一种具有脸部识别认证功能的商品售卖机及其工作方法与流程

本发明涉及商品售卖设备技术领域，具体为一种具有脸部识别认证功能的商品售卖机及其工作方法。

背景技术：

商品售卖机是一种能根据投入的钱币自动付货的机器，例如：自动售货机，自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市。目前国内常见的自动售卖机共分为四种：饮料自动售货机、食品自动售货机、综合自动售货机、化妆品自动售卖机。

现有的商品售卖机虽然能够不受时间、地点的限制进行商品零售，但仍存在以下缺陷：

1、现有的商品售卖机在使用过程中，无法形成对设备的有效安全管理，无法对管理员进行面部识别，使用安全性不高；

2、功能性较低，不能满足对公安重点管控人群进行面部识别并及时向管理平台发出报警的要求；

3、不能在使用过程中对售卖机柜门状态进行检测，不能在柜门被破坏时进行报警。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有脸部识别认证功能的商品售卖机及其工作方法，解决了现有的商品售卖机在使用过程中，无法形成对设备的有效安全管理，无法对管理员进行面部识别，使用安全性不高，功能性较低，不能满足对公安重点管控人群进行面部识别并及时向管理平台发出报警的要求，及不能在使用过程中对售卖机柜门状态进行检测，不能在柜门被破坏时进行报警的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有脸部识别认证功能的商品售卖机，包括商品售卖机本体、前置摄像头、人体检测探头、人脸识别单元、主控系统、以太网模块、局域网和公安重点管控人群管理平台，其中，所述前置摄像头设置在商品售卖机本体的侧壁顶端，所述前置摄像头与人脸识别单元电性连接，所述前置摄像头用于获取用户的图像信息，所述人体检测探头与主控系统电性连接，所述人体检测探头用于检测是否有用户在使用商品售卖机，所述人脸识别单元与主控系统电性连接，所述人脸识别单元用于根据用户面部特征进行身份识别并将识别信息发送给主控系统，所述主控系统包括主控单元、电磁锁、照明设备、门窗传感器、报警模块、片内存储模块和以太网接口，所述电磁锁与主控单元电性连接，所述电磁锁用于商品售卖机本体的柜门的开关控制，所述照明设备与主控单元电性连接，所述照明设备用于经人体检测探头检测到用户后进行照明，所述门窗传感器与主控单元电性连接，所述门窗传感器用于感应柜门是否损坏，所述报警模块与主控单元电性连接，所述报警模块用于当门窗传感器检测到柜门损坏后进行报警，所述片内存储模块用于储存通过人脸识别单元传输的人脸信息，所述以太网接口通过以太网线与以太网模块电性连接，所述以太网模块通过局域网与公安重点管控人群管理平台通信连接，当经人体检测探头检测到用户信息为重点管控人群后将信息传输给主控系统，后者通过以太网模块、局域网向公安重点管控人群管理平台发出报警。

作为本发明的一种优选技术方案，所述人体检测探头采用hc-sr501热红外人体传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述人脸识别单元是由人脸建模模块、特征提取模块、特征比对模块、人脸数据库和储存模块组成，所述人脸建模模块与前置摄像头连接，所述人脸建模模块通过特征提取模块与特征比对模块连接，所述人脸数据库和储存模块分别与特征比对模块连接，所述人脸建模模块接收来自前置摄像头获取的图像信息后对用户人脸进行识别建模，所述特征提取模块用于对人脸建模模块所建的人脸识别模型进行面部特征提取，所述特征比对模块用于将提取的人脸面部特征与人脸数据库内的人脸数据进行比对、识别，获取的人脸数据信息经储存模块储存后传输给主控单元。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主控单元采用at91sam7x256微控制器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述报警模块采用杭亚ys-800多功能报警器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述以太网模块采用dm9000以太网控制器。

一种具有脸部识别认证功能的商品售卖机的工作方法，包括以下步骤：

s1、通过人体检测探头实时检测商品售卖机本体前端是否有用户存在，当检测到用户时向主控系统的主控单元发送指令信息；

s2、主控单元接收到人体检测探头传输的指令信息后控制照明设备开启，并控制前置摄像头开始获取用户的图像信息；

s3、通过人脸识别单元对经前置摄像头获取的用户图像信息进行人脸识别建模、面部特征提取、特征识别及操作信息和人脸信息储存，当人脸识别认证通过，确认为管理员时，通过主控单元控制电磁锁使柜门呈开启状态，当人脸识别认证未通过时，则控制电磁锁使柜门保持关闭状态，通过储存模块将生成的柜门开关记录、柜门打开失败记录以及检测到的人脸信息进行储存，当人脸识别认证后的用户信息为人脸数据库内公安重点管控人群后，将该用户人脸信息传输给主控单元；

s4、主控单元接收到来自人脸识别单元识别为公安重点管控用户信息后，通过以太网模块、局域网向公安重点管控人群管理平台通信并发出报警指令。

作为本发明的一种优选技术方案，所述s3中，当通过门窗传感器检测检测到柜门遭受非法损坏时，通过门窗传感器将柜门损坏信息传输给主控单元，通过主控单元控制报警模块发出报警。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种具有脸部识别认证功能的商品售卖机及其工作方法，具备以下有益效果：

