CN116597551A - 一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统 - Google Patents

一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于楼宇管理领域，公开了一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，包括半有源RFID标签、第一身份识别装置、第二身份识别装置、私有云验证模块、门禁控制器和电梯控制器；半有源RFID标签用于在接收到第一身份识别装置或第二身份识别装置发射的激活信号之后，发射身份验证信息；第一身份识别装置用于将身份验证消息发送至私有云验证模块；私有云验证模块用于根据身份验证消息判断用户是否具有通行权限，若是，则发送打开大门的指令和电梯控制指令；第二身份识别装置用于将身份验证消息传输至电梯控制器；电梯控制器用于根据身份验证消息或电梯控制指令对电梯进行控制。本发明进行了身份验证的同时使得用户抵达的过程更为便捷。

Description

一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统
技术领域
本发明涉及楼宇管理领域，尤其涉及一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统。
背景技术
现有技术中的楼宇访问管理系统，一般包括楼宇的门口的管理系统和电梯管理系统这两部分，用户在通过门口时，进行身份验证，若身份验证通过，便会进入电梯间等候电梯，进入电梯之后，还需要刷卡才能启动电梯，刷卡的目的是为了避免用户到达没有被授权进入的楼层。
显然，这种访问管理方式比较不方便，因为在门口要进行身份验证，进入电梯之后还需要进行刷卡。而如果用户手上提着比较多的东西的话，刷卡的过程就更为繁琐。
因此，我们需要一种能够使得用户更为便捷地抵达被授权进入的楼层的楼宇访问管理系统。
发明内容
本发明的目的在于公开一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，解决如何在对楼宇进行访问管理的同时，使得用户能够更为便捷地抵达被授权进入的楼层的问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，包括半有源RFID标签、第一身份识别装置、第二身份识别装置、私有云验证模块、门禁控制器和电梯控制器；
半有源RFID标签用于在接收到第一身份识别装置发射的激活信号之后，向第一身份识别装置发送身份验证信息；
第一身份识别装置设置在楼宇的大门处，用于发射激活信号，以及用于接收半有源RFID标签发送回来的身份验证消息，并将身份验证消息发送至私有云验证模块；
私有云验证模块用于根据身份验证消息判断用户是否具有通行权限，若是，则向门禁控制器发送打开大门的指令，以及向电梯控制器发送电梯控制指令；
门禁控制器用于在接收到打开大门的指令后，控制楼宇的大门开启；
电梯控制器用于根据电梯控制指令对电梯进行控制；
第二身份识别装置设置在电梯内部，用于向电梯的内部空间发射激活信号；
半有源RFID标签用于在接收到第二身份识别装置发射的激活信号之后，向第二身份识别装置发送身份验证信息；
第二身份识别装置还用于在接收到半有源RFID标签发送的身份验证消息之后，将身份验证消息传输至电梯控制器；
电梯控制器用于根据第二身份识别装置发送过来的身份验证消息对电梯进行控制。
优选地，第一身份识别装置和第二身份识别装置发出的激活信号均为低频的电磁波信号。
优选地，半有源RFID标签在接收到激活信号之后，进入工作状态，将存储器中存储的身份验证信息发送出去。
优选地，半有源RFID标签在发送身份验证信息时，发射的是高频的电磁波信号。
优选地，私有云验证模块和门禁控制器之间通过串口服务器进行通信，私有云验证模块和电梯控制器之间通过串口服务器进行通信。
优选地，身份验证消息包含采用私有云验证模块的公钥进行加密的用户的身份信息。
优选地，私有云验证模块包括通信单元、数据库单元、验证单元和指令生成单元；
通信单元用于分别与第一身份识别装置、门禁控制器、电梯控制器进行通信；
数据库单元用于保存私有云验证模块的私钥、具有通行权限的用户的身份信息和每个具有通行权限的用户所被授权进入的楼层；
验证单元用于使用数据库单元中所保存的私钥对身份验证消息进行解密，获得解密结果，根据解密结果判断用户是否具有通行权限；
指令生成单元用于在用户具有通行权限时，获取用户所被授权进入的楼层，并根据获取的楼层和身份验证信息生成电梯控制指令；
