本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，特別是指一種智慧社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)門禁運(yùn)營系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的智慧社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)門禁運(yùn)營系統(tǒng)通常采用集中化管理方式，利用網(wǎng)絡(luò)攝像頭、門禁控制器和后臺(tái)服務(wù)器構(gòu)成一個(gè)智能化的門禁管理體系。居民通過門禁卡、二維碼、或人臉識(shí)別的方式驗(yàn)證身份，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器進(jìn)行比對后，反饋開門指令至門禁控制器完成操作。這種方式實(shí)現(xiàn)了社區(qū)門禁的數(shù)字化管理，提升了安全性和便捷性。然而，現(xiàn)有系統(tǒng)普遍依賴于固定的服務(wù)器架構(gòu)和單點(diǎn)驗(yàn)證模式，容易在服務(wù)器負(fù)載過高或響應(yīng)延遲增加時(shí)影響用戶的實(shí)際體驗(yàn)。

2、在實(shí)際應(yīng)用中，特別是在高峰時(shí)段，如上下班時(shí)間，門禁系統(tǒng)面臨較大的并發(fā)訪問壓力。例如，當(dāng)多個(gè)居民同時(shí)使用人臉識(shí)別功能時(shí)，系統(tǒng)需要對大量圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理并與服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對。一旦服務(wù)器資源緊張或網(wǎng)絡(luò)帶寬不足，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間會(huì)顯著延長，可能導(dǎo)致居民在門口長時(shí)間排隊(duì)等待。此問題暴露出現(xiàn)有技術(shù)中對實(shí)時(shí)性處理能力不足的缺陷，尤其是在大型社區(qū)中，現(xiàn)有架構(gòu)難以滿足高并發(fā)條件下的無縫服務(wù)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種智慧社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)門禁運(yùn)營系統(tǒng)，旨在解決背景技術(shù)中所提到的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種智慧社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)門禁運(yùn)營系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

4、數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取用戶的身份數(shù)據(jù)，包括人臉圖像、二維碼信息和門禁卡信息；對獲取的身份數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，生成標(biāo)準(zhǔn)身份數(shù)據(jù)集；

5、初步驗(yàn)證模塊，用于將標(biāo)準(zhǔn)身份數(shù)據(jù)集與預(yù)設(shè)住戶數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配，生成初步驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)；其中，預(yù)設(shè)住戶數(shù)據(jù)庫支持動(dòng)態(tài)更新，包括住戶信息的新增、刪除或權(quán)限調(diào)整；

6、分布式計(jì)算節(jié)點(diǎn)模塊，用于通過計(jì)算節(jié)點(diǎn)對初步驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行深度驗(yàn)證，得到最終驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)；每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)獨(dú)立執(zhí)行部分驗(yàn)證任務(wù)，所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)，各節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力由其物理硬件性能決定；

7、任務(wù)分配模塊，用于根據(jù)用戶接入位置和計(jì)算節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷，將初步驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)的驗(yàn)證任務(wù)分配至最優(yōu)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，生成節(jié)點(diǎn)分配數(shù)據(jù)；

8、負(fù)載均衡模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測計(jì)算節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷和任務(wù)處理狀態(tài)，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對任務(wù)分配模塊的節(jié)點(diǎn)分配數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整；

9、容錯(cuò)處理模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測計(jì)算節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)檢測到計(jì)算節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，將故障節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證任務(wù)重新分配至其他計(jì)算節(jié)點(diǎn)；

10、動(dòng)態(tài)權(quán)限管理模塊，用于根據(jù)最終驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)，為用戶生成門禁權(quán)限信息，門禁權(quán)限信息包括用戶身份標(biāo)識(shí)、權(quán)限時(shí)間范圍和目標(biāo)門禁設(shè)備標(biāo)識(shí)；

11、門禁控制模塊，用于根據(jù)門禁權(quán)限信息，分析目標(biāo)門禁設(shè)備標(biāo)識(shí)，并控制目標(biāo)門禁設(shè)備執(zhí)行開門操作，同時(shí)將記錄操作數(shù)據(jù)。

