本发明属于物联网和智能控制领域，尤其涉及一种智能售货终端及系统。
【背景技术】
近年来，基于传统的线下零售行业由于各个环节的成本不断增加以及互联网电子商务的压力，使得线下零售业发展处于萎缩状态。为了应对这种不利情况，以云计算、物联网、移动支付、大数据等技术为代表的新技术应用于零售企业引发了零售模式的创新，出现了一些新的线下零售形式，例如无人值守的售货终端。然而，现有的无人售货终端具有一些缺陷，有的需要用户较为繁琐的操作，有的需要用户提供一些隐私数据，都影响了用户的实际体验。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提出了一种智能售货终端及系统。
本发明采用的技术方案如下：
一种智能售货终端，包括控制器、门禁系统、显示屏、rfid模块、生物特征识别模块和通信模块；
所述门禁系统包括门锁和开门按钮，该门锁在所述控制器的控制器下开启或关闭；所述rfid模块用于读取终端内部每个商品外包装上的rfid标签；所述生物特征识别模块用于获取用户的生物特征信息；所述控制器用于控制终端的各个部件；所述通信模块用于连接网络，使得控制器可以与服务器进行远程通信；
所述智能售货终端基于如下步骤进行工作：
(1)用户按下智能售货终端的开门按钮；
(2)控制器生成一个随机数，将其显示在显示屏上，同时控制生物识别模块读取用户的生物特征；
(3)控制器使用该随机数作为密钥，对读取的生物特征进行加密，将加密结果和该智能售货终端的编号一起发送给服务器，服务器将该加密结果和编号对应存储；
(4)用户启动其智能手机上的客户端，使用该客户端登录服务器，客户端获取当前的位置信息，将该位置信息发送给服务器；
(5)服务器接收所述客户端的位置信息，查找到与该位置信息相匹配的智能售货终端编号，并查找在一定时间范围内是否收到与该编号对应的加密结果，如果有收到，则将该加密结果发送给所述客户端；
(6)所述客户端接收到所述加密结果后，请求用户输入其在显示屏上看到的随机数，使用该随机数对所述加密结果进行解密；
(7)客户端调用智能手机上的生物识别装置获取用户的生物特征，将获取的生物特征与解密获得的生物特征进行匹配，如果匹配成功，则客户端向服务器发送一个匹配成功消息；
(8)服务器在收到匹配成功消息后，向该智能售货终端发送一个开门指令，该智能售货终端在收到开门指令后，开启门锁，从而用户可以打开该智能售货终端的门；
(9)用户开门后，从该智能售货终端中取出其需要的商品，然后关门，此时智能售货终端自动将门锁锁闭，然后通过rfid模块读取终端中当前所有商品的rfid标签，将读取的数据与上一次关门时读取的数据做比较，获得用户所取走的商品信息；
(10)智能售货终端将用户所取走的商品信息发送给服务器，服务器根据该商品信息从用户绑定的支付手段上扣除相应款项。
进一步地，所述智能售货终端是一个直立式开门冰箱。
进一步地，所述显示屏可显示售卖的商品以及价格、广告信息。
进一步地，所述显示屏是触摸屏。
进一步地，所述rfid模块是一个高频rfid读取模块，采用多天线设计，并采用多次读取求合集的方式消除误差。
进一步地，所述生物特征是人脸特征或者指纹特征。
进一步地，所述开门按钮是物理按钮，或者触摸屏上显示的虚拟按钮。
本发明还提供了一种智能售货系统，其特征在于，包括服务器、智能手机，以及所述智能售货终端。
进一步地，用户在其智能手机上下载相应的客户端，通过所述客户端，在服务器上进行用户注册，并绑定相应的支付手段。
进一步地，系统中包括多个智能售货终端，每个智能售货终端具有一个唯一编号，并且布置在不同的位置，在服务器上保存每个智能售货终端的编号和位置信息。
本发明的有益效果为：实现用户的无阻碍式购物体验，并且在不牺牲用户隐私数据的情况下，保证了足够的安全性。
【附图说明】
此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1是本发明系统的基本结构图。
【具体实施方式】
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参见附图1，其示出了本发明智能售货系统的基本结构图，该系统包括本发明的智能售货终端、服务器，以及用户使用的智能手机。
在使用本发明的智能售货终端前，用户需要首先在其智能手机上下载本发明相应的客户端(可以是app或者微信小程序等形式)，通过所述客户端，在服务器上进行用户注册，并绑定相应的支付手段。具体的注册、绑定方法已经是现有技术中常见的技术手段，在此不再赘述。
本发明的智能售货终端是一个内部放置多个商品，并带有门禁系统的货柜。根据本发明的一个实施例，该智能售货终端可以是一个直立式开门冰箱，冰箱内部放置了多个用于售卖的食品盒，冰箱门装有门禁系统。所述门禁系统包括一个门锁，该门锁可以在终端的控制器的控制下开启或关闭。
在智能售货终端的外部还设置了一个显示屏，显示屏可以用于显示售卖的商品以及价格、广告等信息。显示屏可以采用触摸屏，以方便与用户的交互。
所述智能售货终端内部还设置了rfid模块，其用于读取每个商品外包装上粘贴的rfid标签，从而可以识别当前终端内的各个商品。优选的，所述rfid模块是一个高频rfid读取模块，多天线设计，采用多次读取求合集的方式消除误差。
所述智能售货终端还包括一个生物特征识别模块，用于获取用户的生物特征信息，所述生物特征可以是人脸特征或者指纹特征。
