虹膜識(shí)別技術(shù)在智慧校園中的應(yīng)用

周靖雄 陳梅

摘 要：運(yùn)用虹膜識(shí)別技術(shù)填補(bǔ)智慧校園中的空缺，從而解決：考勤、節(jié)能、支付、進(jìn)出等各方面問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：虹膜識(shí)別技術(shù)；智慧校園；支付；考勤

1 引言

智慧校園是一個(gè)新世紀(jì)名詞，目前而言智慧校園只能在小部分程度上進(jìn)行智慧處理。但是在考勤、校園支付、宿舍與實(shí)驗(yàn)室的節(jié)能等方面都沒(méi)有達(dá)到智慧的程度。我們可以使用虹膜技術(shù)識(shí)別技術(shù)將將這些問(wèn)題進(jìn)項(xiàng)相應(yīng)的解決功能。虹膜技術(shù)在信息安全、教育考試、司法安檢、銀行金融、門(mén)禁考勤發(fā)揮著不可替代的作用。

2 虹膜技術(shù)概論與優(yōu)點(diǎn)

人眼睛的外觀圖由鞏膜、虹膜、瞳孔三部分構(gòu)成。外觀上看，由許多腺窩、皺褶、色素斑等構(gòu)成（圖 1眼睛構(gòu)造），是人體中最獨(dú)特的結(jié)構(gòu)之一。在包括指紋在內(nèi)的所有生物識(shí)別技術(shù)中，虹膜識(shí)別是當(dāng)前應(yīng)用最為方便和精確的一種。[1]

虹膜識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)：

（1）便于用戶(hù)使用；

（2）可能會(huì)是最可靠的生物識(shí)別技術(shù)；

（3）不需物理的接觸；

（4）可靠性高。

3 虹膜技術(shù)系統(tǒng)

虹膜識(shí)別系統(tǒng)主要由掃描眼睛、提取虹膜、進(jìn)行預(yù)處理、與虹膜數(shù)據(jù)庫(kù)檢測(cè)、反饋是否成功，共五個(gè)部分組成

掃描眼睛即確定合適的位置，獲取最清晰的虹膜圖像。虹膜圖像的預(yù)處理主要包括虹膜定位、歸一化處理以及虹膜信息增強(qiáng)等[2]。特征提取主要是使用相關(guān)算法提取虹膜的紋理信息，制作成虹膜特征模板，作為身份驗(yàn)證的模板。特征匹配是對(duì)兩個(gè)虹膜的特征進(jìn)行比較，計(jì)算其相似程度，最終確定識(shí)別的結(jié)果[3]。

4 虹膜識(shí)別在校園中的應(yīng)用

在智慧校園——虹膜技術(shù)是指應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析等信息技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理和分析，從而使得學(xué)生可以較為方便的在校園中活動(dòng)，提高學(xué)生的校園幸福指數(shù)。

4.1基于虹膜技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)

虹膜識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)的終端設(shè)備有電控鎖、備用電源、網(wǎng)絡(luò)等組成部件，中間處理設(shè)備由采集器、處理器等部件組成；內(nèi)部處理有存儲(chǔ)虹膜模型的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

虹膜識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)是收先使用采集器對(duì)于個(gè)人紅虹膜模型進(jìn)行采集，通過(guò)處理器進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)分析；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫耍ㄟ^(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)語(yǔ)句進(jìn)行相關(guān)匹配。若匹配成功則通過(guò)門(mén)禁系統(tǒng)，并且反饋到大屏幕。門(mén)禁系統(tǒng)可運(yùn)用在宿舍的進(jìn)出、圖書(shū)館的進(jìn)出、主要實(shí)驗(yàn)室進(jìn)出等。防范其他非相關(guān)者的進(jìn)出，單門(mén)雙向認(rèn)證的應(yīng)用就是典型的門(mén)禁系統(tǒng)的應(yīng)用。

4.2基于虹膜技術(shù)的考勤系統(tǒng)

如今在校園中主要利用刷卡、人工登記的形式進(jìn)行人員信息的記錄，有著結(jié)果不準(zhǔn)確與操作不方便的缺點(diǎn)。我們可以在門(mén)禁系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，延展數(shù)據(jù)庫(kù)與其他數(shù)據(jù)庫(kù)之間的聯(lián)系，在進(jìn)出的時(shí)候進(jìn)行打卡操作。在進(jìn)出門(mén)的時(shí)，對(duì)出入的人進(jìn)行虹膜采集以及登記。對(duì)于是否簽到成功會(huì)在相關(guān)平臺(tái)上進(jìn)行反饋。

對(duì)于學(xué)生的考勤，教師可以通過(guò)相關(guān)系統(tǒng)對(duì)學(xué)生考勤進(jìn)行設(shè)定分值以及遲到早退的應(yīng)扣分值。若出現(xiàn)遲到、早退現(xiàn)象學(xué)生可以通過(guò)相關(guān)平臺(tái)考到遲到（早退）的提示以及最后的考勤剩余分值。

對(duì)于教師的考勤，相關(guān)部門(mén)與教師可以在相關(guān)平臺(tái)上看到遲到（早退）次數(shù)，以便于最后的統(tǒng)計(jì)。

