導語：智慧酒店入住管理系統設計探討一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：物聯網技術的成熟加速了“智慧旅游”領域的信息化建設。智能化酒店管理、智能化用戶入住場景可以最直觀地改善用戶入住體驗，滿足消費者“個性化服務，信息化服務”的需要。基于此背景，結合物聯網技術架構、互聯網思維以及中小酒店資金現狀，利用GTK+、RFID、OpenCV等技術設計適用于中小酒店的智慧酒店入住管理系統，實現了客戶身份自動識別、人臉識別、自主入住辦理、自主結算等功能，解決中小酒店行業長久以來同質化嚴重、客戶滿意度低等問題。

關鍵詞：智慧酒店；人臉識別；身份識別；RFID

21世紀以來，信息技術革命浪潮席卷全球，推動了互聯網技術的快速發展，物聯網、云計算、大數據等新型信息技術相繼出現，“智慧地球”“智慧城市”“智慧旅游”等概念相繼被提出并逐步實施。對于酒店業來說，順應時代發展，以移動互聯網應用為工具提升酒店品質，提高酒店競爭力，滿足客戶“舒適、便捷、個性化服務”的需求迫在眉睫，智慧酒店時代已悄然來臨，必將成為今后酒店行業發展的重要方向?！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，通過數字化、網絡化技術實現酒店管理信息化。2010年，杭州黃龍飯店與IBM簽約，耗資10億元，探索“智慧酒店”建設項目，拉開了國內智慧酒店建設的序幕，2013年文化和旅游部發布《飯店智慧化建設與服務指南》提出智慧酒店的建設規范，并給出相關服務指導建議。目前，越來越多的公司和團隊積極投入到智慧酒店建設行業，借助物聯網技術從住宿流程、能效控制、交互娛樂等多個方面助力酒店改善傳統運營模式，加速酒店數字化轉型，為游客用戶帶來更便捷和個性化的入住體驗，提高酒店競爭力。為進一步探索智慧酒店建設，提高酒店用戶入住體驗，降低酒店運營成本，本文提出一種智慧酒店入住管理系統的解決方案。方案使用GTK+技術實現圖形化界面、RFID模塊實現讀取房卡、OpenCV技術實現人臉識別，針對資金投入少、規模小的酒店，是一種經濟實惠，切實可行的智慧酒店解決方案。

1系統設計

考慮到傳統酒店存在的客戶入住煩瑣性問題，本系統的主要研究目標在于設計并實現一個智能化的酒店入住管理信息化平臺，包括快速入住、快速退房、人臉識別以及RFID身份識別等功能模塊，其中，所有的圖形化界面使用GTK工具進行開發，使用零配salite3作為數據庫，快速入住及快速退房等各類點擊事件通過信號與回調函數進行實現，人臉識別功能通過OpenCV進行實現，NFC讀卡功能通過RFID操作庫和讀卡器進行實現，整體系統以提升客戶體驗感為主，進一步增強酒店管理業務能力，系統總體框架如圖1所示。

1.1管理員模塊設計

管理員模塊旨在實現對酒店房間及對用戶服務的管理，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可通過入住功能從未入住房間中給用戶安排房間，房間號作為后續相關操作的主要依據。（2）查詢：管理員可通過查詢功能查詢當前已入住房間及已入住房間的用戶相關登記信息。（3）服務管理：管理員可通過服務管理功能查看當前已入住房間是否有用戶呼叫洗漱清潔服務。（4）退房：管理員可通過退房功能，使用房間號實現對已入住房間的快速退房。（5）注銷：管理員可通過注銷功能退出管理員模塊。

1.2用戶模塊設計

用戶模塊旨在實現用戶需求功能的設計與管理，用戶模塊功能分析如圖3所示。為用戶模塊各功能描述為：（1）查看房間密碼：用戶可通過此功能查看隨機生成的當前入住房間密碼。（2）修改房卡：用戶可通過此功能自行修改NFC卡號。（3）衛生清潔：用戶可通過此功能呼叫衛生清潔服務。（4）洗漱用品：用戶可通過此功能呼叫洗漱用品服務。（5）商品購買：用戶可通過此功能購買酒店提供的商品，消費金額累積到房費中。（6）快速退房：用戶可通過此功能實現快速退房。（7）注銷：用戶可通過此功能退出用戶模塊。

