基于生物特征的电子签章系统的研究与实现
这是一篇关于指静脉识别,分布式存储,大数据处理,微服务,电子签章的论文, 主要内容为电子签章系统是互联网时代的主要在线政务、商务办理平台。随着在线业务数量的增长,电子签章系统被越来越多的用户所使用,在线业务的办理已成必然。在电子签章系统蓬勃发展的同时许多问题随之而来,用户身份的认证安全问题、系统内部数据安全问题、电子签章的安全问题、用户在使用系统时系统内部的风险控制等问题亟待处理。本论文针对电子签章系统面对的用户认证以及系统内部安全问题进行研究并设计一种基于生物特征的电子签章系统。区别于传统电子签章系统,本系统通过将生物特征与电子印章相结合的方式来保障系统中生成电子印章的不可抵赖与防伪防盗的特性,同时在展示方式上使用QR码的形式进行展示。在用户进行签约操作时,系统会提取用户的指静脉特征并将其与其他的签约信息一并生成为电子印章。借助指静脉特征是活体内部生物特征的特性,其每次提取的特征值都是不同的,且无法被窃取、伪造。因此系统每次生成的电子印章都关联了用户在签约时的认可态度,保证了电子印章不可抵赖的特性。在生物特征之外系统将签约相关信息(签约文本,地点,时间,双方主体)加入到电子印章中,使得电子印章与其所对应的合同信息关联起来,使得印章不会被挪用至其他合同中,保证了电子印章防盗、防伪的特性。系统采用微服务构架的方式实现,各个功能模块相互独立,打包成不同的微服务。系统共由五个模块组成,分别为:后台服务模块、认证授权模块、数据存储模块、印章管理模块、风险控制模块。各个模块负责不同的服务,认证授权模块负责用户的身份认证与权限授予,包括指静脉认证与密钥、密保认证,对于不同的认证方式授予不同级别的操作权限。数据存储模块负责系统内部的数据存储与采集,内部由分布式存储模块、RocketMQ消息队列、MySQL数据库三部分组成,分布式存储模块负责存储用户的敏感信息如静脉模版、密保问题等,对于内部存储的信息在读取时会进行一致性的检验,如果数据存在问题便进行告警操作,通知管理员进行处理。RocketMQ负责将用户行为日志进行采集并缓存,输入到不同的下游消费者中。MySQL数据库负责存储系统状态信息与持久化的用户日志。印章管理模块负责印章的生成与检验。风险控制模块是对用户在使用系统时产生的行为日志进行处理分析,通过行为日志来检测用户是否存在含有影响系统以及用户风险的操作行为,若存在相关行为则及时向系统管理员以及相关用户进行报警,及时降低内部风险,同时会将所有的报警信息进行记录,便于系统管理员对系统内部状态进行回溯,处理异常问题。
基于深度学习的手指静脉图像去噪和识别研究
这是一篇关于指静脉识别,图像去噪,梯度算子,纹理约束,网络压缩,知识蒸馏的论文, 主要内容为随着人们对个人信息安全的高度重视,指静脉识别技术因其具有较强安全性和便利性的优势已应用于日常生活中的身份验证中。然而由于手指静脉识别系统特殊的应用场景,静脉图像在采集过程中易受镜面粉尘和手指横纹等因素影响,导致采集到的静脉图像携带噪声,这些噪声严重损坏了静脉的纹理信息,所以极大的影响了后续的识别性能。本文首先针对现有的去噪算法进行研究分析,发现它们都是基于纹理清晰的图像进行去噪,对于静脉纹理和背景区域对比不明显的静脉图像实现去噪时,未能充分保留静脉图像边缘信息和恢复静脉纹理,导致去噪效果不佳,所以提出一种基于梯度方向残差结构结合LBP(Local Binary Pattern)纹理约束的手指静脉去噪算法,在实现去噪的同时有效保留了静脉图像边缘和纹理信息;其次针对网络参数量较大难以部署到移动设备端的问题,提出一种基于深度残差网络的轻量级指静脉识别算法,结合手指静脉特点设计轻量化网络,并采用知识蒸馏的方式恢复其性能,在实现压缩网络的同时保证了手指在正常以及特殊姿态放置下的识别率,对该类型图像的去噪以及识别研究具有很好的参考价值。具体的研究内容如下:1.提出一种基于梯度方向残差结构结合LBP纹理约束的指静脉去噪算法。