基于移动设备的高安全开放式实验室门禁管理系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于移动设备的高安全开放式实验室门禁管理系统及方法，包括安装有微信客户端的移动设备、云服务器端以及实验室里的本地控制器，所述云服务器端包括远程身份验证模块，所述本地控制器包括本地身份验证模块；所述移动设备通过扫描实验室门锁的二维码，将开门指令发送至云服务器端；所述云服务器端进行信息匹配，然后将开门指令发送至本地控制器；所述本地控制器执行开门指令并开启实验室门，或者直接扫描用户的IC卡信息并验证开门。本发明解决了以往教学实验室网上预约系统的预约成功率不高的问题，也解决了图像或指纹开锁需要事先录入所有使用者信息等不适用于人员基数大、流动性高的教学实验室的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及实验室开放管理技术领域，尤其涉及一种基于移动设备的高安全开放式实验室门禁管理系统及方法。

背景技术

开放式实验室是指在保证基本教学与科研正常进行的前提下，实验室面向全校广大师生乃至全社会开放。师生或科研人员当需要使用开放式实验室时，可通过授权申请并在获取权限的情况下，则可以进入实验室开展科学实验。通过开放实验室的形式，可以实现仪器、设备、资源的充分共享，建设开放式实验室已成为整合资源，实现素质教育和科研创新的重要举措。实验室的开放同样也面临着一些问题。首先，实验室面向师生以及科研人员，每个实验室将有大量流动人口，开放式实验室需要解决实验室出入人员登记记录问题；其次，实验室存在众多实验设备，开放式实验室对其安全性要求更高。因此，开放式实验室需要配备高安全的门禁系统。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于移动设备的高安全开放式实验室门禁管理系统及方法，可为实验室安全使用提供多重保证，并适用多种实验室环境。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于移动设备的高安全开放式实验室门禁管理系统，包括安装有微信客户端的移动设备、云服务器端以及实验室里的本地控制器，所述移动设备、本地控制器均与所述云服务器端连接，所述云服务器端包括远程身份验证模块，所述本地控制器包括本地身份验证模块；其中

所述移动设备用于通过微信客户端的小程序发起开启实验室门的指令，且预先注册个人信息并保存至所述云服务器端；

所述云服务器端的远程身份验证模块用于保存用户的注册信息以及实验室的位置信息和门户信息，并接收移动设备发送的开门指令，然后将开门指令发送至本地控制器；

所述本地控制器的本地身份验证模块用于：执行移动设备发送的开门指令并开启实验室门，或者直接扫描用户的IC卡信息并验证开门。

进一步地，所述移动设备通过WiFi或蓝牙或移动网络与所述云服务器端连接，所述本地控制器通过路由器网关与所述云服务器端连接。

进一步地，所述远程身份验证模块需对注册信息进行预验证，具体为：当实验室使用者进行系统注册时，其个人信息来源为学生管理部门，若实验室使用人员信息不在学生管理部门提供的数据库中，则判断其身份为非法用户，不予处理。

进一步地，所述本地身份验证模块包括实验室门锁二维码，所述实验室门锁二维码来源于实验室本地网关芯片中的物理地址；所述物理地址包括有实验室的经纬度信息，确保了实验室门锁二维码的唯一性。

本发明另一目的是提供一种基于移动设备的高安全开放式实验室门禁管理方法，包括下述步骤：

S1、实验室使用人员利用移动设备，通过微信客户端选择小程序的开锁功能，点击小程序中的开锁命令，输入用户密码，进入扫码界面；

S2、扫描门锁的二维码，然后小程序把个人信息和移动设备的经纬度发送到微信客户端后台，转发到云服务器端；

S3、云服务器端通过已经注册的用户信息，验证实验室使用人员的身份和移动设备所在位置是否与实验室经纬度一致；

S4、若实验室使用人员属于已注册用户且所在位置与实验室位置一致，则将该使用者的学号信息和发到门锁所在的网关；若是未注册信息或者位置信息不一致，则不予处理；

S5、实验室的本地控制器读取实验室使用人员信息，通过本地网关进行实验室使用人员的信息验证，若匹配验证成果，则开启实验室门锁。

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：

(1)基于人脸识别、指纹识别技术的门禁系统，需要提前录入实验室使用者信息，同时系统存储的实验室使用者的信息数量受到限制，不能满足开放式实验室使用人员基数大、流动性高的要求；本发明则通过云服务器存储大量已注册使用者信息，并经由后期完善的验证方法，在确保开放实验室安全的基础上，解决了人员基数大、流动性高的要求；

