一种应用于食堂的刷脸支付管理系统的制作方法

1.本实用新型属于图像识别支付技术领域，具体涉及一种应用于食堂的刷脸支付管理系统。


背景技术：

2.科技的发展及快节奏的生活使人们对迅速发展的餐饮行业提出了新的要求，尤其是在特殊时期。比如疫情期间，在保证正常生活的同时，避免人群的长时间聚集在餐厅，对于点餐以及结算过程提出了更直观、清晰以及快捷的要求。
3.现有的食堂支付系统，例如大学食堂，通常使用刷卡支付。在一些美食城，用户普遍使用手机扫码点餐或者付账，在过程中基本都需要收银员使用第三方设备参与结账过程。在第三方设备的网络故障或者用户网络卡顿时，需要用户逗留较长时间以完成上述过程。
4.在现阶段疫情还未彻底消除的当前环境下，无论是收银员还是消费者，现有的食堂支付系统操作较为繁琐，且增加用户用餐成本，会降低用户外出用餐的安全性，用户体验不高。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种应用于食堂的刷脸支付管理系统。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
6.本实用新型提供的一种应用于食堂的刷脸支付管理系统，包括：人体感应装置、人脸捕捉装置、人脸识别装置、语音对话装置、语音识别装置、数据分析处理装置、控制器、语音播放装置、亮度调节装置、切换装置、账单结算装置、蓝牙通信装置、无线广播装置及显示装置；
7.人体感应装置与人脸捕捉装置电连接，人脸捕捉装置的输出连接人脸识别装置，人脸识别装置的输出端分别输入数据分析处理装置，语音对话装置的输出端连接语音识别装置的输入端，语音识别装置的输入端输入数据分析处理装置，数据分析处理装置的输出与控制器的输入电连接，控制器的输出端与语音播放装置的输入端、亮度调节装置的输入端，切换装置的输入端、账单结算装置的输入端、蓝牙通信装置的输入端、无线广播装置的输入端对应连接，切换装置与亮度调节装置电连接，账单结算装置与蓝牙通信装置电连接，语音播放装置的输出端、亮度调节装置的输出端，切换装置的输出端、账单结算装置的输出端与显示装置的输入端相连，蓝牙通信装置以及无线广播装置与外部便携式移动设备互相通信，
8.人体感应装置用于检测是否有用户进入食堂；人脸捕捉装置，用于捕获进入食堂的用户的面部图像；人脸识别装置，用于提取面部特征信息；语音对话装置，用于在人体感应装置检测到有用户进入食堂后，接收用户的语音内容；语音识别装置，用于识别语音内容中的点单内容；数据分析处理装置，用于分析处理面部特征信息以及点单内容，在确定对应
用户的点单内容后向控制器发送控制信号，控制器，用于控制语音播放装置播放点单内容给厨师，并控制亮度调节装置调节显示装置的亮度以及控制显示装置显示菜单、菜价以及点单用户的序号；切换装置，用于控制显示装置切换显示界面，账单结算装置，用于通过蓝牙通信装置连接外部便携式设备完成对应用户的账单结算，语音播放装置，用于播放账单完成结算语音信息；无线广播装置，用于广播网络信号，以使进入食堂的每个外部便携式设备无需验证接入广播网络。
9.进一步的，刷脸支付管理系统还包括：用于在人体佩戴口罩的情况下识别用户瞳孔信息的瞳孔识别装置，瞳孔识别装置的输入端分别连接人脸捕捉装置以及人脸识别装置的输出，瞳孔识别装置的输出连接数据分析处理装置的输入。
10.进一步的，应用于食堂的刷脸支付管理系统还包括：用于限制控制器与数据分析处理装置之间双向传输的单向缓冲器，以及对数据分析处理装置发送的信号进行滤波的低通滤波器。
