【APP控制密碼鎖的系統(tǒng)設(shè)計10000字（論文）】

APP控制密碼鎖的系統(tǒng)設(shè)計TOC\o"1-3"\h\u276931.緒論 4255621.1研究背景及意義 458431.2研究現(xiàn)狀與進(jìn)展 4102631.2.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4197591.2.2發(fā)展趨勢 433112.小區(qū)密碼鎖裝置現(xiàn)狀 5213822疫情期間密碼鎖裝置需求 6300592.1密碼鎖服務(wù)系統(tǒng)研究分析 6228352.2密碼鎖服務(wù)系統(tǒng)需求分析 746412.2.1提供自動測溫并記錄數(shù)據(jù)的需求 7144532.2.2提供記錄數(shù)據(jù)并消毒噴灑的需求 762282.2.3提供車輛消毒通道的需求 7280493.系統(tǒng)設(shè)計 717893.1設(shè)計方案 7185003.2核心技術(shù) 943473.2.1Vue.js前端框架 9127043.2.2微服務(wù)架構(gòu) 10158813.2.3NB-IoT技術(shù) 10291084.人臉識別與體溫檢測設(shè)計 1182384.1人臉識別 11316804.2體溫檢測 13106784.3人臉識別與體溫檢測實(shí)驗(yàn) 13155565自動消毒設(shè)備設(shè)計 15204756結(jié)論 161950參考文獻(xiàn) 16APP控制密碼鎖的系統(tǒng)設(shè)計摘要針對疫情下企事業(yè)單位復(fù)工，學(xué)校開學(xué)返校和公共場所人員流動等情況，以及人員進(jìn)出密碼鎖時所需進(jìn)行的身份信息登記，測溫消毒等繁瑣的防疫檢測問題，研究了一種智能消毒及預(yù)警密碼鎖系統(tǒng)。研究包括：智能消毒及預(yù)警密碼鎖系統(tǒng)模型的構(gòu)建；人臉及身份證信息的采集和智能識別；消毒殺菌的協(xié)同處理策略；人員身份數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)通信和云端存儲。采用非接觸式熱成像攝像機(jī)采集人體體溫信息；構(gòu)建基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)模型對人臉特征進(jìn)行識別；通過專家控制方式完成對人員狀態(tài)的智能檢測。提出了一種疫情下消毒預(yù)警密碼鎖系統(tǒng)的設(shè)計方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該智能消毒及預(yù)警密碼鎖系統(tǒng)可自動完成對出入人員的快速身份識別及檢測消毒過程?！娟P(guān)鍵詞】：隔離場所；APP；控制；密碼鎖1.緒論1.1研究背景及意義2020年1月30日，世衛(wèi)組織總干事根據(jù)國際衛(wèi)生條例宣布2019－ncov疫情構(gòu)成國際關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件［１］。全球各個國家都在經(jīng)受著疫情肆虐帶來的沖擊，同時積極開展對疫情的防控。隨著國內(nèi)抗疫工作獲得階段性成果，各行各業(yè)開始積極復(fù)工復(fù)產(chǎn)。對于機(jī)場、火車站、企事業(yè)單位、學(xué)校等場所的人員出入管理及防疫檢測尤為重要。但是在實(shí)際人員出入管理中，存在進(jìn)出入效率低、身份認(rèn)證和信息登記繁瑣、體溫檢測精度不高、工作人員投入成本較大、檢疫過程勞動強(qiáng)度大等問題。針對這些存在的問題，研究一種疫情下的智能身份識別及消毒預(yù)警密碼鎖系統(tǒng)，用于疫情環(huán)境下的密碼鎖管理具有重要意義。1.2研究現(xiàn)狀與進(jìn)展1.2.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀智能門鎖的出現(xiàn)與技術(shù)的革新、時代的進(jìn)步和人們對于美好生活的追求是緊密相連的。當(dāng)世界信息化水平不斷推進(jìn)發(fā)展，在互聯(lián)網(wǎng)衍生出的物聯(lián)網(wǎng)時代下，智能門鎖的出現(xiàn)是這個時代的必然產(chǎn)物[3]。智能門鎖設(shè)計理念的雛形最早可追溯至上世紀(jì)30年代因外研究的電子密碼鎖。當(dāng)時為了避免攜帶物理鑰匙的麻煩和鑰匙可能被仿制留下的安全隱患，從而發(fā)明了電子密碼鎖。到了上世紀(jì)90年代后期，伴隨著集成電路、微電子和通信技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，電子鎖才慢慢的向大眾普及開來。21世紀(jì)的今天，電子鎖在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展和推動下已呈現(xiàn)出各式各樣的應(yīng)用，智能門鎖就是其中的一個主要分支。