首先,在残差结构中引入梯度方向算子,解决去噪后静脉图像中梯度方向信息丢失的问题。然后,通过跳层连接将图像浅层的纹理等局部特征与深层的语义信息相融合,从而尽可能地保留去噪后静脉图像的全局与局部信息。最后,在损失函数中加入LBP纹理损失项,增强对静脉纹理的恢复能力。通过理论分析以及实验证明了相比于传统的三维块匹配(Block Matching 3D,BM3D)去噪算法和基于Dn CNN(Denoising Convolutional Neural Network)和FFDNet(Fast and Flexible Denoising Network)网络的深度学习去噪算法,基于梯度方向残差结构结合LBP纹理约束的指静脉去噪算法实现去噪的同时在视觉效果、峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)以及识别性能上都有更加优异的表现。2.提出一种基于深度残差网络的轻量级指静脉识别算法。首先使用深度可分离卷积代替传卷积构建网络残差块,在残差块中加入SE(Squeeze and Excitation)注意力机制模块来提取手指静脉空间域上的细节特征,并在此基础上引入宽度缩放因子,进一步压缩网络模型。其次,使用知识蒸馏损失、Curricular Face和交叉熵损失对网络进行联合监督,解决了轻量级深度残差网络因参数量较少而引起的性能下降问题。通过仿真实验证明,当手指在正常和特殊姿态放置下时,相比于广泛使用的轻量化网络模型Mobile Face Net,基于深度残差网络的轻量级指静脉识别算法仍能保持较好的识别效果,在实现网络轻量化的同时保证了识别性能。
基于RFID的化学药品管理系统
这是一篇关于射频识别,指静脉识别,物联网,化学药品管理,云端服务器的论文, 主要内容为化学是一门重视实践的学科,而化学实验是高校化学教学的重要组成部分,化学药品的安全有序管理是化学实验得以顺利进行的保障。随着化工行业的发展和高校教育人群的增加,实验室中化学药品使用量逐年增多,而且实验室存放的化学药品种类繁多、性质复杂,传统的管理方式一方面难以满足师生日常使用需求,另一方面缺乏安全管理条件。论文针对高校实验室化学药品管理需求,设计一种新的化学药品管理系统,系统采用了RFID、指静脉识别等技术,由化学药品存放柜、云端信息平台和Web端软件等三部分组成,存放柜和平台采用C/S架构,平台与Web端软件采用B/S架构。其中化学药品存放柜作为化学药品存储的实际载体,由主控制器和外部辅助电路组成。云端信息平台部署于阿里云服务器,连接化学药品存放柜和Web端软件,负责系统数据管理和转发。Web端软件为用户访问平台,查询系统数据和信息提供界面。论文的主要研究内容包括:1.总结现有各种类型的实验室化学药品管理模式,分析其优缺点,给出本系统的总体架构,同时选定合适的药品识别技术和生物识别技术。2.根据化学药品管理系统需求设计药品存放柜对应的主控制器、化学药品管理电路和柜体状态监测电路,并给出各模块设计流程。3.针对设计的硬件电路编写驱动程序,移植嵌入式Linux操作系统到主控制器,开发QT应用程序供用户使用系统功能。4.采用Spring Boot框架设计云端信息平台,使用Java开发平台业务层软件,通过JDBC驱动连接使用My SQL数据库,选择Tomcat作为平台部署容器。5.采用HTML+CSS+Java Script+Thymeleaf技术栈开发Web端软件,Web端软件与平台通过HTTP协议通信,方便用户通过浏览器使用云端信息平台,查询系统数据并配置管理系统。在分别对药品存放柜硬件、软件、Web端软件和服务器端平台进行功能测试的基础上,对系统整体进行综合测试,测试结果表明系统各项功能均达到预期,满足设计要求。
基于生物识别技术的智能门控系统的设计与实现
