门禁装置和汽车的制作方法

本实用新型涉及门禁技术领域，尤其是涉及一种门禁装置和汽车。

背景技术：

门禁系统，又称为出入管理控制系统，是一种管理人员进出的智能化管理系统。常见的门禁系统有密码门禁系统、非接触卡门禁系统、指纹虹膜掌型生物识别门禁系统及人脸识别门禁考勤系统等。

现有的门禁系统中，常采用单一的识别方式进行身份验证，该方式容易导致非法分子刻意伪造合法用户的特征而开启门禁系统，对于汽车、银行等安保要求较高的场景，上述门禁系统的安全性较低。

针对上述现有的门禁系统安全性较低的问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种门禁装置和汽车，以提高门禁装置的安全性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种门禁装置，包括中央处理器、以及分别与中央处理器连接的近距离通信模块、指纹识别器、人脸识别器和驱动电机；近距离通信模块用于接收用户终端发送的启动信号，将启动信号发送至中央处理器；中央处理器用于接收到启动信号后，分别启动指纹识别器和人脸识别器；指纹识别器用于采集用户的指纹特征信息，将指纹特征信息发送至中央处理器；人脸识别器用于采集用户的面部特征信息，将面部特征信息发送至中央处理器；中央处理器还用于接收指纹特征信息和面部特征信息，向驱动电机发送控制信号，以使驱动电机驱动门锁开关开启。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述中央处理器包括树莓派三代B型主板。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述近距离通信模块包括蓝牙单元或者NFC单元。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述人脸识别器包括光信号发射器和光信号接收器；光信号发射器用于发射红外光信号；光信号接收器用于接收用户面部反射的红外光信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述人脸识别器包括超声波发射器和超声波接收器；超声波发射器用于发射超声波信号；超声波接收器用于接收用户面部反射的超声波信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述装置还包括机械开关按钮；机械开关按钮分别与中央处理器和驱动电机连接；指纹识别器设置于机械开关按钮上。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述装置还包括与中央处理器连接的显示屏、LED灯和蜂鸣器；显示屏用于显示人脸识别器采集到的用户的面部特征信息；LED灯和蜂鸣器用于接收到中央处理器发送的控制信号后，发出报警信号。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述装置还包括供电模块；供电模块包括太阳能充电板和蓄电池。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种汽车，汽车包括汽车本体，还包括上述门禁装置。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述门禁装置中的驱动电机与汽车本体的车门门锁开关连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种门禁装置和汽车，当近距离通信模块接收到用户终端发送的启动信号时，中央处理器启动指纹识别器和人脸识别器，以分别采集用户的指纹特征信息和面部特征信息，进而向驱动电机发送控制信号，使驱动电机驱动门锁开关开启；该方式中，采用指纹识别器和人脸识别器相结合的方式对用户的身份进行识别，提高了门禁装置的性能，进而提高了门禁装置的安全性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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第一种门禁装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第二种门禁装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第二种门禁装置中，人脸识别器的具体结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种汽车的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到现有的门禁系统安全性较低的问题，本实用新型实施例提供了一种门禁装置和汽车；该技术可以应用于车辆、楼宇等人员出入需要核查身份的环境中；尤其可以应用于汽车门禁中。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种门禁装置和汽车进行详细介绍。

实施例一：

参见图1所示的第一种门禁装置的结构示意图；该门禁装置，包括中央处理器10、以及分别与中央处理器10连接的近距离通信模块11、指纹识别器12、人脸识别器13和驱动电机14；

近距离通信模块11用于接收用户终端发送的启动信号，将启动信号发送至中央处理器；

中央处理器10用于接收到启动信号后，分别启动指纹识别器和人脸识别器；

指纹识别器12用于采集用户的指纹特征信息，将指纹特征信息发送至中央处理器；

人脸识别器13用于采集用户的面部特征信息，将面部特征信息发送至中央处理器；

中央处理器10还用于接收指纹特征信息和面部特征信息，向驱动电机发送控制信号，以使驱动电机驱动门锁开关开启。

上述近距离通信模块可以采用多种形式实现，例如，蓝牙单元、NFC(Near Field Communication，近场通信)单元、wifi单元等；上述用户终端可以为手机，也可以为专用的、与该门禁装置匹配的终端。