智能門鎖的功能及開鎖方式從單-的觸摸式按鍵門鎖系統(tǒng)到IC卡門鎖系統(tǒng)再到最新的生物識別系統(tǒng)。應(yīng)用場景也從特殊安全需求的地方轉(zhuǎn)移到普通家庭用戶，已然發(fā)展成為便捷生活，智能家居的標(biāo)配。但是目前市場上智能門鎖的應(yīng)用場景還是相對單一，主要只針對酒店、出租公寓和個人家庭用戶，其中個人用戶占據(jù)著主要比重，而高校寢室應(yīng)用場景還未得到推廣和普及。國外，日韓和一些歐美發(fā)達(dá)國家在家用智能門鎖市場占有率達(dá)到了70%以上，其不但擁有龐大的使用人群，而且在越來越多新技術(shù)的應(yīng)用下，管理和使用系統(tǒng)也逐漸完善,但這些智能門鎖系統(tǒng)都存在著價格昂貴、通用性較差、無線通信距離受限和使用場景單一等問題。相比于國外，國內(nèi)對于智能門鎖的研究和使用起步較晚。在上世紀(jì)90年代初，隨著我因改革開放的深入和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國外的電子鎖開始涌入到我國市場，作為我國10時代的智能門鎖只是運(yùn)用了單一的接觸式IC卡的開鎖方式，應(yīng)用場景也僅僅局限于一些星級酒店，因此并非真正意義上的智能門鎖。到了本世紀(jì)初，生物識別技術(shù)問世，智能門鎖2.0時代的指紋鎖開始走上歷史的舞臺，為真正意義上的智能門鎖的到來和應(yīng)用場景的拓展奠定了基礎(chǔ)。2011-2016年，我國先后經(jīng)歷了安裝手機(jī)用戶識別卡(SubscniberIdentyMochule,SIM)的管家鎖3.0時代和運(yùn)用藍(lán)牙、ZigBee等近距離無線通信技術(shù)的聯(lián)網(wǎng)鎖4.0時代。到2018年為止，家用智能門鎖在我國一二線城市的市場滲透率已接近10%，但與國外相比仍然存在著很大的距離，并且在應(yīng)用技術(shù)與場景上也沒有過多新的嘗試，在未來仍然有很大的發(fā)展空間。智能門鎖系統(tǒng)的發(fā)展和研究，從國內(nèi)外現(xiàn)狀和市場布局來看，技術(shù)應(yīng)用上并沒有依托最新的無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)硬件終端的聯(lián)網(wǎng)通信，軟件管理系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)也相對滯后，同時門鎖的應(yīng)用場景也相對單一。因此，就當(dāng)前智能門鎖的發(fā)展現(xiàn)狀而言，缺少了能滿足各大高校寢室日常使用的智能門鎖系統(tǒng)產(chǎn)品。1.2.2發(fā)展趨勢隨著國際通信標(biāo)準(zhǔn)的不斷革新,2016年6月工作于授權(quán)頻譜下廣域網(wǎng)通信技術(shù)NB-IoT核心標(biāo)準(zhǔn)正式在3GPP(3rdGenerationPautnershipPrqject)R13凍結(jié)。在2017年一季度，根據(jù)《國家新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》，把NB-IoT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)定為信息通信業(yè)“十三五”的重點(diǎn)工程之一[10]。隨后移動、聯(lián)通和電信通信營運(yùn)商宣布對NB-IoT技術(shù)商用部署，華為等國內(nèi)芯片制造商宣布NB-IoT芯片的大規(guī)模供貨。縱觀低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)市場，目前已形成“底層芯片-模組-終端-運(yùn)營商-應(yīng)用”的完整產(chǎn)業(yè)鏈,這也將為“智慧校園”轉(zhuǎn)型中所涉及到的低功耗設(shè)備應(yīng)用場景提供了有效的解決方案，助力我國高校信息化建設(shè)的深層次發(fā)展。隨著城市信息化深層次發(fā)展，城市中越來越多的軟件應(yīng)用開發(fā)項(xiàng)目亟需實(shí)施，后期應(yīng)用部署和維護(hù)也是一筆不小的開銷。并且當(dāng)前城市信息化軟件平臺多以單體架構(gòu)設(shè)計為主，不同的項(xiàng)目單獨(dú)開發(fā)部署，擴(kuò)展性不足，可維護(hù)性較差，在不同項(xiàng)目中相同功能部分可能會帶來重復(fù)開發(fā)等問題。在構(gòu)建各應(yīng)用管理軟件中遇到的技術(shù)瓶頸，會造成不必要的資源浪費(fèi),給不斷深入的城市信息化建設(shè)、帶來新的挑戰(zhàn)?