这是一篇关于指静脉识别,门禁机,通信协议,智能门控的论文, 主要内容为第四次工业革命以来,信息化发展日新月异。信息化开始慢慢的被应用到越来越多的领域,既有传统领域又有新生的领域。传统领域有生产、管理、医学、医药、安全等领域,新生的领域比如航天、航空、网络等等。在安全领域中人们对于门禁控制的要求也越来越高,门禁控制应用的也越来越多。现在的许多办公大楼、生产车间等都开始使用智能的门禁控制系统,即方便又安全。因此本论文展开了基于指静脉识别的门控系统的研究,研究分几个步骤:1.调研和分析国内外有关智能门控系统的发展现状,仔细研究它们中的功能特点,系统的架构设计,还有它们中存在的一些不足或问题,然后提出基于指静脉识别技术的智能门控解决方案。2.基于前面做的工作进行系统分析,然后设计出系统的架构,系统架构各个子模块之间的关系。3.设计系统模块之间的通信协议,因为系统模块之间将会有大量的数据传输,而且还有好多种类型,这里封装成不同的命令。这里又包括主动发出的命令和回应命令,此外还可以分为客户端对服务器端发出的命令,客户端对门禁机发出的命令,服务器端对客户端发出的命令,服务器端对门禁机端发出的命令,门禁机端对服务器端以及门禁机端对客户端发出的命令,每条发出的命令都对应一条回应命令。设计系统的软件。这里的软件主要包括两部分,一部分是用于管理用的PC端客户端软件,其中包括大量的界面设计。其次是服务器端的软件,其中有简单的界面设计和其处理与门禁机和客户端通信的后台程序。通过对门禁系统的研究提出了系统的设计方案,并根据方案进行了研发工作,最后研发出的门禁系统在功能上和安全性以及稳定性上达到了预期的要求。
基于指静脉识别的健身房认证系统的设计与实现
这是一篇关于健身房,指静脉识别,微服务的论文, 主要内容为健身运动越来越受到人们的重视,在学习和工作之余,越来越多的人喜欢参与健身锻炼,以求达到塑形减脂、放松心情、缓解压力、增强体质的目的。健身房系统就是为了提供高效便捷的健身预约、课程教学、运营管理而建设的。传统的健身房系统认证识别方式多采用IC卡、指纹、人脸等识别方式,但IC卡不方便携带、易丢失,指纹识别易受手指上汗渍、油污影响,人脸识别安全性低,这些识别方式在健身房场景下都存在不足。指静脉识别安全性高、不受手指油污影响,能够满足在健身房场景下身份识别的需求。本设计将指静脉识别技术融入到健身房系统之中,开发出一款安全、便捷、实用的健身房系统。本文从健身房系统的业务需求入手,分析健身房系统的周境和数据流图,抽取出系统的参与者角色和主要业务场景,对用户管理、认证授权、课程教学、商品售卖等基本服务功能展开了细致的服务需求分解,从而得出健身房系统的基本功能需要与非功能要求。在进行总体设计时,将健身房系统划分为三个平台端,并由八个服务提供支撑。三个平台端分别是管理员平台端、健身教练平台端和健身用户平台端,八个服务分别为认证授权服务、指静脉识别服务、用户管理服务、课程管理服务、商品管理服务、运营管理服务、验证码服务和文件存储服务。在服务划分的基础上进行了系统架构设计,架构设计从系统全局的角度分析了各个模块在系统中的位置,论述了指静脉识别技术在系统中起到的作用。另外,也对应用的交互界面、数据库表结构等做出了设计与描述。基于总体设计基础之上,对健身房系统的各业务模块的实现进行了详细的设计,实现了各微服务的功能接口和用户交互页面。后端系统选用Java语言编码开发,选用 Spring 框架中的 Spring Boot、Spring Cloud 和 Spring Security 等技术。前端技术选用VUE,设计出风格统一、页面友好的用户交互界面。在健身房系统设计实现之后,搭建了系统测试环境,对各业务场景设计了详细的测试用例,并对各系统功能做了详细测试。在系统性能方面,对于系统能够提供的并发能力做了测试。所有测试结果均符合预期要求,由此验证了健身房系统功能的正确性和性能的稳定性。
基于RFID的化学药品管理系统
