CN202210308U - 一种人脸识别智能门锁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锁具技术领域，具体涉及一种人脸识别智能门锁。所述人脸识别智能门锁，包括：人脸图像采集模块、人机交互模块、处理器模块、门锁控制模块、开关电路和电源模块；处理器模块包括嵌入式处理器和与其连接的人脸识别模块；嵌入式处理器分别与人脸图像采集模块、人机交互模块及门锁控制模块连接；电源模块通过开关电路与嵌入式处理器连接；人脸识别智能门锁还包括镜面、感光器件和LED照明灯，感光器件和LED照明灯分别与嵌入式处理器连接，镜面设置在人脸识别智能门锁的外锁体的便于用户面对的表面。本实用新型在夜晚或周围环境昏黑条件下，采用LED照明灯进行照明，便于以使用镜面进行人脸图像对准，同时最低程度地增加功耗。

Description

一种人脸识别智能门锁

技术领域

本实用新型涉及锁具技术领域，具体涉及一种人脸识别智能门锁。

背景技术

人脸识别属于生物特征识别领域，是生物特征识别领域的一个重要组成部分，可应用的范围比较广泛。将人脸识别应用到智能门锁领域，可以改变人们传统的使用钥匙开关门的习惯。用人脸识别的方法开关门，避免了人们忘带钥匙无法开门带来的不便，并且更加直观友好、方便、安全等。

公告号为CN 201258633Y的专利文献提出一种智能门锁装置，其供电方式一般采用电池供电，而门锁在大部分时间里是处于不工作态，这就要求人脸门锁的静态功耗非常小，以减少电池电量的损耗，以免经常需要更换电池。为了节省功耗，同时也增加锁的安全性和稳定性，现在大部分的人脸识别门锁并不使用LCD屏，而使用镜面代替人脸识别和登记时人脸图像的对准功能。而这种镜面在白天光线充足的时候，很容易进行人脸图像的对准，但在夜晚或楼道昏暗光线不足时，无法看清镜面反射的图像，便无法进行人脸图像对准。从而使得夜晚使用人脸识别门锁开门时非常不方便。

因此，如何提出一种能够简单、方便、实用地解决人脸识别门锁夜晚或在光线昏暗条件下使用的方法，并且保证其增加的功耗尽可能的小，是将人脸识别应用到智能门锁领域的一个非常实际和重要的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种人脸识别智能门锁，可在夜晚或昏暗环境下进行人脸识别。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种人脸识别智能门锁，包括：人脸图像采集模块、处理器模块；所述处理器模块进一步包括嵌入式处理器和与所述嵌入式处理器连接的人脸识别模块；所述嵌入式处理器分别与所述人脸图像采集模块连接，还包括：镜面、感光器件和LED照明灯，所述感光器件和所述LED照明灯分别与所述处理器模块连接，所述镜面设置在所述人脸识别智能门锁安装于门外侧的锁体的外表面。

上述方案中，所述感光器件为光敏元件，设置于所述人脸识别智能门锁安装于门外侧的锁体的外表面。

上述方案中，所述感光器件通过I2C接口与所述嵌入式处理器连接。

上述方案中，所述LED照明灯设置在所述人脸识别智能门锁安装于门外侧的锁体的外表面，与所述人脸图像采集模块匹配的位置。

上述方案中，所述镜面与所述人脸图像采集模块的位置匹配，人脸在所述镜面上投射的影像和所述人脸图像采集模块采集到的人脸图像匹配。

上述方案中，所述智能门锁还包括与所述嵌入式处理器连接的人机交互模块和开关电路；所述人机交互模块包括上电按键，所述上电按键与所述开关电路连接，控制所述开关电路打开和关闭。

上述方案中，所述人机交互模块包括电容按键，所述电容按键与所述嵌入式处理器连接。

上述方案中，所述智能门锁还包括与所述嵌入式处理器连接的门锁控制模块，所述门锁控制模块包括门锁控制电机和与其连接的离合器，所述门锁控制电机与所述嵌入式处理器连接，控制所述离合器的闭合和断开。