；谛碌奈锫?lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)的發(fā)展和當(dāng)前城市管理應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)瓶頸所造成的資源浪費(fèi)等問題，本文所研究的小區(qū)智能門鎖系統(tǒng)在未來的發(fā)展將呈現(xiàn)出以下趨勢:(1)門鎖功能多樣化，物聯(lián)通信標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化借助于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，開鎖方式上將有更多的選擇，人臉識別、虹膜識別等新型技術(shù)也將會被得到應(yīng)用，能給學(xué)生帶來更智能便捷的開鎖體驗(yàn)。結(jié)合教學(xué)應(yīng)用場景，增加語音提示功能，監(jiān)督寢室學(xué)生按時出勤。物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)不斷應(yīng)用和改進(jìn)后成為低功耗物聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)，在降低時延和功耗的同時，進(jìn)一步提高信息傳輸?shù)男省?2)服務(wù)端一體化、云端化提供給社區(qū)管理人負(fù)使用的智能門鎖管理系統(tǒng)結(jié)合其他服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)融合形成統(tǒng)一的平臺。借助當(dāng)前容器技術(shù)的發(fā)展，可將包含智能門鎖管理系統(tǒng)在內(nèi)的核心服務(wù)系統(tǒng)及模塊整合形成PaaS(latformasaService)云端平臺，向其他項(xiàng)目開發(fā)用戶提供平臺拓展機(jī)制，使其適應(yīng)多變的業(yè)務(wù)場景。(3)客戶端移動化、智能化、多樣化智能門鎖管理系統(tǒng)客戶端不僅支持電腦端登錄，同時可以使用平板或手機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)用戶隨時隨地查看門鎖相關(guān)信息，降低用戶對電腦操作系統(tǒng)使用的技能要求，提高小區(qū)管理的效率。2.小區(qū)密碼鎖裝置現(xiàn)狀2020年，世界各地遭到了新冠病毒的強(qiáng)力沖擊。面對疫情中國積極開展防控措施，有序推進(jìn)復(fù)工復(fù)產(chǎn)復(fù)學(xué)等各項(xiàng)工作。但在實(shí)際管理中，仍存在如需要投入大量門值人員、頻繁紙質(zhì)身份信息登記及手持式溫槍體溫檢測精度不高等問題[3]。在現(xiàn)實(shí)中，在地鐵、機(jī)場、商場及小區(qū)門口對來往人員都要實(shí)行掃描，檢測體溫，在消耗一定人力和物力的同時，也給工作人員也帶來較高的安全隱患。因此，安全性、便捷性是密碼鎖裝置系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)[4]。密碼鎖系統(tǒng)對行人和車輛具有檢測、登記和安保等作用?，F(xiàn)在市面上的密碼鎖系統(tǒng)裝置都安裝了受電鎖裝置和感應(yīng)器（如：電子密碼鍵盤、讀卡器、指紋閱讀器等）控制的電控門，具有開門關(guān)門的作用。用戶通過手機(jī)可以開關(guān)社區(qū)密碼鎖，同時也可以通過手機(jī)查看自家家的訪客記錄和視頻[5]。然而面對突如其來的疫情，密碼鎖系統(tǒng)的功能過于單一，未能滿足現(xiàn)下疫情突襲的密碼鎖系統(tǒng)需求。疫情期間，全國各地全面實(shí)施小區(qū)封閉式管理，所有進(jìn)出小區(qū)人員必須全部戴口罩，加強(qiáng)小區(qū)環(huán)境治理。在進(jìn)出口設(shè)置警示圍欄和執(zhí)勤點(diǎn)，暫時關(guān)閉不必要進(jìn)出口，落實(shí)人員24小時值班值守，所有進(jìn)入小區(qū)的人員都要通過工作人員的檢測和登記，并做好體溫量、去向登記等記錄，嚴(yán)禁外來人員進(jìn)入，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，及時向所在街道辦事處、村（社區(qū)）報告。從而需要較多的工作執(zhí)勤人員。社區(qū)防控是疫情防控的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，小區(qū)防控則是疫情防控基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。然而，小區(qū)（社區(qū)）行人出入監(jiān)測都還是采用人工檢測的方式，較大程度上還是存在人員交叉感染的風(fēng)險。現(xiàn)疫情期間小區(qū)密碼鎖整體也均圍繞著測溫和身份識別進(jìn)行工作，其疫情期間高風(fēng)險的小區(qū)檢測流程如圖2-1所示。