TWI553595B - Access control system and its method - Google Patents

Description

門禁管理系統及其方法

本發明係關於一種門禁管理系統及其方法，特別是關於一種透過住戶與訪客間彼此的行動裝置而可互相驗證身份的門禁管理系統及其方法。

隨著數位生活科技日益進步，近年來有越來越多新建大廈或二代科技宅採用視訊門鈴(video doorbell，亦稱視訊對講機)，以取代傳統的音訊大樓對講機。視訊門鈴的優點是屋主可以透過視訊中的影像來確認訪客的身份，可是市面上的視訊門鈴，不論是設備售價或額外的佈線施工成本，價格都比傳統音訊大樓對講機更加昂貴。昂貴成本實乃推廣視訊門鈴的最大阻力。

除此之外，已經完工的大廈若要加裝視訊門鈴，其佈線施工更加困難。如果視訊門鈴的通訊訊號能夠經由大廈內既有的區域網路來傳送，其建置成本必然可以大幅降低。

另一方面，目前大陸廠商(例如小米)或台灣廠商(例如華碩、鴻海)自行生產的智慧型手機不但價格便宜，而且功能完備齊全。舉例來說，市面上販售的鴻海Infocus M210 4.7吋四核心智慧型手機僅需3,288元、Turbo四核心1.5GHz的紅米手機也只要3,999元，而MT6577雙核心4.3吋的長江手機更只要2990元。預期在激烈的市場競爭下，未來智慧型手機的價格會進一步調降且在全世界的普及性也逐年攀升。根據市場調查機構Nielsen 的報告，至2012年6月底美國已經有54.9%的手機用戶都改用智慧型手機。另外，根據資策會FIND於2012年的調查，臺灣持有智慧型手機或平板電腦的族群約有707萬人；預估到2015年，臺灣智慧型手機普及率將高達56.8%。由於智慧型手機的低成本、高度普及化且具有執行視訊對話、Wi-Fi無線區域網路通訊和密碼輸入等功能，智慧型手機很適合作為視訊門鈴的對講機硬體設備。

有鑑於此，為解決上述之問題，如何降低門禁管理系統的建置成本，而又能結合今日便利的無線通訊網路與普及的行動裝置，甚至更具有高度安全點對點的通訊驗證機制，以達到智慧化生活的目標，乃為業界亟需解決之問題。

具體而言，有鑑於智慧型手機在台灣的高度普及化及未來成長趨勢，申請人研發一套成本低、實用性高且容易製作與安裝的視訊門鈴門禁系統「鈴意視見」。「鈴意視見」軟體可以被安裝在任何市售的Android智慧型手機上運行，其特色是透過大廈既有的區域網路來進行P2P視訊對話與大門電子鎖開關控制，以達到節省對講機專用線路的佈線成本以及避免施工上種種麻煩。訪客可開啟大門口室外機的「鈴意視見」軟體，然後透過軟體介面來輸入屋主居住之樓層與房號，以便啟動視訊對話。接下來，「鈴意視見」軟體會利用經濟部技術處提供的P2P互動式影音直播應用平台，和屋主的室內機連接並且啟動P2P視訊對話。一旦屋主接聽視訊對話並按下室內機軟體介面上的「開門」按鈕來開啟大門電子鎖。訪客也可以直接在室外機介面上輸入密碼來開啟大門。除了一般的視訊門禁控制功能之外，「鈴意視見」更增加了安全監控功能。只要搭配一般的資料庫系統， 「鈴意視見」更可以在訪客視訊時或在訪客輸入密碼時紀錄訪客的影像，以供日後查詢使用。

為了提升本軟體的安全性，我們加入了RSA加解密以及身份驗證機制。當屋主按下「開門」按鈕時，室內機將事先儲存的密碼以及開門當時時間一起加密，並將此開門用的加密訊息送給室外機，讓室外機驗證此開門訊息是否為大廈內的室內機所發出。因為每次加密所用的時間不同，此舉可讓不同時間下產生的加密訊息具有獨特性，使得第三方破解加密訊息的困難度增加。「鈴意視見」即利用上述機制防止有心人士藉由監聽訊息而破解開門訊息格式，進而避免未獲授權之外人偽造開門訊息來打開大門。而在訪客使用密碼開門的過程中，我們應用了OpenCV影像處理函式庫來進行人臉偵測。該函式庫是由英特爾公司發起並參與開發，可供社會大眾在商業和研究領域中免費使用。藉由OpenCV的人臉偵測功能，室外機可判斷在訪客輸入密碼的過程中是否清楚拍攝到訪客的臉部影像，並錄下當時的鏡頭畫面。在無法辨識人臉特徵的情況下，軟體將不允許訪客輸入密碼打開大門。此一功能可確保管理人員日後可查詢大樓的進出記錄並且可以調閱到足以辨識的訪客臉部錄影畫面。