1、该具有脸部识别认证功能的商品售卖机及其工作方法，通过前置摄像头、人脸识别单元和主控系统的配合设置，能够对管理员进行人脸识别，从而通过控制电磁锁的动作达到控制柜门开关的目的，有效防止非管理人员打开柜门，提高了商品售卖机的使用安全性；

2、该具有脸部识别认证功能的商品售卖机及其工作方法，通过人脸识别单元、主控系统、以太网模块、局域网和公安重点管控人群管理平台的组合设置，能够对公安重点管控人群进行人脸识别并及时向管理平台发出报警，有效辅助公安人员对嫌疑犯、逃犯等重点管控人群进行监控和抓捕，使商品售卖机具备良好的社会效益；

3、该具有脸部识别认证功能的商品售卖机及其工作方法，通过门窗传感器和报警模块的设置，能够在商品售卖机的柜门遭受非法损坏时进行报警，进一步提高了商品售卖机的使用安全性；

4、该具有脸部识别认证功能的商品售卖机及其工作方法，通过人体检测探头的设置，能够提前感应商品售卖机前是否存在用户，再通过主控系统、摄像头和人体检测探头的联动达到人脸识别的目的，可有效节约电能能源，满足设备节能要求。

附图说明

图1为本发明的系统原理图；

图2为本发明中人脸识别单元的结构框图；

图3为本发明中主控系统的系统原理图；

图4为本发明中商品售卖机本体的结构示意图。

图中：1、商品售卖机本体；2、前置摄像头；3、人体检测探头；4、人脸识别单元；401、人脸建模模块；402、特征提取模块；403、特征比对模块；404、人脸数据库；405、储存模块；5、主控系统；501、主控单元；502、电磁锁；503、照明设备；504、门窗传感器；505、报警模块；506、片内存储模块；507、以太网接口；6、以太网模块；7、局域网；8、公安重点管控人群管理平台；9、柜门。

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。

实施例

请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：一种具有脸部识别认证功能的商品售卖机，包括商品售卖机本体1、前置摄像头2、人体检测探头3、人脸识别单元4、主控系统5、以太网模块6、局域网7和公安重点管控人群管理平台8，其中，前置摄像头2设置在商品售卖机本体1的侧壁顶端，前置摄像头2与人脸识别单元4电性连接，前置摄像头2用于获取用户的图像信息，人体检测探头3与主控系统5电性连接，人体检测探头3用于检测是否有用户在使用商品售卖机，人脸识别单元4与主控系统5电性连接，人脸识别单元4用于根据用户面部特征进行身份识别并将识别信息发送给主控系统5，主控系统5包括主控单元501、电磁锁502、照明设备503、门窗传感器504、报警模块505、片内存储模块506和以太网接口507，电磁锁502与主控单元501电性连接，电磁锁502用于商品售卖机本体1的柜门9的开关控制，照明设备503与主控单元501电性连接，照明设备503用于经人体检测探头3检测到用户后进行照明，门窗传感器504与主控单元501电性连接，门窗传感器504用于感应柜门9是否损坏，报警模块505与主控单元501电性连接，报警模块505用于当门窗传感器504检测到柜门9损坏后进行报警，片内存储模块506用于储存通过人脸识别单元4传输的人脸信息，以太网接口507通过以太网线与以太网模块6电性连接，以太网模块6通过局域网7与公安重点管控人群管理平台8通信连接，当经人体检测探头3检测到用户信息为重点管控人群后将信息传输给主控系统5，后者通过以太网模块6、局域网7向公安重点管控人群管理平台8发出报警。

本实施方案中，人体检测探头3设置在商品售卖机本体1的投币机构的上方位置，便于对人体进行检测，照明设备503采用led补光灯，有效增强夜视效果，能够提高前置摄像头2对用户的图像信息获取效果，报警模块505设置在售卖机本体1的顶部，保证声光报警效果，本发明中，门窗传感器504安装于柜门9与商品售卖机本体1的闭合连接端之间，门窗传感器504可采用小米门窗传感器，通过柜门9的开合，触发传感器中的磁敏元件发出开或关信号，触动小米智能网关的报警功能，并将报警信号发送给主控单元501，安装时，柜门9与商品售卖机本体1的闭合连接端之间的间隙需小于12mm。

具体的，人体检测探头3采用hc-sr501热红外人体传感器。

本实施例中，hc-sr501热红外人体传感器是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口lhi778探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备。

具体的，人脸识别单元4是由人脸建模模块401、特征提取模块402、特征比对模块403、人脸数据库404和储存模块405组成，人脸建模模块401与前置摄像头2连接，人脸建模模块401通过特征提取模块402与特征比对模块403连接，人脸数据库404和储存模块405分别与特征比对模块403连接，人脸建模模块401接收来自前置摄像头2获取的图像信息后对用户人脸进行识别建模，特征提取模块402用于对人脸建模模块401所建的人脸识别模型进行面部特征提取，特征比对模块403用于将提取的人脸面部特征与人脸数据库404内的人脸数据进行比对、识别，获取的人脸数据信息经储存模块405储存后传输给主控单元501。

