CN205314704U - 一种智能门锁及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种智能门锁及系统，所述智能门锁包括门锁本体、声纹采集器、采集摄像头、3D成像模块和门锁控制器，通过采集用户的声纹数据、人脸数据、3D数据和步态数据，对用户进行声纹特征认证、人脸特征认证、3D特征认证和步态特征认证相结合的多种认证，通过多种认证的加权协调统一，有效保证了所述智能门锁的安全性；同时所述智能门锁利用互联网技术与云服务器和移动终端互联组成智能门锁系统，所述智能门锁通过所述云服务器向用户的移动终端推送特征认证结果，方便用户通过移动终端查看特征认证结果，在部分特征认证失败的情况下，依然可以根据所述特征认证结果开启或关闭所述智能门锁，实现智能化的家居体验。

Description

一种智能门锁及系统

技术领域

本实用新型涉及人工智能技术领域，特别是涉及一种智能门锁及系统。

背景技术

智能门锁是指区别于传统机械锁，在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具，包括指纹门锁、电子密码锁和遥控锁等。随着互联网技术的高速发展，以及人们生活水平的提高，智能门锁引起了市场的广泛关注，人们对于智能门锁的需求也越来越迫切。

目前，指纹门锁是一种常见的智能门锁。所述指纹门锁包括门锁本体、智能控制器以及指纹采集器。其中所述门锁本体和所述指纹采集器均与所述智能控制器相连接，所述指纹采集器一般设置于门外侧，所述智能控制器设置于门内。在具体工作过程中，门外的用户将手指按压在指纹采集器上，所述指纹采集器采集用户的指纹信息并将所述指纹信息发送到智能控制器，所述智能控制器根据所述指纹信息与用户预先设置的标准指纹信息对比结果，判断用户是否允许进入，如果判断是，则所述智能控制器控制门锁本体打开，完成开门动作；如果判断否，则门锁处于关闭状态，禁止进入。

然而，人的指纹信息很容易因用户与外界环境的接触而泄漏，例如用户握门把手开门时，指纹信息很容易遗留在门把手上。不法分子通过简单的技术手段可以获取指纹信息并制作成指纹套，进而打开所述指纹门锁，造成用户财产损失，安全性差。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供了一种智能门锁及系统，以解决现有技术中的智能门锁安全性差的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开了如下技术方案：

