導(dǎo)語(yǔ)：智慧酒店入住管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟加速了“智慧旅游”領(lǐng)域的信息化建設(shè)。智能化酒店管理、智能化用戶(hù)入住場(chǎng)景可以最直觀(guān)地改善用戶(hù)入住體驗(yàn)，滿(mǎn)足消費(fèi)者“個(gè)性化服務(wù)，信息化服務(wù)”的需要?；诖吮尘埃Y(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)、互聯(lián)網(wǎng)思維以及中小酒店資金現(xiàn)狀，利用GTK+、RFID、OpenCV等技術(shù)設(shè)計(jì)適用于中小酒店的智慧酒店入住管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了客戶(hù)身份自動(dòng)識(shí)別、人臉識(shí)別、自主入住辦理、自主結(jié)算等功能，解決中小酒店行業(yè)長(zhǎng)久以來(lái)同質(zhì)化嚴(yán)重、客戶(hù)滿(mǎn)意度低等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：智慧酒店；人臉識(shí)別；身份識(shí)別；RFID

21世紀(jì)以來(lái)，信息技術(shù)革命浪潮席卷全球，推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新型信息技術(shù)相繼出現(xiàn)，“智慧地球”“智慧城市”“智慧旅游”等概念相繼被提出并逐步實(shí)施。對(duì)于酒店業(yè)來(lái)說(shuō)，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為工具提升酒店品質(zhì)，提高酒店競(jìng)爭(zhēng)力，滿(mǎn)足客戶(hù)“舒適、便捷、個(gè)性化服務(wù)”的需求迫在眉睫，智慧酒店時(shí)代已悄然來(lái)臨，必將成為今后酒店行業(yè)發(fā)展的重要方向?！爸腔劬频辍钡母拍畲笾驴筛爬槭褂靡惶淄暾闹悄芑w系管理系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)酒店管理信息化。2010年，杭州黃龍飯店與IBM簽約，耗資10億元，探索“智慧酒店”建設(shè)項(xiàng)目，拉開(kāi)了國(guó)內(nèi)智慧酒店建設(shè)的序幕，2013年文化和旅游部發(fā)布《飯店智慧化建設(shè)與服務(wù)指南》提出智慧酒店的建設(shè)規(guī)范，并給出相關(guān)服務(wù)指導(dǎo)建議。目前，越來(lái)越多的公司和團(tuán)隊(duì)積極投入到智慧酒店建設(shè)行業(yè)，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從住宿流程、能效控制、交互娛樂(lè)等多個(gè)方面助力酒店改善傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式，加速酒店數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為游客用戶(hù)帶來(lái)更便捷和個(gè)性化的入住體驗(yàn)，提高酒店競(jìng)爭(zhēng)力。為進(jìn)一步探索智慧酒店建設(shè)，提高酒店用戶(hù)入住體驗(yàn)，降低酒店運(yùn)營(yíng)成本，本文提出一種智慧酒店入住管理系統(tǒng)的解決方案。方案使用GTK+技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖形化界面、RFID模塊實(shí)現(xiàn)讀取房卡、OpenCV技術(shù)實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別，針對(duì)資金投入少、規(guī)模小的酒店，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，切實(shí)可行的智慧酒店解決方案。

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

考慮到傳統(tǒng)酒店存在的客戶(hù)入住煩瑣性問(wèn)題，本系統(tǒng)的主要研究目標(biāo)在于設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)智能化的酒店入住管理信息化平臺(tái)，包括快速入住、快速退房、人臉識(shí)別以及RFID身份識(shí)別等功能模塊，其中，所有的圖形化界面使用GTK工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)，使用零配salite3作為數(shù)據(jù)庫(kù)，快速入住及快速退房等各類(lèi)點(diǎn)擊事件通過(guò)信號(hào)與回調(diào)函數(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，人臉識(shí)別功能通過(guò)OpenCV進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，NFC讀卡功能通過(guò)RFID操作庫(kù)和讀卡器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，整體系統(tǒng)以提升客戶(hù)體驗(yàn)感為主，進(jìn)一步增強(qiáng)酒店管理業(yè)務(wù)能力，系統(tǒng)總體框架如圖1所示。