11.进一步的，应用于食堂的刷脸支付管理系统还包括：用于对人脸捕捉装置捕获的人脸视频进行稳像的稳像仪，稳像仪连接在人脸捕捉装置与人脸识别装置之间。
12.进一步的，应用于食堂的刷脸支付管理系统还包括：拨码开关，拨码开关与控制器相连，当拨码开关在休息时段拨动时，控制器控制刷脸支付管理系统中的各个装置处于低功耗模式。
13.进一步的，人脸捕捉装置设在转动轴上，该转动轴转动可使人脸捕捉装置随之旋转，旋转角度为180度。
14.进一步的，数据分析处理装置为fpga，蓝牙通信装置与外部便携式移动设备的通信频段为4.1～5.1ghz。
15.进一步的，人体感应装置包括：感应器、放大电路以及数模转换器，放大电路包括电阻：r1
‑
r7、电容、第一运放以及第二运放，r1的一端连接电源电压，r1的另一端与分别与第一运放的正输入端、r3的一端以及电容的一端相连，电容的另一端、r3的另一端以及r2的一端接入电源地，r2的另一端分别连接第一运放以及感应器的第一输出端，第一运放的输出端连接感应器的第二输出端以及第二运放的正输入端，r4的一端连接电源电压， r4的另一端分别与r5的一端以及r6的一端相连，r6的另一端接入电源地， r5的另一端分别连接第二运放的负输入端以及r7的一端，r7的另一端输出电压信号至数模转换器，数模转换器的输出连接人脸捕捉装置。
16.进一步的，感应器为红外发射接收器、热感应器、图像感应器中的一种。
17.进一步的，应用于食堂的刷脸支付管理系统还包括：为刷脸支付管理系统每个装置提供相匹配电源的电源管理模块，该电源管理模块包括充电接口以及电池组。
18.本实用新型提供的一种应用于食堂的刷脸支付管理系统，用户携带便携式移动设备与刷脸支付管理系统通信，在检测用户进入食堂后，通过本实用新型可以捕获进入食堂的用户的面部图像；提取面部特征信息；接收用户的语音内容；识别语音内容中的点单内容；分析处理面部特征信息以及点单内容，在确定对应用户的点单内容，播放点单内容给厨师，并控制显示装置的亮度以及显示菜单、菜价以及点单用户的序号；通过蓝牙通信装置连接外部便携式设备完成对应用户的账单结算，播放账单完成结算语音信息，提醒用户。因此在用户外出用餐时，可以无接触、快捷准确完成点单结单，同时本实用新型环保节能、可以
节省人工，对于商家可以减少运营成本，同时降低用户外出用餐风险。
19.以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例提供的一种应用于食堂的刷脸支付管理系统的结构示意图；
21.图2是本实用新型实施例提供的包含单向缓冲器的连接示意图；
22.图3是本实用新型实施例提供的放大电路的电路原理图。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
24.实施例一
25.如图1所示，本实用新型提供的一种应用于食堂的刷脸支付管理系统，包括：人体感应装置1、人脸捕捉装置2、人脸识别装置3、语音对话装置4、语音识别装置5、数据分析处理装置6、控制器7、语音播放装置8、亮度调节装置9、切换装置10、账单结算装置11、蓝牙通信装置12、无线广播装置 13及显示装置14；
26.人体感应装置1与人脸捕捉装置2电连接，人脸捕捉装置2的输出连接人脸识别装置3，人脸识别装置3的输出端分别输入数据分析处理装置6，语音对话装置4的输出端连接语音识别装置5的输入端，语音识别装置5的输入端输入数据分析处理装置6，数据分析处理装置6的输出与控制器7的输入电连接，控制器7的输出端与语音播放装置8的输入端、亮度调节装置9的输入端，切换装置10的输入端、账单结算装置11的输入端、蓝牙通信装置12的输入端、无线广播装置13的输入端对应连接，切换装置10与亮度调节装置9电连接，账单结算装置11与蓝牙通信装置12电连接，语音播放装置8的输出端、亮度调节装置9的输出端，切换装置10的输出端、账单结算装置11的输出端与显示装置14的输入端相连，蓝牙通信装置12以及无线广播装置13与外部便携式移动设备互相通信，
