采集物体画面信息，识别到违禁物品进入电梯时，控制电梯无法关闭并向数据中台发送报警信息，数据中台将报警信息发送至各终端应用。

2.如权利要求1所述的一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，其特征在于，所述数据中台模块包数据库和边缘计算服务器，用户在移动终端内录入活体生物特征信息，通过移动网络将活体生物特征信息发送至数据中台模块，通过生物特征算法提取特征值，并通过国密算法加密后在数据库中进行储存，每个生物特征信息对应用户的详细住址信息，所述边缘计算服务器能够针对复杂图像进行识别。

3.如权利要求2所述的一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，其特征在于，所述用户通过移动终端还能够为家人录入活体生物特征信息，家人的生物特征信息对应同一个详细住址信息。

4.如权利要求1所述的一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，其特征在于，所述图像采集模块包括：第一人脸采集设备、第二人脸采集设备、电梯图像采集设备，所述第一人脸图像采集设置安装在小区门口，住户进入小区前采集住户的生物特征信息，所述第二人脸采集设备安装在单元门，住户进入单元前再次采集住户的生物特征信息，所述电梯图像采集设备安装在电梯内，采集生物特征信息和实景物体图像，并使用国密算法进行加密，加密后发送至数据中台进行存储和分发，下发至本地。

5.如权利要求1所述的一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，其特征在于，所述信息比对模块将第一人脸采集设备和第二人脸采集设备采集五米范围内的生物特征信息，与下发到本地的生物特征信息进行完成鉴权；鉴权成功，则向下行系统发送通行指令，且向上行系统报送通行记录，特征值采集与放行时间差不超过0.8秒，用户可不减速通行；鉴权不成功，则向上行系统报告风险事件数据，或者住户通过其它途径进行身份验证否则不允许进入。

6.如权利要求4所述的一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，其特征在于，所述第二人脸采集设备采集的生物特征信息比对成功后，中央处理器自动呼叫电梯，到达用户所在楼层。

7.如权利要求4所述的一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，其特征在于，所述电梯图像采集设备采集到生物特征信息后，从数据库中匹配该住户的详细住址信息，通过中央处理器控制电梯到达住户所住的楼层。

8.如权利要求4所述的一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，其特征在于，所述电梯图像采集设备处理采集进入电梯的生物特征信息还采集电梯内部物体图像信息，采集的图像传送至数据中台模块的边缘计算服务器，判断电梯内是否被带入违禁物品，确认发现违禁物品，则控制电梯门无法关闭，通过电梯内的语音播放设备告知住户禁止携带违禁物品进入电梯，并且向数据中台发送报警信息，并通过IOC大屏进行展示。

9.如权利要求1所述的一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，其特征在于，所述授权模块从住户的移动终端获取访客信息，住户在移动终端上录入访客姓名、身份证号、电话、照片信息，并赋予仅能进入住户所在单元权限的授权码，授权码经过国密算法加密后分发，分发载体可为条形码、二维码、或多位组合密码，访客及临时通行人员通过在小区门口和单元门口验证授权码，打开相应的门禁。

10.如权利要求1所述的一种基于智慧物联的智慧人行管理系统，其特征在于，所述系统还包括：一卡通模块和远程开门模块，所述一卡通模块在门禁卡内写入住户信息，通过读取一卡通内的住户信息，可以打开门禁，所述远程开门模块，通过住户的移动终端发送开门指令，中央处理器接收到开门指令后，打开相应的门禁。

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