4.3基于虹膜技術(shù)的節(jié)能系統(tǒng)。

在校園中，最常用的是手動(dòng)式開(kāi)關(guān)。但是在大多數(shù)的時(shí)候會(huì)忘記關(guān)電燈、風(fēng)扇等設(shè)施就關(guān)門(mén)離開(kāi)，造成了能源浪費(fèi)。通過(guò)虹膜技術(shù)可以改善這一現(xiàn)象，通過(guò)改進(jìn)宿舍門(mén)禁系統(tǒng)是最直接的一種方法。

當(dāng)學(xué)生進(jìn)行宿舍門(mén)禁的識(shí)別的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)連接到相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配宿舍號(hào)，若匹配成功，則通過(guò)內(nèi)部處理機(jī)進(jìn)行宿舍電源的打開(kāi)（預(yù)計(jì)耗時(shí)：30s）。若宿舍中某個(gè)學(xué)生離開(kāi)宿舍樓，那么將會(huì)通過(guò)相關(guān)操作在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行標(biāo)記。當(dāng)宿舍的全部人離開(kāi)宿舍樓的時(shí)候，將過(guò)通過(guò)內(nèi)部處理機(jī)進(jìn)行宿舍的斷電處理，并且會(huì)自動(dòng)加鎖，以確保宿舍的安全性與節(jié)能性。

在實(shí)驗(yàn)室可是如此。當(dāng)有人進(jìn)入實(shí)驗(yàn)樓，就會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)數(shù)據(jù)匹配。若有人屬于多間實(shí)驗(yàn)室，在進(jìn)行門(mén)禁系統(tǒng)的時(shí)候會(huì)提供選擇進(jìn)入哪個(gè)實(shí)驗(yàn)室[4]。選擇完成后，與宿舍節(jié)能系統(tǒng)的操作一致。

4.4基于虹膜技術(shù)的校園支付

在大潤(rùn)發(fā)中已經(jīng)采用自主結(jié)賬機(jī)，在結(jié)賬的時(shí)候可以有多種選擇，并且降低了排隊(duì)人工掃碼結(jié)賬的時(shí)間。但是在校園中常用的支付手段是：手機(jī)掃碼、校園卡。通過(guò)虹膜技術(shù)使支付手段結(jié)合起來(lái)，是學(xué)生可以自助進(jìn)行支付。學(xué)生只需在校園個(gè)人金融平臺(tái)上進(jìn)行充值，就可以使用無(wú)手機(jī)、無(wú)校園卡就可以走遍學(xué)校。

在校園超市中，可以使用無(wú)人結(jié)賬機(jī)進(jìn)行結(jié)賬。在最后的支付環(huán)節(jié)可以使用紅膜識(shí)別技術(shù)所支持的虹膜支付，對(duì)個(gè)人的信息進(jìn)行匹配，最終于個(gè)人金融平臺(tái)進(jìn)行相連接，在該平臺(tái)上進(jìn)行扣款。

在校園餐廳中，學(xué)生可以選擇兩種付款方式：校園卡或者是虹膜掃描支付。

學(xué)生打餐食進(jìn)行通過(guò)食物掃描區(qū)進(jìn)行菜品估價(jià)，最終在支付區(qū)進(jìn)行支付。在餐廳的虹膜支付與超市中的支付方式是一致的。

5 虹膜技術(shù)的挑戰(zhàn)

將虹膜識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到校園中，必定會(huì)給智慧校園帶來(lái)巨大的變革與發(fā)展。但是也將面臨一些問(wèn)題，如：①設(shè)備較貴：對(duì)于最基本的掃描設(shè)備售價(jià)大致在1萬(wàn)-3萬(wàn)之間。②模型數(shù)據(jù)的更新問(wèn)題：對(duì)于生物體而言在每一個(gè)時(shí)刻都是在變化的，同時(shí)在大一的時(shí)候收集到的模型數(shù)據(jù)與大四的模型數(shù)據(jù)在一定程度上就是有著偏差，雖說(shuō)在整體而言都是無(wú)變化的，但是在掃描的時(shí)候有時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差。③識(shí)別、檢驗(yàn)算法的精準(zhǔn)度：在進(jìn)行掃描匹配的時(shí)候光照、眨眼睛等都會(huì)影響收集結(jié)果。若出現(xiàn)兩個(gè)相似的虹膜模型，最后只能進(jìn)行人工操作。④傳輸與處理問(wèn)題：雖說(shuō)目前云計(jì)算、大數(shù)據(jù)可以使得計(jì)算能力有著質(zhì)的飛躍。但是對(duì)于圖像的收集、處理、匹配還是需要龐大的計(jì)算能力。

6 結(jié)語(yǔ)

基于虹膜識(shí)別技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)、校園支付系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、校園節(jié)能系統(tǒng)，這四個(gè)系統(tǒng)在一定程度上可以使學(xué)生的吃、出、住較比以前會(huì)相對(duì)舒適。與此同時(shí)，這四大模塊可以使智慧校園在一定程度上更加的智慧。

*基金項(xiàng)目：本文系山東協(xié)和學(xué)院2016年教學(xué)改革項(xiàng)目——““創(chuàng)客”思維下高等院校校內(nèi)外協(xié)同創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式改革”項(xiàng)目的研究成果（學(xué)生成果），項(xiàng)目編號(hào)：2016xh34

參考文獻(xiàn)

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[5]劉敏，侯顯玲.虹膜識(shí)別在智慧酒店中的應(yīng)用研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)2016.31

（作者單位：山東協(xié)和學(xué)院）