CN1929382B - 一种对数字家电访问权限进行控制的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对数字家电的访问权限进行控制的装置及方法，装置包括中心主控模块，用户控制模块和终端控制模块，方法包括用户身份识别及权限分配，用户当前权限下家电控制及信息反馈处理两个过程。本发明采用已经发展的比较成熟的指纹识别技术对用户的身份进行确认并分配相应的权限等级从而可根据该等级利用位于数字家电的控制设备实现权限控制。利用本发明可为家庭实现对数字家电的访问权限控制提供了一种安全实用的方式，完成不同用户对各个数字家电使用控制权限的定制，从而提高电器的操作方便程度和使用安全程度并且节省能源。

Description

一种对数字家电访问权限进行控制的装置及方法

                     技术领域

本发明属于数字家庭控制技术领域，特别是涉及一种在数字家庭中用于控制数字家电访问使用权限及分配的装置和方法 

                     技术背景

数字家庭网络指的是在家庭范围内将个人电脑PC、家电、安全系统、照明系统和广域网相连接的一种新技术。目的是使各PC、家电及其他工具之间实现信息共享，互相配合让用户能够方便地掌握家庭设备情况并让家庭设备更好地为用户服务。 

数字家庭网络是近些年来出现的概念，随着3C融合技术的发展，数字家庭网络越来越受到业界的重视和关注。3C融合，是指计算机(Computer)、通信(Communication)、消费类电子产品(ConsumerElectrics)，彼此之间相互渗透和融合，实现信息共享，方便用户于一个统一的操作平台上来对设备和信息进行操作，从而满足人们在任何时间、任何地点通过信息相互关联的应用来方便自己的生活。 

随着人们生活水平的提高，人们对改善生活质量的要求也越来越多，这样将会有越来越多的电器设备联接到数字家庭网络，如何统一管理这些电器，以及合理设置家庭成员对各种数字家电的使用权限已经成为迫切需要解决的问题。 

当前在数字家电的控制方法中，大多采用遥控器统一控制的方法，或者用多个遥控器分别控制不同家电，或者用一个通用的遥控器来对所有家电进行控制。第一种控制方式的缺点显而易见，多个遥控器的存在给家庭成员带来了极大的不便，同时造成了设备的浪费，后者的出现正是为了解决这个问题而生。现在在家电的控制技术领域已经出现了通过无线通信的方式通过通用的遥控器来控制所有家电的技术，显然这是一个进步，但是同时也带来了不少问题，在多遥控器的时候，单个遥控器只能控制一个电器，这样最大限度了减少误操作的产生，而通用遥控器则会出现大量的误操作，当家中小孩在没有家长监控的情况下玩弄遥控器的时候，甚至会由于误操作带来不可预知的后果，这时如何为数字家电设置使用权限最大限度的减少非法操作的问题迫切需要解决。 

每个人指纹纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，是唯一的，并且终生不变。依靠这种唯一性和稳定性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这就是指纹识别技术。 

指纹其实是比较复杂的，与人工处理不同，许多生物识别技术公司并不直接存储指纹的图像。多年来在各个公司及其研究机构产生了许多数字化的算法。但指纹识别算法最终都归结为在指纹图像上找到并比对指纹的特征。 

指纹识别技术是通过计算机实现的身份识别手段，也是当今应用最为广泛的生物特征识别技术。在过去主要应用于刑侦系统。近几年来已逐渐走向民用市场。同时，民用市场也对指纹识别技术提出了具有小型化、廉价的指纹采集设备，高速计算平台，更高的识别准确率的要求，以满足各种不同应用的需求。

                    发明内容

本发明的目的之一在于提供一种通过指纹识别的方式获取存储于控制中心中主控模块的可配置的权限信息的方式，为各个家庭成员提供不同使用权限解决方案，并通过数字家庭控制中心来获得对各种家电使用权限的控制的装置。 