本实用新型实施例公开了一种智能门锁，包括门锁本体、声纹采集器、采集摄像头、3D成像模块和门锁控制器，其中：

所述3D成像模块和所述采集摄像头相互匹配设置、且位于能够拍摄门外用户的位置；

所述门锁控制器包括门锁处理器和识别特征存储器；

所述门锁本体、所述声纹采集器、所述采集摄像头和所述3D成像模块均与所述门锁处理器相连接；

所述识别特征存储器与所述门锁处理器相连接。

优选地，所述识别特征存储器为包括声纹识别数据库、人脸识别数据库、3D识别数据库和步态识别数据库的存储器。

优选地，所述声纹采集器、所述采集摄像头以及所述3D成像模块通过布设于门上猫眼的数据线缆与所述门锁处理器相连接。

优选地，所述门锁控制器还包括液晶面板，所述液晶面板设置于门内侧、且与所述门锁处理器相连接。

优选地，所述门锁控制器还包括USB接口，所述USB接口设置于门内侧、且与所述门锁处理器相连接，所述智能门锁通过所述USB接口与外接设备连接。

优选地，所述门锁控制器还包括门锁通信模组，所述智能门锁通过所述门锁通信模组与外接设备连接。

优选地，所述3D成像模块包括红外摄像头，所述红外摄像头与所述门锁处理器相连接。

本实用新型实施例还公开了一种智能门锁系统，包括云服务器、移动终端以及上述的智能门锁，其中：

所述云服务器与所述智能门锁通过门锁通信模组无线连接，所述智能门锁向所述云服务器发送用户特征采集数据；

所述移动终端与所述云服务器无线连接，所述移动终端接收来自云服务器的推送信息、并通过所述云服务器向所述智能门锁发送用户开关决定。

优选地，所述云服务器包括云数据处理器、服务器通信模组以及云数据库存储器，其中：

所述服务器通信模组与所述云数据处理器相连接，所述云服务器通过所述服务器通信模组与所述移动终端以及所述智能门锁无线连接；

所述云数据库存储器与所述云数据处理器相连接，且所述云数据库存储器为包括声纹识别数据库、人脸识别数据库、3D识别数据库和步态识别数据库的存储器。

优选地，所述移动终端包括移动通信模块，所述移动终端通过所述移动通信模块与所述智能门锁无线连接。

由以上技术方案可见，本实用新型实施例提供的智能门锁及系统，所述智能门锁包括门锁本体、声纹采集器、采集摄像头、3D成像模块和门锁控制器，通过采集用户的声纹数据、人脸数据、3D数据和步态数据，对用户进行声纹特征认证、人脸特征认证、3D特征认证和步态特征认证相结合的多种认证，通过多种认证的加权协调统一，有效保证了所述智能门锁的安全性；同时所述智能门锁利用互联网技术与云服务器和移动终端互联组成智能门锁系统，所述智能门锁通过所述云服务器向用户的移动终端推送特征认证结果，方便用户通过移动终端查看特征认证结果，在部分特征认证失败的情况下，依然可以根据所述特征认证结果开启或关闭所述智能门锁，实现智能化的家居体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员而言，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为本实用新型实施例提供的一种智能门锁的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种门锁控制器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种智能门锁系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种云服务器的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种智能门锁系统的结构示意图；

图1-5的符号表示为：

1-门锁本体，2-声纹采集器，3-采集摄像头，4-3D成像模块，5-门锁控制器，51-门锁处理器，52-识别特征存储器，53-液晶面板，54-USB接口，55-门锁通信模组，6-猫眼，7-云服务器，71-云数据处理器，72-服务器通信模组，73-云数据库存储器，8-移动终端。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例一

参见图1，为本实用新型实施例提供的一种智能门锁的结构示意图，所述智能门锁包括门锁本体1、声纹采集器2、采集摄像头3、3D成像模块4和门锁控制器5；其中所述门锁控制器5包括门锁处理器51和识别特征存储器52；所述门锁本体1、所述声纹采集器2、所述采集摄像头3以及所述3D成像模块4均与所述门锁处理器51相连接；优选地，所述声纹采集器2、所述采集摄像头3和所述3D成像模块4通过布设于门上猫眼6的数据线缆与所述门锁处理器51相连接，无需打孔安装方便所述智能门锁的装配，当然所述声纹采集器2、所述采集摄像头3和所述3D成像模块4可以以其他任意方式走线的数据线缆相互连接或者无线连接，例如利用从门框走线的数据线缆进行连接或者通过蓝牙、WIFI连接等。所述门锁处理器51与所述识别特征存储器52相连接；所述识别特征存储器52为包括声纹识别数据库、人脸识别数据库、3D识别数据库和步态识别数据库的存储器，用于存储标准声纹特征数据、标准人脸特征数据、标准3D特征数据和标准步态特征数据等标准特征数据。在本实用新型实施例中，所述3D成像模块4包括红外摄像头，所述红外摄像头与所述门锁处理器51相连接，当然为了增强3D成像效果，所述3D成像模块4可以包括任意多个红外摄像头，例如可以设置2个红外摄像头等。

