一种基于物联网的电子锁控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电子锁技术领域，具体为一种基于物联网的电子锁控制系统及方法。

背景技术

为了保证银行的安全性，通常使用层层电子锁对银行私柜进行加密，或者使用指纹锁对银行柜台进行加密解密，但是往往因为用户指纹锁的指纹有时候难以识别清楚，导致用户往往需要增加其它手指的指纹对门进行解锁，增大了识别的难度，同时仅仅使用电子锁很容易被他人盗取电子锁上的密码，导致银行的财产被暴露在群众的视野中；

因此，在这里设置了掌纹锁和电子锁共同使用，增加银行重要物品保存的安全性，由于每个人手掌掌纹的特殊性和不可替代性，它相较于指纹锁最大的区别为即便掌纹退化，还是能够根据用户的掌纹了解用户的身份，在使用上述两种方法保障安全的同时，密码盘的设置格外重要，当长期按下密码盘上的数字，导致密码盘上会出现相应的指纹，很容易被他人盗取信息，因此，密码盘的位置应该不固定，导致他人无法盗取信息，并且在他人进入时，需要对用户的身份信息进行验证，在用户端的许可下才能进入门内，从而增加安全性；

因此，需要一种基于物联网的电子锁控制系统及方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的电子锁控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的电子锁控制系统，该系统包括人体识别检测模块、掌纹识别检测模块、密码盘设置模块、他人造访验证模块和云模块，所述人体识别检测模块用于根据用户在距离电子锁的预设距离进行提示，从而系统能够了解到用户是否要在此门面前进行解锁，所述掌纹识别检测模块用于根据用户手掌上的掌纹进行检测，能够及时判断出用户的身份，并且使用掌纹进行解锁开门更加方便，所检测的有效区域更加广泛，所述密码盘设置模块用于对掌纹识别成功之后，根据用户手势所指方向对门进行二次解锁，从而增加用户居住的安全性，所述他人造访验证模块用于对他人造访时，根据用户的权限对造访者进行远程开门，从而能够增强用户开门的安全性，以防他人入室抢劫，所述云模块用于将开关门的信息及时发送给用户端，以便于用户端能够及时了解动态信息，所述云模块与人体识别检测模块、掌纹识别检测模块、密码盘设置模块、他人造访验证模块相链接。

优选的，所述人体识别检测模块包括红外识别技术单元、声控距离检测单元和报警单元，所述红外识别技术单元用于当检测到用户在门的有效距离范围活动时，系统自启动提示用户解锁开门，所述声控距离检测单元用于在有效距离范围内检测到声源时，系统自启动提示用户解锁开门，所述报警单元用于用户强制性开门时，将此信号发送给云模块和用户端进行报警，以防其他用户非法进入他人私属区域，所述云模块的输出端与红外识别技术单元、声控距离检测单元和报警单元的输入端相连接。

优选的，所述掌纹识别检测模块包括特征提取单元、肤色模型确定单元、有效区域多次验证单元和特征区域验证单元，所述特征提取单元用于根据用户手掌纹路线条的走向和纹路深度进行检测、验证并保存至云模块，从而使得用户能够根据自己手掌的掌纹进行第一层解锁，增强开门的安全性，所述肤色模型确定单元用于根据用户的特征点进行肤色的拟合，并在不同光暗程度下核对用户的掌纹信息，从而能够对用户的掌纹信息核查的更为精准，所述有效区域多次验证单元用于在预设次数内，检测到用户的掌纹信息皆为相同位置时进行报警并将该用户的掌纹信息清除，从而使得用户重新验证，增强防盗效果，所述特征区域验证单元用于对用户手掌上的掌纹纹路信息拆分成若干单元进行重建，从而使得系统能够从不同区域单元了解到用户的掌纹信息了解到用户的身份信息，使得检测用户的信息能够更加多元化，所述特征提取单元的输出端与肤色模型确定单元、有效区域多次验证单元和特征区域验证单元的输入端相连接。

优选的，所述密码盘设置模块包括信号接收单元、手势角度框选单元、有效区域感应单元、重复验证单元和时间计算单元，所述信号接收单元用于当接收到用户解开第一层锁的信号时，用户能在预设时间对第二层锁进行解锁验证，所述手势角度框选单元用于在预设时间内，根据用户手势的移动方向和弧度曲线利用全息投影装置在门上的有效区域内反射出密码盘的像，使得用户能够在密码盘上输入密码，从而解开门上的第二层密码锁，加强防范，所述有效区域感应单元用于当用户所框选单元不在所设置的有效区域内时，根据所框选单元与有效区域中最近距离进行移动，从而使得密码单元能够出现在有效区域内，保证密码能够在有效区域内进行解锁，解开第二个门的锁，所述重复验证单元用于判断用户是否能够在预设次数内正确输入密码，当所输密码与正确密码不相符时，将密码盘随机投入有效区域中的任意位置，从而保证他人不会盗取用户的密码信息，所述时间计算单元用于在用户进入门后的预设时间内无需使用双重解密法进行重新开门，从而减轻用户的负担，所述信号接收单元的输出端与手势角度框选单元、有效区域感应单元、重复验证单元和时间计算单元的输入端相连接。

