基于指纹识别权限控制的物联网控制开关及方法技术

本发明专利技术涉及一种基于指纹识别权限控制的物联网控制开关及方法，通过指纹识别进行用户身份与权限鉴定，在免布线指纹Wi‑Fi物联网开关与标准Wi‑Fi物联网设备之间实行MAC层非连接通信机制，在不需要MAC层连接的单播包或广播包中通过私有定义的控制信息元素，来加载用以控制Wi‑Fi物联网设备的控制信息，其改动小，实现成本低，并且对包的类型、确认形式、加密形式以及不同的指纹安全控制模式，可以根据具体情况自由组合使用，适用范围广。免布线指纹Wi‑Fi物联网开关通过发送最少数量的包，即可完成控制信息向标准Wi‑Fi物联网设备的传输，实现低功耗控制。免布线指纹Wi‑Fi物联网开关还可以通过Wi‑Fi接入点连接到互联网服务器，进行固件和指纹特征信息列表等的更新升级。

【技术实现步骤摘要】
基于指纹识别权限控制的物联网控制开关及方法
本专利技术涉及Wi-Fi物联网领域，特别涉及一种基于指纹识别权限控制的标准Wi-FiMAC层非连接低功耗通信模式的物联网控制开关及方法。
技术介绍
随着物联网时代的到来，市场上涌现出很多家用或商用的物联网设备。物联网设备之间，一般遵循某种无线连接技术实现互联。802.11Wi-Fi无线通信标准是目前应用范围最广的无线接入技术标准之一。在物联网领域，Wi-Fi物联网接入方式更是应用最广，成本最低，可扩展性最好的物联网接入方式之一。通常，Wi-Fi物联网设备直接通过Wi-Fi接入点（Wi-FiAccessPoint，也称Wi-Fi热点或无线路由器）接入网络。目前市面上的绝大多数物联网设备是通过手机、pad等移动端的应用来进行控制，许多时候并不方便。比如，市场上很流行的Wi-Fi物联网照明设备，通常是以移动端应用界面来控制照明设备的开关及调节亮度和色调，并配以传统的机械开关进行简单的开关和亮度控制。这种开关控制方式，既有应用界面控制的复杂与不便，又具有传统机械开关控制的位置不灵活与布线施工的冗余困难。大多数情况下，对照明设备或其他常见的家用设备进行位置相对灵活的免除布线的实地控制方式，对用户更有吸引力。基于上述的无线照明控制的需求，市场上已经出现了一些免布线无线遥控照明开关设备。这些免布线无线遥控照明开关设备以非标准化的方式在非标准化的频段（如1GHz、315MHz等），使用私有通信方式，对照明设备进行简单的开关控制，不支持手机应用控制。而且，这些设备工作于非公共频段，容易与其他系统的信号相互干扰，影响用户使用效果。同时，对于某些特殊应用场景的物联网设备控制的权限区分要求不断涌现，某些应用场合中，对于控制者身份权限的限制要求比较复杂，需要一种身份识别方式来区分不同用户的控制权限。指纹识别模式是一种常见的身份识别方式，是一种简单可靠的权限控制手段。相比于声波识别，虹膜识别，人脸识别，视网膜识别等其他生物识别技术，指纹识别的方式具有技术成熟可靠，算法简单易实现，应用实现成本低的优点。此外，传统的Wi-Fi物联网设备的控制，一般是基于Wi-Fi链接。但是，在一些应用场合中，Wi-Fi物联网开关控制信息产生频率很低，若采用链接控制通信模式，则几乎每次对Wi-Fi物联网设备进行控制时，Wi-Fi物联网开关都要与该设备重新建立Wi-Fi链接，会在控制帧上面消耗大部分能量。