CN115810232A - 一种基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，属于门禁技术领域，包括以下步骤：住户通过门禁管理云平台服务器，录入访客的允许通行时间段、允许通行次数以及人脸图像数据，生成通行二维码，访客将通行二维码置于智能门禁设备前进行扫码识别以及人像识别，以实现访客通行验证，智能门禁设备判断人脸图像特征值以及访客通行权限信息是否满足通行条件后，决定是否对访客进行放行。本发明公开的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，采用携带访客人脸图像特征值以及访客通行权限信息的通行二维码，使门禁系统在离线断网状态下，仍可进行二维码以及人脸识别，采用双重安全验证的手段，使通行管控过程更高效安全、便捷可靠。

Description

一种基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法

技术领域

本发明涉及门禁技术领域，尤其涉及一种基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法。

背景技术

在智能建筑领域中，门禁系统是对出入口通道进行管制的系统，它是在传统的门锁基础上发展而来的。随着感应技术以及生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统、指纹门禁系统、虹膜门禁系统、面部识别门禁系统、指静脉识别门禁系统、乱序键盘门禁系统等各种技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长，门禁系统的应用领域也越来越广。

当前大部分同领域的门禁设备通行方案并没有考虑临时访客通行的方案，往往访客到达现场，需要物业或者业主进行设备的通行才做才可，已经无法满足当前市场的需求；或者只是下发一个数字串的方式给访客，对于使用非常不友好。少部分同领域的门禁设备通行方案虽然支持二维码的通行校验方式，但是缺乏一套严格的校验规则，导致漏洞较多，无法管控社区社区门禁点路径的控制以及二维码丢失后的恶意通行，很容易就让恶意访客随意进入社区，进而造成极大的通行管控安全问题。

中国专利文献公开号CN105741395A公开的基于二维码和人脸识别的门禁访问方法，包括：住户通过门禁APP智能终端向后台服务器申请访客通行证二维码；访客通过门禁APP智能终端从后台服务器获取访客通行证二维码，并将人脸图像上传到服务器与所述访客ID关联；门禁控制器通过输入装置识读门禁APP智能终端上呈现的访客通行证二维码，摄取访客的人脸图像；门禁控制器判断生成的解码信息与存储的授权信息的一致性。但是，上述门禁访问方法采用的人脸识别方式是，将访客人像信息与注册的访客id相关联，门禁终端扫码只能获取访客id，需联网才可关联访客人像信息并与图像采集系统所采集的图像信息进行比对才能判断访客身份，当门禁系统处于断网时，只能记录访客id信息和采集的图像信息，需重新联网后才可判定访客身份，只能进行后期追责，存在信息鉴定滞后性。在离线断网状态下，难以及时将访客二维码与人像信息进行绑定并验证，当二维码被盗用且无法联网进行人脸识别验证身份时放行访客，容易存在安全风险，只能进行后期追责，信息鉴定存在滞后性，且事后追责难度大。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，采用携带访客人脸图像特征值以及访客通行权限信息的通行二维码，使门禁系统在离线断网状态下，仍可进行二维码以及人脸识别，采用双重安全验证的手段，使通行管控过程更高效安全、便捷可靠。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，包括以下步骤：

(S1)：住户通过门禁管理云平台服务器，录入访客的允许通行时间段、允许通行次数以及人脸图像数据，生成携带访客人脸图像特征值以及访客通行权限信息的通行二维码；

(S2)：访客通过智能终端接收通行二维码，将通行二维码置于智能门禁设备前进行扫码识别以及人像识别，以实现访客通行验证；

(S3)：智能门禁设备对通行二维码进行解析以获取通行信息，通行信息需全部满足以下四个条件，才能判定访客允许通行：

1)：解析出通行信息中的人脸图像特征值，并跟访客的实时人脸图像特征值进行相似度的比较，判断相似度是否在允许的范围内；

2)：解析出允许通行的门禁设备列表，判断当前设备是否在允许通行的门禁设备列表中；

3)：解析出允许通行时间段，判断当前时间段是否在允许通行时间段内；

4)：解析出允许通行次数，判断当前访问通行次数是否在允许通行次数内。

本发明优选的技术方案在于，在步骤(S1)中，住户管理服务器录入访客的允许通行时间段、允许通行次数以及人脸图像数据；人脸特征值计算服务器调用访客的人脸图像数据进行分析，得到访客人脸图像特征值，再反馈给住户管理服务器。

