CN107610260A - 一种基于机器视觉的智能考勤***及考勤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于机器视觉的智能考勤***，包括信息采集处理终端、门禁***、远程监控终端及通信模块，所述信息采集处理终端包括控制器、信息存储模块、人员信息采集模块、测点信息采集模块、人机交互模块和电源模块，所述控制器对采集到的人员信息或环境参数信息与信息存储模块内预先存储相应信息进行匹配，并通过通信模块将匹配结果传送至门禁***及远程监控终端。本发明采用机器视觉模块与其他模块相结合的方式，提高了考勤结果的准确性的同时，提高了考勤效率，并且采用与ZigBee组网的无线通信数据传输方式，使其应用场景从固定位置扩展到多个位置，避免了烦琐布线，明显提高了***设备部署的灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及办公设备领域，具体的说，是涉及一种基于机器视觉的智能考勤***及考勤方法。
背景技术
随着信息技术的发展，智能化的考勤***已经成为现代化企业、学校等机构架构的必备设施，用于管理公司员工的上下班考勤记录、学校学生上课、教师出勤等相关情况。但由于企业的业务复杂性，学校特别是大中专学校上课地点分布的不固定。许多员工需要到不同的地理位置进行工作，学生、教师需要到不同上课地点去上课。
******是一整套由硬件和软件相结合的产品，前端为***机，后台为信息管理***。在目前的考勤***中，常见的有指纹机考勤、人脸识别考勤、刷卡考勤等单一、分布式的考勤***，考勤需要被考勤人员逐一进行考勤，并且考勤信息不能即时汇总到一个高效的信息管理***，考勤效率不高，不能对考勤数据做出智能化处理。
而现在大多数企业的这种分布式的考勤***只能通过USB接口记录员工的出勤信息，这种考勤***存在着多种弊端，不仅降低了指纹机部署的灵活度，而且不利于企业及时灵活的管理员工、不利于学校高效的记录学生、教师上课出勤情况。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种基于机器视觉的智能考勤***及考勤方法，本发明采用机器视觉模块与键盘录入考勤、***、人脸考勤、RFID卡考勤、手机APP模块、GPRS模块的一种或多种相结合，提高了考勤结果的准确性的同时，提高了考勤效率，并且采用与ZigBee组网的无线通信数据传输方式，使其应用场景从固定位置扩展到多个位置，避免了烦琐布线，明显提高了***设备部署的灵活性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于机器视觉的智能考勤***，包括信息采集处理终端、门禁***、远程监控终端及通信模块，所述信息采集处理终端包括控制器、信息存储模块、人员信息采集模块、测点信息采集模块、人机交互模块和电源模块，所述控制器分别与所述信息存储模块、人员信息采集模块、测点信息采集模块和人机交互模块连接，所述控制器、信息存储模块、人员信息采集模块、测点信息采集模块和人机交互模块均与电源模块连接，所述人员信息采集模块包括机器视觉模块、指纹采集模块和RFID卡采集模块，所述人机交互模块用于对人员信息的预先录入，所述人员信息采集模块将采集到的人员信息传送给控制器，所述控制器对所采集到的人员信息与信息存储模块内预先存储的人员信息进行匹配，并通过通信模块将匹配结果传送至门禁***及远程监控终端；所述信息采集处理终端、门禁***及远程监控终端构成智能信息节点，所述智能信息节点与通信模块连接构成自组织网络结构，使该***的应用场景从固定位置扩展到多个位置，避免了烦琐布线。
进一步的，所述通信模块包括ZigBee通讯设备，所述ZigBee通讯设备包括协调器节点、路由器节点和终端节点，所述协调器节点负责建立网络，并配置该网络的性质参数；所述路由器节点允许其他设备加入网络，实现多条路由和辅助其子节点完成通信；所述终端节点用于连接智能信息节点，通过智能信息节点的测点信息采集模块采集测点信息；所述协调器节点识别录入信息，并与其他节点形成自组织网络，具体的，协调器节点识别录入信息并与其他节点形成自组织网络，将生成的采集信息传送至各自对应的终端节点，所述终端节点通过ZigBee的无线传输将信息传送至协调器节点，组建呈智能节点信息网络结构，进而将考勤信息传送给远程监控终端和门禁***。
