一种基于UWB技术的门禁控制方法

技术领域

本发明涉及身份识别领域，具体涉及一种基于UWB技术的门禁控制方法。

背景技术

为了用户安全，不少小区、公司大厦都有门禁系统，随着信息和通信技术的发展，门禁系统的验证方式也越来越智能化，例如公告号为CN111489467A的中国专利提出了一种《基于UWB的智能门锁、系统以及解锁方法》，所述方法公开了“基于UWB的智能门锁系统包括移动终端和智能门锁，智能门锁包括：电机模块，用于驱动智能门锁的机械门锁；主控模块，用于控制所述电机模块；UWB模块，用于实现对用户的UWB终端设备的定位；天线模块，用于发送或接受所述UWB信号；解锁方法为所述控制器根据UWB模块反馈的用户的UWB终端设备的交互数据控制所述电机模块执行解锁动作”，上述专利的有益之处在于提供了一种兼具秘钥和距离判断从而准确实现无障碍进入的基于UWB的智能门锁、系统以及解锁方法，上述专利虽然在设定程度上实现了智能门禁，但其鉴权方式单一，无法保障门禁系统的安全性，且系统无进出记录，无法进行溯源及进出人员的数据统计。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供了一种基于UWB技术的门禁控制方法，包括：

预先采集门禁系统所在区域全体用户的鉴权数据并存储至门禁系统存储单元，其中，所述鉴权数据包括用户的电子身份凭证、面部数据及指纹数据；

当内置UWB单元的用户设备进入门禁系统信号覆盖范围时，门禁系统获取用户实时位置信息确定用户是否有通过门禁的意向；

若确定用户打算进入门禁区域，门禁系统对待进入用户进行鉴权操作获得待进入用户鉴权数据，门禁系统根据待进入用户鉴权数据进行待进入用户验证获得验证结果并根据验证结果执行对应开门/关门操作。

优选的，所述当内置UWB单元的用户设备进入门禁系统信号覆盖范围时，门禁系统获取用户实时位置信息确定用户是否有通过门禁的意向的方法具体为：

门禁系统定位单元周期性向用户设备内置的UWB单元发出定位信号，当内置UWB单元的用户设备进入门禁系统信号覆盖范围时，用户设备内置的UWB单元接收定位信号并发出响应信号至门禁系统定位单元，所述门禁系统定位单元利用到达时间差定位算法计算用户的实时位置信息并将用户的实时位置信息传输至门禁系统控制单元，门禁系统控制单元根据用户的实时位置信息的轨迹变化确定用户是否有通过门禁的意向；

优选的，所述门禁控制方法还包括若确定用户打算进入门禁区域，门禁系统控制单元根据用户的实时位置信息获得待进入用户与门禁之间的距离，当距离小于设定阈值时，门禁系统对待进入用户进行鉴权操作获得待进入用户鉴权数据；

优选的，所述门禁系统对待进入用户进行鉴权操作获得待进入用户鉴权数据的方法具体为：

门禁系统控制单元向待进入用户设备内置的UWB设备发出鉴权信号，待进入用户设备内置的UWB单元接受鉴权信号并提示用户进行电子身份凭证授权，授权成功后，待进入用户电子身份凭证通过用户设备内置的UWB单元传输至门禁系统控制单元；

门禁系统控制单元向门禁系统UWB配置单元传输鉴权信号，所述UWB配置单元包括摄像终端，所述摄像终端获取待进入用户面部数据并传输至门禁系统控制单元；

优选的，门禁系统根据待进入用户鉴权数据进行待进入用户验证获得验证结果并根据验证结果执行对应开门/关门操作具体为：

门禁系统控制单元将待进入用户电子身份凭证与待进入用户面部数据传输至门禁系统验证单元，所述验证单元根据上述数据在门禁系统存储单元中进行数据匹配；

若待进入用户电子身份凭证与待进入用户面部数据均匹配成功，则验证成功，门禁系统验证单元传输成功信号至门禁系统控制单元，门禁系统控制单元传输开门信号至门禁系统执行单元执行开门操作；

