实现鉴权和快速收回鉴权功能的人机界面的制作方法

本实用新型涉及人机交互技术领域，更具体地，涉及一种具备人体接近检测和人脸识别实现鉴权和快速收回鉴权功能的人机界面。

背景技术：

人机界面是一种人机交互设备，人机界面可以将机器的控制器运行参数以数值、图标、曲线方式呈现给操作工，操作工也可以通过触控点击操作按钮、输入数值等方式对控制器设备完成参数设置和控制功能。在很多人机界面的应用场合，只有经过培训过的专业技术人员才有操作权限使用人机界面对控制器进行操作和参数设置，以免不相干人员操作造成事故或者误改工艺参数。目前，人机界面普遍采用的方式是输入密码提升操作权限，但该方式存在如下弊端：(1)密码管理难题，忘记/授权其他人员使用等，授权操作人员忘记操作密码；操作人员将密码给他人代替自己操作；(2)密码容易泄露；(3)密码输入速度慢：输入一个6位的密码平均需要12秒时间，每天需要频繁地进行操作，非常浪费时间；(4)鉴权提升后收回权限：管理人员操作人员输入密码提升权限后，离开时有时忘记退出，其他不相干人可拥有管理员操作权限。

技术实现要素：

本实用新型是针对现有技术的一些不足，提供一种具备人体接近检测和人脸识别实现鉴权和快速收回鉴权功能的人机界面，操作人员站在操作台时能快速开启人脸识别功能迅速确认当前站在机器前的操作人员权限，并给予其相应的权限，准确、迅速的完成鉴权，在操作人员离开操作台时，能立即收回授权，防止不相干人等操作机器。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种实现鉴权和快速收回鉴权功能的人机界面，包括上部的金属外壳和下部的接线座，所述金属外壳和所述接线座通过机器安装螺丝进行连接，所述金属外壳的外表面上设有液晶显示屏、触摸板、pir热释红外传感器、摄像头、环境光检测传感器和补光灯，所述接线座上设有若干个接线端子。

进一步的，所述pir热释红外传感器的检测范围为人机界面前方角度为60°，检测距离为1.5m，检测波长为950nm。

进一步的，所述接线端子包括电源端子和通讯端子，所述电源端子包括电源输入24v端子和电源输入0v端子，所述通讯端子包括rs485a端子、rs485b端子、di输入端子和do输出端子。

进一步的，人机界面还包括cpu核心电路、pir热释红外检测电路、摄像头采集电路、光敏感应电路、补光电路、电源稳压电路、rs485通讯电路和do\di电路，所述pir热释红外检测电路、所述摄像头采集电路、所述光敏感应电路、所述补光电路、所述电源稳压电路、所述rs485通讯电路和所述do\di电路分别与所述cpu核心电路有线连接。

进一步的，所述do电路通过cpu控制一个继电器输出开关量，来达到鉴权成功后输出控制相关设备的开关动作，所述di电路采用光耦隔离输入，保护内部电路不受外部影响，用作人脸录入的触发。

进一步的，所述摄像头镶嵌在所述金属外壳上，并通过排线连接到所述cpu核心电路。

一种实现鉴权和快速收回鉴权功能的人机界面的操作方法，包括以下步骤：

步骤1：开机通电进入人机界面操作模式，人机界面模式为普通浏览模式，无任何操作权限，同时热释红外传感器进入工作模式；

步骤2：热释红外传感器检测前方检测范围内是否有热释红外辐射，有热释红外辐射并且辐射强度稳定，判断为有人体站立在人机界面的前方；

步骤3：唤醒人机界面，背光自动亮起，人机界面显示机器工作状态的相关参数，补光灯电路工作，根据环境光强弱决定输出补光灯亮度，同时，摄像头采集电路工作，摄像头执行5次拍照，判断抓拍到清晰人脸照片后，关闭补光灯，关闭摄像头，照片和存储人机界面内的图像样本进行比对；

步骤4：根据步骤3的人脸识别比对结果，根据情况分类判断确认当前站在机器前的操作人员权限，给予其相应的权限，准确、迅速的完成鉴权；

步骤5：热释红外传感器持续工作模式，当检测到检测范围内热释红外辐射消失，并且持续5秒时，则判断机器前人员走开，则立即收回人机界面的鉴权，如果此时在高鉴权级别页面，则会自动返回浏览页面，防止无授权人员误操作。

进一步的，所述步骤3中情况分类分以下四类:

s31：人脸识别判断为超级管理员，则系统提升鉴权为超级管理员权限，进行人员录入/删除、参数修改、机器操作等权限；

s32：人脸识别判断为管理员，则人机界面系统提升鉴权为管理员权限，进行参数修改、机器操作；

s33：人脸识别判断为普通操作工，则人机界面系统提升鉴权为普通操作工，进行机器操作；

s34：人脸识别匹配不了任何特征值，则人机界面系统不提升相关权限，机器前人员只能看显示的机器参数，无权操作。

进一步的，所述步骤3中存储人机界面内的图像样本存储在人机界面内的多个本地地址中，在每个本地地址上存储授权人员图像姓名相关信息，每个地址最多支持100个图像样本，拍摄到人脸照片与上述图像样本做对比，通过rs485通讯电路输出相关命令，并且直接通过do电路输出数字信号来控制开关设备。