圖2-1小區(qū)檢測流程圖2疫情期間密碼鎖裝置需求2.1密碼鎖服務(wù)系統(tǒng)研究分析在小區(qū)的服務(wù)設(shè)計及管理方面，很多小區(qū)都是建設(shè)的獨(dú)立密碼鎖系統(tǒng)，缺乏統(tǒng)一平臺的支撐和數(shù)據(jù)記錄。當(dāng)需要調(diào)查社區(qū)某一臨時居民居住的出入通行記錄，或是調(diào)出某一樓層的通行記錄，絕大部分系統(tǒng)都要求管理人員自己手工統(tǒng)計或調(diào)出錄像進(jìn)行排查，需要消耗一定的人力物力，即便是一個記錄的誤差，也可能會造成巨大的防控風(fēng)險。同時，在目前小區(qū)的密碼鎖服務(wù)設(shè)計系統(tǒng)中，采用人臉識別＋體溫監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)密碼鎖的開關(guān)功能，但在服務(wù)細(xì)分的情況下還有一些弊端：（1）密碼鎖系統(tǒng)行人和車輛系統(tǒng)（老小區(qū)的車輛和行人共同門口進(jìn)出）不統(tǒng)一管理，從而造成數(shù)據(jù)共享性差，甚至是數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。（2）密碼鎖卡口無自動消毒功能，缺少消毒智能化，在疫情期間應(yīng)盡量避免人工消毒，減少人跟人之間直接接觸。（3）系統(tǒng)服務(wù)中缺少體溫數(shù)據(jù)的記載，未能實(shí)現(xiàn)對人體體溫檢測記錄和上傳功能。應(yīng)具有體溫檢測、上傳數(shù)據(jù)、上報社區(qū)衛(wèi)生所等功能。多數(shù)小區(qū)密碼鎖產(chǎn)品整體服務(wù)系統(tǒng)及衛(wèi)生管控方面仍不夠完善，甚至產(chǎn)生交叉感染的風(fēng)險。所以這些產(chǎn)品在使用方式和服務(wù)體驗(yàn)上仍有待提升。2.2密碼鎖服務(wù)系統(tǒng)需求分析疫情期間，無論國內(nèi)還是國外，小區(qū)的進(jìn)出入的監(jiān)控還是需要人力去實(shí)現(xiàn)，需要人員對進(jìn)出人員的測溫、登記等密切接觸，都未能很好采用科技的力量代替人力，未能很好地做到避免不必要的人員接觸產(chǎn)生的交叉感染的風(fēng)險。因此，急需科技的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動檢測管理裝置及其服務(wù)設(shè)計的開發(fā)，是有效地實(shí)現(xiàn)避免交叉感染行為的前提，節(jié)省人力物力。2.2.1提供自動測溫并記錄數(shù)據(jù)的需求隨著疫情的爆發(fā)，小區(qū)密碼鎖也要求進(jìn)出小區(qū)都要進(jìn)行體溫檢測，體溫未超過37.3度的視為可正常同行，若是超過的則禁止通行。新的密碼鎖裝置應(yīng)需添加自動測溫并上傳數(shù)據(jù)的功能，減少人力的同時，保障了工作人員的健康安全。小區(qū)內(nèi)人口流動眾多，特別是在復(fù)工復(fù)學(xué)及在大型節(jié)日期間，經(jīng)常會在相同時間段內(nèi)小區(qū)門口排隊出入高峰，但人工測溫面對面接觸時會給疫情帶來一定的傳播隱患。因此，需要在密碼鎖裝置上添加自動測溫功能。2.2.2提供記錄數(shù)據(jù)并消毒噴灑的需求根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常會報導(dǎo)某某疑似感染新冠病毒，曾做過某某列車住過某某小區(qū)，其調(diào)查的數(shù)據(jù)之大難以想象。在要求社區(qū)調(diào)出有關(guān)人員的信息時，社區(qū)往往需要經(jīng)過查驗(yàn)，看錄像搜索等一系列繁雜步驟。同時，大多數(shù)小區(qū)都是需要人們在一系列檢測后拉住門框開門進(jìn)入小區(qū)的，門框把手成為了一個重大的安全隱患。一些從外地回到家中的居民，在小區(qū)門口進(jìn)行身份核驗(yàn)、體溫檢測卻忽視了重點(diǎn)手部消毒的需求而給區(qū)內(nèi)居民帶來威脅。疫情對小區(qū)密碼鎖裝置的需求主要有完整全面的云端系統(tǒng)，需要智能識別、消毒技術(shù)的支持。在消毒方面，可將消毒藥品固定在一定區(qū)域?qū)νㄟ^大門的人們進(jìn)行局部位置消毒。在公共防疫中，為防止接觸，可以通過增加密碼鎖APP的遙控功能，自動測溫、驗(yàn)證個人信息正確后消毒即可開關(guān)大門同行。2.2.3提供車輛消毒通道的需求密碼鎖檢測包括需要檢測的各種通道，分別有行人通行和車輛通行，密碼鎖需包括車輛同行檢測。在小區(qū)管理中，車輛密碼鎖檢測是車輛管理的一種重要手段，不僅以識別車輛身份為目的，還應(yīng)管理車輛消毒的問題。目前，小區(qū)進(jìn)出車輛主要是車輛及業(yè)主身份識別工作，而沒有對車輛徹底消毒，存在隱患。從設(shè)計的角度來看，疫情對小區(qū)密碼鎖裝置的需求主要是多角度、全方位消毒方面，需要對行人、車輛進(jìn)行消毒，使能夠有效減少在小區(qū)密碼鎖檢測裝置交叉感染病毒的風(fēng)險。