1.1管理員模塊設(shè)計(jì)

管理員模塊旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)酒店房間及對(duì)用戶(hù)服務(wù)的管理，管理員模塊如圖2所示。以下為管理員模塊各功能描述：（1）入?。汗芾韱T可通過(guò)入住功能從未入住房間中給用戶(hù)安排房間，房間號(hào)作為后續(xù)相關(guān)操作的主要依據(jù)。（2）查詢(xún)：管理員可通過(guò)查詢(xún)功能查詢(xún)當(dāng)前已入住房間及已入住房間的用戶(hù)相關(guān)登記信息。（3）服務(wù)管理：管理員可通過(guò)服務(wù)管理功能查看當(dāng)前已入住房間是否有用戶(hù)呼叫洗漱清潔服務(wù)。（4）退房：管理員可通過(guò)退房功能，使用房間號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)已入住房間的快速退房。（5）注銷(xiāo)：管理員可通過(guò)注銷(xiāo)功能退出管理員模塊。

1.2用戶(hù)模塊設(shè)計(jì)

用戶(hù)模塊旨在實(shí)現(xiàn)用戶(hù)需求功能的設(shè)計(jì)與管理，用戶(hù)模塊功能分析如圖3所示。為用戶(hù)模塊各功能描述為：（1）查看房間密碼：用戶(hù)可通過(guò)此功能查看隨機(jī)生成的當(dāng)前入住房間密碼。（2）修改房卡：用戶(hù)可通過(guò)此功能自行修改NFC卡號(hào)。（3）衛(wèi)生清潔：用戶(hù)可通過(guò)此功能呼叫衛(wèi)生清潔服務(wù)。（4）洗漱用品：用戶(hù)可通過(guò)此功能呼叫洗漱用品服務(wù)。（5）商品購(gòu)買(mǎi)：用戶(hù)可通過(guò)此功能購(gòu)買(mǎi)酒店提供的商品，消費(fèi)金額累積到房費(fèi)中。（6）快速退房：用戶(hù)可通過(guò)此功能實(shí)現(xiàn)快速退房。（7）注銷(xiāo)：用戶(hù)可通過(guò)此功能退出用戶(hù)模塊。

1.3人臉識(shí)別設(shè)計(jì)

人臉識(shí)別模塊的設(shè)計(jì)主要使用OpenCV進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，目的在于簡(jiǎn)化用戶(hù)操作及提高敏感操作安全性，實(shí)現(xiàn)方法為通過(guò)Haar級(jí)聯(lián)算法與本地?cái)?shù)據(jù)集中的訓(xùn)練圖片進(jìn)行對(duì)比，對(duì)可信度進(jìn)行判斷，達(dá)到設(shè)定閾值的人臉則驗(yàn)證成功，反之驗(yàn)證失敗。人臉識(shí)別功能分析如圖4所示。

1.4RFID讀卡設(shè)計(jì)

RFID，即射頻識(shí)別，是一種非接觸性自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，使用RFID技術(shù)可保證數(shù)據(jù)更新及時(shí)，信息存儲(chǔ)量大，數(shù)據(jù)安全性高。本項(xiàng)目中利用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)房卡讀取，通過(guò)TypeB類(lèi)卡操作庫(kù)控制讀寫(xiě)器解析房卡信息，判斷與當(dāng)前房間是否匹配，匹配則解鎖房門(mén)，反之無(wú)法打開(kāi)房門(mén)。在后續(xù)系統(tǒng)升級(jí)中，本模塊可進(jìn)一步應(yīng)用在智能停車(chē)場(chǎng)、物品及人員定位等場(chǎng)景。

1.5安全設(shè)計(jì)