通信单元用于在用户具有通行权限时，向门禁控制器发送打开大门的指令，以及向电梯控制器发送电梯控制指令。
优选地，使用数据库单元中所保存的私钥对身份验证消息进行解密，获得解密结果；
使用数据库单元中所保存的私钥对身份验证消息进行解密，若解密成功，则解密结果为用户的身份信息；若解密失败，则将解密结果设为空集。
优选地，根据解密结果判断用户是否具有通行权限，包括：
若解密结果中包含用户的身份信息，则表示用户具有通行权限；
若解密结果为空集，则表示用户不具有通行权限。
优选地，获取用户所被授权进入的楼层，包括：
根据解密结果中的用户的身份信息在数据库单元中进行查找，获得身份信息所对应的用户所被授权进入的楼层。
本发明的优点：
与现有技术相比，本发明能够实现全流程的非接触进入，即用户无需触碰到任何一种楼宇访问管理设备便能够抵达被授权进入的楼层，在进行了身份验证的同时，抵达的过程更为便捷。采用半有源RFID标签，有效地验证了标签的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统的一种示意图。
图2为本发明私有云验证模块的一种示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，包括半有源RFID标签、第一身份识别装置、第二身份识别装置、私有云验证模块、门禁控制器和电梯控制器；
半有源RFID标签用于在接收到第一身份识别装置发射的激活信号之后，向第一身份识别装置发送身份验证信息；
第一身份识别装置设置在楼宇的大门处，用于发射激活信号，以及用于接收半有源RFID标签发送回来的身份验证消息，并将身份验证消息发送至私有云验证模块；
私有云验证模块用于根据身份验证消息判断用户是否具有通行权限，若是，则向门禁控制器发送打开大门的指令，以及向电梯控制器发送电梯控制指令；
门禁控制器用于在接收到打开大门的指令后，控制楼宇的大门开启；
电梯控制器用于根据电梯控制指令对电梯进行控制；
第二身份识别装置设置在电梯内部，用于向电梯的内部空间发射激活信号；
半有源RFID标签用于在接收到第二身份识别装置发射的激活信号之后，向第二身份识别装置发送身份验证信息；
第二身份识别装置还用于在接收到半有源RFID标签发送的身份验证消息之后，将身份验证消息传输至电梯控制器；
电梯控制器用于根据第二身份识别装置发送过来的身份验证消息对电梯进行控制。
与现有技术相比，本发明能够实现全流程的非接触进入，即用户无需触碰到任何一种楼宇访问管理设备便能够抵达被授权进入的楼层，在进行了身份验证的同时，抵达的过程更为便捷。采用半有源RFID标签，有效地验证了标签的使用寿命。
由于设置了身份验证，因此，实现了用户对楼宇的安全访问。
在一种实施例中，由于门禁控制器中的继电器一般会对电锁设置有保护电路，这个保护电路可能会影响大门的正常开启和关闭。因此，门禁控制器和大门之间设置有弱电隔离器，从而能够避免门禁控制器的继电器影响大门的开启和关闭。
优选地，第一身份识别装置和第二身份识别装置发出的激活信号均为低频的电磁波信号。
在一种实施例中，激活信号为125KHz的电磁波信号。
具体的，低频的电磁波信号的激活距离是有限的，因此，使用低频的电磁波信号作为激活信号，能够避免第一身份识别装置和第二身份识别装置发出的激活信号相互干扰。
优选地，半有源RFID标签在接收到激活信号之后，进入工作状态，将存储器中存储的身份验证信息发送出去。
半有源RFID电子标签集成了有源RFID电子标签和无源RFID电子标签的优势。在平时情况，其处于休眠状态不工作，不向外界发射电磁波，只有在其进入激活信号的激活范围时，被激活，然后才开始工作。
由于能够主动发送身份验证信息，因此，本发明无需用户非常靠近第一身份识别装置和第二身份识别装置便能够激活由用户携带的半有源RFID标签。
优选地，半有源RFID标签在发送身份验证信息时，发射的是高频的电磁波信号。
在一种实施例中，携带身份验证信息的电磁波信号的频率为2.4GHz。
优选地，私有云验证模块和门禁控制器之间通过串口服务器进行通信，私有云验证模块和电梯控制器之间通过串口服务器进行通信。
串口服务器提供串口转网络功能，能够将RS-232/485/422串口转换成TCP/IP协议网络接口，实现RS-232/485/422串口与TCP/IP协议网络接口的数据双向透明传输，或者支持MODBUS协议双向传输。使得串口设备能够立即具备TCP/IP网络接口功能，连接网络进行数据通信，扩展串口设备的通信距离。
而门禁控制器和电梯控制器中一般都是通过RS-232/485/422串口进行通信，因此，设置串口服务器，能够实现门禁控制器和电梯控制器的数据通信。