所述信息采集处理终端、门禁***、远程监控终端共同构成智能信息节点，所述智能信息节点能够识别录入的数据并与其他节点形成自组织网络，生成的采集信息传递给各自对应的终端节点，所述终端节点通过ZigBee的无线传输将信息传递给协调器节点从而将考勤信息反映到服务器上位机，这就组建了智能节点信息网络结构。
进一步的，Zigbee网络中各个节点采用嵌入式软件协议栈的方式，并在其应用层上开发程序。终端节点通过UART口先向信息采集模块发送信息读取命令并接收来自信息采集模块返回的数据，并打包成自己的数据帧格式，在Zigbee网络中选择路由进行传递，最终协调器节点接收数据，再通过串口转发给上位机服务器软件接收。
进一步的，人机交互模块包括输入模块、显示模块及语音模块，所述输入模块用于管理人员或普通工作人员进行信息的录入，所述显示模块用于显示当前时刻的数据状态，所述语音模块用于提示或反馈用户操作情况。
优选的，所述机器视觉模块包括图像信息采集装置，所述图像信息采集装置与所述控制器连接，所述RFID卡采集模块包括RFID卡读卡器。
优选的，所述图像信息采集装置包括***机。
优选的，所述远程监控终端包括PC机、用户手机或平板，所述控制器包括STM32F205高速数字处理器。
优选的，所述测点信息采集模块包括温度传感器、湿度传感器、摄像头及环境光传感器等，所述温度传感器、湿度传感器、摄像头及所述环境光传感器均通过通信模块与控制器连接。
一种应用上述的基于机器视觉的智能考勤***的考勤方法，该方法包括如下步骤：
1)通过人机交互模块对人员信息及环境参数的阈值进行预存，控制器实时监测是否有数据输入；
2)控制器判断数据输入来源：
若该数据来自于人员信息采集模块，则控制器将该数据与信息存储模块预存的数据信息进行匹配，或匹配成功，则控制开启门禁***，否则，通过语音模块给出信息匹配不成功的语音提示，并在显示模块处显示输入错误；
若该数据来自于测点信息采集模块，则控制器将该数据信息与信息存储模块预存的环境参数的阈值进行对比，若在采集到的数据值在阈值范围内，则不予处理，否则向远程控制终端发出报警提示，并通过人机交互模块发出相应的报警信号；
3)信息采集处理终端将本次采集的时间节点、人员信息通过通信模块传送至远程监控终端进行保存；同时，控制器实时监测测点信息采集模块所采集到的数据是否超过阈值，若超过，则将该数据信息实时传送至远程监控终端。
所述步骤1)中，预存的具体方法为：通过人机交互模块对人员信息以及环境参数的阈值进行信息的录入，并将上述信息存储至信息存储模块，同时将该信息传送至远程监控终端，所述人员信息包括人脸图像、指纹信息和RFID卡信息，所述环境参数的阈值包括环境的温度、湿度及光照强度及稳定度的安全边界值。
所述步骤2)中，信息采集处理终端对人员信息进行确认的具体方法为：控制器将采集到的人员信息与信息存储模块中预先存储的信息进行匹配，若出现匹配不成功的情况，控制器将匹配不成功的具体信息传送至远程监控终端，远程监控终端对该次信息采集进行标记。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明采用机器视觉模块与键盘录入考勤、***、人脸考勤、RFID卡考勤、手机APP模块、GPRS模块的一种或多种相结合，不仅提高了考勤结果的准确性，同时，提高了考勤效率，实现了智能化考勤；
(2)本发明并且采用与ZigBee组网的无线通信数据传输方式，使其应用场景从固定位置扩展到多个位置，避免了烦琐布线，明显提高了***设备部署的灵活性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是本发明的结构图；
图2是本发明ZigBee自组织网络结构图；
其中：1-信息采集处理终端，2-门禁***，3-远程监控终端，4-通信模块；
1.1-控制器，1.2-信息存储模块，1.3-人员信息采集模块，1.4-测点信息采集模块，1.5-人机交互模块，1.6-电源模块；