(2)因预约信息零散、管理员处理不及时等原因，现有的实验室网上预约管理系统存在预约成功率不高，同时大型仪器/专人管理预约系统，不适用于既有教学任务、又有管理任务的普通实验教学人员；本发明设计奉行友好高效简洁的设计理念，通过实验室使用人员信息的预存储，自助式申请模式，简化了实验室使用申请流程，提高了实验室申请批复效率。

附图说明

图1为本发明基于移动设备的高安全开放式实验室门禁管理系统的结构示意图；

图2为本发明基于移动设备的高安全开放式实验室门禁管理系统的远程身份验证模块功能图；

图3为本发明基于移动设备的高安全开放式实验室门禁管理系统的本地身份验证模块功能图；

图4为本发明基于移动设备的高安全开放式实验室门禁管理方法的验证时序图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例

如图1所示，本发明提供一种基于移动设备的高安全开放式实验室门禁管理系统，包括安装有微信客户端的移动设备、云服务器端以及实验室里的本地控制器，所述移动设备、本地控制器均与所述云服务器端连接，所述云服务器端包括远程身份验证模块，所述本地控制器包括本地身份验证模块。移动设备可描述为移动手持设备，包括智能手机和平板电脑等可安装微信客户端的智能移动手持设备。

如图2所示，本实施例所述的基于移动手持设备的高安全开放式实验室门禁管理系统，包括有远程身份验证模块和本地身份验证模块两部分，其中，所述远程身份验证模块用于在移动手持设备上完成实验室使用人员身份的远程验证，包括注册信息的预验证，用户密码的验证方法，实验室经纬度和远程获取的注册学号在云服务器端的预处理；所述本地身份验证模块用于实验室本地设备对实验室使用人员的身份验证，包括实验室门锁二维码验证，本地网关信息匹配验证。

注册信息的预验证是确保实验室安全的重要措施之一，开放式实验室需要高安全的保证。实验室使用者进行系统注册时，其个人信息来源只能是学生管理部门，若实验室使用人员信息来自其他来源，则判断其身份为非法身份。此过程确保了实验室使用者的信息来源的安全。

严谨的用户密码验证方式，确保开放式实验室的安全。实验室使用人员先通过移动手持设备的微信密码登录微信，选择微信小程序，点击开锁功能后需使用本系统用户密码进行登录，此后才能进行后续操作。此过程完成了实验室使用者所使用的移动手持设备的确认。

通过实验室经纬度确定实验室，通过读取拥有实验室使用权限的使用者信息与远程获取的注册学号信息核对，完成预处理，增强实验室门禁系统的可靠性。

如图3所示，远程身份验证模块和本地身份验证模块相结合，大大提高了开放式实验室的安全系数。所述本地身份验证模块包括本地网关模块，以及本地实验室控制模块，实现了实验室门锁二维码验证和本地网关信息匹配验证。其中，所述本地网关模块主要ZigBee协调器和路由模块集合而成，ZigBee模块采用芯片CC2530-F256，路由模块采用芯片AR9331；本地实验室控制模块，由ZigBee节点、读卡器以及门禁控制器组成。

如图4所示，整个实验室门禁管理系统具体工作流程如下：

1)实验室使用人员利用移动手持设备，通过微信选择小程序的开锁功能，点击小程序中的开锁命令，输入用户密码，进入扫码界面；

2)扫描门锁的二维码，然后再把个人信息和移动手持设备的经纬度发送到微信后台，转发到云服务器端；

3)通过已经注册的用户信息，验证实验室使用人员身份和移动手持设备所在位置是否与实验室经纬度一致；

4)若实验室使用人员属于已注册用户且所在位置与实验室位置一致，则将该使用者的学号信息和发到门锁所在的网关，若是未注册信息或者位置信息不一致，则不予处理；

5)实验室本地控制端读取实验室使用人员信息，通过本地网关进行实验室使用人员学号等信息验证，若匹配验证成果，则开启实验室门锁。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种等效的变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。