若待进入用户电子身份凭证与待进入用户面部数据二者任一匹配失败，则验证失败，门禁系统验证单元传输失败信号至门禁系统控制单元，门禁系统控制单元传输关门信号至门禁系统执行单元保持关门操作；

优选的，UWB配置单元还包括指纹录入终端，所述门禁控制方法还包括验证失败时门禁系统控制单元传输鉴权信号至指纹录入终端，指纹录入终端采集待进入用户指纹数据并传输至门禁系统验证单元，所述门禁系统验证单元根据待进入用户指纹数据在门禁系统存储单元中进行二次数据匹配，若二次数据匹配成功，则门禁系统执行开门操作，若二次数据匹配失败，门禁系统保持关门操作；

优选的，所述门禁控制方法还包括二次数据匹配失败后，门禁系统控制单元通过与用户设备数据交互获取待进入用户进入门禁区域理由，并将所述理由与待进入用户鉴权数据打包存储至门禁系统数据记录单元，数据记录单元存储完成后门禁系统执行开门操作；

优选的，所述门禁系统数据记录单元存储相同数据包至设定数量时，所述数据包内待进入用户鉴权数据存储至门禁系统存储单元；

本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如本发明任一实施例所述的一种基于UWB技术的门禁控制方法。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如本发明任一实施例所述的一种基于UWB技术的门禁控制方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种基于UWB技术的门禁控制方法，获取进入门禁系统信号覆盖范围的用户的实时位置，判断用户是否有通过门禁的意向，对待进入门禁区域的用户进行鉴权操作获得待进入用户鉴权数据，将待进入用户鉴权数据与预先采集并存储至门禁系统存储单元的数据进行数据匹配，若匹配成功则门禁系统开门，若匹配失败则将待进入用户鉴权数据存储至数据记录单元后执行开门操作，门禁系统能够根据实时位置信息与鉴权数据准确实现用户的无障碍进入，而数据记录单元又使系统能够统计获得用户进入数据，方便管理人员的管理。

附图说明

图1是本发明实施例中方法流程图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

UWB技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，低截获能力，定位精度高等优点，非常适于建立一个高效的无线局域网或多个无线局域网，根据UWB技术的特性，本实施例一提供了一种基于UWB技术的门禁控制方法，具体步骤包括：

S1、当内置UWB单元的用户设备进入门禁系统信号覆盖范围时，门禁系统获取用户实时位置信息确定用户是否有通过门禁的意向，具体地：

门禁系统定位单元周期性向用户设备内置的UWB单元发出定位信号，当内置UWB单元的用户设备进入门禁系统信号覆盖范围时，用户设备内置的UWB单元接收定位信号并发出响应信号至门禁系统定位单元，所述门禁系统定位单元利用到达时间差定位算法计算用户的实时位置信息并将用户的实时位置信息传输至门禁系统控制单元，门禁系统控制单元根据用户的实时位置信息的轨迹变化确定用户是否有通过门禁的意向；

S11、到达时间差定位算法(TDOA定位)

UWB(超宽带无线电技术)是一种可用于室内定位的短距离无线电通信，能够在室内和室外定位物体，与蓝牙定位和Wi-Fi定位相比，基于UWB技术的位置的确定不是基于信号强度的测量(接收信号强度指示器，RSSI)，而是基于时间飞行的算法(飞行时间，TOF)，使用UWB技术进行定位时，常规有两种算法：到达时间差定位算法(TDOA)和双向测距算法(TWR)，本实施例中采用的是到达时间差定位算法，相对于双向测距算法，定位单元使用一个小的时间段发送一条脉冲消息，可以在帧速率内传输信号，需要的基站数量较少。