本发明的目的之二在于根据目的一的装置，提供一种对数字家电的访问权限进行控制的方法。 

为了实现发明目的一，采用的技术方案如下： 

一种对数字家电的访问权限进行控制的装置，该装置包括位于数字家庭控制中心的主控模块，位于各个数字家电的受控模块，包含有指纹识别模块和用户信息输入模块的用户配置模块。 

所述用户控制模块包括用户信息输入模块、指纹特征识别模块和数据信息发送模块。 

所述主控模块包括遥控信号接受处理模块、权限控制及命令模块、信息发送及反馈信号接收处理模块以及用户信息及指纹信息两个数据库模块。 

所述受控模块包括数据接收与处理模块、设备状态控制模块、信息反馈模块。 

本权限控制装置的用户输入端为位于可对控制中心发送信号的遥控器当中的用户控制模块。用户控制模块通过指纹特征识别模块获取用户的指纹特征信息，通过遥控器上按键和用户信息输入模块获得用户对权限信息的更改数据，并通过数据信息发送模块将相应的信息发送给主控模块。 

本权限控制装置的核心为位于数字家庭的控制中心当中或者与之有接口连接的主控模块，主要用于读取并处理用户通过位于遥控器的用户控制模块发送的用户信息，通过所读取的指纹信息确认用户身份从而根据设定在用户数据库中的信息分配用户权限；主控模块控制显示设备显示当前用户权限信息，在运行时接收家电的反馈信息并做实时处理并向用户报告；并且本主控模块可以实现用户对权限信息的设置功能。 

本权限控制装置的终端控制部分为位于各个数字家电的受控模块，受控模块通过数据信息接收处理模块接收来自主控模块的控制命令信息并解析，通过设备状态控制模块控制数字家电的当前状态，并将数字家电的运行或者错误信息以反馈信息的形式通过信息反馈模块发送给主控模块。在本受控模块中，设备状态控制模块包括数字家电电源控制单元，运行状态监控单元，两者配合完成控制模块的控制任务。 

为实现发明的目的二，所采取的技术方案为： 

一种对数字家电的访问权限进行控制的方法，包括用户身份识别及权限分配，用户当前权限下家电控制及信息反馈处理两个过程。 

用户进入数字家庭之前，主控中心采取默认的权限控制策略，各个数字家电处在默认权限的开、闭状态，以维持数字家庭的基本需要。当用户进入数字家庭并需要开始对家电的控制时，用户可以使用遥控器开始控制从而进入用户身份识别及权限分配过程。

所述的用户身份识别及权限分配过程由用户控制模块和主控模块配合完成。过程具体如下： 

指纹特征识别模块对用户开启指纹识别功能后置于识别区的手指进行特征提取，并将特征信息发送至主控模块，主控模块对指纹特征信息进行识别从而获取用户身份信息，通过用户身份信息可以获取用户相应的权限等级信息。 

本发明用户身份识别及权限分配过程还包括用户控制模块中用户信息输入模块对用户开启输入功能后，对用户在遥控器上进行的简单信息输入进行读取，并将用户输入信息通过数据信息发送模块发送至主控模块，主控模块接收用户输入信息并根据其合法性接受其操作或者提出警告。 

所述当前权限下家电控制和信息反馈处理过程由主控模块和受控模块配合执行，具体过程如下： 

主控模块通过与用户控制模块的交互从而获得用户的身份信息及用户权限信息，并通过与主控中心相连接的显示终端(一般是指数字家庭中的数字电视或用户的主要显示设备)将用户信息显示出来供用户参考。主控模块通过获取的用户权限等级信息根据与等级相应的电器使用策略将命令发送到相应的数字家电，位于数字家电的受控模块解析命令并通过其电源控制模块控制使数字家电进入相 应的使用状态，包括开启、关闭、待机、锁定等。 

本发明的当前权限下家电控制和信息反馈处理过程还包括受控模块通过信息反馈模块发送设备状态控制模块中设备状态监控单元的信息，从而获知电器当前状态并实时向主控中心报告，主控中心对反馈信息进行及时相应处理。 