在具体使用过程中，所述声纹采集器2，可以设置于门上或门外，用于采集用户的声纹数据，并将所述声纹数据传送到所述门锁处理器51；所述采集摄像头3，可以设置于门外侧或者门外，并调整好摄像角度和摄像参数，以使所述采集摄像头3能够清晰地采集门外用户的图像，所述采集摄像头3用于拍摄用户的脸部特征、走路的姿态和手势动作以获取相应的人脸数据、步态数据和手势数据，并将所述人脸数据、步态数据和手势数据传送到门锁处理器51；在本实用新型实施例中，所述3D成像模块4包括红外摄像头，所述红外摄像头与所述采集摄像头3相互匹配设置，所述红外摄像头摄取用户的红外图像数据，并将所述红外图像数据发送到所述门锁处理器51；所述匹配设置可以理解为，所述红外摄像头和所述采集摄像头3以固定距离和摄像角度进行设置，例如所述红外摄像头和所述采集摄像头3相互平行间隔设置，以模拟人眼的取像过程实现3D成像；当然，在具体实施时，所述3D成像模块4可以包括2个匹配设置的红外摄像头，仅通过2个所述红外摄像头进行3D成像，而无需借助采集摄像头3。

为了具体描述所述智能门锁的工作过程，可以结合以下应用场景：门外的用户首先发出特定声音，比如“芝麻开门”等，所述智能门锁以所述特定声音作为启动指示，以避免无效用户的介入例如路过的路人等，所述特定声音为用户预设的声音，并作为标准声纹特征数据以声纹数据的形式存储于识别特征存储器52的声纹识别数据库中；所述声纹采集器2采集用户的声纹数据，所述门锁处理器51接收所述声纹数据进行声纹特征认证，包括对所述声纹数据进行声纹检测、声纹特征点处理、声纹数据归一化处理和声纹特征点提取，比对所述声纹特征点与存储于声纹识别数据库的声纹数据，并得出声纹特征认证结果，所述声纹特征认证结果理解为所述声纹特征点的吻合率等，如果比对通过，则判定用户声纹特征认证成功，否则，判断用户声纹特征认证失败；具体地，如果用户发出声音“妈妈咪呀”，所述门锁处理器51则会判断声纹特征认证失败；如果用户发出声音“芝麻开门”，但所述用户不是户主，则用户发出声音的声纹数据不能与声纹识别数据库中的标准声纹特征数据匹配，所述门锁处理器51依然会判断声纹特征认证失败；只有当用户发出声音“芝麻开门”，其所述用户发出的声音能够与声纹识别数据库中的标准特征声纹数据匹配时，所述门锁处理器51才会判断声纹特征认证成功，并发出启动指示，所述启动指示用于启动采集摄像头3和3D成像模块4。所述采集摄像头3采集用户的人脸图像，并将人脸图像数据发送至所述门锁处理器51，所述门锁处理器51根据所述人脸图像数据进行人脸特征认证，包括人脸图像数据预处理、人脸检测、人脸特征定位、人脸图像数据归一化处理、人脸特征点提取以及与存储在人脸识别数据库中的标准人脸特征数据对比，并得出人脸特征认证结果，所述人脸特征认证结果可以理解为人脸特征点的吻合率，如果对比通过，则门锁处理器51判断人脸特征认证成功，否则，则判断人脸特征认证失败。所述采集摄像头3还用于采集用户的步态数据，并将所述步态数据发送到门锁处理器51，所述门锁处理器51根据所述步态数据进行步态特征认证，包括步态检测、步态特征点处理、步态数据归一化处理和步态特征点提取，根据存储于步态识别数据库中标准步态特征数据，得出步态特征认证结果，所述步态特征认证结果可以理解为步态特征点的吻合率，根据所述步态特征点的吻合率判断特征认证是否成功；当然所述步态数据还可以包括手势动作数据等，由于所述手势动作数据的处理过程与所述步态数据的处理过程一致，在此不再赘述。所述3D成像模块4中的红外摄像头对用户进行红外扫描获得红外图像数据，所述采集摄像头3对用户进行图像采集获得彩色图像数据，所述红外图像数据结合所述彩色图像数据3发送到所述门锁处理器51，所述门锁处理器51根据所述红外图像数据和所述彩色图像数据进行3D特征认证，包括3D建模、建模数据特征处理、数据归一化和3D特征提取，根据存储于3D识别数据库中的3D标准特征数据，得出3D特征认证结果，所述3D特征认证结果可以理解为3D特征的吻合率，通过所述3D特征的吻合率判断3D特征认证是否成功。在本实用新型实施例中，所述智能门锁支持强认证模式，即所述门锁处理器51对声纹特征认证结果、人脸特征认证结果、步态特征认证结果以及3D特征认证结果进行加权分析，如果声纹特征认证、人脸特征认证、3D特征认证和步态特征认证全部成功，则门锁处理器51控制门锁本体1，打开门锁。