本发明优选的技术方案在于，在步骤(S1)中，二维码生成服务器调用住户管理服务器中的允许通行时间段、允许通行次数以及访客人脸图像特征值数据，同时调用数据存储服务器中住户所在地址对应的门禁设备列表数据，添加秘钥进行加密算法计算后生成通行二维码；住户管理服务器、人脸特征值计算服务器以及二维码生成服务器之间的交互采用gRPC的方式进行交互。

本发明优选的技术方案在于，在项目第一次部署时，智能门禁设备与门禁管理云平台服务器之间，通过线上建立一次网络通讯或线下数据拷贝方式，进行信息交互。

本发明优选的技术方案在于，信息交互数据包括通行二维码的解密秘钥、解密算法以及门禁设备列表数据。

本发明优选的技术方案在于，智能门禁设备通过设备接入服务器连接数据存储服务器，以建立一次网络通讯信息交互。

本发明优选的技术方案在于，在步骤(S1)中，通行二维码的生成步骤具体为：先对通行信息组装，然后进行base64编码，再提供加密秘钥以及加密算法进行AES256加密，最后生成通行二维码图片。

本发明优选的技术方案在于，在步骤(S2)中，通行二维码的解析校验步骤具体为：对通行二维码通过解密秘钥以及解密算法进行AES256解密，然后进行base64解码，再校验token合法性，最后解析出通行信息，以判断访客是否可通行。

本发明优选的技术方案在于，通行信息的参数解析具体为：

1)start_time：允许通行的最早时间；

2)end_time：允许通行的最晚时间；

3)pass_times：该二维码允许通行的次数；

4)quid：该二维码的全球唯一ID；

5)dev lists：该二维码允许通行的设备列表；

6)eigenvalue：人脸图像特征值；

7)token：防伪造token，计算方式为

token＝md5(md5(start_time:pass_times:quid))。

本发明优选的技术方案在于，至少两台相邻的智能门禁设备之间实时地通过局域网同步具有同一个quid号的通行二维码的通行次数信息。

本发明的有益效果为：

本发明提供的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，包括以下步骤：住户通过门禁管理云平台服务器，录入访客的允许通行时间段、允许通行次数以及人脸图像数据，生成携带访客人脸图像特征值以及访客通行权限信息的通行二维码，访客通过智能终端接收通行二维码，将通行二维码置于智能门禁设备前进行扫码识别以及人像识别，以实现访客通行验证，智能门禁设备对通行二维码进行解析以获取通行信息，判断人脸图像特征值以及访客通行权限信息是否满足通行条件后，决定是否对访客进行放行。通过上述过程，使门禁系统在离线断网状态下，通过本发明提供的通行管控方法，仍然可以进行二维码以及人脸识别，采用双重安全验证的手段，使通行管控过程更高效安全、便捷可靠，避免二维码被非法盗用造成通行安全管控风险，信息鉴定响应及时快速。且本发明中的离线通行二维码具备一套严格的安全校验规则，可有效降低漏洞，通行二维码不易被恶意仿造，防伪性高，保证通行管控安全。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中提供的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法的系统模块控制流程示意图；

图2是本发明具体实施方式中提供的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法的控制流程示意图；

图3是本发明具体实施方式中提供的通行二维码的通行秘钥内容格式示意图。

图中：

门禁管理云平台服务器1；住户管理服务器11；人脸特征值计算服务器12；二维码生成服务器13；数据存储服务器14；设备接入服务器15；智能门禁设备2。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1至图3所示，本实施例中提供的一种基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，为了使门禁系统在离线断网状态下，仍然可以进行二维码以及人脸识别，通过双重安全验证的手段，使通行管控过程更高效安全、便捷可靠，进一步地，该通行管控方法包括以下步骤：