本发明的有益效果在于： 

1.通过对用户的指纹识别实现对不同用户使用权限的动态调整，确保不具备使用权限的用户不会对电器进行误操作。 

2.通过可配置的用户权限信息为家庭成员提供相应的服务，没有使用权限的电器不进行操作，简化了用户操作，也能节约能源。 

3.实时监控各个电器的操作，当超越权限的操作发生时记录下事件，用户从而方便用户了解电器的使用情况 

4.提供友好的交互界面，为用户提供推荐配置和个性化配置，为不同权限使用者提供个性化服务。 

                    附图说明

图1为本发明的整体结构图； 

图2为本发明中用户控制模块的组成结构图； 

图3为本发明中主控模块的组成结构图； 

图4为本发明中受控模块的组成结构图； 

图5为本发明中用户身份识别及权限分配过程流程图； 

图6为本发明中用户当前权限下家电控制及信息反馈处理过程流程图。 

                     具体实施方式

一种通过对用户指纹信息的识别从而控制不同用户对数字家电访问权限的装置。具体包括位于数字家庭控制中心的通用遥控器中的用户控制模块、位于数字家庭控制中心的主控模块、位于数字家庭中需要进行权限控制的数字家电中的受控模块。 

以下将结合附图详细说明： 

本发明的整体结构图如附图1所示。由权限识别及控制部分和命令执行及反馈部分构成。其中权限识别及控制部分由用户控制模块和主控模块构成。命令执行及反馈部分则是指位于家庭中各个数字家电当中的受控模块。 

在附图1中，标注1.1表示从用户控制模块向主控模块发送的信号为遥控的红外信号或者可以其他可以进行近距离信息传输的无线信号。此信号发送方向为单向，即用户控制模块向主控模块发送信息，而主控模块不向用户控制模块发送信息。 

在附图1中，标注1.2表示为主控模块和位于各个数字家电中的受控模块之间的连接，可以是一般的有线连接，也可以是两者可以互相解析的可进行近距离通信的，抗干扰能力强的无线传输信号。此连接为双向传输，即主控模块向受控模块发送命令信息，而受控模块向主控模块发送反馈信息。 

如附图2，所述用户控制模块包括用户信息输入模块、指纹特征识别模块和数据信息发送模块。用户可以通过指纹特征识别模块获取用户指纹特征信息，通过用户信息输入模块获取用户输入信息，两者通过数据信息发送模块将信息发送到主控模块。 

如附图3，所述主控模块包括遥控信号接受处理模块、权限控制及命令模块、信息发送及反馈信号接收处理模块以及用户信息及指纹信息两个数据库模块。对于从用户控制模块发送过来的用户指纹特征信息，主控模块在通过遥控信息接受处理模块解析后将由权限控制及命令模块与用户指纹信息数据库中的信息进行匹配，从而获得用户的身份信息。对于从用户控制模块发送过来的用户输入信息，则由权限控制及命令模块与用户信息数据库配合完成用户权限信息的修改更新和查询功能，此部分实现必须在通过指纹识别获取了用户的身份信息之后进行。 

在附图3中，标注3.1表示从用户控制模块发送过来的包含数据信息的单向无线信号。 

在附图3中，标注3.2表示主控模块和受控模块之间的连接(以无线或者有线的形式)，双方之间可以相互通信。 

如附图4，所述受控模块包括数据接收与处理模块、设备状态控制模块、信息反馈模块。三个模块的配合完成对数字家电在用户当前权限下的状态控制及状态反馈。其中，受控模块在接收到主控模块的命令之后，通过数据接受与处理模块进行解析，确认为没有受到干扰的完整和合法命令后，通过设备状态控制模块控制 

本发明的用户身份识别及权限分配过程流程图如附图5所示，具体包括如下步骤： 

1.用户进入数字家庭中，使用遥控器，选择指纹识别功能，然后将拇指置于指纹识别区，位于遥控器的用户控制模块中的指纹特征识别模块将从用户指纹中提取的指纹特征转化成信号通过数据信息发送模块将指纹特征信息发送给主控模块； 