由于信息安全形勢(shì)不斷嚴(yán)峻，所有數(shù)據(jù)交互點(diǎn)都有可能泄露用戶(hù)個(gè)人信息，所以我們對(duì)系統(tǒng)中存在數(shù)據(jù)交互的功能點(diǎn)進(jìn)行限制。如，在用戶(hù)登錄上，對(duì)數(shù)據(jù)類(lèi)型及長(zhǎng)度進(jìn)行限制，將手機(jī)號(hào)碼限制為十一位INTEGER數(shù)據(jù)類(lèi)型、將用戶(hù)姓名進(jìn)行長(zhǎng)度限制，盡可能減少存在的SQL注入點(diǎn)，提高系統(tǒng)安全程度。

2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1管理員及用戶(hù)模塊實(shí)現(xiàn)

管理員及用戶(hù)模塊的所有圖形化界面使用GTK工具設(shè)計(jì)。登錄、注冊(cè)、頁(yè)面跳轉(zhuǎn)等相關(guān)事件通過(guò)信號(hào)與回調(diào)函數(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，當(dāng)用戶(hù)在操作過(guò)程中觸發(fā)特定信號(hào)時(shí)，程序便會(huì)自動(dòng)調(diào)用信號(hào)連接的回調(diào)函數(shù)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。

2.2人臉識(shí)別功能實(shí)現(xiàn)

人臉識(shí)別功能通過(guò)OpenCV技術(shù)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前人臉檢測(cè)的主要方法有基于知識(shí)的檢測(cè)方法和基于統(tǒng)計(jì)的檢測(cè)方法兩種方式，前者檢測(cè)器官特征和器官之間的幾何關(guān)系，后者對(duì)像素進(jìn)行相似性度量。本方案采用基于統(tǒng)計(jì)的檢測(cè)方式，通過(guò)加載級(jí)聯(lián)分類(lèi)器檢測(cè)人臉及人眼。為進(jìn)一步提高檢測(cè)精確度，本方案使用灰度圖像特征臉?lè)椒ǎ瑢⒉杉降牟噬四槇D轉(zhuǎn)化為灰度圖像，之后使用直方圖均衡化作為自動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)化臉部圖像亮度和對(duì)比度方法，調(diào)用函數(shù)進(jìn)行人臉檢測(cè)（detectMultiScale），將人臉信息的坐標(biāo)、大小用vector進(jìn)行保存，通過(guò)調(diào)整函數(shù)參數(shù)使檢測(cè)結(jié)果更加精確。人臉識(shí)別功能流程主要分為人臉采集、人臉檢測(cè)以及訓(xùn)練人物圖片、人臉識(shí)別四步。2.2.1人臉采集人臉采集功能會(huì)先創(chuàng)建一個(gè)用于保存數(shù)據(jù)集的目錄，目錄創(chuàng)建完成后會(huì)創(chuàng)建一個(gè)VideoCapture對(duì)象，通過(guò)VideoCapture對(duì)象對(duì)電腦攝像頭進(jìn)行選擇及操作，實(shí)現(xiàn)圖片的采集與自增編號(hào)。當(dāng)采集數(shù)據(jù)為空時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行報(bào)錯(cuò)處理；當(dāng)采集數(shù)據(jù)不為空時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將采集數(shù)據(jù)保存至本地?cái)?shù)據(jù)集。2.2.2人臉檢測(cè)人臉檢測(cè)功能主要通過(guò)加載Haar級(jí)聯(lián)文件實(shí)現(xiàn)對(duì)人臉及人眼的檢測(cè)。臉部及眼部檢測(cè)的配置文件使用OpenCV官方自帶的xml文件。第一步，分類(lèi)器加載完畢后將采集到的彩色人臉圖片轉(zhuǎn)化為灰度圖。OpenCV中將彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖主要有兩種方法，本方案采用BGR讀取圖片方式，使用cvtColor函數(shù)將采集到的人臉圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖，加快檢測(cè)速度。第二步，將灰度化的圖像進(jìn)行直方圖均衡化，直方圖是圖像中像素強(qiáng)度分布的圖形表達(dá)方式，直方圖均衡化能提高采集到的人臉圖像的質(zhì)量，能夠進(jìn)一步提高人臉檢測(cè)效率。第三步，對(duì)直方圖均衡化后的人臉圖像進(jìn)行多尺度人臉檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到臉時(shí)，進(jìn)一步檢測(cè)眼睛，只有當(dāng)檢測(cè)到臉部及兩只眼睛后，系統(tǒng)方能啟用拍照功能。拍照完成后，圖像序號(hào)會(huì)自加存放，圖像大小也會(huì)被自動(dòng)修改為與官方數(shù)據(jù)一致的92×112尺寸。最后，采集成功的人臉圖像的路徑及標(biāo)簽將寫(xiě)入一個(gè)txt文件中，便于后期模型訓(xùn)練等操作。2.2.3訓(xùn)練人物圖片系統(tǒng)會(huì)先打開(kāi)人臉列表文件，將圖像及標(biāo)簽壓入容器中，然后對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)是否為空、圖像類(lèi)型及圖像尺寸進(jìn)行判斷，判斷無(wú)誤后會(huì)創(chuàng)建一個(gè)人臉識(shí)別類(lèi)并進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練完成的模型將被保存至指定路徑中。2.2.4人臉識(shí)別人臉識(shí)別功能會(huì)先加載人臉識(shí)別器，讀取已經(jīng)訓(xùn)練完成的數(shù)據(jù)模型，然后加載人臉及人眼檢測(cè)配置文件，調(diào)動(dòng)攝像頭進(jìn)行人臉識(shí)別，然后將獲取到的圖像進(jìn)行鏡像操作，之后依次進(jìn)行人臉、人眼檢測(cè)，圖像灰度化，直方圖均衡，多尺度人臉檢測(cè)，最終依據(jù)檢測(cè)可信度判斷人臉檢測(cè)是否通過(guò)。