上述方案中，所述离合器与所述门锁控制模块中的大方舌、以及所述人机交互模块中的外把手和内把手连接，用以控制所述大方舌与所述外把手、内把手的离合状态。

与现有技术相比，本实用新型采用的技术方案产生的有益效果如下：

本实用新型通过感光器件对LED照明灯进行控制，使用户在夜晚或周围环境昏黑条件下，借助LED照明灯发出的光线通过镜面可以方便的进行人脸图像对准，结构简单，增加成本低廉，使用起来也非常方便，实用性强；本实用新型在满足人脸对准要求时，也最低程度地增加功耗，尽可能地保证了电池的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型提供的人脸识别智能门锁的原理框图；

图2是本实用新型实施例提供的人脸识别智能门锁的结构连接图；

图3是本实用新型实施例中外锁体外表面器件位置关系图。

附图标记说明：

11-处理器模块；12-人脸图像采集模块；13-人机交互模块；14-门锁控制模块；15-镜面；16-开关电路；17-电源模块；18-感光器件；19-LED照明灯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进行详细描述。

如图1所示，本实用新型提供一种人脸识别智能门锁，一种人脸识别智能门锁，包括人脸图像采集模块12、人机交互模块13、处理器模块11、门锁控制模块14、开关电路16和电源模块17。处理器模块11包括嵌入式处理器和与所述嵌入式处理器连接的人脸识别模块；嵌入式处理器分别与人脸图像采集模块12、人机交互模块13及门锁控制模块14连接。嵌入式处理器获得人脸图像采集模块12采集的人脸图像并发送至人脸识别模块，用以注册和识别，人脸识别模块也可以集成在嵌入式处理器中。人机交互模块13用来指示识别过程、登记过程和门锁状态等信息。门锁控制模块14响应嵌入式处理器的指令，控制门锁开关。电源模块17通过开关电路16与处理器模块连接，控制系统上电和断电。人脸识别智能门锁还包括镜面15、感光器件18和LED照明灯19，感光器件18和LED照明灯19分别与嵌入式处理器连接，镜面15设置在人脸识别智能门锁安装在门外侧的锁体的表面，便于人脸面对的位置。镜面15与人脸图像采集模块12的位置匹配，人脸在镜面15上投射的影像和人脸图像采集模块12采集到的人脸图像匹配。在进入到人脸识别认证或者人脸登记的过程中需要进行人脸对准时，感光器件18设置于所述人脸识别智能门锁安装于门外侧的锁体的外表面，将外界光强发送给嵌入式处理器，嵌入式处理器通过设定阈值，在光强低于某一阈值时，控制与其连接的LED照明灯19打开，LED照明灯19设置在所述人脸识别智能门锁安装于门外侧的锁体的外表面，与所述人脸图像采集模块匹配的位置，用以照明人脸，实现人脸图像对准；而在外界光强高于某一阈值时，则将LED照明灯19关闭，以减少其工作功耗。