2.主控模块的遥控信息接收模块在接收到来自遥控器的指纹特征信息之后，经过解析，将处理流程交给指纹特征识别模块，权限识别及控制模块和指纹特征数据库协同工作实现用户身份的识别过程。身份识别结束之后，将处理流程转至权限分配部分，权限识别及控制模块和权限信息数据库根据用户的身份信息协同工作实现用户权限等级的获取。 

3.如果用户需要在初始状态下设置用户权限信息或者在后期更改用户信息，可以在遥控器上选择用户输入选项。如果用户在为进行指纹身份识别之前使用该选项，主控模块将通过与数字家庭控制中心连接的用户默认的主要显示设备(数字电视机，投影仪，液晶显示平等)提示用户必须先确定身份才能使用。在无用户权限设置的初始状态下无提示。用户如果是管理员，则可以通过信息的输入在主控模块中查询并更改所有用户的身份等级信息，通过显示设备 显示操作过程及结果；如果是普通等级用户，只能将自己的用户等级做降低操作，即减少自己对数字家电的使用权限，但是可以更改在用户身份数据库中非主键的内容，此处数据库中主键为用户ID，是用户对应指纹信息数据库的内容。用户可以通过遥控器的输入更改数据库信息，也可以通过电脑等设备来进行复杂信息的输入，提高输入效率。 

4.在本发明中提到的用户权限等级是指用户能够直接进行遥控操作设备的数量和应用程度。数量是指用户可以使用哪些设备，比如A用户可以使用整体厨房中所以设备，而B用户为小孩或老人，权限等级则可以设定为只能使用微波炉或者冰箱等较安全设备。应用程度是指用户是否可以使用设备的全部功能，比如C用户可以使用灯光系统的全部功能，但是对用户D，假定为每天只工作两个小时的保姆，则只能使用灯光系统在室内的部分。 

5.在附图5中，标记5.1是指主控中心在进行完指纹特征识别之后仍然在流程当中等待用户从用户控制模块的输入消息，但是由于这不是必须的流程，所以用虚线表示。标记5.2是指流程中控制的转移，在图5中出现了三次控制的转移，即两次由用户控制模块到主控模块的转移，一次主控模块到用户控制模块的转移，本图及后面的图中都用本箭头表示控制的转移。标记5.3是指于标记相关的三个过程需要数据库的支持，其中根据指纹特征信息对用户身份 进行识别需要用户信息数据库的支持，根据身份信息获取用户权限等级信息和根据输入信息查询或修改身份或权限信息都是和权限信息数据库进行交互。标记5.4是指两大过程(用户身份识别及权限分配过程和用户当前权限下家电控制及信息反馈处理过程)的划分。 

用户当前权限下家电控制及信息反馈处理过程流程图如图6，具体包括以下步骤： 

1.主控模块根据权限信息生成控制命令通过信息发送及反馈信号接收处理模块将命令信息发送至各个数字家电的受控模块。受控模块在接收到主控模块的命令之后，通过数据接收与处理模块解析信号，获知该数字家电的权限状态，从而调用设备状态控制模块对家电进行控制，设备状态控制模块中的电源控制单元负责将电器调整到停用，开启，休眠，锁定等状态，设备状态监控单元负责对当前电器的使用状况进行监控，如果一切正常则发送正常报告，生成正常反馈信息；如果控制命令执行失败或者由于人为原因造成设备与控制命令的不一致则发送警告并生成警告反馈信息。信息反馈模块则负责将正常或者警告反馈信息发送至主控模块。 

2.主控模块在接收到反馈信息之后，对正常反馈信息则在用户默认主要显示设备向用户提示一切正常；如果是警告反信息则尝试重新发送控制命令，三次发送或者用户设定 的次数如果都是接收到警告反馈信息则通过显示设备警告用户并提示用户警告原因，同时将错误进行记录。 

Claims (4)