27.人体感应装置1用于检测是否有用户进入食堂；人脸捕捉装置2，用于捕获进入食堂的用户的面部图像；人脸识别装置3，用于提取面部特征信息；语音对话装置4，用于在人体感应装置检测到有用户进入食堂后，接收用户的语音内容；语音识别装置5，用于识别语音内容中的点单内容；数据分析处理装置6，用于分析处理面部特征信息以及点单内容，在确定对应用户的点单内容后向控制器发送控制信号，控制器7，用于控制语音播放装置8播放点单内容给厨师，并控制亮度调节装置9调节显示装置14的亮度以及控制显示装置14显示菜单、菜价以及点单用户的序号；切换装置10，用于控制显示装置14切换显示界面，账单结算装置11，用于通过蓝牙通信装置12连接外部便携式设备完成对应用户的账单结算，语音播放装置8，用于播放账单完成结算语音信息；无线广播装置13，用于广播网络信号，以使进入食堂的每个外部便携式设备无需验证接入广播网络。
28.其中，人体感应装置包括感应器，感应器可以为红外发射接收器、热感应器、图像感应器中的一种，本实用新型不限于此。
29.人体感应装置在感应到用户进入食堂后，发送信号给人脸捕捉装置。人脸捕捉装
置包括ccd摄像头以及识别器，当ccd摄像头抓取图像后，识别器从图像中提取用户的面部特征信息。此时数据分析处理装置接收面部特征信息后，向控制器发送一个控制信号，该控制信号会使得控制器控制亮度调节装置调节显示装置的亮度，并同时显示菜单以及菜价。显示装置可以是一个液晶显示屏。用户通过观看液晶显示屏查看菜单，在需要点单时，通过语音对话装置点单。语音对话装置包括一个麦克风以及语音处理器，用户可以通过麦克风发出语音点单，语音处理器将用户语音存储后，对语音进行声纹识别，发送给数据分析处理装置，由数据分析处理装置分析处理用户的面部特征信息以及点单内容后，将用户的声纹与面部特征进行一一对应，并且根据用户的点单内容发送相对应的控制信号给控制器。控制器控制显示装置显示点单内容给厨师，同时可以控制切换装置对显示装置的显示界面进行切换，方便用户查看自己所处的序号。数据分析处理装置可以是一台服务器、或者具备运算功能的设备。在用户完成点单后，账单结算装置可以对账单进行结算。用户携带的便携式移动设备可以无需验证连接无线广播，同时在当便携式移动设备的蓝牙开启时，通过蓝牙与蓝牙通信装置连接，此时账单结算装置根据用户的声纹以及用户的面部特征确定用户对应的便携式移动设备，发送账单给便携式移动设备。该便携式移动设备可以是一个手机、pad，此时用户可以从手机上查看扣款金额。同时语音播放装置会播放账单结算完成的信息，以提醒用户核对账单是否正确。在用户进入食堂至结束离开的过程中，无需过多人为参与，即可通过刷脸支付管理系统，完成整个过程。
30.本实用新型将语音识别装置与面部识别装置识别出的信息结合，确定对应的手机，以保证扣除的金额与用户点单金额一一对应。同时当网络故障时，本实用新型可以通过无线广播装置以及蓝牙通信装置完成通信，鉴于蓝牙通信的稳定性，可以解决网络问题。当网络信号良好时，为提高效率，在用户进入食堂后，可以直接连接无线网络，对接刷脸支付管理系统，完成点单。