本發明之一目的在於提供一種門禁管理系統，其可降低門禁管理系統的建置成本。

為達上述目的，本發明提供一種門禁管理系統，用於提供一住戶透過一區域網路而驗證一訪客的身份，以決定對該訪客解除門禁。門禁管理系統包含一點對點影音互動平台、一第一行動裝置以及一第二行動裝置。點對點影音互動平台用以耦接區域網路，其中該點對點影音互動平台 儲存該住戶所在的一位址資訊；第一行動裝置供訪客透過區域網路而訪問點對點影音互動平台以擷取位址資訊，並根據位址資訊而發送一通知訊息；以及第二行動裝置用以接收通知訊息後，透過區域網路傳送一加密訊息至第一行動裝置，使第一行動裝置對住戶的一電子鎖發送一解鎖訊息以解除門禁，其中該加密訊息係結合當時的一解除門禁時間、一加密演算法與一預設在第二行動裝置內的一組預設密碼。如此一來，本發明透過無線區域的網路進行門禁管理，確實可大幅降低門禁管理的建置成本。

本發明之另一目的在於提供一種門禁管理方法，其可透過區域網路進行高度安全點對點的通訊驗證機制門禁管理。

為達上述目的，本發明提供一種門禁管理方法，用於提供一住戶透過一區域網路而驗證一訪客的身份，以決定對該訪客解除門禁，該門禁管理方法包含下列步驟：提供一點對點(peer to peer,P2P)影音互動平台於該區域網路中；訪問該點對點影音互動平台；擷取該點對點影音互動平台儲存該住戶所在的一位址資訊；根據該位址資訊而發送一通知訊息；接收該通知訊息後，傳送一加密訊息；以及根據該加密訊息，發送一解鎖訊息至該住戶的一電子鎖以解除門禁，其中該加密訊息係結合當時的一解除門禁時間、一加密演算法與一預設在第二行動裝置內的一組預設密碼。如此一來，本發明可在不同時間下產生的加密訊息具有獨特性，並增加第三方破解密碼的難度，以提高點對點通訊驗證機制的安全性。

更進一步地說，本發明運用了經濟部技術處提供的P2P互動式影音直播應用平台、一般市售的低價智慧型手機、成本不超過五百元的電子鎖驅動電路、每層樓公用的無線AP(無線網路接取點)，即可製作出性能媲美市面上販賣的視訊對講機系統。除了支援影像對講、無線傳輸、密碼解 鎖等功能，我們的「鈴意視見」系統更勝一籌之處在於省去對講機專線的佈線成本。此外「鈴意視見」系統的擴充性極佳而且安裝非常簡單容易。只需要在智慧型手機上下載「鈴意視見」軟體並且完成簡易的設定步驟，該軟體即可自動操作手機透過無線AP連接大廈的區域網路，加入既有的「鈴意視見」視訊門鈴門禁系統。

在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，此技術領域具有通常知識者便可瞭解本發明之其他目的，以及本發明之技術手段及實施態樣。

1‧‧‧門禁管理系統

10‧‧‧住戶

102‧‧‧電子鎖

111‧‧‧位址資訊

12‧‧‧區域網路

14‧‧‧點對點影音互動平台

16‧‧‧第一行動裝置(訪客)

161‧‧‧通知訊息

163‧‧‧解鎖訊息

18‧‧‧第二行動裝置

181‧‧‧加密訊息

步驟S301~步驟S325‧‧‧為第一、二行動裝置間的門禁管理方法之流程圖

步驟S327、步驟S329‧‧‧為發送加密訊息之流程圖

第1圖係為本發明一實施例的門禁管理系統之示意圖。

第2圖係為本發明一實施例的第一、二行動裝置的模組示意圖。

第3A圖係為本發明一實施例的第一、二行動裝置間的門禁管理方法之流程圖；以及第3B圖係為本發明一實施例的發送加密訊息之流程圖；以及第4圖係為本發明一實施例的門禁管理系統之另一示意圖。

以下將透過數個實施例與數個圖式來解釋本發明內容，然而，本發明的實施例以及圖式所示之結構外型、尺寸僅用以闡釋本發明，並非用以限制本發明需在如實施例所述之任何特定的環境、應用或特殊方式方能實施。