1.一种对数字家电的访问权限进行控制的装置，其特征在于该装置包括中心主控模块，用户控制模块和受控模块；

所述用户控制模块包括用户信息输入模块、指纹特征识别模块和数据信息发送模块；

所述主控模块包括遥控信号接受处理模块、权限控制及命令模块、信息发送及反馈信号接收处理模块以及用户信息及指纹信息两个数据库模块，对于从用户控制模块发送过来的用户指纹特征信息，主控模块在通过遥控信号接受处理模块解析后将由权限控制及命令模块与指纹信息数据库中的信息进行匹配，从而获得用户的身份信息；对于从用户控制模块发送过来的用户输入信息，则由权限控制及命令模块与用户信息数据库配合完成用户权限信息的修改更新和查询功能，此部分实现必须在通过指纹识别获取了用户的身份信息之后进行；

所述受控模块包括数据接收与处理模块、设备状态控制模块、信息反馈模块；

所述用户控制模块通过遥控信号对主控模块进行单向控制，用户控制模块通过指纹特征识别模块获取用户的指纹特征信息，通过遥控器上按键和用户信息输入模块获得用户对权限信息的更改数据，并通过数据信息发送模块将相应的信息发送给主控模块；

所述受控模块为对数字家电的访问权限进行控制的装置的终端控制部分，装置于各个数字家电当中，受控模块通过数据接收与处理模块接收来自主控模块的控制命令信息并解析，通过设备状态控制模块控制数字家电的当前状态，并将数字家电的运行或者错误信息以反馈信息的形式通过信息反馈模块发送给主控模块；在本受控模块中，设备状态控制模块包括数字家电电源控制单元，运行状态监控单元，两者配合完成设备状态控制模块的控制功能。

2.一种使用权利要求1的对数字家电的访问权限进行控制的装置，对数字家电的访问权限进行控制的方法，其特征在于包括用户身份识别及权限分配，用户当前权限下数字家电控制及信息反馈处理两个步骤：

1)、用户身份识别及权限分配包括：

所述的用户身份识别及权限分配过程由用户控制模块和主控模块配合完成，指纹特征识别模块对用户开启指纹识别功能后置于识别区的手指进行特征提取，并将特征信息发送至主控模块，主控模块对指纹特征信息进行识别从而获取用户身份信息，通过用户身份信息获取用户相应的权限等级信息；

2)、用户当前权限下数字家电控制及信息反馈处理过程包括：

主控模块根据权限信息生成控制命令通过信息发送及反馈信号接收处理模块将命令信息发送至各个数字家电的受控模块；受控模块在接收到主控模块的命令之后，通过数据接收与处理模块解析信号，获知该数字家电的权限状态，从而调用设备状态控制模块对家电进行控制，设备状态控制模块中的电源控制单元负责将电器调整到停用，开启，休眠，锁定状态，运行状态监控单元负责对当前数字家电的使用状况进行监控，如果一切正常则发送正常报告，生成正常反馈信息；如果控制命令执行失败或者由于人为原因造成设备与控制命令的不一致则发送警告并生成警告反馈信息；信息反馈模块则负责将正常或者警告反馈信息发送至主控模块；主控模块在接收到反馈信息之后，对正常反馈信息则在用户默认主要显示设备向用户提示一切正常；如果是警告反馈信息则尝试重新发送控制命令，三次发送或者用户设定的次数如果都是接收到警告反馈信息则通过显示设备警告用户并提示用户警告原因，同时将错误进行记录。

3.根据权利要求2所述的一种对数字家电的访问权限进行控制的方法，其特征在于用户身份识别及权限分配过程还包括，用户控制模块中用户信息输入模块对用户开启输入功能后，对用户在遥控器上进行的简单信息输入进行读取，并将用户输入信息通过数据信息发送模块发送至主控模块，主控模块接收用户输入信息并根据其合法性接受其操作或者提出警告。

4.根据权利要求2所述的一种对数字家电的访问权限进行控制的方法，其特征还在于用户当前权限下数字家电控制和信息反馈处理过程还包括，受控模块通过信息反馈模块发送设备状态控制模块中的运行状态监控单元的信息，从而获知数字家电当前状态并实时向主控模块报告，主控模块对反馈信息进行及时相应处理。

Images