31.本实用新型提供的一种应用于食堂的刷脸支付管理系统，用户携带便携式移动设备与刷脸支付管理系统通信，在检测用户进入食堂后，通过本实用新型可以捕获进入食堂的用户的面部图像；提取面部特征信息；接收用户的语音内容；识别语音内容中的点单内容；分析处理面部特征信息以及点单内容，在确定对应用户的点单内容，播放点单内容给厨师，并控制显示装置的亮度以及显示菜单、菜价以及点单用户的序号；通过蓝牙通信装置连接外部便携式设备完成对应用户的账单结算，播放账单完成结算语音信息，提醒用户。因此在用户外出用餐时，可以无接触、快捷准确完成点单结单，同时本实用新型环保节能、可以节省人工，对于商家可以减少运营成本，同时降低用户外出用餐风险。
32.实施例二
33.在一种实施例中，参考图1，刷脸支付管理系统还包括：用于在人体佩戴口罩的情况下识别用户瞳孔信息的瞳孔识别装置15，瞳孔识别装置15的输入端分别连接人脸捕捉装置以及人脸识别装置的输出，瞳孔识别装置的输出连接数据分析处理装置的输入。
34.其中，瞳孔识别装置包括虹膜识别器以及存储设备。
35.可以理解，在疫情期间，用户进入聚集性场所都会要求佩戴口罩，此时用户的面部特征不太明显。后续为了确认对应的点单结单用户，系统需要反复确认是否为同一用户，此过程较为耗时。
36.为了提高面部特征提取与声纹特征对应的准确性，可以添加一个虹膜识别器。虹
膜识别器可以从人脸捕捉装置捕捉的面部图像中识别出虹膜。将虹膜与声纹特征一一对应。在后续点餐以及账单结算环节，可以提高结单账户与用户的准确性，避免反复确认对应用户，提高效率。
37.实施例三
38.在一种实施例中，如图2所示，应用于食堂的刷脸支付管理系统还包括：用于限制控制器与数据分析处理装置之间双向传输的单向缓冲器，以及对数据分析处理装置发送的信号进行滤波的低通滤波器。
39.其中，单向缓冲器可以是常用缓冲器(常说缓冲器)和三态缓冲器，只能输出高低电平。
40.示例性的，单向缓冲器可以是单向三态门，该单向三态门包括：输入端输出端以及控制端，当控制端e＝1时，输出＝输入，此时单向缓冲器与控制器之间的数据线由单向缓冲器驱动，数据线上的数据由输入端输入的数据决定；当控制端e＝0时，输出端呈高阻抗状态，该器件对数据线不起作用。当寄存器输出端接至三态门，再由三态门输出端与数据线连接起来，就构成三态输出的级冲寄存器。
41.可以理解，数据分析处理装置运行时通常会提供一个后台地址供客户登录，这个后台地址往往就是ip地址加上开放的端口号。黑客用户通过扫描开放的端口，然后通过弱口令的字典对后台地址进行密码爆破，如果成功爆破那么就可以像正常用户一样获取数据，窃取用户账户信息。
42.单向缓冲器位于控制器与数据分析处理装置之间，数据分析处理装置与控制器相互独立，当用户正常访问数据分析处理装置时，数据分析处理根据单向缓冲器发送的电平确定的。当非法用户攻击数据分析处理装置获取数据时，由于单向缓冲器的阻止，只能得到控制信号，因此可以有效保证用户账户安全。低通滤波器可以降低噪声的干扰，使得单向缓冲器发送的电平信号更加稳定。
43.实施例四
44.在一种实施例中，应用于食堂的刷脸支付管理系统还包括：用于对人脸捕捉装置捕获的人脸视频进行稳像的稳像仪，稳像仪连接在人脸捕捉装置与人脸识别装置之间。
45.可以理解，由于用户在移动过程中，在摄像头上产生的视频可能是抖动的，人脸捕捉装置捕获到的人脸视频也有可能是抖动的，因此提取出的面部特征信息并不准确。为了准确的提取到面部特征信息，稳像仪可以有效的对图像进行稳像，使得人脸捕捉装置获得较为清晰的视频，完成面部特征信息提取。
46.实施例五
47.在一些实施例中，应用于食堂的刷脸支付管理系统还包括：拨码开关，拨码开关与控制器相连，当拨码开关在休息时段拨动时，控制器控制刷脸支付管理系统中的各个装置处于低功耗模式。