12、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括：

13、身份采集單元，用于將獲取用戶身份數(shù)據(jù)；

14、特征分離單元，用于將用戶身份數(shù)據(jù)中的多個(gè)特征進(jìn)行分類提取，生成身份特征數(shù)據(jù)，身份特征數(shù)據(jù)包括人臉圖像、二維碼信息和門禁卡信息；

15、數(shù)據(jù)處理單元，用于對身份特征數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，生成標(biāo)準(zhǔn)身份數(shù)據(jù)集，其中，標(biāo)準(zhǔn)化操作包括統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和特征范圍調(diào)整；

16、所述標(biāo)準(zhǔn)身份數(shù)據(jù)集與用戶的身份數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)，形成數(shù)據(jù)索引。

17、優(yōu)選地，所述初步驗(yàn)證模塊包括：

18、身份匹配單元，用于將標(biāo)準(zhǔn)身份數(shù)據(jù)集與預(yù)設(shè)住戶數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配，計(jì)算匹配得分，生成初步驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)；

19、匹配精度調(diào)整單元，用于動(dòng)態(tài)更新預(yù)設(shè)住戶數(shù)據(jù)庫，并調(diào)整身份匹配單元的匹配參數(shù)。

20、優(yōu)選地，所述分布式計(jì)算節(jié)點(diǎn)模塊包括：

21、驗(yàn)證任務(wù)生成單元，用于根據(jù)初步驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)的特性和驗(yàn)證要求，生成驗(yàn)證任務(wù)數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送至任務(wù)分配模塊；

22、驗(yàn)證數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)節(jié)點(diǎn)分配數(shù)據(jù)，通過計(jì)算節(jié)點(diǎn)對驗(yàn)證任務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，計(jì)算中間驗(yàn)證值，生成中間驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)；

23、數(shù)據(jù)交叉驗(yàn)證單元，用于對中間驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉驗(yàn)證，計(jì)算最終驗(yàn)證值，其中：

24、當(dāng)最終驗(yàn)證值滿足預(yù)設(shè)驗(yàn)證值時(shí)，生成最終驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)；

25、當(dāng)最終驗(yàn)證值未滿足預(yù)設(shè)驗(yàn)證值時(shí)，對節(jié)點(diǎn)分配數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，并循環(huán)運(yùn)行驗(yàn)證數(shù)據(jù)處理單元和數(shù)據(jù)交叉驗(yàn)證單元，直至滿足預(yù)設(shè)適配度；驗(yàn)證值的計(jì)算公式為：

26、，

27、其中，為最終驗(yàn)證值，為參與驗(yàn)證的計(jì)算節(jié)點(diǎn)總數(shù)，和分別為第個(gè)節(jié)點(diǎn)和第個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算驗(yàn)證任務(wù)的中間驗(yàn)證值，、為分別為第個(gè)和第個(gè)節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證任務(wù)耗時(shí)，，，和分別為第個(gè)節(jié)點(diǎn)和第個(gè)節(jié)點(diǎn)接收驗(yàn)證任務(wù)的復(fù)雜度，和分別為第個(gè)節(jié)點(diǎn)和第個(gè)節(jié)點(diǎn)接收驗(yàn)證任務(wù)的匹配得分，、和為權(quán)重系數(shù)，，，和分別為第個(gè)節(jié)點(diǎn)和第個(gè)節(jié)點(diǎn)接收驗(yàn)證任務(wù)中的數(shù)據(jù)特征數(shù)量，和分別為第個(gè)節(jié)點(diǎn)和第個(gè)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力，和分別為第個(gè)節(jié)點(diǎn)和第個(gè)節(jié)點(diǎn)接收驗(yàn)證任務(wù)的并發(fā)請求數(shù)量，、、和為調(diào)節(jié)系數(shù)。

28、優(yōu)選地，所述任務(wù)分配模塊包括：

29、任務(wù)優(yōu)先評分確定單元，用于根據(jù)初步驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)的復(fù)雜程度，生成任務(wù)優(yōu)先評分信息；