所述全息投影装置安装在门的正上方，当掌纹锁识别到解锁信号后，云模块接收到相应信号并发送给第二层锁密码锁，以便于用户能够通过全息投影装置输入密码。

优选的，所述他人造访验证模块包括身份验证单元、重新验证单元、多人验证通过单元和远程控制开门单元，所述身份验证单元用于在核对第一层的身份信息时，当所检测到的身份信息与所保存的用户掌纹信息不符时，系统进行重新验证，所述重新验证单元用于当已验证掌纹信息的用户并未在预设时间内对造访的用户身份进行核对时，需要重新验证时间，所述多人验证通过单元用于对需要两个及两个以上已验证掌纹信息的用户许可造访用户进入屋内时，用户方可进入屋内，从而增加非屋内人员进入屋内的难度，增加了防盗效果，所述远程控制开门单元用于当造访人员进入屋内时，将造访者的信息发送给用户，以便于以验证掌纹信息的用户知晓进入屋内人员的身份，增强防范。

一种基于物联网的电子锁控制方法，该方法包括如下步骤：

A1：人体识别检测模块，系统对红外和声音进行检测感应，并提示用户解锁开门；

A2：掌纹识别检测模块，系统根据用户手掌上的掌纹线路走向和纹路深度识别用户身份，实现第一层解锁；

A3：密码盘设置模块，系统根据用户手势弧度曲线和方向在有效区域内框选出密码盘的位置，实现第二层解锁；

A4：他人造访验证模块，系统识别造访用户的身份信息，根据用户的权限信息对用户开门。

在所述步骤A2中，提取掌纹信息的步骤如下：

S1：将手指指谷的两个最低端的特征点记作为横坐标，将其中一个指谷所在垂线作为纵坐标，将该区域分为若干小块，并拍照；

S2：利用局部自适应二值化的方法对每个小块里所在像素的最大值和最小值的一半，即中值作为阙值提取手掌掌纹的三条主线；

S3：利用每小块主纹路上的特征点进行提取与其它小纹路形成的交叉点，并利用全局自适应二值化中的像素中值作为阙值继续拟合其它小纹路，将拟合后的纹路信息与原相片中的纹路信息核对并匹配；

S4：当拟合的方向与原相片中掌纹的纹理方向相反时，重复上述步骤S3。

在所述步骤A3中，在二维平面模型中，手指从掌纹锁的Q(a,b)点向手指现所在位置进行移动，手指有效点的位置坐标为(x

根据公式：设手指挥动的直线函数为：Y＝ax+b；

判断手指最先所落位置进行判断y

用户所框选的密码盘的长度为M：

判断M和有效区域的长度L,当M>L时，缩小至与有效区域一样的大小，设定有效区域左侧位置坐标为(c,d),根据拖曳前手指有效点所在位置与密码盘有效区域左侧位置的偏移距离P和角度

利用上述公式自动调整矩形框的位置。

在所述步骤A4中，验证造访用户身份的步骤如下：

Q1：对用户的掌纹信息进行检测，验证用户的身份信息，判断与保存的掌纹信息是否相符

Q2：当用户掌纹信息与所保存的掌纹信息不相符时，发送信号与用户端；

Q3：需大于2人的用户端共同判断造访用户的身份信息，当有一人验证确定后，另一位用户需在预设时间内对造访用户的身份进行再次验证，否则重新验证。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

使用掌纹识别检测模块，利用局部自适应二值化和全部二值化对用户手掌上的三条主纹路进行提取，并根据主纹路的特征点与小纹路形成的交叉点进行拟合小纹路的方向，并将拟合后的纹路信息与原相片中的指纹信息进行核对，判断是否有偏差，从而识别用户手掌上的纹路信息，根据用户手掌上的指纹信息来识别用户的身份信息，因为掌纹识别技术的特殊性，相比于指纹解锁识别的更加全面和有效。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种基于物联网的电子锁控制系统及方法的模块组成示意图；

