Rfid人员通道监控设备及方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及到门禁系统的监控应用领域，具体地说通过一种高度集成化的方式，解决了目前开放式通道及其监控在部署便利性、监控有效性、反馈有效性方面提出了一种高度优化的RFID人员通道监控设备及方法。
【背景技术】
[0002]开放式人员通道类设备目前主要用在中小学校门、高校宿舍出入口、企业园区出入口和政府事业单位出入口等地，作为一种较为友好的通行人员身份判别方案，得到了较为广泛的应用。
[0003]通常而言，开放式人员通道的应用一定是与权限系统相关联的，从而协助执勤人员和管理人员对通行者进行区别管理。为了形成有效反馈，通常在通道(出入口)附件，均会配备一定的反馈系统，目前主要的反馈模型可分为以下两类:
基础模型:本地不部署操作系统或仅部署控制器，通过控制蜂鸣器报警声音和报警灯闪烁给予通行者或监控者权限判断结果。该模型的优点就是无需额外部署且具有极高的稳定性；缺点是目前的主流人员通道类设备均基于单片机设计，其权限能力、记录能力受限(通常1W条及以下级别)，另外反馈模式单一，精确度不够高，例如常规的门禁相关的报警类型多达20种以上(如无卡、无权限、反潜回、一人多卡等)，仅靠蜂鸣器和报警灯报警次数难以一一区分。
[0004]复杂模型:本地部署操作系统(当前以PC为主)，通过监控型软件，可外接大量的外部设备，如最常见的摄像头、报警灯、音箱、LED屏幕，大电视等等。该模型的优点是具有较为丰富的监控反馈方案，能够给予较为精确的反馈结果，同时权限能力和记录能力几乎不受限；缺点是基于PC的系统部署起来可控性较差，一方面通常PC均为室内应用，而通道及其监控展现通常都在室外，此时有可能距离室外有较远距离，走线部署会相对复杂，尤其是当各类外接设备通行模式不一致(如摄像头是RJ45网络或BNC接口，报警灯和LED屏幕通常为485串口或RJ45网络，而音箱通常是音频协议)时，整个部署较为困难；另一方面，目前最主要的PC操作系统均为windows操作系统，可靠性较低，同时本地化计算机不能完全杜绝非管理人员的触碰，直接导致了本地部署的监控系统频繁出现问题，带来了大量的支持工作；再者，从监控和反馈角度出发，由于是多组通道使用同一组反馈设备(如LED、音箱、大电视等)，该模型也存在指向不明的缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有两种应用模型的优点和缺点，提出了一种高集成度的解决方案，通过android类微型主控系统集成至通道，形成一种本身就具有良好的监控展现能力的RFID人员通道监控设备及方法。
[0006]本发明可以通过以下措施达到:
一种RFID人员通道监控设备，设有两个相对平行放置的监控通道支架，监控通道支架上设有数据采集控制器、与数据采集控制器相连接的RFID读写器、与RFID读写器相连接的射频天线、与数据采集控制器相连接的红外传感器组，其特征在于还设有Android主控制器、分别与Android主控制器相连接的液晶屏、喇叭、摄像头、报警灯、灯带，其中数据采集控制器与Android主控制器相连接；所述监控通道支架的人员通行侧的上部设有液晶屏、喇叭；所述监控通道支架的人员通行侧的两侧边缘分别设有灯带；所述摄像头固定在监控通道支架的人员通行侧的上部角落处；所述两个相对平行防止的监控通道支架的人员通行侧的下部对应设有相配合的四组红外传感器，四组红外传感器等间距设置在同一水平面上，距离地面高度75cm。
[0007]本发明还设有与Android主控制器相连接的RJ45网络接口，用于实现对外的数据沟通，包括下载部分和上传部分，下载部分主要为从上位机获得通道的通行黑白名单、报警规则(包括时段、时间判断规则)以及其他高级信息(如人员档案照片等);上传部分主要为向上位机反馈记录信息等。