30、節(jié)點(diǎn)適配單元，用于根據(jù)用戶接入位置、任務(wù)優(yōu)先評分信息、計(jì)算節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀態(tài)及互聯(lián)延遲，計(jì)算節(jié)點(diǎn)的第一適配度權(quán)重，生成節(jié)點(diǎn)分配數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)分配數(shù)據(jù)包括驗(yàn)證任務(wù)的節(jié)點(diǎn)分配標(biāo)識(shí)和驗(yàn)證任務(wù)的執(zhí)行順序；第一適配度權(quán)重的計(jì)算公式為：

31、，

32、其中，為第一適配度權(quán)重，為任務(wù)優(yōu)先評分，為計(jì)算節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前負(fù)載比例，為數(shù)據(jù)傳輸距離，表示用戶接入位置到目標(biāo)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的路徑傳輸距離，從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中計(jì)算得出，為計(jì)算節(jié)點(diǎn)的剩余資源比率，為節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)延遲表示節(jié)點(diǎn)從接收請求到反饋響應(yīng)的時(shí)延，、、、和為權(quán)重系數(shù)。

33、優(yōu)選地，所述負(fù)載均衡模塊包括：

34、負(fù)載動(dòng)態(tài)檢測單元，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測計(jì)算節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷和任務(wù)處理狀態(tài)，任務(wù)處理狀態(tài)包括任務(wù)處理速率、響應(yīng)延遲及資源占用情況；

35、任務(wù)一次分配單元，用于根據(jù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷、任務(wù)處理狀態(tài)和任務(wù)優(yōu)先評分信息，計(jì)算節(jié)點(diǎn)的第二適配度權(quán)重，并對節(jié)點(diǎn)分配數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整；第二適配度權(quán)重的計(jì)算公式為：

36、，其中，為第二適配度權(quán)重，為節(jié)點(diǎn)的任務(wù)處理速率，、、和為權(quán)重系數(shù)。

37、優(yōu)選地，所述容錯(cuò)處理模塊包括：

38、故障檢測單元，用于監(jiān)測計(jì)算節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)異常時(shí)，生成故障節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)，同時(shí)記錄節(jié)點(diǎn)的故障類型及發(fā)生時(shí)間；

39、數(shù)據(jù)恢復(fù)單元，用于根據(jù)故障節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)，加載未完成驗(yàn)證任務(wù)的數(shù)據(jù)，得到未完成驗(yàn)證任務(wù)數(shù)據(jù)；

40、任務(wù)二次分配單元，用于根據(jù)第二適配度權(quán)重將未完成驗(yàn)證任務(wù)數(shù)據(jù)分配給其他節(jié)點(diǎn)。

41、優(yōu)選地，所述動(dòng)態(tài)權(quán)限管理模塊包括：

42、權(quán)限更新單元，用于通過分析用戶的訪問時(shí)間、頻次及設(shè)備使用記錄，動(dòng)態(tài)調(diào)整權(quán)限時(shí)間范圍和目標(biāo)門禁設(shè)備標(biāo)識(shí)；

43、權(quán)限約束單元，用于當(dāng)用戶的行為數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)社區(qū)約束條件存在顯著偏差時(shí)，對權(quán)限信息進(jìn)行約束性調(diào)整。

44、優(yōu)選地，所述門禁控制模塊包括：

45、設(shè)備狀態(tài)反饋單元，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測目標(biāo)門禁設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，生成設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，運(yùn)行參數(shù)包括設(shè)備響應(yīng)時(shí)間和執(zhí)行精度；

46、設(shè)備狀態(tài)調(diào)整單元，用于根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，調(diào)整目標(biāo)門禁設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；

47、數(shù)據(jù)記錄單元，用于記錄目標(biāo)門禁設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，生成設(shè)備狀態(tài)日志。

48、優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：

49、異常處理模塊，用于根據(jù)設(shè)備狀態(tài)日志，分析目標(biāo)門禁設(shè)備的異常情況，并執(zhí)行應(yīng)急處理，生成異常處理結(jié)果數(shù)據(jù)；其中：