請參考第1圖所示，其係為本發明一實施例的門禁管理系統之示意圖。門禁管理系統1用於提供一住戶10透過一區域網路12而驗證一訪客的身份，以決定對訪客解除門禁。門禁管理系統1包含一點對點影音互動平台14、一第一行動裝置16以及一第二行動裝置18。

點對點影音互動平台14用以耦接區域網路12，其中點對點影音互動平台14儲存住戶10所在的一位址資訊111。此處的點對點影音互動平台14可為台灣經濟部所提供的P2P互動式影音直播應用平台。

第一行動裝置16可為搭載Android系統的智慧型手機，但不以Android系統及智慧型手機限制本發明。實施時，若使用如iOS系統也不脫離本發明之精神；又或者，若使用平板電腦、筆記型電腦等行動裝置也不脫離本發明之精神。第一行動裝置16可供訪客透過住戶10所在的區域網路12而可訪問點對點影音互動平台14，以擷取其位址資訊111。當第一行動裝置16接收位址資訊111後，便根據位址資訊111而發送一通知訊息161。前述的位址資訊111包含住戶10的樓層、房號及/或門號之類的相關資訊。

第二行動裝置19也可為搭載Android系統的智慧型手機，但不以Android系統及智慧型手機限制本發明。實施時，若使用如iOS系統也不脫離本發明之精神；又或者，若使用平板電腦、筆記型電腦等行動裝置也不脫離本發明之精神。第二行動裝置18用以接收通知訊息161後，透過區域網路12傳送一加密訊息181至第一行動裝置16，使第一行動裝置16對住戶10的一電子鎖102發送一解鎖訊息163以解除門禁，其中解鎖訊息163透過第一行動裝置16的一耳機孔(圖未示)傳送至住戶10的電子鎖102以解除門禁。本發明的技術特徵在於，加密訊息181係結合當時的一解除門禁時間。也就是說本發明在不同時間下產生的加密訊息181具有獨特性，並增加第三方破解密碼的難度，以提高點對點通訊驗證機制的安全性。而前述的加密訊息可為一RSA加密演算法。

請參考第2圖，其係為本發明一實施例的第一、二行動裝置的模組示意圖。實施本發明時，第一行動裝置16需包含一室外機模組201、一第操作介面模組203、一人臉偵測模組205以及一身份驗證解密模組207。第二行動裝置18包含一室內機模組209、一身份驗證加密模組211以及一第二操作介面模組213。

第一行動裝置16的室外機模組201用以訪問點對點影音互動平台14以擷取位址資訊111後發送通知訊息161至第二行動裝置18的室內機模組209，以使室內機模組209接收來自第一行動裝置16的通知訊息161。通知訊息161的目的主要是讓第一行動裝置16與第二行動裝置18之間清楚確認彼此已連線。

接著，第一行動裝置16引導訪客進入第一操作介面模組203。具體而言，此時的第一行動裝置16的使用者介面便出現由第一操作介面模組203所包含的「密碼開門」與「視訊對講」的選單，供訪客選擇要以何種方式和欲拜訪的住戶取得聯繫。

舉例來說，當訪客選擇「密碼開門」時，第一行動裝置16上的鏡頭被開啟並啟動人臉偵測模組205以偵測訪客的臉部特徵。偵測臉部特徵的期間，人臉偵測模組205會不時地回傳該訪客的臉部特徵至第二行動裝置18。若未偵測到訪客的臉部特徵，則在第一行動裝置16的螢幕上提示訪客要正視鏡頭，並重新偵測；若在五秒內持續偵測不到人臉則返回主畫面。若成功偵測到臉部特徵，則在第一行動裝置16的螢幕上顯示虛擬數字鍵盤以供訪客輸入密碼。關於訪客如何獲得輸入密碼將在稍後說明第二行動裝置18時予以詳述。

當訪客選擇「視訊對講」時，第一行動裝置16的螢幕上顯示虛擬數字鍵盤並要求訪客輸入位址資訊111，例如樓層、房號及/或門號，藉此開啟P2P視訊對話。接著，住戶透過第二行動裝置18選擇「接聽」或「掛斷」。若選擇「掛斷」，則結束彼此間的通訊；若選擇「接聽」，則進入下一個動作。亦即，若欲拜訪的住戶同意訪客進入，則透過第二行動裝置18發送加密訊息181至第一行動裝置16，並讓第一行動裝置16的身份驗證解密模組207對加密訊息181進行解密，然後第一行動裝置16對住戶的電子鎖102發送解鎖訊息163以解除門禁。