蓝牙是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换，常使用2.4-2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波；蓝牙的波段为2400–2483.5MHz(包括防护频带)；蓝牙使用跳频技术，将传输的数据分割成数据包，通过79个指定的蓝牙频道分别传输数据包；每个频道的频宽为1MHz。蓝牙4.0使用2MHz间距，可容纳40个频道；其中，第一个频道始于2402MHz，每1MHz一个频道，至2480MHz。有了适配跳频(Adaptive Frequency-Hopping，简称AFH)功能，通常每秒跳1600次。蓝牙是基于数据包、有着主从架构的协议。一个主设备至多可和同一微微网中的七个从设备通讯；所有设备共享主设备的时钟；分组交换基于主设备定义的、以312.5μs为间隔运行的基础时钟。两个时钟周期构成一个625μs的槽，两个时间隙就构成了一个1250μs的缝隙对。在单槽封包的简单情况下，主设备在双数槽发送信息、单数槽接受信息，而从设备则正好相反。封包容量可长达1、3、或5个时间隙，无论是哪种情况，主设备都会从双数槽开始传输，从设备从单数槽开始传输。

NFC近场通信技术是由非接触式射频识别RFID及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换；NFC工作频率为13.56MHz。

支持NFC的终端设备可以在主动或被动模式下交换数据；其中，在被动模式下，启动NFC通信的设备，也称为NFC发起设备(主设备)，在整个通信过程中提供射频场(RF-field)，它可以选择106kbps、212kbps或424kbps其中的一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台设备称为NFC目标设备(从设备)，不必产生射频场，而使用负载调制(load modulation)技术，即可以相同的速度将数据传回发起设备。此通信机制与基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接触式智能卡兼容，因此，NFC发起设备在被动模式下，可以用相同的连接和初始化过程检测非接触式智能卡或NFC目标设备，并与之建立联系。

当上述门禁装置设置于汽车等需要蓄电装置进行供电的环境中时，始终开启上述指纹识别器和人脸识别器会使门禁装置的耗电量较大；因而，设置上述近距离通信模块，当接收到用户终端的启动信号时，才开启指纹识别器和人脸识别器进行识别。

本实用新型实施例提供的一种门禁装置，当近距离通信模块接收到用户终端发送的启动信号时，中央处理器启动指纹识别器和人脸识别器，以分别采集用户的指纹特征信息和面部特征信息，进而向驱动电机发送控制信号，使驱动电机驱动门锁开关开启；该方式中，采用指纹识别器和人脸识别器相结合的方式对用户的身份进行识别，提高了门禁装置的性能，进而提高了门禁装置的安全性。

实施例二：

参见图2所示的第二种门禁装置的结构示意图；该门禁装置在实施例一中提供的门禁装置的基础上实现；该门禁装置包括中央处理器10、以及分别与中央处理器10连接的近距离通信模块11、指纹识别器12、人脸识别器13和驱动电机14；

进一步地，上述中央处理器包括树莓派三代B型主板20。

树莓派主板是一款基于ARM的微型电脑主板，以SD/MicroSD卡为内存硬盘，卡片主板周围有1/2/4个USB接口和一个10/100以太网接口(A型主板没有网口)，可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口，以上部件全部整合在一张主板上，具备所有PC的基本功能；树莓派主板只需接通电视机和键盘，就能执行如电子表格、文字处理、玩游戏、播放高清视频等诸多功能。

上述中央处理器还可以以其他方式实现，例如单片机、数字信号处理芯片DSP等。

上述近距离通信模块包括蓝牙单元111或者NFC单元112。

进一步地，上述人脸识别器可以通过多种方式实现；参见图3所示的第二种门禁装置中，人脸识别器的具体结构示意图；采用近红外人脸识别的方式，上述人脸识别器包括光信号发射器21和光信号接收器22；该光信号发射器21用于发射红外光信号；该光信号接收器22用于接收用户面部反射的红外光信号。通常，该光信号接收器上还设置有滤波片，用于滤除环境杂波。上述光信号接收器可以为摄像头。