(S1)：住户通过门禁管理云平台服务器1，录入访客的允许通行时间段、允许通行次数以及人脸图像数据，生成携带访客人脸图像特征值以及访客通行权限信息的通行二维码；

(S2)：访客通过智能终端接收通行二维码，将通行二维码置于智能门禁设备2前进行扫码识别以及人像识别，以实现访客通行验证；

(S3)：智能门禁设备2对通行二维码进行解析以获取通行信息，通行信息需全部满足以下四个条件，才能判定访客允许通行：

1)：解析出通行信息中的人脸图像特征值，并跟访客的实时人脸图像特征值进行相似度的比较，判断相似度是否在允许的范围内；

2)：解析出允许通行的门禁设备列表，判断当前设备是否在允许通行的门禁设备列表中；

3)：解析出允许通行时间段，判断当前时间段是否在允许通行时间段内；

4)：解析出允许通行次数，判断当前访问通行次数是否在允许通行次数内。

访客要通行时，手持住户发送的通行二维码置于智能门禁设备2的摄像头前，智能门禁设备2解密二维码的通行秘钥信息后，进行四个步骤的通行校验，其一是：解析出通行秘钥信息中的人脸图片特征值，并跟访客的人脸特征值进行相似度的比较；其二是：解析出的通行秘钥信息中的通行时间段确定是否满足时间段的要求；第三是：解析出允许通行的设备列表，判断该设备是否允许通行；第四是：解析出允许通行次数，判断当前访问通行次数是否在允许通行次数内。以上四个条件都满足后，才允许访客通行。其中，访客通过智能终端接收通行二维码，智能终端包括手机、平板电脑、智能手表等移动智能终端。通行二维码携带访客人脸图像特征值以及访客通行权限信息，访客通行权限信息包括允许通行时间段、允许通行次数以及允许通行的设备列表信息，智能门禁设备2可在离线断网状态下解密上述人脸图像特征值以及访客通行权限信息。

通过上述过程，使门禁系统在离线断网状态下，通过本发明提供的通行管控方法，仍然可以进行二维码以及人脸识别，采用双重安全验证的手段，使通行管控过程更高效安全、便捷可靠，避免二维码被非法盗用造成通行安全管控风险，信息鉴定响应及时快速。且本发明中的离线通行二维码具备一套严格的安全校验规则，可有效降低漏洞，通行二维码不易被恶意仿造，防伪性高，保证通行管控安全。

优选地，在步骤(S1)中，住户管理服务器11录入访客的允许通行时间段、允许通行次数以及人脸图像数据；人脸特征值计算服务器12调用访客的人脸图像数据进行分析，得到访客人脸图像特征值，再反馈给住户管理服务器11。住户管理服务器11用以采集住户信息、访客信息以及访客通行权限信息，住户信息包括住户小区号、单元号、楼牌号等信息，人脸特征值计算服务器12用以对访客人脸图像数据进行识别并生成访客人脸图像特征值，以便后续集成二维码图片。通过上述过程，实现访客信息的采集和处理，以便生成通行二维码。

优选地，在步骤(S1)中，二维码生成服务器13调用住户管理服务器11中的允许通行时间段、允许通行次数以及访客人脸图像特征值数据，同时调用数据存储服务器14中住户所在地址对应的门禁设备列表数据，添加秘钥进行加密算法计算后生成通行二维码；住户管理服务器11、人脸特征值计算服务器12以及二维码生成服务器13之间的交互采用gRPC的方式进行交互。二维码生成服务器13通过对允许通行时间段、允许通行次数、访客人脸图像特征值以及住户所在地址对应的门禁设备列表数据进行整合组装，并通过添加秘钥进行加密算法计算后生成通行二维码，保证信息完整可靠性以及信息防伪性。数据存储服务器14用以储存数据，包括住户管理服务器11录入的住户信息、访客信息以及访客通行权限信息等数据。其中，门禁管理云平台服务器1包括住户管理服务器11、人脸特征值计算服务器12、二维码生成服务器13以及数据存储服务器14，服务器之间采用gRPC交互方式，性能好，代码可以自动生成，有严格的接口规范，可以支持流式传输，方便设置超时/截止时间。