需要说明的是，所述声纹识别数据库、人脸识别数据库、3D识别数据库和步态识别数据库可以存储多套相应的标准声纹特征数据、标准人脸特征数据、标准3D特征数据和标准步态特征数据，以保证多个用户可分别通过所述强认证模式打开所述智能门锁，例如存储一家三口的上述标准特征数据，用以保证三个人中任意一人均可打开所述智能门锁。当然所述智能门锁在实际工作过程中，用户可以自由定制个人的认证策略，例如用户可以预设任意一个或多个特征数据的组合来开启所述智能门锁，在具体实施时，用户可以设置所述智能门锁只对声纹特征和人脸特征进行特征认证，从而使得所述智能门锁在所述声纹特征和所述人脸特征认证通过的情况下打开。

由上述实施例可见，所述智能门锁采集用户声纹数据、人脸数据、3D数据和步态数据等特征数据，通过与标准声纹特征数据、标准人脸特征数据、标准3D特征数据和标准步态特征数据或者与用户自由定制的需要认证的特征数据进行特征认证，并通过对多种特征认证结果的归一化调校判断特征认证是否成功，只有上述特征认证全部成功后，所述智能门锁才会自动打开，任何一个特征认证失败均不能打开所述智能门锁，有效提高了所述智能门锁的安全性。

实施例二

参见图2，为本实用新型实施例提供的一种门锁控制器的结构示意图，所述门锁控制器5包括门锁处理器51、识别特征存储器52、液晶面板53、USB接口54和门锁通信模组55；所述识别特征存储器52、所述液晶面板53、所述USB接口54和所述门锁通信模组55均与所述门锁处理器51相连接。所述智能门锁包括门锁控制器5、门锁本体1、声纹采集器2、采集摄像头3和3D成像模块4，所述门锁本体1、所述声纹采集器2、所述采集摄像头3和所述3D成像模块4均与所述门锁处理器51相连接。本实用新型实施例与实施例一的不同之处在于，增加了液晶面板53、USB接口54和门锁通信模组55。所述液晶面板53和所述USB接口54均可以设置于门内侧。本实用新型实施例与实施例一的相同之处可参看实施例一，在此不再赘述。

通过增加所述液晶面板53，用户可以在门内查看门外的摄像头成像结果，并对所述智能门锁进行属性配置和标准特征数据更新等操作；而且，用户使用所述USB接口54可以连接外接设备，所述外接设备可以为U盘等存储介质，或者电脑、手机、平板等终端设备，所述USB接口54可以用于更新特征识别存储器内的标准特征数据；另外，所述智能门锁可以通过门锁通信模组55与外界设备通信连接，例如可以连接手机等终端设备，用户可以通过手机完成所述智能门锁的控制。