采用本技术方案，本实用新型具有以下优点：

1.本实用新型提供了一种实现鉴权和快速收回鉴权功能的人机界面，结合人机界面+摄像头+人体感应一体机进行自动鉴权和快速收回鉴权，操作人员站在操作台时能快速开启人脸识别功能迅速确认当前站在机器前的操作人员权限，并给予其相应的权限，准确、迅速的完成鉴权替代了传统方案需要输入密码来完成鉴权，现在只需要人站在设备面前，只需0.5s即可立即鉴别是否有操作权限，在操作人员离开后可立即收回鉴权。解决了传统的手动输入密码的耗时、密码遗忘、泄露等多个问题点。

2.本实用新型是一种具备活体人体接近检测、人脸识别鉴权和快速收回鉴权功能的人机界面，利用了人机界面cpu的摄像头接口，将摄像头采集的人脸图像和存储数据库的人脸图像进行比对，提升至相应的鉴权级别，并且人脸识别的鉴权具有可追溯性，可记录历史参与识别人员，而传统软件密码锁无法达到此功能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本实用新型的人机界面的整体立体结构示意图；

图2是本实用新型的人机界面的金属外壳的结构示意图；

图3是本实用新型的人机界面的接线座的结构示意图；

图4是本实用新型的人机界面的内部电路连接关系图；

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案进行具体说明。

以下在具体实施方式中详细叙述本实用新型的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本实用新型的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本实用新型相关的目的及优点。

第一实施例

如附图1、附图2和附图3所示，一种具备人体接近检测和人脸识别实现鉴权和快速收回鉴权功能的人机界面，人机界面包括金属外壳1和接线座8，金属外壳和接线座为一体结构，金属外壳可以有效接地，对壳内电路进行屏蔽保护，减少干扰，让系统运行更加稳定，接线座8上设有螺丝孔，金属外壳1和接线座2通过螺丝孔内的机器安装螺丝9进行固定连接成一体结构，机器安装螺丝9的数目为4个。

金属外壳1的上表面的中间处安装有液晶显示屏2和触摸板3，触摸板3覆盖在液晶显示屏2的上方，通过对触摸板3的触摸，完成人机界面的交互动作，可以通过人机交互来存储样本图像的相关信息。液晶显示屏2用来显示图像以及当前工作状态

金属外壳1的上表面的边缘处设置有pir热释红外传感器4、摄像头5、环境光检测传感器6和补光灯7，接线座8上安装有6个接线端子10。所述接线端子10包括电源端子和通讯端子，电源端子包括电源输入24v端子和电源输入0v端子，通讯端子包括rs485a端子、rs485b端子、di输入端子和do输出端子。其中：pir热释红外传感器4是一个低功耗红外传感，pir热释红外传感器的检测范围为人机界面前方角度为60°，检测距离为1.5m，检测波长为950nm。摄像头5镶嵌在金属外壳1上，通过排线连接到cpu。

第二实施例

如附图4所示，本实用新型的第二实施例类似于第一实施例，只是有如下的设计变化。人机界面还包括cpu核心电路(在本实用新型的实施例中，仅涉及到cpu核心电路的硬件结构)、pir热释红外检测电路、摄像头采集电路、光敏感应电路、补光电路、电源稳压电路、rs485通讯电路和do\di电路，pir热释红外检测电路、摄像头采集电路、光敏感应电路、补光电路、电源稳压电路、rs485通讯电路和do\di电路分别与cpu核心电路有线连接。

其中：cpu核心电路，该电路实现人机界面的全部功能，并可分配部分资源可存储授权人员图像相关信息，作为对比库源，将采集到的图像和库源里面的图像进行对比，做出相应命令；pir热释红外检测电路：该电路持续检测人机界面前方60°角度1.5m范围内是否有950nm的热释红外辐射，如果达到上述检测判断条件，判断条件则会输出1个触发中断信号给cpu，对应应用程序启动执行相关操作；摄像头采集电路用来采集图像信息，将采集到图像信息传给cpu处理；光敏感应电路内置一个光敏传感器，用来感应实时环境光线明暗强度，cpu将读到的模拟值转换成数字量进行比较，判断当前的环境光照是否充足，来达到是否需要开启摄像头红外补光灯；补光电路采用内置850nm红外补光led，当光线较弱时自动打开红外补光led进行补光，因为采用的红外补光led，不会刺眼；电源稳压电路：采用了9v-28v款宽电压供电，输入端放置电源输入保护，对输入电源的浪涌冲击以及过电流进行保护，对输入处加一个保险丝，tvs二极管，防止电源接反以及电压过大造成的损害，内置一个5v、3.3v电源稳压电路，将输入电源分别降压到5v、3.3v供人机界面机器使用。rs485通讯电路，负责对外通讯的电路；do\di电路，do电路通过cpu控制一个继电器输出开关量，来达到鉴权成功后输出控制相关设备的开关动作。di电路采用光耦隔离输入，有效的保护内部电路不受外部影响，用作人脸录入的触发。

存储人机界面内的图像样本存储在人机界面内的多个本地地址中，在每个本地地址上存储授权人员图像姓名相关信息，每个地址最多支持100个图像样本，拍摄到人脸照片与上述图像样本做对比，通过rs485通讯电路输出相关命令，并且直接通过do电路输出数字信号来控制开关设备。人机界面本地地址包括人机界面内部位地址和人机界面内部字地址，两个地址如下表表1和表2所示：

表1：人机界面内部位地址

表2：人机界面内部字地址

最后，需要指出的是，虽然本实用新型已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型构思的前提下还可以作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本实用新型的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。