1.3.1-机器视觉模块，1.3.2-指纹采集模块，1.3.3-RFID卡采集模块；
1.4.1-温度传感器，1.4.2-湿度传感器，1.4.3-环境光传感器；
1.5.1-输入模块，1.5.2-显示模块，1.5.3-语音模块；
4.1-智能信息节点，4.2-路由器节点，4.3-协调器节点，4.4-终端节点。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，一种基于机器视觉的智能考勤***，包括信息采集处理终端1、门禁***2、远程监控终端3及通信模块4，所述信息采集处理终端1包括控制器1.1、信息存储模块1.2、人员信息采集模块1.3、测点信息采集模块1.4、人机交互模块1.5和电源模块1.6，所述控制器1.1分别与所述信息存储模块1.2、人员信息采集模块1.3、测点信息采集模块1.4和人机交互模块1.5连接，所述电源模块1.6分别与所述控制器1.1、信息存储模块1.2、人员信息采集模块1.3、测点信息采集模块1.4和人机交互模块1.5连接，用于为整个信息采集处理终端1进行***供电，所述人员信息采集模块1.3包括机器视觉模块1.3.1、指纹采集模块1.3.2和RFID卡采集模块1.3.3，所述人机交互模块1.5用于对人员信息的预先录入，所述人员信息采集模块将采集到的人员信息传送给控制器1.1，所述控制器1.1对所采集到的人员信息与信息存储模块1.2内预先存储的人员信息进行匹配，并通过通信模块4将匹配结果传送至门禁***2及远程监控终端3。所述信息采集处理终端1、门禁***2及远程监控终端3构成智能信息节点4.1，所述智能信息节点4.1与通信模块4连接构成自组织网络结构，使该***的应用场景从固定位置扩展到多个位置，避免了烦琐布线。
如图2，所述通信模块4包括ZigBee通讯设备，所述ZigBee通讯设备包括协调器节点4.3、路由器节点4.2和终端节点4.4，所述协调器节点4.3负责建立网络，并配置该网络的性质参数；所述路由器节点4.2允许其他设备加入网络，实现多条路由和辅助其子节点完成通信；所述终端节点4.4用于连接测点信息采集模块1.4，附图中该测点信息采集模块以智能信息节点4.1的形式给出；所述协调器节点4.3识别录入信息，并与其他节点形成自组织网络，具体的，协调器节点4.3识别录入信息并与其他节点形成自组织网络，将生成的采集信息传送至各自对应的终端节点4.4，所述终端节点4.4通过ZigBee的无线传输将信息传送至协调器节点4.3，组建成智能节点信息网络结构，进而将考勤信息传送给远程监控终端和门禁***。
所述信息采集处理终端1、门禁***2及远程监控终端3共同构成智能信息节点4.1，所述智能信息节点4.1能够识别录入的数据并与其他节点形成自组织网络，生成的采集信息传递给各自对应的终端节点，所述终端节点4.4通过ZigBee的无线传输将信息传递给协调器节点4.3从而将考勤信息反映到服务器上位机，这就组建了智能节点信息网络结构。
所述的Zigbee网络中各个节点采用嵌入式软件协议栈的方式，并在其应用层上开发程序。终端节点通过UART口先向信息采集模块发送信息读取命令并接收来自信息采集模块返回的数据，并打包成自己的数据帧格式，在Zigbee网络中选择路由进行传递，最终协调器节点接收数据，再通过串口转发给上位机服务器软件接收。
人机交互模块1.5包括输入模块1.5.1、显示模块1.5.2及语音模块1.5.3，所述输入模块1.5.1用于管理人员或普通工作人员进行信息的录入，所述显示模块1.5.2用于显示当前时刻的数据状态，所述语音模块1.5.3用于提示或反馈用户操作情况。
所述机器视觉模块1.3.1包括图像信息采集装置，所述图像信息采集装置与所述控制器1.1连接，所述RFID卡采集模块包括RFID卡读卡器。
所述图像信息采集装置包括***机。
所述远程监控终端3包括PC机、用户手机或平板，所述控制器1.1包括STM32F205高速数字处理器。