在需要同时控制多个设备的应用场合，控制过程更加复杂更加耗能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于指纹识别权限控制的物联网控制开关及方法，通过指纹模块进行用户身份与权限鉴定，在免布线指纹Wi-Fi物联网开关与标准Wi-Fi物联网设备之间实行MAC层非连接通信机制，实现物联网设备特定权限下的低功耗开关控制。本专利技术的一个技术方案是提供一种基于指纹识别权限控制的物联网控制开关：在Wi-Fi物联网开关中，包含：指纹采集模块，其对指纹信息进行采集；指纹识别及指纹特征提取模块，其与所述指纹采集模块通信连接，获取所采集的指纹信息来进行识别及指纹特征的提取；指纹特征及控制权限列表模块，其存储有与可识别的指纹信息相匹配的指纹特征及控制权限列表，还与所述指纹识别及指纹特征提取模块通信连接获取所提取的指纹特征，来识别并判断与之相应的控制权限及指纹控制模式；指纹特征压缩模块，其与所述指纹识别及指纹特征提取模块和/或所述指纹特征及控制权限列表模块通信连接，获取所提取的指纹特征进行压缩，得到指纹特征压缩信息；控制命令检索生成模块，其与所述指纹特征及控制权限列表模块通信连接，获取判断得到的控制权限及指纹控制模式，并生成相应的控制命令字段；或者，所述控制命令检索生成模块与所述指纹特征压缩模块及所述指纹特征及控制权限列表模块通信连接，获取指纹特征压缩信息、判断得到的控制权限及指纹控制模式，并生成相应的控制命令字段；Wi-Fi模块，其与所述控制命令检索生成模块通信连接，获取所生成的控制命令字段，在不需要MAC层连接的单播包或广播包中通过私有定义的控制信息元素来加载控制命令字段，并将所述单播包或广播包发送给一个或多个Wi-Fi物联网设备，对与控制权限相匹配的Wi-Fi物联网设备或设备组进行控制。优选地，所述Wi-Fi物联网开关进一步包含指纹信息及固件升级控制模块，其通过以STA模式连接到Wi-Fi接入点的Wi-Fi模块来与物联网云端服务器通信连接，对Wi-Fi物联网开关进行固件升级，和/或获取物联网云端服务器记录的可识别的指纹信息及与之相匹配的指纹特征及控制权限列表发送至所述指纹特征及控制权限列表模块进行信息更新。优选地，所述广播包将配对信息放在私有定义的控制信息元素中；所述单播包通过包头的地址区分配对设备，或者将配对信息放在私有定义的控制信息元素中；所述配对信息，由Wi-Fi物联网设备及外部的智能终端配合提供，包含智能终端采集的用户或用户组的指纹特征与该用户或用户组权限内可控的Wi-Fi物联网设备或设备组之间进行配对的信息；所述配对信息还包含以下的一项或多项：智能终端对所述可控的Wi-Fi物联网设备或设备组的控制安全级别和相对应的指纹控制模式进行设置的信息；所述Wi-Fi物联网开关的MAC地址与所述可控的Wi-Fi物联网设备或设备组进行配对的信息；所述可控的Wi-Fi物联网设备或设备组的MAC地址；对与所述控制命令字段相应控制命令的加密密钥进行设置的信息。