所述智能售货终端还包括控制器和通信模块。所述控制器可以控制终端的各个部件，例如控制门禁系统，包括开门、关门、门锁的开启或关闭等；控制rfid模块读取当前终端内的各个商品的rfid标签；控制生物特征识别模块读取用户生物特征，等等。所述通信模块用于连接网络，使得控制器可以与服务器进行远程通信。
整个系统中可以具有多个智能售货终端，每个智能售货终端具有一个唯一编号，并且布置在不同的位置，即任意两个智能售货终端之间应当具有一定的距离，使得可以通过位置信息区分不同的智能售货终端。在布置好智能售货终端后，在服务器上保存每个智能售货终端的编号和位置信息。
所述智能手机包括gps装置和生物特征识别装置，所述gps装置可以获取当前的位置信息，所述生物特征识别装置可以是人脸识别装置或者指纹识别装置等，并且所述生物特征识别装置应当是与智能售货终端上的生物特征识别模块相对应，即两者应当识别同一种生物特征，以方便后续的对比。
基于上述的系统设计，下面对本发明智能售货终端及系统的工作过程进行详细说明：
(1)用户按下智能售货终端的开门按钮。
所述开门按钮可以是一个物理按钮，也可以是触摸屏上显示的虚拟按钮，本发明对此不做限制。一旦开门按钮被按下，控制器将接到通知，执行后续开门的相关操作。
(2)控制器生成一个随机数，将其显示在显示屏上，同时控制生物识别模块读取用户的生物特征。
如果所述生物特征是人脸特征，则生物识别模块包括一个图像采集装置，控制器控制该图像采集装置采集用户的人脸；如果所述生物特征是指纹特征，则生物识别模块包括指纹采集装置，并且可以将指纹采集装置设置在开门按钮上。
所述随机数应当是一个具有预定长度的数字，例如一个8位的十进制数，该随机数用于后续的加密和验证使用。每次开门按钮按下，都生成一个随机数，前面的随机数也自然作废。
(3)控制器使用该随机数作为密钥，对读取的生物特征进行加密，将加密结果和该智能售货终端的编号一起发送给服务器，服务器将该加密结果和编号对应存储，等待后续使用。
如前所述，所述智能售货终端可以通过通信模块连接到网络上的服务器，因此控制器可以直接将数据发送到服务器。由于随机数是在智能售货终端生成的，服务器并不知道该随机数，因此使用随机数加密的数据，服务器是不能解密的，保证了用户生物特征的安全性和隐私性。
(4)用户启动其智能手机上的客户端，使用该客户端登录服务器，客户端通过gps装置获取当前的位置信息，将该位置信息发送给服务器。
如前所述，用户事先已在服务器进行了注册，因此可以使用注册信息(例如账号/密码)登录服务器。用户也可以事先登录好，具体的登录时机不做限制，只要在步骤4中开启客户端，由客户端发送位置信息即可。
(5)服务器接收所述客户端的位置信息，查找到与该位置信息相匹配的智能售货终端编号，并查找在一定时间范围内是否收到与该编号对应的加密结果，如果有收到，则将该加密结果发送给所述客户端。
如前所述，每个智能售货终端都具有不同的位置，因此服务器可以基于客户端的位置确定相应的智能售货终端，这一操作也保证了持有该客户端的用户应当确实站在该智能售货终端前，从而提高了安全性和系统可靠性。
所述的时间范围实际上就是加密结果的时效性，加密结果应当在生成后一段时间内是有效的，如果超过时间范围，则加密结果失效，用户需要重新操作。
(6)所述客户端接收到所述加密结果后，请求用户输入其在显示屏上看到的随机数，使用该随机数对所述加密结果进行解密。
在该步骤6中，客户端获取了解密结果，该解密结果中实际上包括了步骤2中读取的生物特征。同时，可以看出，只有当前在智能售货终端前的用户才能看到该随机数，从而使用该随机数进行解密。
(7)客户端调用智能手机上的生物识别装置获取用户的生物特征，将获取的生物特征与解密获得的生物特征进行匹配，如果匹配成功，则客户端向服务器发送一个匹配成功消息。
如前所述，如果智能售货终端使用的生物特征是人脸特征，则智能手机也识别人脸特征，如果智能售货终端使用的生物特征是指纹特征，则智能手机也识别指纹特征，两者可以匹配。特征匹配是在用户持有的智能手机进行的，不会泄露给外部。
(8)服务器在收到匹配成功消息后，向该智能售货终端发送一个开门指令，该智能售货终端在收到开门指令后，开启门锁，从而用户可以打开该智能售货终端的门。
通过上述开门过程可以看到，本发明采用了随机数、位置信息、生物特征三重保障措施，保障了整个系统的开门操作的安全性和可靠性；另一方面，系统中也无需事先存储用户的生物特征，保障了用户生物数据的隐私性。对于用户而言，其需要的操作只是按下开门按钮，在手机上输入随机数同时识别生物特征，操作过程比较简单，保证了用户体验。
(9)用户开门后，从该智能售货终端中取出其需要的商品，然后关门，此时智能售货终端自动将门锁锁闭，然后通过rfid模块读取终端中当前所有商品的rfid标签，将读取的数据与上一次关门时读取的数据做比较，就可以获知用户所取走的商品。
(10)智能售货终端将用户所取走的商品信息发送给服务器，服务器根据该商品信息从用户绑定的支付手段上扣除相应款项。
在上述开门过程中，服务器可以根据客户端登录的用户获取相应的用户信息，因此可以根据用户信息中绑定的支付手段，以及相应商品的总价格，直接从该支付手段中扣除相应款项，整个过程是自动进行的，实现了用户的无阻碍购物；并且由于前述开门过程的三重保障措施，保证了交易的安全性。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。