所述测点信息采集模块1.4包括温度传感器1.4.1、湿度传感器1.4.2、摄像头及环境光传感器1.4.3等，所述温度传感器1.4.1、湿度传感器1.4.2、摄像头及所述环境光传感器1.4.3均通过通信模块4与控制器1.1连接，所采集到的测点信息包括：温度、湿度、光照度等，通过温度、湿度、光敏传感器等传感器的设置，对测点温度、湿度、光照强度等环境参数实时进行测量，并与事先***预设值比较，然后对比较结果对现场设备做出控制，如对空调，湿度控制器，灯光进行控制。此外，所述测点信息采集模块1.4将采集到的环境参数信息传送至控制器1.1，控制器1.1将上述环境参数信息等时间间隔的传送至远程监控终端3，远程监控终端3将该环境参数信息进行存储，并通过相应的软件绘制各项环境参数的变化曲线，以便对测点周围的环境信息进行监控，有效的实现对火灾等安全隐患的预防。
机器视觉***不仅可以用以对考勤人员的识别，还能在指定时刻对周围环境设备进行检测，在指定时刻获取测点环境图像，图像处理***对这些信号进行各种运算已提取各种事物的目标特征，将识别结果最终送至PC机***，由记录结果作出相应处理。如检测到测点照明灯设备损坏，会将测点信息报送至维修处理中心，维修处理中心接收到保修信息，会及时去处置，以此，测点设备均能够以此方式来实现。
在本申请的另一实施例中，还提供了一种应用上述的基于机器视觉的智能考勤***的考勤方法，该方法包括如下步骤：
1)通过人机交互模块1.5对人员信息及环境参数的阈值进行预存，控制器1.1实时监测是否有数据输入；
2)控制器1.1判断数据输入来源：
若该数据来自于人员信息采集模块，则控制器将该数据与信息存储模块1.2预存的数据信息进行匹配，或匹配成功，则控制开启门禁***2，否则，通过语音模块1.5.3给出信息匹配不成功的语音提示，并在显示模块1.5.2处显示输入错误；
若该数据来自于测点信息采集模块1.4，则控制器1.1将该数据信息与信息存储模块1.2预存的环境参数的阈值进行对比，若在采集到的数据值在阈值范围内，则不予处理，否则，控制器1.1向远程控制终端3发出报警提示，并通过人机交互模块1.5发出相应的报警信号；
3)信息采集处理终端1将本次采集的时间节点、人员信息通过通信模块4传送至远程监控终端3进行保存；同时，控制器1.1实时监测测点信息采集模块1.4所采集到的数据是否超过阈值，若超过，则将该数据信息实时传送至远程监控终端3。
所述步骤1)中，预存的具体方法为：通过人机交互模块1.5对人员信息以及环境参数的阈值进行信息的录入，并将上述信息存储至信息存储模块1.2，同时将该信息传送至远程监控终端3，所述人员信息包括人脸图像、指纹信息和RFID卡信息，所述环境参数的阈值包括环境的温度、湿度及光照强度及稳定度的安全边界值。
所述步骤2)中，信息采集处理终端1对人员信息进行确认的具体方法为：控制器1.1将采集到的人员信息与信息存储模块中预先存储的信息进行匹配，若出现匹配不成功的情况，控制器1.1将匹配不成功的具体信息传送至远程监控终端3，远程监控终端3对该次信息采集进行标记。
所述步骤2)中，控制器1.1通过人机交互模块1.5发出相应的报警信号的具体方式为通过显示模块1.5.2对异常的参数信息进行显示，并通过语音模块1.5.3进行报警提示。
本实施例通过采用机器视觉模块与键盘录入考勤、***、人脸考勤、RFID卡考勤、手机APP模块、GPRS模块的一种或多种相结合，不仅提高了考勤结果的准确性，同时，提高了考勤效率，实现了智能化考勤；同时，本实施例采用与ZigBee组网的无线通信数据传输方式，使其应用场景从固定位置扩展到多个位置，避免了烦琐布线，明显提高了***设备部署的灵活性。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种基于机器视觉的智能考勤***，其特征在于：包括信息采集处理终端、门禁***、远程监控终端及通信模块，所述信息采集处理终端包括控制器、信息存储模块、人员信息采集模块、测点信息采集模块和人机交互模块，所述控制器分别与所述信息存储模块、人员信息采集模块、测点信息采集模块和人机交互模块连接，所述人员信息采集模块包括机器视觉模块、指纹采集模块和RFID卡采集模块，所述人机交互模块用于对人员信息的预先录入，所述人员信息采集模块将采集到的人员信息传送给控制器，所述控制器对所采集到的人员信息与信息存储模块内预先存储的人员信息进行匹配，并通过通信模块将匹配结果传送至门禁***及远程监控终端，所述信息采集处理终端、门禁***及远程监控终端构成智能信息节点，所述智能信息节点与通信模块连接构成自组织网络结构，使该***的应用场景从固定位置扩展到多个位置，避免了烦琐布线。