优选地，在项目第一次部署时，智能门禁设备2与门禁管理云平台服务器1之间，通过线上建立一次网络通讯或线下数据拷贝方式，进行信息交互。社区门禁项目进行首次部署时，通过一次联网或者线下数据拷贝方式，协商解密秘钥以及解密算法，以便后续断网离线时对通行二维码进行离线解密。

优选地，信息交互数据包括通行二维码的解密秘钥、解密算法以及门禁设备列表数据。为门禁设备列表中的同一个社区的门禁设备ID设置对应的解密秘钥、解密算法，通过对相同社区门禁设备列表指定唯一的解密秘钥以及设定相关解密算法，方便对通行二维码进行离线解密。

优选地，智能门禁设备2通过设备接入服务器15连接数据存储服务器14，以建立一次网络通讯信息交互。设备接入服务器14与智能门禁设备2进行交互，并给智能门禁设备2按照所在的项目(项目即为社区，也就是同一个社区的所有设备保证解密秘钥是一致的)为粒度分配全球项目唯一的二维码通行信息解密秘钥，设备接入服务器15用以将智能门禁设备2与数据存储服务器14相连通并进行信息交互和储存，保证信息传输稳定可靠。

优选地，在步骤(S1)中，通行二维码的生成步骤具体为：先对通行信息组装，然后进行base64编码，再提供加密秘钥以及加密算法进行AES256加密，最后生成通行二维码图片。通过上述加密过程，保证通行二维码防伪性更强。

优选地，在步骤(S2)中，通行二维码的解析校验步骤具体为：对通行二维码通过解密秘钥以及解密算法进行AES256解密，然后进行base64解码，再校验token合法性，最后解析出通行信息，以判断访客是否可通行。通过上述解密过程，防止非法人员恶意伪造通行二维码，确保通行的安全可靠性。

优选地，通行信息的参数解析具体为：

1)start_time：允许通行的最早时间；

2)end_time：允许通行的最晚时间；

3)pass_times：该二维码允许通行的次数；

4)quid：该二维码的全球唯一ID；

5)dev lists：该二维码允许通行的设备列表；

6)eigenvalue：人脸图像特征值；

7)token：防伪造token，计算方式为

token＝md5(md5(start_time：pass_times：quid))。

具体通行验证方式如下所示：

①设备解码内容并校验合法性：

AES256解密→base64解码→校验token合法性→判断是否可通行；

②判断是否可通行，主要进行以下时间、通行次数、设备列表以及人脸图像特征值的校验：

start_time<＝current_time<＝end_time；

pass_times>passed_times；

判断该门禁设备编码是否可以允许通行，该通行二维码允许通行的设备列表devlists，该门禁设备所在的bit是否为1，若是则表示允许通行；

判断访客人脸特征值与通行二维码中保存的人脸图片特征值eigenvalue的相似度是否符合要求；

其中：current_time表示当前的时间，passed_times表示设备存储的该二维码已经通行的次数。

其中，通行二维码的通行秘钥内容格式如图3所示，具体的个字段含义描述如下：

具体的个字段含义描述如下：

version(V)：8bits，版本号，目前默认为1；

padding(P)：2bit，预留字段；

msg type：8bits，消息类型；

dev list num(DLN)：2bit，表示一条消息中有多少个设备列表单元，其中每个设备列表单元占4个字节(32bit)；

QUID：12bits，每个云端(门禁管理云平台服务器1)与终端设备(智能门禁设备2)之间的消息会话中递增，seq随机选取，范围在0～2^12之间循环，用于匹配住户信息；

start_time：32bits，允许通行的最早时间，精确到秒，Unix时间戳格式；

end_time：32bits，允许通行的最晚时间；

pass_times：32bits，允许通行的最大次数；

dev lists：DLN*32bits，该通行二维码允许通行的设备列表，每一个bit代表其中一台设备，设备按唯一标示的顺序进行标记，大小根据DLN的取值可变，可见单个社区支持的设备列表最大为2^2*32＝4*32＝128台门禁设备；

eigenvalue：N字节，人脸图片特征值。

优选地，至少两台相邻的智能门禁设备2之间实时地通过局域网同步具有同一个quid号的通行二维码的通行次数信息。为保证设备可靠地存储每一个通行二维码的已通行次数，在方案中引入了双机互备的方案，亦即有条件的项目现场可以让两台智能门禁设备2之间实时地通过局域网传输各自的通行信息，从而保证了quid＝passed_times信息的有效冗余备份。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，其特征在于，包括以下步骤：