实施例三

本实用新型实施例还提供了一种智能门锁系统，参见图3，为本实用新型实施例提供的一种智能门锁系统的结构示意图，所述智能门锁系统包括云服务器7、移动终端8以及上述智能门锁。所述移动终端8可以为Android系统或者IOS系统的手机或PAD等。如图4所示，为本实用新型实施例提供的一种云服务器的结构示意图，所述云服务器7包括云数据处理器71、服务器通信模组72和云数据库存储器73，其中所述服务器通信模组72和所述云数据库存储器73均与所述云数据处理器71相连接，所述云服务器7通过所述服务器通信模组72与所述移动终端8以及所述智能门锁无线连接；所述云数据库存储器73为包括声纹识别数据库、人脸识别数据库、3D识别数据库和步态识别数据库的存储器，用于存储所述智能门锁采集的声纹数据、人脸数据、3D数据和步态数据等用户特征采集数据；所述智能门锁通过门锁通信模组55与所述云服务器7无线连接，所述智能门锁向云服务器7发送所述用户特征采集数据；所述移动终端与所述云服务器7无线连接，所述移动终端接收来自云服务器7的推送信息、并通过所述云服务器7向所述智能门锁发送用户开关决定。当然，所述移动终端8还可以包括终端通信模组，所述移动终端8可以通过所述终端通信模组与所述智能门锁无线连接，而无需通过云服务器7实现连接，更方便用户通过所述移动终端8控制所述智能门锁。而且，所述云服务器7中的所述云数据库存储器73也可用于存储标准声纹特征数据、标准人脸特征数据、标准3D特征数据和标准步态特征数据等标准特征数据，所述云数据处理器71根据所述服务器通信模组72获取的所述用户特征采集数据，进行包括声纹特征认证、人脸特征认证、3D特征认证和步态特征认证等多种特征认证，而无需在所述智能门锁端完成所述特征认证，可以有效利用云服务器的计算优势，快速进行特征认证。本实用新型实施例中智能门锁的结构可参看实施例一，在此不再赘述。

在具体使用时，如果用户的特征认证全部成功即强认证通过，所述智能门锁可以向云服务器7上传所述用户特征采集数据，并且所述云服务器7可以统计记录用户的开关门的时间和次数以方便用户查看；如果用户的特征识别部分成功，所述智能门锁系统还支持弱认证模式，具体地，所述智能门锁向云服务器7上传所述用户特征采集数据，所述云服务器7将所述用户特征采集数据推送到移动终端8，例如可以以彩信、微信、QQ或邮件的方式推送，用户可以在移动终端8上查阅特征认证失败的用户特征采集数据，来判断是否开启门锁，并通过所述云服务器7向所述智能门锁发送开关决定，以指示所述智能门锁的开或关。

在上述实施例中，所述智能门锁系统利用移动互联技术和云技术将所述智能门锁、云服务器7和移动终端8连接起来；所述智能门锁本身具有很强的安全性，所述移动终端8通过所述云服务器7可以与所述智能门锁交互，更加方便用户使用，例如在如下场景中，如果用户的亲戚需要开启所述智能门锁，用户可以根据所述云服务器7推送的消息判断是否是亲戚，如果判断是，则无需赶回家就可以远程打开所述智能门锁。

实施例四

参见图5，为本实用新型实施例提供的另一种智能门锁系统的结构示意图，所述智能门锁系统包括多个移动终端8和多个智能门锁；所述智能门锁通过所述云服务器7与所述移动终端8相互匹配连接。具体的，在本实用新型实施例中，所述智能门锁系统包括2个移动终端8和3个智能门锁，本实用新型实施例与实施例三的区别之处在，增加了智能门锁和移动终端的数目。本实用新型实施例与实施例三相同之处可参看实施例三，在此不再赘述。

所述移动终端8可以通过所述云服务器7与所述智能门锁进行匹配，例如1个所述移动终端8与其中2个智能门锁相匹配，所述移动终端8通过所述云服务器7与2个所述智能门锁同时进行通信交互，可以方便用户同时控制2个所述智能门锁，例如在如下应用场景中，用户的移动终端8可以同时与家中的智能门锁和办公室的智能门锁进行匹配，方便用户在出差的时候依然可以同时控制家中的智能门锁和办公室的智能门锁的开或关；同样，1个所述智能门锁也可以同时与2个移动终端相匹配，方便用户使用，例如在如下应用场景中，家中的智能门锁可以同时与自己的移动终端8以及家人的移动终端8相匹配，在自己的移动终端例如停机而无法使用的时候，依然可以通过家人的智能终端开启家中的智能门锁。当然，在实际使用中，所述智能终端8可以与任意多个智能门锁相互匹配，所述智能门锁也可以与任意多个智能终端8相互匹配，以方便用户使用。