图2是本发明一种基于物联网的电子锁控制系统及方法的步骤示意图；

图3是本发明一种基于物联网的电子锁控制系统及方法的电子门锁结构示意图。

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。

请参阅图1-3，本发明提供技术方案：

一种基于物联网的电子锁控制系统，该系统包括人体识别检测模块、掌纹识别检测模块、密码盘设置模块、他人造访验证模块和云模块，所述人体识别检测模块用于根据用户在距离电子锁的预设距离进行提示，从而系统能够了解到用户是否要在此门面前进行解锁，所述掌纹识别检测模块用于根据用户手掌上的掌纹进行检测，能够及时判断出用户的身份，并且使用掌纹进行解锁开门更加方便，所检测的有效区域更加广泛，所述密码盘设置模块用于对掌纹识别成功之后，根据用户手势所指方向对门进行二次解锁，从而增加用户居住的安全性，所述他人造访验证模块用于对他人造访时，根据用户的权限对造访者进行远程开门，从而能够增强用户开门的安全性，以防他人入室抢劫，所述云模块用于将开关门的信息及时发送给用户端，以便于用户端能够及时了解动态信息，所述云模块与人体识别检测模块、掌纹识别检测模块、密码盘设置模块、他人造访验证模块相链接。

优选的，所述人体识别检测模块包括红外识别技术单元、声控距离检测单元和报警单元，所述红外识别技术单元用于当检测到用户在门的有效距离范围活动时，系统自启动提示用户解锁开门，所述声控距离检测单元用于在有效距离范围内检测到声源时，系统自启动提示用户解锁开门，所述报警单元用于用户强制性开门时，将此信号发送给云模块和用户端进行报警，以防其他用户非法进入他人私属区域，所述云模块的输出端与红外识别技术单元、声控距离检测单元和报警单元的输入端相连接。

优选的，所述掌纹识别检测模块包括特征提取单元、肤色模型确定单元、有效区域多次验证单元和特征区域验证单元，所述特征提取单元用于根据用户手掌纹路线条的走向和纹路深度进行检测、验证并保存至云模块，从而使得用户能够根据自己手掌的掌纹进行第一层解锁，增强开门的安全性，所述肤色模型确定单元用于根据用户的特征点进行肤色的拟合，并在不同光暗程度下核对用户的掌纹信息，从而能够对用户的掌纹信息核查的更为精准，所述有效区域多次验证单元用于在预设次数内，检测到用户的掌纹信息皆为相同位置时进行报警并将该用户的掌纹信息清除，从而使得用户重新验证，增强防盗效果，所述特征区域验证单元用于对用户手掌上的掌纹纹路信息拆分成若干单元进行重建，从而使得系统能够从不同区域单元了解到用户的掌纹信息了解到用户的身份信息，使得检测用户的信息能够更加多元化，所述特征提取单元的输出端与肤色模型确定单元、有效区域多次验证单元和特征区域验证单元的输入端相连接。

优选的，所述密码盘设置模块包括信号接收单元、手势角度框选单元、有效区域感应单元、重复验证单元和时间计算单元，所述信号接收单元用于当接收到用户解开第一层锁的信号时，用户能在预设时间对第二层锁进行解锁验证，所述手势角度框选单元用于在预设时间内，根据用户手势的移动方向和弧度曲线利用全息投影装置在门上的有效区域内反射出密码盘的像，使得用户能够在密码盘上输入密码，从而解开门上的第二层密码锁，加强防范，所述有效区域感应单元用于当用户所框选单元不在所设置的有效区域内时，根据所框选单元与有效区域中最近距离进行移动，从而使得密码单元能够出现在有效区域内，保证密码能够在有效区域内进行解锁，解开第二个门的锁，所述重复验证单元用于判断用户是否能够在预设次数内正确输入密码，当所输密码与正确密码不相符时，将密码盘随机投入有效区域中的任意位置，从而保证他人不会盗取用户的密码信息，所述时间计算单元用于在用户进入门后的预设时间内无需使用双重解密法进行重新开门，从而减轻用户的负担，所述信号接收单元的输出端与手势角度框选单元、有效区域感应单元、重复验证单元和时间计算单元的输入端相连接。

所述全息投影装置安装在门的正上方，当掌纹锁识别到解锁信号后，云模块接收到相应信号并发送给第二层锁密码锁，以便于用户能够通过全息投影装置输入密码。

优选的，所述他人造访验证模块包括身份验证单元、重新验证单元、多人验证通过单元和远程控制开门单元，所述身份验证单元用于在核对第一层的身份信息时，当所检测到的身份信息与所保存的用户掌纹信息不符时，系统进行重新验证，所述重新验证单元用于当已验证掌纹信息的用户并未在预设时间内对造访的用户身份进行核对时，需要重新验证时间，所述多人验证通过单元用于对需要两个及两个以上已验证掌纹信息的用户许可造访用户进入屋内时，用户方可进入屋内，从而增加非屋内人员进入屋内的难度，增加了防盗效果，所述远程控制开门单元用于当造访人员进入屋内时，将造访者的信息发送给用户，以便于以验证掌纹信息的用户知晓进入屋内人员的身份，增强防范。