[0008]本发明还设有与Android主控制器相连接的HDMI/VGA接口，用于外接大型显示设备，向门卫等监控人员提供实时监控数据、统计数据、查询数据等。
[0009]本发明所述摄像头设有USB通信接口，分辨率为650*480，约30W像素，帧率16帧/s，具有夜视、自动白平衡功能，镜头5玻，90°广角，选用以上规格的摄像头能够有利于后续步骤的图像分析处理，降低系统CPU利用率，并能更有效的抓拍到人脸，摄像头在安装时，安装在高度为145cm的监控通道支架的上部，镜头中心高度140cm，距离监控通道支架侧边5cm，其角度选择为以下两种:中心视线与所在通道内侧面呈20°角，利于后续人脸检测算法的进行，在此角度下也能摄取较宽范围内的图像；中心视线与水平面呈25°仰角，再次角度下能够符合较大众人群高度的拍摄要求。
[0010]本发明中RFID读写器与射频天线实现射频数据的采集，以红外加控制器实现人员通行过程数据采集，以控制器为核心来对两部分数据进行加工，最终形成通行人员的射频信息，并将该信息提交给android主控制器，Android主控制器对于从采集模块传输来的射频信息进行判别，获取到相应人员的信息、权限的信息，并通过液晶屏、喇叭、报警灯、灯带等给予事件或者报警的反馈，同时驱动摄像头进行抓拍操作，记录当前通行信息的场景。
[0011]本发明还提出一种RFID人员通道监控方法，其特征在于包括以下步骤:
步骤1:分类通行期，区分出当前通道处于大人流量通行状态还是小人流量通行状态，其中根据经验数据分析判断20人/分钟为分界线，当通行人员流量大于20人/分钟，判断为当前处于大人流量通行状态，继续步骤2，否则判断为小人流量通行状态，跳转至步骤3 ;
步骤2:包括以下步骤:步骤2-1:判断当前监控通道支架上的四组红外传感器是否被遮挡，若从未被遮挡到某对红外被遮挡，则记录首次触发红外，编号X，参照图3，如果红外属于组1，则记录临时方向变量A为进入，否则为离开；在所有的4对红外全部脱离遮挡之前，持续记录红外变化量Xi (如当前为1、2对红外被遮挡，则Xi为1100，如当前1、3对红外被遮挡，则Xi为1010)
步骤2-2:在所有的4对红外全部脱离遮挡之前，持续从读写器缓冲区中查看卡号，如果发现有卡，联合时间信息，记录为Bi，例如晶振时间130221233123时读取到卡号E004B2122251231，则记录为{130221233123，E004B2122251231}，在本过程中可能会读到多条记录,应--记录； 步骤2-3:当发生4对红外全部脱离遮挡时，应记录最后一个释放遮挡的红外，编号Y，同时记录当前晶振时间，之后重复步骤2-3，当晶振时间差超过200ms，红外均未再发生遮蔽现象，可认为人员完全离开红外区域，进入步骤2-4，如红外再次遮挡，则进入步骤2-2 ;
步骤2-4:若红外Y与红外X处于两组红外下，则完成本轮判断，否则根据步骤3红外判定算法对{Xi}，{Bi}进行分析，对于方向加卡号与预判不相符的上报重点标记，不矫正预判方向，并结束本轮判断；步骤3:进行小人流量算法判断，采用现有的人员通道的常规算法，同时当红外触发时启动摄像头抓拍照片，进行人脸图像分析。
[0012]本发明所述步骤3中当红外触发时启动摄像头抓拍照片，进行人脸图像分析，包括以下步骤:
步骤3-1:判断本次通行过程是否结束，若未结束，获取抓拍照片Xi，进行人脸检测，获取人脸检测可信度Yi后，再次判断本次通行是否结束，重复获取照片Xi以及人脸可信度Yi，直至本次通行结束；
步骤3-2:对人脸检测可信度Yi按照大小进行排序，判断最大的Y值是否可判定为有人脸，若是，则选择Y对应的X作为该事件对应的照片，否则选择第一张照片作为抓拍照片;
步骤3