优选地，所述Wi-Fi物联网开关，符合S1、S2、S3中的一项或多项：S1、所述单播包或广播包，是Beacon包、或ProbResp包、或ProbReq包、或Action包；S2、与所述控制命令字段相应的控制命令，设置有应用层加密的密钥，或设置有MAC层加密的密钥，或不进行加密；S3、所述指纹控制模式，包含：第一指纹控制模式，Wi-Fi物联网开关基于其在本地采集并识别单人单指纹的结果，发送加载控制命令字段的单播包或广播包给对应的Wi-Fi物联网设备或设备组；或者，第二指纹控制模式，Wi-Fi物联网开关基于其在本地采集并识别的单人多指纹或多人多指纹的结果，发送加载控制命令字段的单播包或广播包给对应的Wi-Fi物联网设备或设备组；所述单人多指纹或多人多指纹依指定次序采集，或者不依次序采集；或者，第三指纹控制模式，Wi-Fi物联网开关基于其在本地采集并识别的单人多指纹或多人多指纹的结果，来发送加载控制命令字段的单播包或广播包给对应的Wi-Fi物联网设备或设备组；接收到所述单播包或广播包的至少一个Wi-Fi物联网设备，将所述控制命令字段所包含的指纹特征压缩信息，通过Wi-Fi接入点发送给物联网云端服务器；所述物联网云端服务器对解压缩的指纹特征压缩信息来进行二次指纹识别鉴定，并将二次鉴定结果反馈给接收到所述单播包或广播包的所有Wi-Fi物联网设备；接收到所述单播包或广播包的Wi-Fi物联网设备，根据二次鉴定结果来确定是否执行与所述控制命令字段对应的控制命令。本专利技术的另一个技术方案是提供一种基于指纹识别权限控制的物联网控制方法，其中：通过Wi-Fi物联网开关，执行以下的指纹控制操作：采集指纹信息，并提取相应的指纹特征；基于存储的与可识别的指纹信息相匹配的指纹特征及控制权限列表，来对提取的指纹特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于指纹识别权限控制的物联网控制开关，其特征在于，在Wi‑Fi物联网开关中，包含：指纹采集模块，其对指纹信息进行采集；指纹识别及指纹特征提取模块，其与所述指纹采集模块通信连接，获取所采集的指纹信息来进行识别及指纹特征的提取；指纹特征及控制权限列表模块，其存储有与可识别的指纹信息相匹配的指纹特征及控制权限列表，还与所述指纹识别及指纹特征提取模块通信连接获取所提取的指纹特征，来识别并判断与之相应的控制权限及指纹控制模式；指纹特征压缩模块，其与所述指纹识别及指纹特征提取模块和/或所述指纹特征及控制权限列表模块通信连接，获取所提取的指纹特征进行压缩，得到指纹特征压缩信息；控制命令检索生成模块，其与所述指纹特征及控制权限列表模块通信连接，获取判断得到的控制权限及指纹控制模式，并生成相应的控制命令字段；或者，所述控制命令检索生成模块与所述指纹特征压缩模块及所述指纹特征及控制权限列表模块通信连接，获取指纹特征压缩信息、判断得到的控制权限及指纹控制模式，并生成相应的控制命令字段；Wi‑Fi模块，其与所述控制命令检索生成模块通信连接，获取所生成的控制命令字段，在不需要MAC层连接的单播包或广播包中通过私有定义的控制信息元素来加载控制命令字段，并将所述单播包或广播包发送给一个或多个Wi‑Fi物联网设备，对与控制权限相匹配的Wi‑Fi物联网设备或设备组进行控制。...