系統(tǒng)設(shè)計3.1設(shè)計方案疫情下的智能身份識別及消毒預(yù)警密碼鎖系統(tǒng)在技術(shù)上主要基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)、無線射頻識別技術(shù)和熱紅外成像等技術(shù)系統(tǒng)可自動對進(jìn)出密碼鎖的人員進(jìn)行身份識別、體溫檢測、消毒殺菌、異常預(yù)警等操作，同時完成相關(guān)數(shù)據(jù)的智能處理。疫情下的智能身份識別及消毒預(yù)警密碼鎖系統(tǒng)，主要由身份認(rèn)證及測溫終端、自動消毒設(shè)備和閘機(jī)設(shè)備組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖2-2所示。圖2-2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖密碼鎖系統(tǒng)對于出入人員的身份認(rèn)證采用人臉識別與身份證識別［２］兩種方式。在身份認(rèn)證環(huán)節(jié)中，對于企事業(yè)單位、學(xué)校這種人員較為固定的場所，可提前錄入所在單位人員的人臉信息，身份認(rèn)證時只采用人臉識別，減少身份證識別過程，加快人員密碼鎖通過時間，提高通過效率。對于機(jī)場火車站、商場、公園等人員流動性大的場所，可以采用“人臉識別＋身份證識別”的雙重識別方式進(jìn)行身份認(rèn)證，無需提前錄入人臉信息。系統(tǒng)中身份認(rèn)證及測溫終端設(shè)備、自動消毒設(shè)備、閘機(jī)等設(shè)備間的智能聯(lián)動檢測流程如圖2-3所示。完成對出入人員的身份認(rèn)證后，將對其進(jìn)行體溫檢測。通過體溫檢測的人員，經(jīng)過雙手的消毒殺菌和人員信息的本地更新存儲，密碼鎖閘機(jī)開啟即可通過系統(tǒng)檢測流程；未通過體溫檢測的人員，密碼鎖系統(tǒng)觸發(fā)報警器蜂鳴，身份認(rèn)證及測溫終端利用移動通信技術(shù)向管理員實(shí)時發(fā)送人員體溫異常報警短信。系統(tǒng)將自動記錄檢測過程，也可通過擴(kuò)展的通信接口報送至防疫工作部門或第3方云服務(wù)管理平臺。圖2-3系統(tǒng)檢測步驟流程圖3.2核心技術(shù)3.2.1Vue.js前端框架Vuejs是一套采用MVVM(Model-View-ViewMode1)架構(gòu)，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動視圖形式來構(gòu)建用戶界面的漸進(jìn)式框架。該框架遵循CMD(CommonModuleDefintion)規(guī)范,提供更加簡潔、易于理解的應(yīng)用程序編程接口(AplicationProgrammingInterface,API)便于與第三方庫或既有的項(xiàng)目整合，是一款新型的功能性前端開發(fā)框架，以下兩項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)是該框架實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。(1)數(shù)據(jù)驅(qū)動。傳統(tǒng)的前端交互是利用Ajax從服務(wù)端獲取數(shù)據(jù)后操作DOM來改變視圖，Vue提供了MVVM(Model-View-ViewModel)分層架構(gòu)的雙向數(shù)據(jù)綁定實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動。與常用的應(yīng)用程序分層開發(fā)架構(gòu)MVC(Model-View-Coro1ler)類似，MVVM將軟件分成Model、View和ViewModel三層。ViewMode1作為View層與Model層的中間層，負(fù)責(zé)監(jiān)聽前者和后者數(shù)據(jù)的修改。當(dāng)Mode1層數(shù)據(jù)修改,ViewModel層檢測到變化后，會通知View層進(jìn)行相應(yīng)的視圖修改。相反，當(dāng)View層做出改變時，Model層的數(shù)據(jù)也會得到相應(yīng)的修改。視圖層和數(shù)據(jù)模型層的響應(yīng)式雙向數(shù)據(jù)綁定實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動同步，開發(fā)者只需將關(guān)注點(diǎn)放在業(yè)務(wù)邏輯上，復(fù)雜的數(shù)據(jù)狀態(tài)維護(hù)工作統(tǒng)一交由MVVM管理。MVVM的本質(zhì)是基于操作數(shù)據(jù)來操作視圖進(jìn)而操作DOM,Vuejs作為MVVM架構(gòu)的最佳實(shí)踐者，采用“數(shù)據(jù)劫持”結(jié)合“發(fā)布者~訂閱者”的實(shí)現(xiàn)原理。