需更進一步說明的是，室內機模組209接收並驗證過來自第一行動裝置16的「密碼開門」或「視訊對講」的指令後，身份驗證加密模組211就開始執行對第一行動裝置16欲發送的資料進行加密以形成加密訊息181。本發明的加密訊息181係結合當下的一解除門禁時間、一RSA加密演算法與一預設在該第二行動裝置內的一組預設密碼。如此一來，加密訊息181具有獨特性，並增加第三方破解密碼的難度，以提高點對點通訊驗證機制的安全性。

最後，進入執行第二操作介面模組213，也就是說，此時的第二行動裝置18的使用者介面出現供住戶決定是否對第一行動裝置16發送加密訊息181。若住戶的決定為「是」，則第二行動裝置18便發送加密訊息181給第一行動裝置16，進而讓身份驗證解密模組207對加密訊息181進行解密，然後對住戶的電子鎖102發送解鎖訊息163以解除門禁。若住戶的決定為「否」，則第二行動裝置18等待接收下一個通知訊息。

請參考第3A圖，其係為本發明一實施例的第一、二行動裝置間的門禁管理方法之流程圖。其中第一、二行動裝置可為搭載Android系統 的智慧型手機，但不以Android系統及智慧型手機限制本發明。本發明的門禁管理方法用於提供一住戶透過一區域網路而驗證一訪客的身份，以決定對訪客解除門禁，該門禁管理方法包含下列步驟。

首先，於步驟S301提供一點對點影音互動平台於區域網路中，此處的點對點影音互動平台係為經濟部所提供的P2P互動式影音直播應用平台。然而，實施本發明時並以此平台為限。接著，進行步驟S303，第一行動裝置可供訪客透過住戶所在的區域網路而可訪問點對點影音互動平台。然後，進行步驟S305，第一行動裝置擷取點對點影音互動平台的一位址資訊。當第一行動裝置接收位址資訊後，再進行步驟S307，根據位址資訊而發送一通知訊息，其中通知訊息的目的主要是讓第一行動裝置與第二行動裝置之間清楚確認彼此已連線，而前述的位址資訊包含住戶的樓層、房號及/或門號之類的相關資訊。

在通知訊息被第一行動裝置發送之前，會先執行步驟S309，提供包含一密碼開門與一視訊對講的選單。也就是說，第一行動裝置會引導訪客進入使用者介面選擇「密碼開門」與「視訊對講」其中之一選項。

當訪客選擇「密碼開門」的選項時，則進入步驟S311，第一行動裝置對訪客開啟鏡頭並回傳訪客的臉部特徵至第二行動裝置。然後執行步驟S313，第二行動裝置根據訪客的臉部特徵而輸出一判斷結果，若該判斷結果為「成功」，則執行步驟S315，傳送一加密訊息至訪客(或者說訪客的第一行動裝置)。若該判斷結果為「失敗」，則執行步驟S321，等待下一個通知訊息。

完成步驟S315後，接續執行步驟S317，第一行動裝置接收該加密訊息並進行解密。最後，執行步驟S319，第一行動裝置發送一解鎖訊息 至住戶的一電子鎖以解除門禁。需特別說明的是，本發明的技術特徵在於，透過該加密訊息係結合當時的一解除門禁時間、一加密演算法與一預設在該第二行動裝置內的一組預設密碼，以使加密訊息不僅具有獨特性，而且增加第三方破解密碼的難度，以提高點對點通訊驗證機制的安全性。

請參考第3B圖，其係為本發明一實施例的發送加密訊息之流程圖。若步驟S313中的判斷結果為「成功」，則進入步驟S327，於第二行動裝置中形成加密訊息。然後，執行步驟S329，第二行動裝置的螢幕上提供該住戶決定是否發送該加密訊息。若判斷為「是」，則進行步驟S315；若判斷為「否」，則回到步驟S321。

承上所述，實施本發明時，其步驟S327與步驟S329的次序可予以對調，其對調後的執行結果並不影響門禁管理方法所產生的效能。

再回到第3A圖，並參考第4圖，其係為本發明一實施例的門禁管理系統之另一示意圖。當訪客選擇「視訊對講」時，則進入步驟S323，第一行動裝置的螢幕上顯示虛擬數字鍵盤並要求訪客輸入位址資訊，例如樓層、房號及/或門號。然後進入步驟S325，第二行動裝置收到訪客的位址資訊而與第一行動裝置建立P2P視訊對話。然後再依序進入步驟S327、步驟S329。至於其後的執行步驟與前述的「密碼開門」無異，於此不予贅述。