1.3人臉識別設計

人臉識別模塊的設計主要使用OpenCV進行實現，目的在于簡化用戶操作及提高敏感操作安全性，實現方法為通過Haar級聯算法與本地數據集中的訓練圖片進行對比，對可信度進行判斷，達到設定閾值的人臉則驗證成功，反之驗證失敗。人臉識別功能分析如圖4所示。

1.4RFID讀卡設計

RFID，即射頻識別，是一種非接觸性自動識別技術，使用RFID技術可保證數據更新及時，信息存儲量大，數據安全性高。本項目中利用RFID技術實現房卡讀取，通過TypeB類卡操作庫控制讀寫器解析房卡信息，判斷與當前房間是否匹配，匹配則解鎖房門，反之無法打開房門。在后續系統升級中，本模塊可進一步應用在智能停車場、物品及人員定位等場景。

1.5安全設計

由于信息安全形勢不斷嚴峻，所有數據交互點都有可能泄露用戶個人信息，所以我們對系統中存在數據交互的功能點進行限制。如，在用戶登錄上，對數據類型及長度進行限制，將手機號碼限制為十一位INTEGER數據類型、將用戶姓名進行長度限制，盡可能減少存在的SQL注入點，提高系統安全程度。

2系統實現

2.1管理員及用戶模塊實現

管理員及用戶模塊的所有圖形化界面使用GTK工具設計。登錄、注冊、頁面跳轉等相關事件通過信號與回調函數進行實現，當用戶在操作過程中觸發特定信號時，程序便會自動調用信號連接的回調函數實現相關功能。

2.2人臉識別功能實現

人臉識別功能通過OpenCV技術實現。當前人臉檢測的主要方法有基于知識的檢測方法和基于統計的檢測方法兩種方式，前者檢測器官特征和器官之間的幾何關系，后者對像素進行相似性度量。本方案采用基于統計的檢測方式，通過加載級聯分類器檢測人臉及人眼。為進一步提高檢測精確度，本方案使用灰度圖像特征臉方法，將采集到的彩色人臉圖轉化為灰度圖像，之后使用直方圖均衡化作為自動的標準化臉部圖像亮度和對比度方法，調用函數進行人臉檢測（detectMultiScale），將人臉信息的坐標、大小用vector進行保存，通過調整函數參數使檢測結果更加精確。人臉識別功能流程主要分為人臉采集、人臉檢測以及訓練人物圖片、人臉識別四步。2.2.1人臉采集人臉采集功能會先創建一個用于保存數據集的目錄，目錄創建完成后會創建一個VideoCapture對象，通過VideoCapture對象對電腦攝像頭進行選擇及操作，實現圖片的采集與自增編號。當采集數據為空時，系統會進行報錯處理；當采集數據不為空時，系統會將采集數據保存至本地數據集。2.2.2人臉檢測人臉檢測功能主要通過加載Haar級聯文件實現對人臉及人眼的檢測。臉部及眼部檢測的配置文件使用OpenCV官方自帶的xml文件。第一步，分類器加載完畢后將采集到的彩色人臉圖片轉化為灰度圖。OpenCV中將彩色圖像轉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函數將采集到的人臉圖像轉化為灰度圖，加快檢測速度。第二步，將灰度化的圖像進行直方圖均衡化，直方圖是圖像中像素強度分布的圖形表達方式，直方圖均衡化能提高采集到的人臉圖像的質量，能夠進一步提高人臉檢測效率。第三步，對直方圖均衡化后的人臉圖像進行多尺度人臉檢測，當檢測到臉時，進一步檢測眼睛，只有當檢測到臉部及兩只眼睛后，系統方能啟用拍照功能。拍照完成后，圖像序號會自加存放，圖像大小也會被自動修改為與官方數據一致的92×112尺寸。最后，采集成功的人臉圖像的路徑及標簽將寫入一個txt文件中，便于后期模型訓練等操作。2.2.3訓練人物圖片系統會先打開人臉列表文件，將圖像及標簽壓入容器中，然后對訓練數據是否為空、圖像類型及圖像尺寸進行判斷，判斷無誤后會創建一個人臉識別類并進行訓練，訓練完成的模型將被保存至指定路徑中。2.2.4人臉識別人臉識別功能會先加載人臉識別器，讀取已經訓練完成的數據模型，然后加載人臉及人眼檢測配置文件，調動攝像頭進行人臉識別，然后將獲取到的圖像進行鏡像操作，之后依次進行人臉、人眼檢測，圖像灰度化，直方圖均衡，多尺度人臉檢測，最終依據檢測可信度判斷人臉檢測是否通過。