Vue在實(shí)例化過程中，把一個普通的JS對象傳給Vue實(shí)例來作為它的data選項(xiàng)，并通過OyjectdefinePropertyO函數(shù)來劫持獲取的各個屬性的setter、getter,，與此同時每一-個Vue.實(shí)例對象都有一個訂閱者watcher實(shí)例對象，它在模板編譯中，會使用getter獲取data的屬性,此時訂閱者會把用到的data屬性標(biāo)記為依賴,以此建立視圖與數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。當(dāng)數(shù)據(jù)的setter被調(diào)用，即渲染視圖的數(shù)據(jù)依賴發(fā)生改變時，訂閱者會對比前后數(shù)據(jù)的變化以確定是否通知視圖進(jìn)行重新渲染，數(shù)據(jù)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)過程示意圖如圖3-1所示。圖3-1數(shù)據(jù)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)過程示意圖(2)組件化系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的前端頁面開發(fā)中，沒有組件化的概念，只使用HTML標(biāo)簽語言編寫頁面，但在Vue中，實(shí)現(xiàn)了將頁面組件化，通過將頁面中某部分功能的結(jié)構(gòu)、樣式和邏輯封裝為一個整體，使得其高內(nèi)聚、低耦合，達(dá)到分治與復(fù)用的目的。每一個組件都對應(yīng)一個ViewModel,頁面是組件的容器，組件可以嵌套自由組合形成完整的頁面，能滿足前端項(xiàng)日的快速開發(fā)和后期維護(hù)。上述兩大技術(shù)特點(diǎn)是Vue實(shí)現(xiàn)的核心，在吸收其他優(yōu)秀框架如React、Angular優(yōu)點(diǎn)之后，使其能在眾多前端框架中脫穎而出。與其他框架相比，使用輕巧、高性能的Vue框架對前端項(xiàng)目進(jìn)行開發(fā)則更加靈活。自底向.上逐層應(yīng)用的漸進(jìn)式開發(fā)，從少到多，從弱到強(qiáng)，Vue并不強(qiáng)制開發(fā)者使用其所有模塊，而是根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求選擇組合使用如聲明式渲染、組件系統(tǒng)、客戶端路由、構(gòu)建工具和大規(guī)模狀態(tài)管理等功能模塊。在本文實(shí)現(xiàn)的智能門鎖管理系統(tǒng)前端應(yīng)用軟件中，利用Vue的特性并結(jié)合UI庫IView可實(shí)現(xiàn)用于交互的前端應(yīng)用頁面的快速開發(fā)。3.2.2微服務(wù)架構(gòu)微服務(wù)架構(gòu)是一項(xiàng)在云中部署應(yīng)用和服務(wù)的新技術(shù)。大部分圍繞微服務(wù)的爭論都集中在容器或其他技術(shù)是否能很好的實(shí)施微服務(wù)，而紅帽說API應(yīng)該是重點(diǎn)。微服務(wù)可以在"自己的程序"中運(yùn)行，并通過"輕量級設(shè)備與HTTP型API進(jìn)行溝通"。關(guān)鍵在于該服務(wù)可以在自己的程序中運(yùn)行。通過這一點(diǎn)我們就可以將服務(wù)公開與微服務(wù)架構(gòu)(在現(xiàn)有系統(tǒng)中分布一個API)區(qū)分開來。在服務(wù)公開中，許多服務(wù)都可以被內(nèi)部獨(dú)立進(jìn)程所限制。如果其中任何一個服務(wù)需要增加某種功能，那么就必須縮小進(jìn)程范圍。在微服務(wù)架構(gòu)中，只需要在特定的某種服務(wù)中增加所需功能，而不影響整體進(jìn)程的架構(gòu)。3.2.3NB-IoT技術(shù)窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NarrowBandInternetofThings,NB-IoT)成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個重要分支。NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約180kHz的帶寬，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級。NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)。NB-IoT支持待機(jī)時間長、對網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。據(jù)說NB-IoT設(shè)備電池壽命可以提高至少10年，同時還能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。