50、異常情況包括未授權(quán)訪問嘗試或設(shè)備故障；

51、異常處理結(jié)果數(shù)據(jù)包括通知相關(guān)管理人員或強(qiáng)制鎖定目標(biāo)門禁設(shè)備。

52、本發(fā)明的上述方案至少包括以下有益效果：

53、首先，系統(tǒng)采用了數(shù)據(jù)采集模塊、初步驗(yàn)證模塊、分布式計(jì)算節(jié)點(diǎn)模塊和任務(wù)分配模塊的分布協(xié)作方式，代替了傳統(tǒng)的單點(diǎn)驗(yàn)證模式。數(shù)據(jù)采集模塊能夠?qū)崟r(shí)獲取用戶的人臉圖像、二維碼信息和門禁卡數(shù)據(jù)，并通過預(yù)處理生成標(biāo)準(zhǔn)身份數(shù)據(jù)集，為后續(xù)模塊提供規(guī)范化數(shù)據(jù)輸入。這種數(shù)據(jù)預(yù)處理機(jī)制降低了后續(xù)驗(yàn)證模塊的計(jì)算負(fù)擔(dān)，從源頭上提高了數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)效率。

54、其次，系統(tǒng)的分布式計(jì)算節(jié)點(diǎn)模塊通過多節(jié)點(diǎn)并行計(jì)算分擔(dān)服務(wù)器的處理壓力。每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)獨(dú)立執(zhí)行部分驗(yàn)證任務(wù)，且節(jié)點(diǎn)間通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備互聯(lián)，形成了具有高容錯(cuò)能力和擴(kuò)展性的分布式驗(yàn)證架構(gòu)。在高峰時(shí)段，例如多個(gè)居民同時(shí)使用門禁系統(tǒng)時(shí)，任務(wù)分配模塊根據(jù)用戶接入位置和節(jié)點(diǎn)負(fù)載狀態(tài)，將驗(yàn)證任務(wù)動(dòng)態(tài)分配至最優(yōu)節(jié)點(diǎn)。該模塊結(jié)合節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)負(fù)載和響應(yīng)能力，通過第一適配度權(quán)重計(jì)算，確保任務(wù)分配的合理性。負(fù)載均衡模塊則通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)整進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)點(diǎn)分配數(shù)據(jù)，使得系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)并發(fā)驗(yàn)證請求。

55、此外，本系統(tǒng)的容錯(cuò)處理模塊解決了節(jié)點(diǎn)故障對任務(wù)處理的潛在影響。當(dāng)檢測到節(jié)點(diǎn)異常時(shí)，系統(tǒng)能夠快速恢復(fù)未完成的任務(wù)并重新分配至其他節(jié)點(diǎn)，保證驗(yàn)證任務(wù)的連續(xù)性和完整性。這種設(shè)計(jì)顯著提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，即使在極端條件下仍能維持正常運(yùn)行。

56、動(dòng)態(tài)權(quán)限管理模塊為每位用戶生成實(shí)時(shí)調(diào)整的門禁權(quán)限信息，適應(yīng)社區(qū)復(fù)雜的管理需求。結(jié)合最終驗(yàn)證結(jié)果數(shù)據(jù)，系統(tǒng)支持基于時(shí)間范圍、目標(biāo)設(shè)備等維度的權(quán)限動(dòng)態(tài)更新，確保權(quán)限管理的精準(zhǔn)性和靈活性。

57、通過門禁控制模塊，系統(tǒng)在完成用戶身份驗(yàn)證后立即執(zhí)行開門操作，并記錄設(shè)備狀態(tài)和操作日志，為社區(qū)安全管理提供了可追溯的操作記錄。這種方式在提升用戶便捷性的同時(shí)，也增強(qiáng)了社區(qū)整體的安全性。

58、綜上，本發(fā)明通過模塊化設(shè)計(jì)與分布式架構(gòu)的有機(jī)結(jié)合，成功克服了現(xiàn)有智慧社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng)在集中化管理模式下的性能瓶頸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在并發(fā)處理能力、任務(wù)調(diào)度策略、系統(tǒng)可靠性、權(quán)限管理靈活性及用戶體驗(yàn)等方面均具有顯著提升，為大型社區(qū)的智能化門禁管理提供了高效、安全且可靠的技術(shù)解決方案。