优选地，身份验证消息包含采用私有云验证模块的公钥进行加密的用户的身份信息。
采用非对称加密的方式，能够提高本发明对楼宇访问进行控制的安全性。
具体的，用户的身份信息包括员工编号、身份证号码、手机号码中的任一种。
优选地，如图2所示，私有云验证模块包括通信单元、数据库单元、验证单元和指令生成单元；
通信单元用于分别与第一身份识别装置、门禁控制器、电梯控制器进行通信；
数据库单元用于保存私有云验证模块的私钥、具有通行权限的用户的身份信息和每个具有通行权限的用户所被授权进入的楼层；
验证单元用于使用数据库单元中所保存的私钥对身份验证消息进行解密，获得解密结果，根据解密结果判断用户是否具有通行权限；
指令生成单元用于在用户具有通行权限时，获取用户所被授权进入的楼层，并根据获取的楼层和身份验证信息生成电梯控制指令；
通信单元用于在用户具有通行权限时，向门禁控制器发送打开大门的指令，以及向电梯控制器发送电梯控制指令。
具体的，私有云验证模块基于私有云建立的，因此，能够更好地保护用户所能够进入的楼层的信息，从而提高本发明的安全性。
优选地，私有云验证模块还包括设置单元，设置单元用于具有管理员权限的人员修改数据库单元中存储的信息。例如，可以增加具有同行权限的用户，并设置对应的被授权进入的楼层或者修改已有的用户所被授权进入的楼层。
优选地，设置单元包括人脸识别子单元、人脸图像存储子单元和设置子单元；
人脸识别子单元用于获取使用设置子单元的人员的人脸图像，并将人脸图像与人脸图像存储子单元中保存的具有有管理员权限的人员的人脸图像进行匹配；
设置子单元用在匹配成功后，授予使用设置子单元的人员修改数据库单元中存储的信息的权限，根据输入的指令对数据库单元中存储的信息进行修改。
具体的，匹配的过程为判断人脸图像存储子单元中是否包含了设置子单元的人员的人脸图像，若是，则匹配成功。
优选地，将人脸图像与人脸图像存储子单元中保存的具有有管理员权限的人员的人脸图像进行匹配，包括：
使用预设的算法获取使用设置子单元的人员的人脸图像的第一图像特征；
使用预设的算法获取人脸图像存储子单元中保存的具有有管理员权限的人员的人脸图像的第二图像特征；
分别计算第一图像特征和每个第二图像特征之间的相似度，若存在大于设定的阈值的相似度，则表示匹配成功。
优选地，使用预设的算法获取使用设置子单元的人员的人脸图像的第一图像特征，包括：
用faceimg表示设置子单元的人员的人脸图像；
对faceimg进行边缘提取，获取faceimg中的连通域；
将面积最大的连通域作为人脸区域；
使用图像特征提取算法获取人脸区域中的第一图像特征。
具体的，通过获取人脸区域，能够减少参与图像特征提取的过程的像素点的数量，能够提高图像特征提取的效率。
具体的，获取人脸图像存储子单元中保存的具有有管理员权限的人员的人脸图像的第二图像特征与上述过程相同，只需要把faceimg换成人脸图像存储子单元中保存的具有有管理员权限的人员的人脸图像即可，不再重复描述。
优选地，对faceimg进行边缘提取，获取faceimg中的连通域，包括：
使用图像边缘检测算法对faceimg进行计算，获得faceimg中的边缘像素点，将得到的边缘像素点保存到集合edgpixone；
使用大津法对faceimg进行计算，获得faceimg中的前景区域和背景区域，将处于前景区域与背景区域的交界处的像素点保存到集合edgpixtwo；
获取edgpixtwo和edgpixone的有效集合uniset；
由uniset中的像素点在faceimg中围成多个连通域。
现有技术一般都是直接进行边缘检测之后，便根据边缘检测所得到的的连通域来获取人脸区域，但是，现有的边缘检测算法还存在漏检的概率，即可能出现边缘像素点未能被正确地识别出来的情况。因此，本发明利用大津法的计算结果对边缘检测的结果进行完善，从而有效地降低了边缘检测的过程出现漏检的概率，提高了获得正确的人脸区域的概率。具体的，大津法作为一种图像分割算法，能够将图像分为背景区域和前景区域，而在人脸图像中，人脸区域便是前景区域，因此，获取前景区域和背景区域的交界处的像素点，便是获得了人脸区域的边缘的像素点，获取两种算法的计算结果的有效集合，能够提高获得的人脸区域的准确率。
优选地，获取edgpixtwo和edgpixone的有效集合uniset，包括：
S1，将edgpixone中的端点保存到集合extpotset；
S2，对于集合extpotset中的像素点extpotpix，采用如下方式获取extpotpix对应的连接集合：
S21，将extpotpix作为判断像素点；
S22，判断判断像素点的8邻域内是否包含edgpixtwo中的像素点，若是，则将断像素点保存到连接集合，进入S23，若否，则extpotpix对应的连接集合为空集；