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能考勤***，其特征在于：所述通信模块包括ZigBee通讯设备，所述ZigBee通讯设备包括协调器节点、路由器节点和终端节点，所述协调器节点负责建立网络，并配置该网络的性质参数；所述路由器节点允许其他设备加入网络，实现多条路由和辅助其子节点完成通信；所述终端节点用于连接所述智能信息节点。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能考勤***，其特征在于：人机交互模块包括输入模块、显示模块及语音模块，所述输入模块用于管理人员或普通工作人员进行信息的录入，所述显示模块用于显示当前时刻的数据状态，所述语音模块用于提示或反馈用户操作情况。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能考勤***，其特征在于：所述机器视觉模块包括图像信息采集装置，所述图像信息采集装置与所述控制器连接，所述RFID卡采集模块包括RFID卡读卡器。
5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的智能考勤***，其特征在于：所述图像信息采集装置包括***机。
6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能考勤***，其特征在于：所述远程监控终端包括PC机、用户手机或平板，所述控制器包括STM32F205高速数字处理器。
7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能考勤***，其特征在于：所述测点信息采集模块包括温度传感器、湿度传感器、摄像头及环境光传感器，所述温度传感器、湿度传感器、摄像头及所述环境光传感器均通过通信模块与控制器连接。
8.一种应用权利要求1所述的基于机器视觉的智能考勤***的考勤方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)通过人机交互模块对人员信息及环境参数的阈值进行预存，控制器实时监测是否有数据输入；
2)控制器判断数据输入来源：
若该数据来自于人员信息采集模块，则控制器将该数据与信息存储模块预存的数据信息进行匹配，或匹配成功，则控制开启门禁***，否则，通过语音模块给出信息匹配不成功的语音提示，并在显示模块处显示输入错误；
若该数据来自于测点信息采集模块，则控制器将该数据信息与信息存储模块预存的环境参数的阈值进行对比，若在采集到的数据值在阈值范围内，则不予处理，否则向远程控制终端发出报警提示，并通过人机交互模块发出相应的报警信号；
3)信息采集处理终端将本次采集的时间节点、人员信息通过通信模块传送至远程监控终端进行保存；同时，控制器实时监测测点信息采集模块所采集到的数据是否超过阈值，若超过，则将该数据信息实时传送至远程监控终端。
9.根据权利要求8所述的一种考勤方法，其特征在于：所述步骤1)中，预存的具体方法为：通过人机交互模块对人员信息以及环境参数的阈值进行信息的录入，并将上述信息存储至信息存储模块，同时将该信息传送至远程监控终端，所述人员信息包括人脸图像、指纹信息和RFID卡信息，所述环境参数的阈值包括环境的温度、湿度及光照强度及稳定度的安全边界值。
10.根据权利要求8所述的一种考勤方法，其特征在于：所述步骤2)中，信息采集处理终端对人员信息进行确认的具体方法为：控制器将采集到的人员信息与信息存储模块中预先存储的信息进行匹配，若出现匹配不成功的情况，控制器将匹配不成功的具体信息传送至远程监控终端，远程监控终端对该次信息采集进行标记。
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