王晨 河北對外經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院

一、高校學(xué)生公寓管理系統(tǒng)中存在的普遍問題

目前，很多高校學(xué)生公寓管理系統(tǒng)使用“校園一卡通”驗(yàn)證身份，這就帶來了很多問題。第一，學(xué)生一定要隨時(shí)隨地?cái)y帶一卡通，然而學(xué)生會(huì)因?yàn)橐恍┰驘o法攜帶，這就給學(xué)生帶來了不便；第二，無法避免有人偽造卡片或者借用其他人卡片“蒙混過關(guān)”的行為，給公寓管理造成隱患；第三補(bǔ)辦卡片步驟繁瑣，辦卡效率低下，受到服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的制約因素很大。

二、人臉識(shí)別技術(shù)的內(nèi)涵

人臉識(shí)別屬于生物特征識(shí)別的范疇。過程共有五個(gè)基本步驟，先由人臉采集單元對圖像進(jìn)行采集，然后搜索該圖像，確定有無人臉包含其中，如果人臉包含其中，就應(yīng)用設(shè)定好的規(guī)則設(shè)法獲取臉部特征，然后把獲取到的特征對比數(shù)據(jù)庫中存在的臉部特征，確認(rèn)該特征是不是屬于數(shù)據(jù)庫中的成員的特征，并確認(rèn)是哪位成員的。本文所提出的學(xué)生公寓門禁系統(tǒng)，對傳統(tǒng)的基于閘機(jī)通道的管理系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，整合了人臉識(shí)別技術(shù)，也集成了射頻卡識(shí)別技術(shù)和WIFI探針技術(shù)。將面部特征、校園卡和設(shè)備識(shí)別整合到一起，這樣做能夠提升閘機(jī)系統(tǒng)的安全性，而且通過整合校園卡信息與手機(jī)MAC地址信息，將搜索范圍進(jìn)行了有效的縮小，這就能夠極大地提升搜索速度。通過和消防警報(bào)系統(tǒng)的連接，一旦發(fā)生火災(zāi)等安全事故，宿舍閘機(jī)將會(huì)開放，使人員快速撤離。

三、基于人臉識(shí)別的學(xué)生宿舍門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）總體設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的學(xué)生宿舍門禁系統(tǒng)在軟件架構(gòu)方面應(yīng)用了目前使用較多的三層架構(gòu)。采用C/S結(jié)構(gòu)，在管理客戶端實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯和模型訓(xùn)練。1.表現(xiàn)層。表現(xiàn)層顯示用戶操作界面。管理員能夠在表現(xiàn)層查看系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、查詢數(shù)據(jù)以及參數(shù)設(shè)定等。2.業(yè)務(wù)邏輯層。在本層，最基礎(chǔ)的存儲(chǔ)邏輯被組合后，生成業(yè)務(wù)邏輯規(guī)則，根據(jù)實(shí)際需要，系統(tǒng)的各項(xiàng)功能在此實(shí)現(xiàn)。該層為系統(tǒng)的核心，實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證算法。3.數(shù)據(jù)訪問層。該層與數(shù)據(jù)庫連接，數(shù)據(jù)查詢和任務(wù)編輯均在本層實(shí)現(xiàn)。