2.3RFID讀卡功能實(shí)現(xiàn)

RFID由電子標(biāo)簽、天線(xiàn)和讀寫(xiě)器三部分組成，其中電子標(biāo)簽劃分為ID區(qū)和用戶(hù)數(shù)據(jù)區(qū)，ID區(qū)在制作芯片時(shí)便寫(xiě)入ROM中，用于存儲(chǔ)全球唯一標(biāo)識(shí)碼UID，而用戶(hù)數(shù)據(jù)區(qū)可對(duì)用戶(hù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、寫(xiě)入以及增加的操作；天線(xiàn)旨在實(shí)現(xiàn)一定空間內(nèi)射頻信號(hào)的傳輸，建立無(wú)線(xiàn)通信連接，通過(guò)電磁波與讀寫(xiě)器進(jìn)行溝通；讀寫(xiě)器則通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送一系列頻率的信號(hào)，在收到能量或發(fā)送指令后，電子標(biāo)簽會(huì)將內(nèi)部存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)信息通過(guò)電線(xiàn)發(fā)射出去，讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)接收并識(shí)別電子標(biāo)簽發(fā)回的信息，最后由讀卡器將識(shí)別結(jié)果發(fā)送給主機(jī)，實(shí)現(xiàn)最終的結(jié)果識(shí)別。本系統(tǒng)的RFID模塊主要針對(duì)TypeB類(lèi)的IC射頻卡。TypeB類(lèi)卡采用異步、NRZ編碼方式，使用10%ASK、調(diào)制載波的方案?jìng)鬏斝盘?hào)。拿傳輸過(guò)程中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)舉例，信息“1”和“0”的區(qū)別在于前者的信號(hào)幅度較后者的信號(hào)幅度大，這個(gè)方案的優(yōu)勢(shì)在于信號(hào)會(huì)持續(xù)不斷的傳遞，不會(huì)出現(xiàn)能量波動(dòng)的情況。TypeB類(lèi)卡相比于TypeA類(lèi)卡有以下4點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：（1）更安全。TypeB類(lèi)卡在接收信號(hào)的過(guò)程中芯片內(nèi)部邏輯和軟件不會(huì)因能量損失而停止工作；（2）更高的通信速率。相比于TypeA類(lèi)卡150～200Kbit/s的最大數(shù)據(jù)通訊速率，TypeB類(lèi)卡的最大數(shù)據(jù)通信速率高達(dá)400Kbit/s及以上；（3）外圍電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單?？刹捎煤?jiǎn)單的UARTS，即簡(jiǎn)單的通用異步收發(fā)傳輸器；（3）抗干擾強(qiáng)。TypeB類(lèi)卡的負(fù)載波采用BPSK調(diào)制技術(shù)，與TypeA相比降低了6dB信號(hào)聲。