这是一篇关于射频识别,指静脉识别,物联网,化学药品管理,云端服务器的论文, 主要内容为化学是一门重视实践的学科,而化学实验是高校化学教学的重要组成部分,化学药品的安全有序管理是化学实验得以顺利进行的保障。随着化工行业的发展和高校教育人群的增加,实验室中化学药品使用量逐年增多,而且实验室存放的化学药品种类繁多、性质复杂,传统的管理方式一方面难以满足师生日常使用需求,另一方面缺乏安全管理条件。论文针对高校实验室化学药品管理需求,设计一种新的化学药品管理系统,系统采用了RFID、指静脉识别等技术,由化学药品存放柜、云端信息平台和Web端软件等三部分组成,存放柜和平台采用C/S架构,平台与Web端软件采用B/S架构。其中化学药品存放柜作为化学药品存储的实际载体,由主控制器和外部辅助电路组成。云端信息平台部署于阿里云服务器,连接化学药品存放柜和Web端软件,负责系统数据管理和转发。Web端软件为用户访问平台,查询系统数据和信息提供界面。论文的主要研究内容包括:1.总结现有各种类型的实验室化学药品管理模式,分析其优缺点,给出本系统的总体架构,同时选定合适的药品识别技术和生物识别技术。2.根据化学药品管理系统需求设计药品存放柜对应的主控制器、化学药品管理电路和柜体状态监测电路,并给出各模块设计流程。3.针对设计的硬件电路编写驱动程序,移植嵌入式Linux操作系统到主控制器,开发QT应用程序供用户使用系统功能。4.采用Spring Boot框架设计云端信息平台,使用Java开发平台业务层软件,通过JDBC驱动连接使用My SQL数据库,选择Tomcat作为平台部署容器。5.采用HTML+CSS+Java Script+Thymeleaf技术栈开发Web端软件,Web端软件与平台通过HTTP协议通信,方便用户通过浏览器使用云端信息平台,查询系统数据并配置管理系统。在分别对药品存放柜硬件、软件、Web端软件和服务器端平台进行功能测试的基础上,对系统整体进行综合测试,测试结果表明系统各项功能均达到预期,满足设计要求。
基于生物识别技术的智能门控系统的设计与实现
这是一篇关于指静脉识别,门禁机,通信协议,智能门控的论文, 主要内容为第四次工业革命以来,信息化发展日新月异。信息化开始慢慢的被应用到越来越多的领域,既有传统领域又有新生的领域。传统领域有生产、管理、医学、医药、安全等领域,新生的领域比如航天、航空、网络等等。在安全领域中人们对于门禁控制的要求也越来越高,门禁控制应用的也越来越多。现在的许多办公大楼、生产车间等都开始使用智能的门禁控制系统,即方便又安全。因此本论文展开了基于指静脉识别的门控系统的研究,研究分几个步骤:1.调研和分析国内外有关智能门控系统的发展现状,仔细研究它们中的功能特点,系统的架构设计,还有它们中存在的一些不足或问题,然后提出基于指静脉识别技术的智能门控解决方案。2.基于前面做的工作进行系统分析,然后设计出系统的架构,系统架构各个子模块之间的关系。3.设计系统模块之间的通信协议,因为系统模块之间将会有大量的数据传输,而且还有好多种类型,这里封装成不同的命令。这里又包括主动发出的命令和回应命令,此外还可以分为客户端对服务器端发出的命令,客户端对门禁机发出的命令,服务器端对客户端发出的命令,服务器端对门禁机端发出的命令,门禁机端对服务器端以及门禁机端对客户端发出的命令,每条发出的命令都对应一条回应命令。设计系统的软件。这里的软件主要包括两部分,一部分是用于管理用的PC端客户端软件,其中包括大量的界面设计。其次是服务器端的软件,其中有简单的界面设计和其处理与门禁机和客户端通信的后台程序。通过对门禁系统的研究提出了系统的设计方案,并根据方案进行了研发工作,最后研发出的门禁系统在功能上和安全性以及稳定性上达到了预期的要求。
基于生物特征的电子签章系统的研究与实现