（二）系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由三部分構(gòu)成，分別為服務(wù)器、管理客戶端、手機(jī)客戶端。使用的設(shè)備有通道閘機(jī)、讀卡器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、工控機(jī)、應(yīng)急開關(guān)等。1.服務(wù)器。所有用戶的數(shù)據(jù)都由服務(wù)器管理和提供存儲(chǔ)，服務(wù)器還可以驗(yàn)證管理員的身份，把手機(jī)端上傳來的用戶數(shù)據(jù)信息收集起來，把這些信息傳給客戶端，并能夠?qū)蛻舳说臄?shù)據(jù)進(jìn)行更新，也能夠收集來自客戶端的用戶通行記錄，以備具有高權(quán)限的管理員查閱。2.管理客戶端。管理客戶端的控制平臺(tái)采用性能強(qiáng)大的工控機(jī)，該設(shè)備具有優(yōu)秀的存儲(chǔ)功能和運(yùn)算能力，本地?cái)?shù)據(jù)庫采用MySQL。在客戶端顯示用戶操作界面，隨時(shí)監(jiān)控人員出入。宿管員能夠在操作界面里選擇查詢所在宿舍的歷史出入記錄和學(xué)生信息。在客戶端，由讀卡器負(fù)責(zé)抓取學(xué)生校園卡的信息，由監(jiān)控?cái)z像頭抓取通過人員的臉部信息，由WIFI探針抓取與閘機(jī)臨近的手機(jī)中的MAC地址信息，將這些信息按規(guī)則整合后，用于驗(yàn)證通過的人員的身份，進(jìn)而判斷是不是需要開啟閘機(jī)讓人員通過，本系統(tǒng)就是靠這種方式管理控制人員出入宿舍。人臉識(shí)別模塊同樣位于客戶端，主要完成面部圖像的導(dǎo)入、特征查找、面部信息庫分類編碼和人臉特征識(shí)別的實(shí)現(xiàn)。客戶端還定期將通過閘機(jī)的用戶信息和通過信息上傳至服務(wù)器，并且可以下載來自服務(wù)器的本棟樓人員信息。3.手機(jī)客戶端。發(fā)送通知信息以及接收用戶的信息是在手機(jī)客戶端完成的。使用微信公眾平臺(tái)開發(fā)本系統(tǒng)，當(dāng)用戶掃描二維碼或者關(guān)注微信公眾號之后，便可以將自己的照片、學(xué)號信息、所在宿舍樓信息以及手機(jī)的MAC地址信息上傳至服務(wù)器，由服務(wù)器按一定的規(guī)則將這些信息整合后，發(fā)送給相應(yīng)的宿舍樓客戶端，用來驗(yàn)證用戶出入宿舍樓。除此之外，宿管員可以使用手機(jī)客戶端給用戶發(fā)送有用的通知，例如水電維修通知、衛(wèi)生檢查通知、訪客到來通知、失物招領(lǐng)通知以及晚歸提醒通知等等。

（三）軟件開發(fā)平臺(tái)搭建

采用MVC模式對軟件進(jìn)行設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)界面顯示與數(shù)據(jù)庫操作的分開，數(shù)據(jù)庫與界面顯示的變化通過控制器來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用VS+QT+MYSQL作為本系統(tǒng)的客戶端管理軟件設(shè)計(jì)工具，開發(fā)平臺(tái)為Qt4.8.0，通過MYSQL來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的開發(fā)和管理。

本文的客戶端管理軟件設(shè)計(jì)工具采用VS+QT+MYSQL，在Visual Studio2010下搭建Qt4.8.0作為開發(fā)平臺(tái)，數(shù)據(jù)庫開發(fā)和管理通過MySQL來實(shí)現(xiàn)。

（四）身份認(rèn)證方式

身份認(rèn)證方式是本系統(tǒng)的重要組成部分，本系統(tǒng)要求監(jiān)控系統(tǒng)中拍到的頭像要和證件一致。證件包括校園一卡通和身份證兩種，任何一種都可以證明身份。身份證通過綁定手機(jī)MAC地址來實(shí)現(xiàn)認(rèn)證，一卡通則可以通過讀卡器識(shí)別。采用這種方式，主要有以下三種原因：

第一，多種認(rèn)證方式保證了系統(tǒng)的安全性。第二，通過綁定人臉圖像和手機(jī)MAC地址可以在一定程度上縮小搜索范圍，提高搜索效率。第三，多種認(rèn)證方式可以保證在有特殊情況無法認(rèn)證的時(shí)候，保證通過其他的方式進(jìn)行認(rèn)證，這就提高了認(rèn)證的效率。

結(jié)束語：對我院大多數(shù)同學(xué)而言，大多數(shù)時(shí)間是在學(xué)生宿舍中度過的。作為我院重要的基礎(chǔ)設(shè)施，學(xué)生宿舍的安全就顯得十分重要。本文所提出的高校學(xué)生公寓門禁系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了多重身份認(rèn)證，既確保了宿舍的安全，又保證了管理的效率。可以為學(xué)校管理者提供參考。