(S1)：住户通过门禁管理云平台服务器(1)，录入访客的允许通行时间段、允许通行次数以及人脸图像数据，生成携带访客人脸图像特征值以及访客通行权限信息的通行二维码；

(S2)：访客通过智能终端接收所述通行二维码，将所述通行二维码置于智能门禁设备(2)前进行扫码识别以及人像识别，以实现访客通行验证；

(S3)：所述智能门禁设备(2)对所述通行二维码进行解析以获取通行信息，所述通行信息需全部满足以下四个条件，才能判定访客允许通行：

1)：解析出通行信息中的人脸图像特征值，并跟访客的实时人脸图像特征值进行相似度的比较，判断相似度是否在允许的范围内；

2)：解析出允许通行的门禁设备列表，判断当前设备是否在允许通行的门禁设备列表中；

3)：解析出允许通行时间段，判断当前时间段是否在允许通行时间段内；

4)：解析出允许通行次数，判断当前访问通行次数是否在允许通行次数内。

2.根据权利要求1所述的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，其特征在于：

在所述步骤(S1)中，住户管理服务器(11)录入访客的允许通行时间段、允许通行次数以及人脸图像数据；

人脸特征值计算服务器(12)调用访客的人脸图像数据进行分析，得到访客人脸图像特征值，再反馈给所述住户管理服务器(11)。

3.根据权利要求2所述的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，其特征在于：

在所述步骤(S1)中，二维码生成服务器(13)调用所述住户管理服务器(11)中的允许通行时间段、允许通行次数以及访客人脸图像特征值数据，同时调用数据存储服务器(14)中住户所在地址对应的门禁设备列表数据，添加秘钥进行加密算法计算后生成所述通行二维码；

所述住户管理服务器(11)、所述人脸特征值计算服务器(12)以及所述二维码生成服务器(13)之间的交互采用gRPC的方式进行交互。

4.根据权利要求1所述的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，其特征在于：

在项目第一次部署时，所述智能门禁设备(2)与所述门禁管理云平台服务器(1)之间，通过线上建立一次网络通讯或线下数据拷贝方式，进行信息交互。

5.根据权利要求4所述的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，其特征在于：

信息交互数据包括所述通行二维码的解密秘钥、解密算法以及门禁设备列表数据。

6.根据权利要求4所述的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，其特征在于：

所述智能门禁设备(2)通过设备接入服务器(15)连接数据存储服务器(14)，以建立一次网络通讯信息交互。

7.根据权利要求1所述的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，其特征在于：

在所述步骤(S1)中，所述通行二维码的生成步骤具体为：

先对所述通行信息组装，然后进行base64编码，再提供加密秘钥以及加密算法进行AES256加密，最后生成通行二维码图片。

8.根据权利要求1所述的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，其特征在于：

在所述步骤(S2)中，所述通行二维码的解析校验步骤具体为：

对所述通行二维码通过解密秘钥以及解密算法进行AES256解密，然后进行base64解码，再校验token合法性，最后解析出所述通行信息，以判断访客是否可通行。

9.根据权利要求7或8所述的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，其特征在于：

所述通行信息的参数解析具体为：

1)start_time：允许通行的最早时间；

2)end_time：允许通行的最晚时间；

3)pass_times：该二维码允许通行的次数；

4)quid：该二维码的全球唯一ID；

5)dev lists：该二维码允许通行的设备列表；

6)eigenvalue：人脸图像特征值；

7)token：防伪造token，计算方式为

token＝md5(md5(start_time：pass_times：quid))。

10.根据权利要求9所述的基于离线二维码与人脸特征值的通行管控方法，其特征在于：

至少两台相邻的所述智能门禁设备(2)之间实时地通过局域网同步具有同一个quid号的所述通行二维码的通行次数信息。

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