4.人臉識別與體溫檢測設(shè)計4.1人臉識別深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)中常用的研究領(lǐng)域，而卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是最常用的深度學(xué)習(xí)模型之一［3，4］。然而學(xué)習(xí)需要的大量參數(shù)使得深度學(xué)習(xí)的訓(xùn)練過程十分耗時。寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)在深層結(jié)構(gòu)上提供了一種機(jī)器學(xué)習(xí)的替代方法，基于隨機(jī)向量函數(shù)連接網(wǎng)絡(luò)（ＲＶＦＬＮＮ）的思想建立了寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，消除了訓(xùn)練過程中的缺點(diǎn)，同時提供了函數(shù)逼近的泛化能力［５］。本文采用了一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它在人臉識別方面比寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)更有用，該方法需要較少的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，同時采用了非常有效的計算機(jī)視覺特征提取方法［６］。在卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，卷積是對輸出ｘ和卷積核ｗ的運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果稱為特征圖ｓ。利用人臉的二維圖像Ｉ作為網(wǎng)絡(luò)輸入，其中Ｋ為二維的卷積核，特征圖更新為最大池化的作用就是取矩形領(lǐng)域內(nèi)的最大輸出［7，8］。在一個卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，池化就是將卷積得到的圖像特征整合獲得新的更佳的特征，經(jīng)過池化，可使特征減少，參數(shù)減少，并有助于保持平移不變從而獲得優(yōu)秀的性能，圖4-1演示了卷積操作與最大池化操作。圖4-1卷積與最大池化在人臉識別處理中，一般會提取圖像中的特征點(diǎn)來對該圖像進(jìn)行描述，而每個特征點(diǎn)又需要描述該特征點(diǎn)的128維的向量，而一幅人臉圖像大量的特征點(diǎn)其存儲量是非常大的，對于圖像的降維操作就顯得十分必要.主成分分析技術(shù)在盡可能多地保留信息的基礎(chǔ)上，降低原始輸入的維度，其中一種方法是最小化輸入x和它的重構(gòu)r(x)之間的距離[9.10]式中：ｒ（ｘ）＝ＷＷTｘ，ｉ代表第ｉ個樣本，ｊ為第ｊ個特征；Ｄ為單位矩陣；主成分由ＸＴＸ的特征向量給出。由此得出式中：ｗ１，…，ｗｋ對應(yīng)ｋ個主成分，λ１，。。。，λｋ為這些主成分的相關(guān)度，通過計算輸入數(shù)據(jù)的百分比ｐ來確定ｋ系統(tǒng)學(xué)習(xí)的正交和線性變換矩陣Ｗ將輸入數(shù)據(jù)ｘ的投影結(jié)果用ｚ來表示。因此，可以使用ＰＣＡ作為一種降維方法，并盡可能地保留數(shù)據(jù)中的信息。應(yīng)用一種有偏估計回歸方法——嶺回歸。通過求最小值，可以求出網(wǎng)絡(luò)的輸出層權(quán)重。式中：γ表示對輸出層權(quán)重Ｗ平方和的約束。如果γ＝0，則該問題變?yōu)樽钚《朔▎栴}，若γ→∞，那么權(quán)重則近似為零。因此，得出權(quán)重的計算公式圖4-2顯示了函數(shù)鏈神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示意圖圖4-2函數(shù)鏈神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示意圖圖4-2中，ｘ為輸入的特征向量，或者是寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的映射特征，σ（ｘＷｈ）為增強(qiáng)特征向量，其中σ（·）為激活函數(shù)，Ｙ是目標(biāo)值，Ｗ為分類問題或回歸問題中的權(quán)重。寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)將輸入的高維特征隨機(jī)映射到較低維的ｘ上，然后生成增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，采用增量學(xué)習(xí)算法對系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)更新。本文采用基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖５所示。