3系統(tǒng)測(cè)試

3.1功能測(cè)試

通過(guò)對(duì)管理員模塊登錄、房間查詢(xún)、服務(wù)管理、快速入住、快速退房及用戶(hù)模塊查看房間密碼、商品購(gòu)買(mǎi)、衛(wèi)生清潔、洗漱用品、快速退房、注銷(xiāo)功能的測(cè)試，頁(yè)面元素齊全，輸入正確的用戶(hù)名及密碼能夠正常登錄，輸入不正確的用戶(hù)名及密碼系統(tǒng)會(huì)顯示賬號(hào)錯(cuò)誤，點(diǎn)擊忘記密碼時(shí)頁(yè)面能夠正常跳轉(zhuǎn)，用戶(hù)名與密碼大小寫(xiě)敏感，登錄過(guò)程中不存在私人信息明文顯示的情況，不同身份的用戶(hù)登錄成功后系統(tǒng)權(quán)限正常。所有的功能均能正常實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)所有報(bào)錯(cuò)均能正常處理，沒(méi)有卡死及崩潰情況發(fā)生。

3.2性能測(cè)試

軟件主體使用C語(yǔ)言進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，占用資源少，運(yùn)行效率高，響應(yīng)時(shí)間低于1秒，單用戶(hù)登陸響應(yīng)時(shí)間少于3秒，具備良好的性能。

3.3安全測(cè)試

管理員登錄、商品購(gòu)買(mǎi)以及VIP辦理等敏感操作均會(huì)進(jìn)行人臉識(shí)別，對(duì)當(dāng)前用戶(hù)身份進(jìn)行驗(yàn)證，置信度達(dá)到設(shè)定閾值則驗(yàn)證成功，反之失敗。不登錄的情況下，用戶(hù)無(wú)法進(jìn)入相關(guān)頁(yè)面，用戶(hù)名及密碼輸入框均有類(lèi)型限制、長(zhǎng)度限制及敏感字符過(guò)濾，不存在SQL注入及XSS跨站腳本攻擊。

4結(jié)論

本文使用S5P6818開(kāi)發(fā)板以及GTK+、RFID、OpenCV等技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套智能無(wú)人酒店管理信息化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了管理員快速辦理用戶(hù)入住、退房，用戶(hù)查看房間密碼、商品購(gòu)買(mǎi)、衛(wèi)生清潔、洗漱用品、快速退房、注銷(xiāo)功能、房卡讀取以及人臉識(shí)別等功能。解決了現(xiàn)階段酒店入住煩瑣、運(yùn)營(yíng)成本較高的問(wèn)題。在智能酒店發(fā)展的過(guò)程中，由于酒店自身資金實(shí)力、管理模式、經(jīng)營(yíng)方式、發(fā)展理念及用戶(hù)群體各不相同。雖然現(xiàn)階段智能酒店建設(shè)在技術(shù)上取得了突破性進(jìn)展，但從整體而言，智能酒店發(fā)展尚處于探索階段，結(jié)合用戶(hù)需求及酒店自身情況進(jìn)行智慧酒店建設(shè)還需要進(jìn)一步探索。

作者：劉彬 單位：攀枝花學(xué)院