需要说明的是，上述实施例仅是本实用新型部分实施例，所述智能门锁各个部件之间的连接方式可以为有线连接和/或无线连接，例如所述门锁本体1与所述门锁处理器51之间可以通过数据线缆有线连接或者通过蓝牙、WIFI等无线连接，所述声纹采集器2、所述采集摄像头3和所述3D成像模块4也可以以蓝牙或WIFI等无线连接方式与所述门锁处理器51相连接，从而无需额外布线、方便装配。本领域的技术人员可以根据具体应用场景选择上述有线或无线连接方式的一种或多种的组合，本实用新型在此不做限制，但凡是将上述部件相互连接、进行数据交换和传输的结构均应属于本实用新型的保护范围。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种智能门锁，其特征在于，包括门锁本体(1)、声纹采集器(2)、采集摄像头(3)、3D成像模块(4)和门锁控制器(5)，其中：

所述3D成像模块(4)和所述采集摄像头(3)相互匹配设置、且位于能够拍摄门外用户的位置；

所述门锁控制器(5)包括门锁处理器(51)和识别特征存储器(52)；

所述门锁本体(1)、所述声纹采集器(2)、所述采集摄像头(3)和所述3D成像模块(4)均与所述门锁处理器(51)相连接；

所述识别特征存储器(52)与所述门锁处理器(51)相连接。

2.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述识别特征存储器(52)为包括声纹识别数据库、人脸识别数据库、3D识别数据库和步态识别数据库的存储器。

3.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述声纹采集器(2)、所述采集摄像头(3)以及所述3D成像模块(4)通过布设于门上猫眼(6)的数据线缆与所述门锁处理器(51)相连接。

4.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述门锁控制器(5)还包括液晶面板(53)，所述液晶面板(53)设置于门内侧、且与所述门锁处理器(51)相连接。

5.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述门锁控制器(5)还包括USB接口(54)，所述USB接口(54)设置于门内侧、且与所述门锁处理器(51)相连接，所述智能门锁通过所述USB接口(54)与外接设备连接。

6.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述门锁控制器(5)还包括门锁通信模组(55)，所述智能门锁通过所述门锁通信模组(55)与外接设备连接。

7.根据权利要求1所述的智能门锁，其特征在于，所述3D成像模块(4)包括红外摄像头，所述红外摄像头与所述门锁处理器(51)相连接。

8.一种智能门锁系统，其特征在于，包括云服务器(7)、移动终端(8)以及权利要求1-7任一所述的智能门锁，其中：

所述云服务器(7)与所述智能门锁通过门锁通信模组(55)无线连接，所述智能门锁向所述云服务器(7)发送用户特征采集数据；

所述移动终端(8)与所述云服务器(7)无线连接，所述移动终端(8)接收来自云服务器(7)的推送信息、并通过所述云服务器(7)向所述智能门锁发送用户开关决定。

9.根据权利要求8所述的智能门锁系统，其特征在于，所述云服务器(7)包括云数据处理器(71)、服务器通信模组(72)以及云数据库存储器(73)，其中：

所述服务器通信模组(72)与所述云数据处理器(71)相连接，所述云服务器(7)通过所述服务器通信模组(72)与所述移动终端(8)以及所述智能门锁无线连接；

所述云数据库存储器(73)与所述云数据处理器(71)相连接，且所述云数据库存储器(73)为包括声纹识别数据库、人脸识别数据库、3D识别数据库和步态识别数据库的存储器。

10.根据权利要求8所述的智能门锁系统，其特征在于，所述移动终端(8)包括移动通信模块，所述移动终端(8)通过所述移动通信模块与所述智能门锁无线连接。