如图2所示，本实用新型实施例提供的人脸识别智能门锁，包括外锁体、电子锁体和内锁体。

外锁体安装在门的外侧。外锁体的外表面设置有镜面15、感光器件18、LED照明灯19、人脸图像采集模块12、人机交互模块13的一部分如指示灯131、按键132、外把手133和上电按键138，所述按键132可以为电容按键、机械按键等，优选为电容按键。人脸图像采集模块12包括：红外摄像模组121和红外发光二极管122。外锁体的内部设有处理器模块11、开关电路16、电源模块17和人机交互模块13中的扬声器137；处理器模块11包括嵌入式处理器111和与其连接的人脸识别模块，还包括闪存（FLASH）112和同步动态存储器（SDRAM）113。嵌入式处理器111通过数据总线与闪存（FLASH）112、同步动态存储器（SDRAM）113连接，构成核心控制的最小系统，进行系统控制。人脸识别模块可以内置在嵌入式处理111中。嵌入式处理器111通过通用输入输出（IO）接口与红外发光二极管122连接，在需要捕获人脸图像时，控制红外发光二极管122发出红外光，辅助红外摄像模组121捕获人脸图像。红外摄像模组121用以捕捉红外人脸图像，并通过数据总线将捕捉的人脸图像传送给嵌入式处理器111进行处理；指示灯131和扬声器137分别连接至嵌入式处理器111的通用输入输出（IO）接口，用以指示门锁的开关状态、登记和识别过程的状态以及电源电量等人脸门锁的状态。按键132与嵌入式处理器的通用输入输出（IO）接口连接，用以在人脸识别无法通过时，通过输入密码进行密码认证开门，同时也可作为一些设置按键功能。上电按键138与开关电路16连接，控制开关电路16打开和关闭，从而控制系统的上电和断电。

感光器件18为光敏元件，此实施例中的光敏元件选用的是AVAGO公司的APDS-9300，通过I2C接口与嵌入式处理器111连接通信，在进入到人脸识别认证或者人脸登记的过程中需要进行人脸对准时，采集外界环境光强，将其值输入嵌入式处理器111中，嵌入式处理器111设置一个阈值，在光强低于某一阈值时，控制与其连接的LED照明灯19打开，用以照明人脸，实现人脸图像对准；而在外界光强高于某一阈值时，则将LED照明灯19关闭，以减少智能门锁的工作功耗。镜面15安装在外锁体的表面，与人脸图像采集模块12进行位置匹配，使得人脸在镜面15上投射的影像和人脸图像采集模块12采集到的人脸图像匹配，如人脸在镜面15上的影像位于镜面中央且完整时，红外摄像模组121采集到的人脸图像也是完整的人脸图像且人脸位于所述人脸图像中央。

内锁体安装在门的内侧。在内锁体中，安装有人机交互模块13的另一部分，如机械旋钮开关134、设置按键135和内把手136，以及电池盒171。设置按键135连接至嵌入式处理器111的通用输入输出（IO）接口，当系统上电进入到人脸识别模式时，通过设置按键135与电容按键132的配合来实现人脸用户的登记、删除和管理工作，也确保人脸识别门锁管理的安全性。电池盒171通过连线与外锁体内部的电源模块17连接，用以提供电源。机械旋钮开关134控制大方舌141的开关。

在内嵌于门板中的电子锁体中，设有门锁控制模块14，所述门锁控制模块14包括：门锁控制电机142和与其连接的离合器143，门锁控制电机142通过串口与嵌入式处理器111连接，控制离合器143的闭合和断开。离合器143与大方舌141、外把手133和内把手136连接，用以控制大方舌141与外把手133、内把手136的离合状态。当离合器143闭合时，便可以通过顺时针旋转外把手133或内把手136控制打开大方舌141；当离合器143断开时，则顺时针旋转外把手133或内把手136无法打开大方舌141；另外在逆时针旋转外把手133或内把手136时，无论离合器143闭合和断开，都可以控制大方舌141关闭。另外电子锁体中还包括斜舌144，通过转动外把手133或内把手136来控制其打开和关闭。

图3是本实用新型实施例中人脸门锁外锁体正面人脸识别相关器件位置关系图。红外摄像模组121与镜面15位于同一平面，镜面15粘贴在外锁体表面，并通过调整保证与红外摄像模组121匹配，人脸对准时，保证人脸在镜面上的影像位于镜面中央且完整时，红外摄像模组121采集到的人脸图像也是完整的人脸图像且人脸位于所述人脸图像中央。红外发光二极管122位于红外摄像模组121四周均匀放置，保证红外光线均匀照射人脸。光敏元件安装在外锁体内部，并确保感光部分裸露在外，以感应外界光强，LED照明灯19安装在外锁体上，保证照射方向与镜面映射方向一致，以给人脸照明。

