二維碼與人臉識(shí)別技術(shù)在科研公共平臺(tái)管理中的應(yīng)用

趙恒

摘? 要 近年來(lái)，很多高校與研究機(jī)構(gòu)建立了科研公共平臺(tái)，提供儀器的共享使用服務(wù)，有效提升了設(shè)備的使用效率。傳統(tǒng)的人工化管理效率較低，而校園卡刷卡、指紋識(shí)別等技術(shù)手段也存在一定的安全隱患，可能導(dǎo)致身份不明的人員隨意出入。提出采用當(dāng)前發(fā)展迅速的二維碼技術(shù)與人臉識(shí)別技術(shù)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)科研公共平臺(tái)的智能化管理。

關(guān)鍵詞 二維碼;人臉識(shí)別;科研公共平臺(tái);智能化管理

中圖分類號(hào)：G642? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）02-0037-03

Application of QR Code and Face Recognition Technology in Scientific Research Platform//ZHAO Heng

Abstract In recent years， more and more scientific research platform?has been established. The utilization ratio of scientific research plat-form and equipment has been improved. However， the traditional management is not secure enough. In order to solve the reliability of current identity， this paper mainly expounds the application of QR code and face recognition technology in scientific research platform.

Key words QR code; face recognition; scientific research platform; intelligent management

1 引言

科研公共平臺(tái)是由一系列先進(jìn)的大型儀器與科學(xué)研究配套設(shè)施通過(guò)梯次配置、整合優(yōu)化形成的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)，是科學(xué)研究與創(chuàng)新的重要支持[1]。近年來(lái)，很多高校與研究機(jī)構(gòu)建立了科研公共平臺(tái)，面向?qū)W校與社會(huì)提供儀器設(shè)備的共享使用服務(wù)，有效地提升了設(shè)備的使用效率[2]。作為一個(gè)開(kāi)放、便捷、高效的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，科研公共平臺(tái)需要全天24小時(shí)開(kāi)放，全年開(kāi)放。在這種情況下，科研公共平臺(tái)通常無(wú)人看管。充分利用前沿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科研公共平臺(tái)的智能化管理是十分必要的。

目前，一些平臺(tái)仍然處于原始的人工紙質(zhì)化管理模式，該方法存在很多不足，需要管理人員值班定崗，以監(jiān)管使用人員的進(jìn)出，效率較低[2]。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的科研公共平臺(tái)管理手段逐漸得到推廣和應(yīng)用[3]。一部分平臺(tái)開(kāi)始使用校園卡或者指紋識(shí)別等方式，對(duì)平臺(tái)使用人員的身份進(jìn)行確認(rèn)。然而，由于校園卡的丟失、盜用、冒用以及指紋數(shù)據(jù)的復(fù)制等，可能導(dǎo)致身份不明的人員隨意進(jìn)入和離開(kāi)科研公共平臺(tái)，存在一定安全隱患。因此，設(shè)置可靠的智能管理準(zhǔn)入系統(tǒng)是非常必要的。

本文提出采用當(dāng)前發(fā)展迅速的二維碼技術(shù)與人臉識(shí)別技術(shù)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)科研公共平臺(tái)的智能化管理方案，不僅可以充分提高實(shí)驗(yàn)室的利用率，還可以實(shí)現(xiàn)雙重身份認(rèn)證，確保使用科研平臺(tái)的人員的安全可靠。通過(guò)這種方法，還可以對(duì)使用人員到達(dá)和離開(kāi)的時(shí)間進(jìn)行全程記錄，解決科研公共平臺(tái)使用記錄難以追溯的問(wèn)題。

2 技術(shù)基礎(chǔ)

二維碼（Quick Response Codes）最早是由日本Denso Wave公司設(shè)計(jì)的，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、網(wǎng)站鏈接、電子標(biāo)識(shí)、網(wǎng)站登錄、二維碼付款等多種場(chǎng)景中，具有很大的發(fā)展前景[4-5]。然而，僅僅使用二維碼進(jìn)行身份識(shí)別也存在一些不足，如二維碼設(shè)備的借用等，這將使得身份不明的人員隨意進(jìn)入和離開(kāi)科研公共平臺(tái)，使科研公共平臺(tái)面臨巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

人臉識(shí)別（Face Recognition），也叫人像識(shí)別，是一種通過(guò)攝像設(shè)備采集用戶面部信息，經(jīng)主機(jī)系統(tǒng)的人臉識(shí)別算法來(lái)判別使用者身份信息的技術(shù)。近幾年，人臉識(shí)別技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展，相對(duì)成熟的產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，被廣泛應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)身份識(shí)別、門(mén)禁安全系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域[6-7]。人臉識(shí)別僅需要普通的攝像頭采集圖像即可，相對(duì)于虹膜和指紋，人臉具有更加豐富的特征，可以達(dá)到更高的準(zhǔn)確度。人臉識(shí)別能夠在提供比對(duì)服務(wù)的同時(shí)保存圖像，因此，后期可以有效運(yùn)用在需要追查取證的場(chǎng)合[8]。但是單獨(dú)使用人臉識(shí)別也有一定的安全隱患，比如雙胞胎、化妝掩蓋、面部3D打印等，都會(huì)有可能使得身份不明人員乘虛而入。