S23，根据设定的规则从判断像素点的8邻域内的属于edgpixtwo中的像素点中选取一个像素点作为新的判断像素点，进入S21；
S3，将所有的连接集合中的像素点和集合edgpixone中的像素点作为有效集合uniset中的像素点。
在上述实施例中，本发明利用了edgpixtwo中的像素点来对edgpixone中的端点进行延伸，从而提高了获得完整的人脸区域的概率。延伸的起点是edgpixone中的端点，终点也是edgpixone中的端点，从而实现了对边缘检测所获得的边缘进行修补，降低了边缘检测的过程出现漏检的概率。
优选地，根据设定的规则从判断像素点的8邻域内的属于edgpixtwo中的像素点中选取一个像素点作为新的判断像素点，包括：
将判断像素点的8邻域内的属于edgpixtwo中的像素点保存到集合neipixset；
分别计算neipixset中的每个像素点的连接概率值：
连接概率值的计算函数为：
其中，conprovals表示像素点s的连接概率值，neibtsets表示像素s的8邻域内的像素点中，属于集合edgpixtwo中的像素点的集合，α表示预设的权重是，α属于(0,1)，R表示预设的半径，Rsets表示以像素点s为圆心的，半径为R的范围内，属于集合extpotset中的像素点的集合，numRset表示Rsets中的像素点的总数，disiti,s表示i和s之间的距离；
将连接概率值最大的像素点作为新的判断像素点。
具体的，连接概率值除了考虑属于集合edgpixtwo中的像素点的数量之外，还考虑了与集合extpotset中的像素点之间的平均距离，neibtsets的值越大，平均距离越小，则成功进行正确修补的概率的概率越大。本发明通过连接概率值来选取新的判断像素点，提高了判断像素点不断地往集合extpotset中的像素点进行延伸的概率，从而提高了对边缘检测所获得的边缘进行正确修补的概率。
优选地，私有云验证模块还包括写入装置，写入装置用于使用私有云验证模块的公钥对用户的身份信息进行加密，获得身份验证消息，并将身份验证消息写入到半有源RFID标的存储器中。
优选地，根据获取的楼层和身份验证信息生成电梯控制指令，包括：
使用预设的对称加密算法的秘钥对获取的楼层和身份验证消息进行加密，获得电梯控制指令。
具体的，称加密算法的秘钥被分别保存到电梯控制器和私有云验证模块中，用于实现电梯控制器和私有云验证模块之间的加密通信。
优选地，根据电梯控制指令对电梯进行控制，包括：
在接收到电梯控制指令后，使用预设的对称加密算法的秘钥对电梯控制指令进行解密，获得用户被授权进入的楼层和身份验证消息；
根据用户被授权进入的楼层，确定用户所需要搭乘的电梯的编号；
控制编号所对应的电梯下降到楼宇的大门所处的楼层。
具体的，在用户通过楼宇的大门的同时，电梯控制器同时发出指令，让能够抵达用户所被授权进入的楼层的电梯降落到大门所处的楼层，从而使得用户无需再经过大门后，再手动按下电梯控制按钮，让电梯降落下来，提高了进入的便利性。
在楼层较高的楼宇中，一般都会设置多部电梯，而为了提高运输的效率，不同的电梯被设置为能够到达不同的层数范围的楼层。因此，电梯控制器能够根据电梯控制指令中所包含的楼层来控制对应的编号的电梯下降到楼宇的大门所处的楼层。
优选地，根据第二身份识别装置发送过来的身份验证消息对电梯进行控制，包括：
将第二身份识别装置发送过来的身份验证消息与电梯控制指令中所包含的身份验证消息进行匹配，获取用户被授权进入的楼层；
控制半有源RFID标签所处的电梯上升至用户被授权进入的楼层。
具体的，当用户进入到电梯后，其身上所携带的半有源RFID标签便会被第二身份识别装置所发出的激活信号所激活，向第二身份识别装置发送身份验证消息。
优选地，使用数据库单元中所保存的私钥对身份验证消息进行解密，获得解密结果；
使用数据库单元中所保存的私钥对身份验证消息进行解密，若解密成功，则解密结果为用户的身份信息；若解密失败，则将解密结果设为空集。
具体的，若身份身份验证消息不是使用私有云验证模块的公钥进行加密的，那么，身份验证消息是不能够被正确解密的，因此，解密失败便意味着身份验证没通过。使用公钥进行加密，能够提高半有源RFID标签中的身份验证消息的安全性。
优选地，根据解密结果判断用户是否具有通行权限，包括：
若解密结果中包含用户的身份信息，则表示用户具有通行权限；
若解密结果为空集，则表示用户不具有通行权限。
优选地，获取用户所被授权进入的楼层，包括：
根据解密结果中的用户的身份信息在数据库单元中进行查找，获得身份信息所对应的用户所被授权进入的楼层。