48.可以理解，餐厅的用餐时间较为固定，在休息时间段，支付管理系统无人使用。为了节省能源，可以设置一个拨码开关，在休息段拨动拨码开关，拨码开关会产生二进制码，控制器会根据二进制码确定哪个装置处于低功耗模式，从而控制该装置，使得该装置进入低功耗模式。
49.实施例六
50.在一种实施例中，人脸捕捉装置设在转动轴上，该转动轴转动可使人脸捕捉装置随之旋转，旋转角度为180度。
51.可以理解，当用户进入食堂后，用户可能处于不同的位置，其面部可能存在不完全正对的情况。
52.其中，人脸捕捉装置可以是一个摄像头，该摄像头可以安装在食堂内正对门口的位置，当然安装高度高于人的平均身高。该摄像头可以有个支撑装置，支撑装置安装在墙体或者物体上，支撑装置与人脸捕捉装置之间连接有转动轴，转动轴转动带动人脸捕捉装置旋转。人脸捕捉装置的高度一般高于人体身体，因此旋转角度在正对门口的180度范围内即可。旋转角度越小，可以设置较大的旋转步长，使得旋转的速度提升，以此提高人脸捕捉装置捕捉人脸图像的效率。
53.实施例七
54.在一种实施例中，数据分析处理装置为fpga，蓝牙通信装置与外部便携式移动设备的通信频段为4.1～5.1ghz。
55.可以理解，短距离的信号传输可以使用数字波束，fpga在通信频段为 4.1～5.1ghz时，可以快速的捕获信号。fpga通过蓝牙通信装置与外部便携式移动设备可以快速的建立通信，加速数据处理过程。
56.实施例八
57.在一种实施例中，如图3所示，人体感应装置包括：感应器、放大电路以及数模转换器，放大电路包括电阻：r1
‑
r7、电容、第一运放以及第二运放，r1的一端连接电源电压，r1的另一端与分别与第一运放的正输入端、 r3的一端以及电容的一端相连，电容的另一端、r3的另一端以及r2的一端接入电源地，r2的另一端分别连接第一运放以及感应器的第一输出端，第一运放的输出端连接感应器的第二输出端以及第二运放的正输入端，r4的一端连接电源电压，r4的另一端分别与r5的一端以及r6的一端相连，r6 的另一端接入电源地，r5的另一端分别连接第二运放的负输入端以及r7的一端，r7的另一端输出电压信号至数模转换器，数模转换器的输出连接人脸捕捉装置。
58.通过放大电路，感应器感应的微弱信号可以有效的放大，后续模数转换电路将模拟信号转换为数字信号送至人脸捕捉装置，使得人脸捕捉装置快速响应，从而抓取面部图像，从而提取面部特征信息。
59.实施例十
60.在一种实施例中，应用于食堂的刷脸支付管理系统还包括：为刷脸支付管理系统每个装置提供相匹配电源的电源管理模块，该电源管理模块包括充电接口以及电池组。
61.对于整个刷脸支付管理系统，系统中的每一个装置都需要供电，各个装置由于其性能的要求，对于供电电压以及供电电流的要求可能有所区别。电流过大会烧毁装置，电流过小装置无法工作，同时即便是需要相同的电源电压，使用同一供电装置供电，由于电磁的干扰，两个装置的性能也会受到影响。因此使用可以提供相匹配电源的电源管理模块供电，可以提高整个系统的能量以及避免因单一电源的影响造成整个系统无法工作。同时电池组可以保证在突然断电的情况下，继续为系统正常工作提供电电源，有利于提高刷脸支付管理系统的稳定性。
62.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固
定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
63.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。