綜上所述，本發明透過無線區域的門禁管理系統及其方法不僅可大幅降低門禁管理的建置成本，而且在不同時間下產生的加密訊息具有獨特性，並增加第三方破解密碼的難度，以提高點對點通訊驗證機制的安全性。

1‧‧‧門禁管理系統

10‧‧‧住戶

102‧‧‧電子鎖

111‧‧‧位址資訊

12‧‧‧區域網路

14‧‧‧點對點影音互動平台

16‧‧‧第一行動裝置(訪客)

161‧‧‧通知訊息

163‧‧‧解鎖訊息

18‧‧‧第二行動裝置

181‧‧‧加密訊息

Claims (10)

1. 一種門禁管理系統，用於提供一住戶透過一區域網路而驗證一訪客的身份，以決定對該訪客解除門禁，該門禁管理系統包含：一點對點(peer to peer,P2P)影音互動平台，用以耦接該區域網路，其中該點對點影音互動平台儲存該住戶所在的一位址資訊；一第一行動裝置，供該訪客透過該區域網路而訪問該點對點影音互動平台以擷取該位址資訊，並根據該位址資訊而發送一通知訊息；以及一第二行動裝置，用以接收該通知訊息後，透過該區域網路傳送一加密訊息至該第一行動裝置，使該第一行動裝置對該住戶的一電子鎖發送一解鎖訊息以解除門禁，其中該加密訊息係結合當時的一解除門禁時間、一加密演算法與一預設在該第二行動裝置內的一組預設密碼。
2. 如請求項1所述之門禁管理系統，其中該第一行動裝置更包含：一室外機模組，用以訪問該點對點影音互動平台以擷取該位址資訊後發送該通知訊息；一第一操作介面模組，包含一密碼開門與一視訊對講的選單，當該通知訊息被發送後，用以引導該訪客選擇該密碼開門及該視訊對講其中之一；以及一人臉偵測模組，用以當該訪客選定該密碼開門的選項時，回傳該訪客的臉部特徵至該第二行動裝置；以及一身份驗證解密模組，用以確認該訪客的臉部特徵後，解密來自該第二行動裝置所傳送的該加密訊息，然後該第一行動裝置對該住戶的該電子鎖發送該解鎖訊息以解除門禁。
3. 如請求項2所述之門禁管理系統，其中該第一操作介面模組更包含：當該訪客選定該視訊對講的選項時，則要求該訪客輸入該位址資訊。
4. 如請求項2所述之門禁管理系統，其中該第二行動裝置更包含： 一室內機模組，用以接收來自該第一行動裝置的該通知訊息；一身份驗證加密模組，根據該通知訊息而形成該加密訊息；以及一第二操作介面模組，供該住戶決定是否對該第一行動裝置發送該加密訊息。
5. 如請求項1所述之門禁管理系統，其中該解鎖訊息透過該第一行動裝置的一耳機孔傳送至該住戶的該電子鎖以解除門禁。
6. 一種門禁管理方法，用於提供一住戶透過一區域網路而驗證一訪客的身份，以決定對該訪客解除門禁，該門禁管理方法包含下列步驟：提供一點對點(peer to peer,P2P)影音互動平台於該區域網中；訪問該點對點影音互動平台；擷取該點對點影音互動平台儲存該住戶所在的一位址資訊；根據該位址資訊而發送一通知訊息；接收該通知訊息後，傳送一加密訊息至該訪客；以及根據該加密訊息，發送一解鎖訊息至該住戶的一電子鎖以解除門禁，其中該加密訊息係結合當時的一解除門禁時間、一加密演算法與一組預設密碼。
7. 如請求項6所述之門禁管理方法，其中執行該「根據該位址資訊而發送一通知訊息」後，更包含下列步驟：提供包含一密碼開門與一視訊對講的選單；當該通知訊息被發送後，引導該訪客選擇該密碼開門及該視訊對講其中之一；當該訪客選定該密碼開門的選項時，回傳該訪客的臉部特徵；根據該訪客的臉部特徵而輸出一判斷結果，若該判斷結果為「成功」，則傳送該加密訊息；以及接收該加密訊息並進行解密。
8. 如請求項7所述之門禁管理方法，更包含下列步驟：當該訪客選定該視訊對講的選項時，則要求該訪客輸入該位址資訊。
9. 如請求項7所述之門禁管理方法，更包含下列步驟： 根據該判斷結果為「成功」而形成該加密訊息；以及提供該住戶決定是否發送該加密訊息。
10. 如請求項7所述之門禁管理方法，其中若該判斷結果為「失敗」，則等待下一個通知訊息。