由于数据库单元中存储了具有进入权限的用户的身份信息以及被授权进入的楼层，因此，通过解密结果中的身份信息，便能够获得用户所被授权进入的楼层。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，其特征在于，包括半有源RFID标签、第一身份识别装置、第二身份识别装置、私有云验证模块、门禁控制器和电梯控制器；
半有源RFID标签用于在接收到第一身份识别装置发射的激活信号之后，向第一身份识别装置发送身份验证信息；
第一身份识别装置设置在楼宇的大门处，用于发射激活信号，以及用于接收半有源RFID标签发送回来的身份验证消息，并将身份验证消息发送至私有云验证模块；
私有云验证模块用于根据身份验证消息判断用户是否具有通行权限，若是，则向门禁控制器发送打开大门的指令，以及向电梯控制器发送电梯控制指令；
门禁控制器用于在接收到打开大门的指令后，控制楼宇的大门开启；
电梯控制器用于根据电梯控制指令对电梯进行控制；
第二身份识别装置设置在电梯内部，用于向电梯的内部空间发射激活信号；
半有源RFID标签用于在接收到第二身份识别装置发射的激活信号之后，向第二身份识别装置发送身份验证信息；
第二身份识别装置还用于在接收到半有源RFID标签发送的身份验证消息之后，将身份验证消息传输至电梯控制器；
电梯控制器用于根据第二身份识别装置发送过来的身份验证消息对电梯进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，其特征在于，第一身份识别装置和第二身份识别装置发出的激活信号均为低频的电磁波信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，其特征在于，半有源RFID标签在接收到激活信号之后，进入工作状态，将存储器中存储的身份验证信息发送出去。
4.根据权利要求1所述的一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，其特征在于，半有源RFID标签在发送身份验证信息时，发射的是高频的电磁波信号。
5.根据权利要求1所述的一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，其特征在于，私有云验证模块和门禁控制器之间通过串口服务器进行通信，私有云验证模块和电梯控制器之间通过串口服务器进行通信。
6.根据权利要求1所述的一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，其特征在于，身份验证消息包含采用私有云验证模块的公钥进行加密的用户的身份信息。
7.根据权利要求6所述的一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，其特征在于，私有云验证模块包括通信单元、数据库单元、验证单元和指令生成单元；
通信单元用于分别与第一身份识别装置、门禁控制器、电梯控制器进行通信；
数据库单元用于保存私有云验证模块的私钥、具有通行权限的用户的身份信息和每个具有通行权限的用户所被授权进入的楼层；
验证单元用于使用数据库单元中所保存的私钥对身份验证消息进行解密，获得解密结果，根据解密结果判断用户是否具有通行权限；
指令生成单元用于在用户具有通行权限时，获取用户所被授权进入的楼层，并根据获取的楼层和身份验证信息生成电梯控制指令；
通信单元用于在用户具有通行权限时，向门禁控制器发送打开大门的指令，以及向电梯控制器发送电梯控制指令。
8.根据权利要求7所述的一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，其特征在于，使用数据库单元中所保存的私钥对身份验证消息进行解密，获得解密结果；
使用数据库单元中所保存的私钥对身份验证消息进行解密，若解密成功，则解密结果为用户的身份信息；若解密失败，则将解密结果设为空集。
9.根据权利要求8所述的一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，其特征在于，根据解密结果判断用户是否具有通行权限，包括：
若解密结果中包含用户的身份信息，则表示用户具有通行权限；
若解密结果为空集，则表示用户不具有通行权限。
10.根据权利要求8所述的一种基于私有云的智能楼宇访问管理系统，其特征在于，获取用户所被授权进入的楼层，包括：
根据解密结果中的用户的身份信息在数据库单元中进行查找，获得身份信息所对应的用户所被授权进入的楼层。
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