本实施例中，人脸建模模块401、特征提取模块402、特征比对模块403、人脸数据库404和储存模块405能够获取的用户图像信息并进行人脸识别建模、面部特征提取、特征识别和人脸信息储存，有效防止非管理人员打开柜门9，提高了商品售卖机的使用安全性，通过与主控系统5、以太网模块6、局域网7和公安重点管控人群管理平台8的配合设置，能够对公安重点管控人群进行人脸识别并及时向管理平台发出报警，有效辅助公安人员对嫌疑犯、逃犯等重点管控人群进行监控和抓捕，使商品售卖机具备良好的社会效益。

具体的，主控单元501采用at91sam7x256微控制器。

本实施例中，at91sam7x256微控制器具备一个10位模数转换器(adc)、两个串行外围接口(spi)、同步串行接口(ssc)、双线接口(twi)、三个通用异步收发器(uart)、一个8级(8-level)优先中断控制器和众多的监管功能，拥有32kb(或64kb)的静态存储器和128kb(或256kb)的25ns闪存，这种闪存支持实时控制系统所需的可确定性处理能力。

具体的，报警模块505采用杭亚ys-800多功能报警器。

本实施例中，杭亚ys-800多功能报警器的报警主机不设任何按钮，通过红外遥控器选择功能，调节音量；音调，操作便捷、安全，无需攀爬进行更改，更避免无关人员随意更改设置，采用ip65防护等级，可有效的阻止灰尘进入，防尘效果好。

具体的，以太网模块6采用dm9000以太网控制器。

本实施例中，dm9000是一款完全集成的和符合成本效益的，单芯片快速以太网mac控制器。它有一个一般处理接口，一个10/100m自适应的phy和4kdword值的sram。它的目的是在低功耗和高性能进程的3.3v与5v的支持宽容，dm9000还提供了介质无关的接口，来连接所有提供支持介质无关接口功能的家用电话线网络设备或其他收发器，该dm9000支持8位，16位和32-位接口访问内部存储器，以支持不同的处理器；用户可以容易的移植任何系统下的端口驱动程序。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种具有脸部识别认证功能的商品售卖机的工作方法：包括以下步骤：

s1、通过人体检测探头3实时检测商品售卖机本体1前端是否有用户存在，当检测到用户时向主控系统5的主控单元501发送指令信息；

s2、主控单元501接收到人体检测探头3传输的指令信息后控制照明设备503开启，并控制前置摄像头2开始获取用户的图像信息；

s3、通过人脸识别单元4对经前置摄像头2获取的用户图像信息进行人脸识别建模、面部特征提取、特征识别及操作信息和人脸信息储存，当人脸识别认证通过，确认为管理员时，通过主控单元501控制电磁锁502使柜门9呈开启状态，当人脸识别认证未通过时，则控制电磁锁502使柜门9保持关闭状态，通过储存模块405将生成的柜门开关记录、柜门打开失败记录以及检测到的人脸信息进行储存，当人脸识别认证后的用户信息为人脸数据库404内公安重点管控人群后，将该用户人脸信息传输给主控单元501；

s4、主控单元501接收到来自人脸识别单元4识别为公安重点管控用户信息后，通过以太网模块6、局域网7向公安重点管控人群管理平台8通信并发出报警指令。

具体的，s3中，当通过门窗传感器504检测检测到柜门9遭受非法损坏时，通过门窗传感器504将柜门9损坏信息传输给主控单元501，通过主控单元501控制报警模块505发出报警。

本实施例中，门窗传感器504和报警模块505的配合设置，能够在商品售卖机的柜门9遭受非法损坏时进行报警，进一步提高了商品售卖机的使用安全性。

本发明的工作原理及使用流程：首先通过人体检测探头3实时检测商品售卖机本体1前端是否有用户存在，当检测到用户时向主控系统5的主控单元501发送指令信息，当主控单元501接收到人体检测探头3传输的指令信息后控制照明设备503开启，并控制前置摄像头2开始获取用户的图像信息，继而通过人脸识别单元4对经前置摄像头2获取的用户图像信息进行人脸识别建模、面部特征提取、特征识别及操作信息和人脸信息储存，当人脸识别认证通过，确认为管理员时，通过主控单元501控制电磁锁502使柜门9呈开启状态，当人脸识别认证未通过时，则控制电磁锁502使柜门9保持关闭状态，通过储存模块405将生成的柜门开关记录、柜门打开失败记录以及检测到的人脸信息进行储存，当人脸识别认证后的用户信息为人脸数据库404内公安重点管控人群后，将该用户人脸信息传输给主控单元501，最后，主控单元501接收到来自人脸识别单元4识别为公安重点管控用户信息后，通过以太网模块6、局域网7向公安重点管控人群管理平台8通信并发出报警指令，在当通过门窗传感器504检测检测到柜门9遭受非法损坏时，通过门窗传感器504将柜门9损坏信息传输给主控单元501，通过主控单元501控制报警模块505发出报警。

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。