由数学原理可知，距离两个定点的距离差为常数的动点的轨迹为双曲线，而若要在三维空间里确定一个点，至少需要三个距离差，四个观测点，因此，在本实施例中，门禁系统的定位单元包括定位解算模块及四个UWB基站(观测站)，所述四个UWB基站包括一个主站，三个副站，用户设备将回应信号发送到门禁系统对应的UWB基站，所有UWB基站都接收用户设备的信号，由于UWB基站与用户设备之间的间隔不同，因此脉冲信号在不同的时间到达每个UWB基站，这些时间差乘以空间中的恒定光速得出用户设备和UWB基站之间的距离，并构成定位结算单元多延迟计算的基础，以确定用户设备的X、Y和Z坐标，获得用户的实时位置。

S2、门禁系统对待进入用户进行鉴权操作获得待进入用户鉴权数据，具体地：

若确定用户打算进入门禁区域，门禁系统控制单元根据用户的实时位置信息获得待进入用户与门禁之间的距离，当距离小于设定阈值时，门禁系统控制单元向待进入用户设备内置的UWB设备发出鉴权信号，待进入用户设备内置的UWB单元接受鉴权信号并提示用户进行电子身份凭证授权，授权成功后，待进入用户电子身份凭证通过用户设备内置的UWB单元传输至门禁系统控制单元；

门禁系统控制单元向门禁系统UWB配置单元传输鉴权信号，所述UWB配置单元包括摄像终端，所述摄像终端获取待进入用户面部数据并传输至门禁系统控制单元；

S3、门禁系统根据待进入用户鉴权数据进行待进入用户验证获得验证结果并根据验证结果执行对应开门/关门操作，具体地：

S31、一次匹配

门禁系统控制单元将待进入用户电子身份凭证与待进入用户面部数据传输至门禁系统验证单元，所述验证单元根据上述数据在门禁系统存储单元中进行数据一次匹配，所述门禁系统存储单元预先采集并存储了门禁系统所在区域全体用户的鉴权数据，所述鉴权数据包括用户的电子身份凭证、面部数据及指纹数据；

若待进入用户电子身份凭证与待进入用户面部数据均匹配成功，则验证成功，门禁系统验证单元传输成功信号至门禁系统控制单元，门禁系统控制单元传输开门信号至门禁系统执行单元执行开门操作；

若待进入用户电子身份凭证与待进入用户面部数据二者任一匹配失败，则验证失败，门禁系统验证单元传输失败信号至门禁系统控制单元，门禁系统控制单元传输关门信号至门禁系统执行单元保持关门操作；

S32、二次匹配

UWB配置单元还包括指纹录入终端，所述门禁控制方法还包括验证失败时门禁系统控制单元传输鉴权信号至指纹录入终端，指纹录入终端通过提示待进入用户进行指纹采集操作采集待进入用户指纹数据，并将所述待进入用户指纹数据传输至门禁系统验证单元，所述门禁系统验证单元根据待进入用户指纹数据在门禁系统存储单元中进行二次数据匹配，若二次数据匹配成功，则门禁系统执行开门操作，若二次数据匹配失败，门禁系统保持关门操作；

二次数据匹配失败后，门禁系统控制单元通过与用户设备数据交互获取待进入用户进入门禁区域理由，并将所述理由与待进入用户鉴权数据打包存储至门禁系统数据记录单元，作为本实施例一种可选的，打包的数据包中还包括从获取待进入用户实时位置信息到采集指纹数据的时间戳，数据记录单元存储完成后门禁系统执行开门操作；

作为本实施例一种可选的，所述数据记录单元定期筛选单元内存储数据包，若数据包中存在超过设定数量的相同待进入用户鉴权数据(电子身份凭证、面部数据、指纹数据)，所述待进入用户鉴权数据备份至门禁系统存储单元；

作为本实施例一种可选的，数据记录单元删除内部存储的备份至门禁系统存储单元的待进入用户鉴权数据。

实施例二

本实施例二提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例一所述的一种基于UWB技术的门禁控制方法。

实施例三

本实施例三提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明本发明实施例一所述的一种基于UWB技术的门禁控制方法。

本发明的实施例二、三的计算机设备，均与实施例一基于相同的发明构思，其余具体的技术手段请参见实施例一，不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。