本实施例中控制LED照明灯19具体的方法是：人脸识别门锁平时不使用时，处于断电状态，所有器件不工作，以达到最低静态功耗；当用户在白天或光线充足条件下使用门锁时，通过按下上电按键138启动系统，嵌入式处理器111初始化后，当系统进入到人脸识别认证或者人脸登记需要进行人脸对准时，通过I2C控制光敏元件连续采集几次外界光强经处理后返回一个光强均值。嵌入式处理器将此光强值与预设的阈值相比较，这时外界光强值会高于预设的阈值，则控制LED照明灯处于关闭状态，打开红外摄像模组和红外LED，进行人脸识别认证或者登记，所有操作结束后系统通过控制开关电路16自动关闭断开系统电源。当用户在夜晚或周围光线不足条件下使用门锁时，通过按键上电按键138启动系统后，嵌入式处理器111将返回光强值与预设的阈值比较时，这时外界光强值会低于预设的阈值，这时系统控制LED照明灯19打开，照明人脸进行人脸对准识别认证或者登记，系统等待识别认证结束后，即关闭LED照明灯19，所有操作结束后系统再通过控制开关电路16自动关闭断开系统电源。

本实用新型中光敏元件的工作功耗在1毫安以下，并且只工作很短时间；人脸识别门锁开门大部分时间工作在白天光线充足条件下，只在少数时间用于夜晚开门，LED照明灯功耗为100毫安，其工作时间很少，增加人脸锁门锁整体平均功耗很少；并且本实用新型结构简单，成本低廉，使用非常方便、实用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种人脸识别智能门锁，包括：人脸图像采集模块、处理器模块；所述处理器模块进一步包括嵌入式处理器和与所述嵌入式处理器连接的人脸识别模块；所述嵌入式处理器分别与所述人脸图像采集模块连接，其特征在于，还包括：

镜面、感光器件和LED照明灯，所述感光器件和所述LED照明灯分别与所述处理器模块连接，所述镜面设置在所述人脸识别智能门锁安装于门外侧的锁体的外表面。

2.如权利要求1所述的人脸识别智能门锁，其特征在于：所述感光器件为光敏元件，设置于所述人脸识别智能门锁安装于门外侧的锁体的外表面。

3.如权利要求1所述的人脸识别智能门锁，其特征在于：所述感光器件通过I2C接口与所述嵌入式处理器连接。

4.如权利要求1所述的人脸识别智能门锁，其特征在于：所述LED照明灯设置在所述人脸识别智能门锁安装于门外侧的锁体的外表面，与所述人脸图像采集模块匹配的位置。

5.如权利要求4所述的人脸识别智能门锁，其特征在于：所述镜面与所述人脸图像采集模块的位置匹配，人脸在所述镜面上投射的影像和所述人脸图像采集模块采集到的人脸图像匹配。

6.如权利要求1所述的人脸识别智能门锁，其特征在于：还包括与所述嵌入式处理器连接的人机交互模块和开关电路；所述人机交互模块包括上电按键，所述上电按键与所述开关电路连接，控制所述开关电路打开和关闭。

7.如权利要求6所述的人脸识别智能门锁，其特征在于：所述人机交互模块包括按键，所述按键与所述嵌入式处理器连接，所述按键优选为电容按键。

8.如权利要求1所述的人脸识别智能门锁，其特征在于：还包括与所述嵌入式处理器连接的门锁控制模块；所述门锁控制模块包括门锁控制电机和与所述门锁控制电机连接的离合器，所述门锁控制电机与所述嵌入式处理器连接。

9.如权利要求8所述的人脸识别智能门锁，其特征在于：所述离合器与所述门锁控制模块中的大方舌、以及所述人机交互模块中的外把手和内把手连接。

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