一种基于物联网的电子锁控制方法，该方法包括如下步骤：

A1：人体识别检测模块，系统对红外和声音进行检测感应，并提示用户解锁开门；

A2：掌纹识别检测模块，系统根据用户手掌上的掌纹线路走向和纹路深度识别用户身份，实现第一层解锁；

A3：密码盘设置模块，系统根据用户手势弧度曲线和方向在有效区域内框选出密码盘的位置，实现第二层解锁；

A4：他人造访验证模块，系统识别造访用户的身份信息，根据用户的权限信息对用户开门。

在所述步骤A2中，提取掌纹信息的步骤如下：

S1：将手指指谷的两个最低端的特征点记作为横坐标，将其中一个指谷所在垂线作为纵坐标，将该区域分为若干小块，并拍照；

S2：利用局部自适应二值化的方法对每个小块里所在像素的最大值和最小值的一半，即中值作为阙值提取手掌掌纹的三条主线；

S3：利用每小块主纹路上的特征点进行提取与其它小纹路形成的交叉点，并利用全局自适应二值化中的像素中值作为阙值继续拟合其它小纹路，将拟合后的纹路信息与原相片中的纹路信息核对并匹配；

S4：当拟合的方向与原相片中掌纹的纹理方向相反时，重复上述步骤S3。

在对一幅图像中所出现的文字、信息、图案、背景和噪声对数字图像中提取目标物体时，最常用的方法就是设定一个全局的阙值，用阙值将图像的数据分成两部分：大于阙值和小于阙值的像素群，但是单单利用全局二值化，所检测出来的图像在细节方面有很大缺陷，因此通常使用局部二值化和全局二值化的方法共同对图案进行处理，但是在利用局部二值化处理图案时，会造成每一小块的都是统一设定像素值，变相的成为了全局二值化，因此，通常使用局部自适应二值化的方法对图案进行处理，且在人手掌上的掌纹有三条主线，本方法是通过先对手掌的三条主线进行识别，后根据主线与次线的交点进行拟合次线的方向，并与所拍的掌纹线进行对比，从而能够清楚的识别用户的掌纹信息。

在所述步骤A3中，在二维平面模型中，手指从掌纹锁Q(a,b)点向手指现所在位置进行移动，手指有效点的位置坐标为(x

根据公式：设手指挥动的直线函数为：Y＝ax+b；

判断手指最先所落位置进行判断y

用户所框选的密码盘的长度为M：

判断M和有效区域的长度L,当M>L时，缩小至与有效区域一样的大小，设定有效区域左侧位置坐标为(c,d),根据拖曳前手指有效点所在位置与密码盘有效区域左侧位置的偏移距离P和角度

利用上述公式自动调整矩形框的位置，用此方法能够避免其他用户根据用户端的指纹测算出密码盘上的密码信息，保证了用户端的隐私安全。

在所述步骤A4中，验证造访用户身份的步骤如下：

Q1：对用户的掌纹信息进行检测，验证用户的身份信息，判断与保存的掌纹信息是否相符

Q2：当用户掌纹信息与所保存的掌纹信息不相符时，发送信号与用户端；

Q3：需大于2人的用户端共同判断造访用户的身份信息，当有一人验证确定后，另一位用户需在预设时间内对造访用户的身份进行再次验证，否则重新验证。

实施例1：如下是用户能否进入银行的条件：

实施例2：在二维平面模型中，手指从掌纹锁Q(a,b)＝(10，15)点向手指现所在位置进行移动，手指有效点的位置坐标为(x

根据公式：设手指挥动的直线函数为：Y＝ax+b；

将Q和(x

得出：Y＝1.75x-2.5；

将有效区域的坐标代入计算，发现有效区域的坐标在上述方程内，表示可以在显示出来的密码盘中输入密码

实施例3：根据实施例2，当有效区域的坐标(25,60)和(100,60)不在上述方程之内时，当y

用户所框选的密码盘的长度为M：

根据上述计算，可发现出M

有效区域左侧位置坐标为(25,60),根据拖曳前手指有效点所在位置与密码盘有效区域左侧位置的偏移距离P和角度

因此，系统会自动将原矩形框按照角度7.5进行偏移的距离为11，才能设置密码。

利用上述公式自动调整矩形框的位置，用此方法能够避免其他用户根据用户端的指纹测算出密码盘上的密码信息，保证了用户端的隐私安全。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。