2.3RFID讀卡功能實現

RFID由電子標簽、天線和讀寫器三部分組成，其中電子標簽劃分為ID區和用戶數據區，ID區在制作芯片時便寫入ROM中，用于存儲全球唯一標識碼UID，而用戶數據區可對用戶存儲數據進行讀取、寫入以及增加的操作；天線旨在實現一定空間內射頻信號的傳輸，建立無線通信連接，通過電磁波與讀寫器進行溝通；讀寫器則通過天線發送一系列頻率的信號，在收到能量或發送指令后，電子標簽會將內部存儲的標識信息通過電線發射出去，讀寫器通過天線接收并識別電子標簽發回的信息，最后由讀卡器將識別結果發送給主機，實現最終的結果識別。本系統的RFID模塊主要針對TypeB類的IC射頻卡。TypeB類卡采用異步、NRZ編碼方式，使用10%ASK、調制載波的方案傳輸信號。拿傳輸過程中的二進制數據舉例，信息“1”和“0”的區別在于前者的信號幅度較后者的信號幅度大，這個方案的優勢在于信號會持續不斷的傳遞，不會出現能量波動的情況。TypeB類卡相比于TypeA類卡有以下4點優勢：（1）更安全。TypeB類卡在接收信號的過程中芯片內部邏輯和軟件不會因能量損失而停止工作；（2）更高的通信速率。相比于TypeA類卡150～200Kbit/s的最大數據通訊速率，TypeB類卡的最大數據通信速率高達400Kbit/s及以上；（3）外圍電路設計簡單。可采用簡單的UARTS，即簡單的通用異步收發傳輸器；（3）抗干擾強。TypeB類卡的負載波采用BPSK調制技術，與TypeA相比降低了6dB信號聲。

3系統測試

3.1功能測試

通過對管理員模塊登錄、房間查詢、服務管理、快速入住、快速退房及用戶模塊查看房間密碼、商品購買、衛生清潔、洗漱用品、快速退房、注銷功能的測試，頁面元素齊全，輸入正確的用戶名及密碼能夠正常登錄，輸入不正確的用戶名及密碼系統會顯示賬號錯誤，點擊忘記密碼時頁面能夠正常跳轉，用戶名與密碼大小寫敏感，登錄過程中不存在私人信息明文顯示的情況，不同身份的用戶登錄成功后系統權限正常。所有的功能均能正常實現，系統所有報錯均能正常處理，沒有卡死及崩潰情況發生。

3.2性能測試

軟件主體使用C語言進行實現，占用資源少，運行效率高，響應時間低于1秒，單用戶登陸響應時間少于3秒，具備良好的性能。

3.3安全測試

管理員登錄、商品購買以及VIP辦理等敏感操作均會進行人臉識別，對當前用戶身份進行驗證，置信度達到設定閾值則驗證成功，反之失敗。不登錄的情況下，用戶無法進入相關頁面，用戶名及密碼輸入框均有類型限制、長度限制及敏感字符過濾，不存在SQL注入及XSS跨站腳本攻擊。

4結論

本文使用S5P6818開發板以及GTK+、RFID、OpenCV等技術設計并實現了一套智能無人酒店管理信息化平臺，實現了管理員快速辦理用戶入住、退房，用戶查看房間密碼、商品購買、衛生清潔、洗漱用品、快速退房、注銷功能、房卡讀取以及人臉識別等功能。解決了現階段酒店入住煩瑣、運營成本較高的問題。在智能酒店發展的過程中，由于酒店自身資金實力、管理模式、經營方式、發展理念及用戶群體各不相同。雖然現階段智能酒店建設在技術上取得了突破性進展，但從整體而言，智能酒店發展尚處于探索階段，結合用戶需求及酒店自身情況進行智慧酒店建設還需要進一步探索。

作者：劉彬 單位：攀枝花學院