近红外人脸识别可以解决人脸识别中的光照问题。人脸识别器使用强度高于环境光线的主动近红外光源成像，配合相应波段的光学滤片，可以得到环境无关的人脸图像，人脸图像仅随着人与摄像头的距离变化而单调变化。在此图像上采用一些特定的特征提取方式，如：局部二元模式(Local Binary Pattern，LBP)特征，可以进一步消除图像的单调变化，得到完全光照无关的特征表达。

为了减弱环境光对成像的影响，上述光信号发射器发出的主动光源的强度需要高于环境光，但是强光会对人眼产生干扰，降低用户舒适度，因此，主动光源的波段最好位于不可见波段，如：红外光、紫外光等。考虑到长期照射紫外光容易对人的皮肤和眼睛造成永久性伤害，中远红外波段成像会损失物体表面的大多数信息，一般不用于物体成像，因此近红外波段成为最好的选择，如：780nm。主动近红外人脸成像的人脸识别器一般包括如下几个单元：在相应波段强度高于环境光的主动近红外光源，该光源由光信号发射器发出，光信号发射器与光信号接收器置于同一位置；能够接收近红外光的光信号接收器；窄带滤光片，置于光信号接收器的镜头外，允许近红外光通过的同时过滤环境光。由于主动光源会随着距离的增大而衰减，因此人与光源(摄像头)之间的距离一般为50－100厘米。

上述人脸识别器还可以采用超声波人脸识别的方式，该人脸识别器包括超声波发射器23和超声波接收器24；该超声波发射器23用于发射超声波信号；该超声波接收器24用于接收用户面部反射的超声波信号。

超声波在传播过程中，遇到人脸产生回波，该回波携带有人脸的特征信息，其中，回波的强度可以反映反射面的大小，回波相对发射波的时延可以反映人脸面部的反射面与超声波发射器之间的距离。

在实际实现时，上述人脸识别器可以采用近红外人脸识别的方式，也可以采用超声波人脸识别的方式，还可以二者同时使用；在实际实现时，可以根据门禁装置的实际应用场景选择合适的人脸识别方式，提高了人脸识别的准确度和环境适应度。

进一步地，上述装置还包括机械开关按钮25；该机械开关按钮25分别与中央处理器和驱动电机连接；上述指纹识别器设置于机械开关按钮上。

用户按动上述机械开关按钮可以开启门锁；用户在按动的过程中，人脸识别器对用户进行人脸识别，指纹识别器对用户进行指纹识别；该方式可以使用户感受不到人脸识别或指纹识别的过程，直接按动机械开关开启门锁，提高了用户的体验度。

进一步地，上述装置还包括与中央处理器连接的显示屏26、LED灯27和蜂鸣器28；该显示屏26用于显示人脸识别器采集到的用户的面部特征信息；该显示屏的大小可以为10.1寸；LED灯27和蜂鸣器28用于接收到中央处理器发送的控制信号后，发出报警信号。

例如，当人脸识别器或指纹识别器识别出的特征信息没有存储于合法用户的特征数据库中时，说明该用户为非法用户，此时，中央处理器向LED灯27和蜂鸣器28发出控制信号，以使LED灯闪烁、蜂鸣器蜂鸣。

进一步地，上述装置还包括供电模块29；该供电模块包括太阳能充电板291和蓄电池292。

该供电模块还包括变压电路293；变压电路293用于将蓄电池输出的电压进行压降处理并输出。

例如，该变压电路可以将蓄电池输出的不同大小的电压降压至5伏，输出电流大小为2安，用于为上述树莓派三代B型主板等器件供电。

实施例三：

参见图4所示的一种汽车的结构框图；该汽车包括汽车本体40，还包括上述门禁装置41。

具体地，上述门禁装置中的驱动电机与汽车本体的车门门锁开关连接。

本实用新型实施例提供的汽车，与上述实施例提供的门禁装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本实用新型实施例提供的一种汽车，当红外探测器探测到人体红外信号时，中央处理器启动指纹识别器和人脸识别器，以分别采集用户的指纹特征信息和面部特征信息，进而向驱动电机发送控制信号，使驱动电机驱动门锁开关开启；该方式中，采用指纹识别器和人脸识别器相结合的方式对用户的身份进行识别，提高了门禁装置的性能，进而提高了门禁装置的安全性。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。