圖５中，輸入圖像Ｉ以寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)方法映射到特征向量ｘ中，不同于寬度學(xué)習(xí)使用的隨機(jī)投影，本文使用PCA來學(xué)習(xí)映射矩陣。然后利用輸入圖像映射，通過卷積和最大池化操作提取增強(qiáng)神經(jīng)節(jié)點(diǎn)。將PCA應(yīng)用于合并后的特征圖，提取增強(qiáng)特征。這個過程可以重復(fù)多次以提取更深層次的特征。該系統(tǒng)采用隨機(jī)生成的卷積核和最大池化操作，并采用嶺回歸方法對權(quán)重Ｗ進(jìn)行更新，以下為詳細(xì)算法：１）使用PCA從輸入圖像Ｉ中提取特征值ｘ２）MO＝I３）FOri＝1∶k４）隨機(jī)生成卷積核Ci５）對Mi-1進(jìn)行卷積和最大池化操作，得到Mi６）使用PCA從特征圖Mi中提取增強(qiáng)特征ｘi７）End８）Ｘ＝［ｘｘ１…ｘk］９）利用式（9）求得W。圖4-3PCA算法特征圖4.2體溫檢測在自然界中，任何物體都會輻射紅外線，紅外線是物體根據(jù)不同溫度對外進(jìn)行輻射的一種電磁波，又被稱為紅外輻射的電磁波，波長一般處于0.78～1000μｍ。波長為0.78～1.5μｍ的范圍稱作近紅外，波長為1.5～10μｍ的范圍稱作中紅外，波長為10～1000μｍ的范圍稱作遠(yuǎn)紅外，其中波長為2.0～1000μｍ的范圍稱作熱紅外線。身份認(rèn)證及測溫終端中的溫度測試模塊對出入人員面部溫度進(jìn)行熱紅外成像。由斯特藩－玻爾茲曼定律[11]得出目標(biāo)物體輻射量與其表面溫度的４次方成正比的關(guān)系目標(biāo)表面溫度較小的波動都會帶來輻射量明顯地變化，這也就是溫度測試模塊熱紅外成像的原理，較為明顯地將人臉各個區(qū)域溫度與背景做出區(qū)分。溫度測試模塊工作流程如圖６所示。圖4-4溫度測試模塊工作流程圖為可見光圖像。溫度測試模塊想要顯示人臉可見的紅外熱圖，首先將鏡頭捕捉圖像的紅外輻射轉(zhuǎn)換成電信號，電信號的強(qiáng)弱與紅外輻射能量的大小成正比；接著將人臉紅外輻射的電信號在系統(tǒng)交互屏幕顯示，實(shí)現(xiàn)從電信號到光的轉(zhuǎn)換，得到被測人員的可見紅外熱圖。4.3人臉識別與體溫檢測實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)分為人臉識別和體溫測試兩方面進(jìn)行，如圖７所示圖4-5對比試驗(yàn)圖在室內(nèi)環(huán)境（圖（a））采取面部無遮擋和面部佩戴口罩來進(jìn)行對比測試，同一測試樣本佩戴口罩情況下，經(jīng)過50次（檢測到面部并保持3S記為1次實(shí)驗(yàn)次數(shù)）實(shí)驗(yàn)均無法檢測出人員身份信息，室內(nèi)環(huán)境下佩戴和未佩戴口罩體溫檢測差距較小。在未佩戴口罩情況下（圖（ｂ））進(jìn)行室內(nèi)和室外情境下的測試，樣本體溫檢測發(fā)生較明顯變化。隨機(jī)抽取任意樣本的詳細(xì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示，其中室內(nèi)溫度為19。5℃，室外溫度為2℃。表1為面部未遮擋情況下進(jìn)行的對比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)人員面部特征清晰。對實(shí)驗(yàn)樣本身份驗(yàn)證錯誤和驗(yàn)證時間大于10ｓ的情況設(shè)置為身份識別失敗。表1人臉識別與體溫檢測實(shí)驗(yàn)表１實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于室外環(huán)境下背景、陽光、閃光的外界干擾，對于人臉面部特征的識別正確率相較于室內(nèi)環(huán)境有所下降，室內(nèi)室外檢測到樣本的體溫在不同環(huán)境下也有所變化，不同環(huán)境下體溫變化保持在0～0.1℃范圍內(nèi)。5自動消毒設(shè)備設(shè)計當(dāng)體溫處于正常范圍的人員完成人臉與體溫的檢測后，通過閘機(jī)設(shè)備仍需進(jìn)行對雙手的消毒殺菌處理。自動消毒設(shè)備的工作流程如圖5-1所示。圖5-1自動消毒設(shè)備的工作流程在自動消毒設(shè)備中，消毒液采用75％的乙醇進(jìn)行消毒，而根據(jù)病毒的理化特性以及對紫外線的敏感程度［１２］，利用紫外線照射人員雙手提高消毒殺菌的效果。通過設(shè)置雙手消毒時間（從紅外傳感器檢測到雙手開始），防止出入人員未完成消毒即撤出雙手。當(dāng)出入人員按步驟完成消毒殺菌流程時，指示燈顯示綠色，密碼鎖系統(tǒng)開啟閘機(jī)設(shè)備；當(dāng)未完成消殺步驟時或者系統(tǒng)檢測（自動消毒設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信檢測、自動消毒設(shè)備電量檢測、紅外傳感器故障檢測、消毒液容量檢測、紫外線照