結(jié)合二維碼和人臉識(shí)別技術(shù)來(lái)管理科研公共平臺(tái)，首先通過(guò)二維碼技術(shù)進(jìn)行初步認(rèn)證，然后利用人臉識(shí)別技術(shù)再次驗(yàn)證使用人員的身份，從而形成更加安全的雙重認(rèn)證接入技術(shù)。由于二維碼技術(shù)和人臉識(shí)別技術(shù)均由計(jì)算機(jī)和監(jiān)控設(shè)備自動(dòng)控制，因此，管理人員的工作量不會(huì)增加，并確保身份的唯一性。

3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

二維碼和人臉識(shí)別技術(shù)解決方案設(shè)計(jì)所需的硬件設(shè)備包括服務(wù)器、警報(bào)器、門(mén)禁控制器、電子門(mén)鎖、高清攝像頭、網(wǎng)線等。該方案的運(yùn)行過(guò)程為：首先需要教師或者學(xué)生將人臉識(shí)別信息錄入系統(tǒng)，并將他們的身份信息寫(xiě)入二維碼服務(wù)器;當(dāng)教師或者學(xué)生需要進(jìn)入科研公共平臺(tái)使用設(shè)備時(shí)，第一步先通過(guò)手機(jī)二維碼及監(jiān)控設(shè)備激活門(mén)禁控制器，然后控制器將進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)檢索輸入的面部信息，通過(guò)比較面部圖像的特征來(lái)解鎖。同時(shí)，電腦會(huì)記錄該人的解鎖時(shí)間和臉部信息，以便后續(xù)驗(yàn)證。具體流程如圖1所示。

4 二維碼與人臉識(shí)別管理系統(tǒng)工作流程

二維碼與人臉識(shí)別相結(jié)合的門(mén)禁管理系統(tǒng)的工作流程如圖2所示。

1）移動(dòng)終端身份確認(rèn)。實(shí)驗(yàn)人員啟動(dòng)手機(jī)APP來(lái)驗(yàn)證用戶的有效性，并且將移動(dòng)終端APP二維碼展示于高清攝像頭前。

2）二維碼和人臉識(shí)別門(mén)禁管理系統(tǒng)開(kāi)鎖。監(jiān)控設(shè)備將二維碼信號(hào)發(fā)送給二維碼服務(wù)器，緊接著，監(jiān)控設(shè)備將收集刷卡者的面部圖像數(shù)據(jù)，并將收集的面部數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)線傳送給服務(wù)器。接下來(lái)服務(wù)器會(huì)比對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)，如果比對(duì)一致，門(mén)禁控制器與電子門(mén)鎖將運(yùn)作并開(kāi)門(mén);若是認(rèn)證失敗，表明人員信息不一致，訪問(wèn)會(huì)被拒絕，門(mén)鎖仍將緊閉且啟動(dòng)警報(bào)。

5 二維碼與人臉識(shí)別技術(shù)在科研公共平臺(tái)管理系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)

運(yùn)用二維碼結(jié)合人臉識(shí)別技術(shù)可以基本達(dá)到科研公共平臺(tái)無(wú)人值守的效果，保證平臺(tái)出入人員的身份安全，并能有效提升科研公共平臺(tái)的使用率及科學(xué)管理水平。兩種技術(shù)相結(jié)合在科研公共平臺(tái)管理系統(tǒng)中應(yīng)用具有下面一些優(yōu)勢(shì)。

識(shí)別速度快，安全性能高? 開(kāi)放的科研公共平臺(tái)的主要管理特征是工作內(nèi)容主要集中在人員進(jìn)出管理。二維碼和人臉識(shí)別技術(shù)可以以超快的識(shí)別速度運(yùn)行，并且可以高精度地同時(shí)識(shí)別多個(gè)用戶。兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合使用，不增加科研公共平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)成本，可以提高整體運(yùn)營(yíng)效率。

基本沒(méi)有損耗，設(shè)備壽命長(zhǎng)? 人臉識(shí)別技術(shù)和二維碼技術(shù)均不需要任何接觸，只用將攝像頭朝向人臉及二維碼即可，因此，重復(fù)使用次數(shù)高，將設(shè)備成本降至最低。

抗污染能力強(qiáng)，干擾因素對(duì)識(shí)別效果影響小? 用于接收二維碼和面部信息的監(jiān)控設(shè)備置于玻璃面板中，因此可以很好地保護(hù)裝置免受諸如水和灰塵之類的外部因素的影響，對(duì)于科研公共平臺(tái)管理更加方便和適用。

記憶容量大，智能化程度高? 運(yùn)用二維碼結(jié)合人臉識(shí)別技術(shù)，管理用戶的記憶容量較大，足以滿足廣大高校及科研院所的需要。同時(shí)，可以實(shí)施智能化分級(jí)保護(hù)，為不同級(jí)別的設(shè)備和測(cè)試人員設(shè)置不同的訪問(wèn)權(quán)限，進(jìn)一步提高公共研究平臺(tái)的安全性。

體積小，設(shè)置方便? 二維碼結(jié)合人臉識(shí)別的門(mén)禁系統(tǒng)可以根據(jù)不同科研公共平臺(tái)的需要，設(shè)置在門(mén)口的不同位置，針對(duì)學(xué)生和教師的需要定制，從而更加精準(zhǔn)地進(jìn)行工作。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，與時(shí)俱進(jìn)利用新興科學(xué)技術(shù)加強(qiáng)對(duì)科研公共平臺(tái)的管理是非常有必要的。隨著5G等通信技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的新興技術(shù)將被應(yīng)用于科研公共平臺(tái)的管理，提高管理質(zhì)量，滿足師生需要。

參考文獻(xiàn)

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