【技术特征摘要】
1.一种基于指纹识别权限控制的物联网控制开关，其特征在于，在Wi-Fi物联网开关中，包含：指纹采集模块，其对指纹信息进行采集；指纹识别及指纹特征提取模块，其与所述指纹采集模块通信连接，获取所采集的指纹信息来进行识别及指纹特征的提取；指纹特征及控制权限列表模块，其存储有与可识别的指纹信息相匹配的指纹特征及控制权限列表，还与所述指纹识别及指纹特征提取模块通信连接获取所提取的指纹特征，来识别并判断与之相应的控制权限及指纹控制模式；指纹特征压缩模块，其与所述指纹识别及指纹特征提取模块和/或所述指纹特征及控制权限列表模块通信连接，获取所提取的指纹特征进行压缩，得到指纹特征压缩信息；控制命令检索生成模块，其与所述指纹特征及控制权限列表模块通信连接，获取判断得到的控制权限及指纹控制模式，并生成相应的控制命令字段；或者，所述控制命令检索生成模块与所述指纹特征压缩模块及所述指纹特征及控制权限列表模块通信连接，获取指纹特征压缩信息、判断得到的控制权限及指纹控制模式，并生成相应的控制命令字段；Wi-Fi模块，其与所述控制命令检索生成模块通信连接，获取所生成的控制命令字段，在不需要MAC层连接的单播包或广播包中通过私有定义的控制信息元素来加载控制命令字段，并将所述单播包或广播包发送给一个或多个Wi-Fi物联网设备，对与控制权限相匹配的Wi-Fi物联网设备或设备组进行控制。2.如权利要求1所述的物联网控制开关，其特征在于，所述Wi-Fi物联网开关进一步包含指纹信息及固件升级控制模块，其通过以STA模式连接到Wi-Fi接入点的Wi-Fi模块来与物联网云端服务器通信连接，对Wi-Fi物联网开关进行固件升级，和/或获取物联网云端服务器记录的可识别的指纹信息及与之相匹配的指纹特征及控制权限列表发送至所述指纹特征及控制权限列表模块进行信息更新。3.如权利要求1所述的物联网控制开关，其特征在于，所述广播包将配对信息放在私有定义的控制信息元素中；所述单播包通过包头的地址区分配对设备，或者将配对信息放在私有定义的控制信息元素中；所述配对信息，由Wi-Fi物联网设备及外部的智能终端配合提供，包含智能终端采集的用户或用户组的指纹特征与该用户或用户组权限内可控的Wi-Fi物联网设备或设备组之间进行配对的信息；所述配对信息还包含以下的一项或多项：智能终端对所述可控的Wi-Fi物联网设备或设备组的控制安全级别和相对应的指纹控制模式进行设置的信息；所述Wi-Fi物联网开关的MAC地址与所述可控的Wi-Fi物联网设备或设备组进行配对的信息；所述可控的Wi-Fi物联网设备或设备组的MAC地址；对与所述控制命令字段相应控制命令的加密密钥进行设置的信息。4.如权利要求1-3中任意一项所述的物联网控制开关，其特征在于，所述Wi-Fi物联网开关，符合S1、S2、S3中的一项或多项：S1、所述单播包或广播包，是Beacon包、或ProbResp包、或ProbReq包、或Action包；S2、与所述控制命令字段相应的控制命令，设置有应用层加密的密钥，或设置有MAC层加密的密钥，或不进行加密；S3、所述指纹控制模式，包含：第一指纹控制模式，Wi-Fi物联网开关基于其在本地采集并识别单人单指纹的结果，发送加载控制命令字段的单播包或广播包给对应的Wi-Fi物联网设备或设备组；或者，第二指纹控制模式，Wi-Fi物联网开关基于其在本地采集并识别的单人多指纹或多人多指纹的结果，发送加载控制命令字段的单播包或广播包给对应的Wi-Fi物联网设备或设备组；所述单人多指纹或多人多指纹依指定次序采集，或者不依次序采集；或者，第三指纹控制模式，Wi-Fi物联网开关基于其在本地采集并识别的单人多指纹或多人多指纹的结果，来发送加载控制命令字段的单播包或广播包给对应的Wi-Fi物联网设备或设备组；接收到所述单播包或广播包的至少一个Wi-Fi物联网设备，将所述控制命令字段所包含的指纹特征压缩信息，通过Wi-Fi接入点发送给物联网云端服务器；所述物联网云端服务器对解压缩的指纹特征压缩信息来进行二次指纹识别鉴定，并将二次鉴定结果反馈给接收到所述单播包或广播包的所有Wi-Fi物联网设备；接收到所述单播包或广播包的Wi-Fi物联网设备，根据二次鉴定结果来确定是否执行与所述控制命令字段对应的控制命令。5.一种基于指纹识别权限控制的物联网控制方法，其特征在于，通过Wi-Fi物联网开关，执行以下的指纹控制操作：采集指纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：展睿，江立伟，陈实，
申请(专利权)人：乐鑫信息科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31