这是一篇关于指静脉识别,分布式存储,大数据处理,微服务,电子签章的论文, 主要内容为电子签章系统是互联网时代的主要在线政务、商务办理平台。随着在线业务数量的增长,电子签章系统被越来越多的用户所使用,在线业务的办理已成必然。在电子签章系统蓬勃发展的同时许多问题随之而来,用户身份的认证安全问题、系统内部数据安全问题、电子签章的安全问题、用户在使用系统时系统内部的风险控制等问题亟待处理。本论文针对电子签章系统面对的用户认证以及系统内部安全问题进行研究并设计一种基于生物特征的电子签章系统。区别于传统电子签章系统,本系统通过将生物特征与电子印章相结合的方式来保障系统中生成电子印章的不可抵赖与防伪防盗的特性,同时在展示方式上使用QR码的形式进行展示。在用户进行签约操作时,系统会提取用户的指静脉特征并将其与其他的签约信息一并生成为电子印章。借助指静脉特征是活体内部生物特征的特性,其每次提取的特征值都是不同的,且无法被窃取、伪造。因此系统每次生成的电子印章都关联了用户在签约时的认可态度,保证了电子印章不可抵赖的特性。在生物特征之外系统将签约相关信息(签约文本,地点,时间,双方主体)加入到电子印章中,使得电子印章与其所对应的合同信息关联起来,使得印章不会被挪用至其他合同中,保证了电子印章防盗、防伪的特性。系统采用微服务构架的方式实现,各个功能模块相互独立,打包成不同的微服务。系统共由五个模块组成,分别为:后台服务模块、认证授权模块、数据存储模块、印章管理模块、风险控制模块。各个模块负责不同的服务,认证授权模块负责用户的身份认证与权限授予,包括指静脉认证与密钥、密保认证,对于不同的认证方式授予不同级别的操作权限。数据存储模块负责系统内部的数据存储与采集,内部由分布式存储模块、RocketMQ消息队列、MySQL数据库三部分组成,分布式存储模块负责存储用户的敏感信息如静脉模版、密保问题等,对于内部存储的信息在读取时会进行一致性的检验,如果数据存在问题便进行告警操作,通知管理员进行处理。RocketMQ负责将用户行为日志进行采集并缓存,输入到不同的下游消费者中。MySQL数据库负责存储系统状态信息与持久化的用户日志。印章管理模块负责印章的生成与检验。风险控制模块是对用户在使用系统时产生的行为日志进行处理分析,通过行为日志来检测用户是否存在含有影响系统以及用户风险的操作行为,若存在相关行为则及时向系统管理员以及相关用户进行报警,及时降低内部风险,同时会将所有的报警信息进行记录,便于系统管理员对系统内部状态进行回溯,处理异常问题。
基于生物识别技术的智能门控系统的设计与实现
这是一篇关于指静脉识别,门禁机,通信协议,智能门控的论文, 主要内容为第四次工业革命以来,信息化发展日新月异。信息化开始慢慢的被应用到越来越多的领域,既有传统领域又有新生的领域。传统领域有生产、管理、医学、医药、安全等领域,新生的领域比如航天、航空、网络等等。在安全领域中人们对于门禁控制的要求也越来越高,门禁控制应用的也越来越多。现在的许多办公大楼、生产车间等都开始使用智能的门禁控制系统,即方便又安全。因此本论文展开了基于指静脉识别的门控系统的研究,研究分几个步骤:1.调研和分析国内外有关智能门控系统的发展现状,仔细研究它们中的功能特点,系统的架构设计,还有它们中存在的一些不足或问题,然后提出基于指静脉识别技术的智能门控解决方案。2.基于前面做的工作进行系统分析,然后设计出系统的架构,系统架构各个子模块之间的关系。3.设计系统模块之间的通信协议,因为系统模块之间将会有大量的数据传输,而且还有好多种类型,这里封装成不同的命令。这里又包括主动发出的命令和回应命令,此外还可以分为客户端对服务器端发出的命令,客户端对门禁机发出的命令,服务器端对客户端发出的命令,服务器端对门禁机端发出的命令,门禁机端对服务器端以及门禁机端对客户端发出的命令,每条发出的命令都对应一条回应命令。设计系统的软件。这里的软件主要包括两部分,一部分是用于管理用的PC端客户端软件,其中包括大量的界面设计。其次是服务器端的软件,其中有简单的界面设计和其处理与门禁机和客户端通信的后台程序。通过对门禁系统的研究提出了系统的设计方案,并根据方案进行了研发工作,最后研发出的门禁系统在功能上和安全性以及稳定性上达到了预期的要求。
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