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智能锁

智能锁

又名:IntelligentLock
分类: 智能家居
属性: 产品
最后修改时间: 2016年03月01日
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智能锁是指区别于传统机械锁,在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具。门禁系统中锁门的执行部件。

  简介

  智能锁是指区别于传统机械锁,在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具,门禁系统中锁门的执行部件。
  智能锁区别于传统机械锁, 是具有安全性, 便利性, 先进技术的复合型锁具。
  使用非机械钥匙作为用户识别ID的成熟技术,如:
  指纹锁、虹膜识别门禁(生物识别类,安全性高,不存在丢失损坏;但不方便配置,成本高)
  磁卡、射频卡(非接触类,安全性较高,塑料材质,配置携带较方便,价格低廉)
  TM卡(接触类,安全性很高,不锈钢材质,配置携带极为方便,价格较低)
  在以下场所应用较多:银行,政府部门(注重安全性),以及酒店,学校宿舍,居民小区(注重方便管理)

  特点

  便利性(convenience): a.智能锁区别于一般的机械锁,具有自动电子感应锁定系统,他会自动感应到门处于关闭状态时,系统将自动上锁。智能锁可以通过指纹,触摸屏,卡开启门锁。 b.一般指纹锁在使用密码/指纹登记等功能时不方便,尤其是老人和小孩使用时,个别智能锁,可以开启它独特的语音提示功能,让使用者操作更简便易懂。
  安全性(Safety): a. 一般的指纹密码锁具有密码泄露的危险。最近的智能锁还具有虚位密码功能技术,即在已登记的密码前面或后面,可以输入任意数字作为虚位密码,有效防止登记密码泄露,同时又可开启门锁。b. 在普通小区安保环境下,一般门锁把手开启方式不能确保足够安全性能,可以很容易的从门外打钻小孔再用钢丝转动把手将门打开。很多智能锁具有专利技术保障,在室内的把手设置中增加了安全把手按钮,需要按住安全把手按钮转动把手门才能开启,带来更安全的使用环境。(同时按照使用者需求,通过简单操作,本功能可以选择性设置。)c. 最近的智能锁手掌触摸屏幕会自动显示,3分钟会自动锁死。密码是否已经设置,门锁是否已经开启或者关闭,密码或门卡登记数量,还有电池更换提示,锁舌阻塞警告,遇到低电压等情况,屏幕上均有显示,智能智控。
  保安性(security): 最近的智能锁不同于以往的“先开启再扫描”的方式,扫描方式非常简单,将手指放在扫描处的上方由上至下的扫描就可以,无需将手指按在扫描处,扫描的方式更减少指纹残留,大大降低指纹被复制的可能性,安全独享。
  创造性(Creative):传统的机械锁人们对它的外观没有特别的关心。智能锁不仅从外观的设计适合于人们的口味,甚至创造出了像苹果一样的智能感觉的智能锁具。智能化的锁具已经悄悄地上市了。
  互动性(Interactive):智能门锁内置嵌入式处理器和智慧监控如拿进啊,具备与房客之间的任何时间的互通互动能力,可以主动汇报当天电视的访客情况。另一个方面访客甚至可以远程控制智能门锁为来访的客人开门。

  技术原理

  在安全技术防范领域,具有防盗报警功能的电子密码锁代替传统的机械式密码锁,克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点,使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展,特别是单片机的问世,出现了带微处理器的智能密码锁,它除具有电子密码锁的功能外,还引入了智能化管理、专家分析系统等功能,从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性,应用日益广泛。本文介绍以51系列单片机为核心的智能密码锁,详细阐述了其工作原理、基本功能框图、关键设计技术及软件工作流程。
  基本原理
  智能密码锁的系统由智能监控器和电子锁具组成。二者异地放置,智能监控器供给电子锁具所需的电源并接收其发送的报警信息和状态信息。这里采用了线路复用技术,使电能供给和信息传输共用一根 二芯电缆,提高了系统的可靠性、安全性。
  1.1 智能监控器的基本原理
  智能监控器它由单片机、时钟、键盘、LCD显示器、存贮器、解调器、线路复用及监测、A/D转换、蜂鸣器等单元组成。主要完成与电子锁具之间的通信、智能化分析及通信线路的安全监测等功能。
  智能监控器始终处于接收状态,以固定的格式接收电子锁具发来的报警信息和状态信息。对于报警信息,则马上通过LCD显示器及蜂鸣器发出声、光报警;对于状态信息,则存入内存,并与电子锁具在此时刻以前的历史状态进行比较,得出变化趋势,预测未来的状态变化,通过LCD显示器向值班人员提供相应信息,以供决策使用。智能监控器与电子锁具建立通信联系的同时,通过A/D转换器实时地监视流过通信线路的供电电流的变化,有效地防止人为因素造成的破坏,保证了通信线路的畅通。
  1.2电子锁具基本原理
  电子锁具它也是以51系列单片机为核心,配以相应硬件电路,完成密码的设置、存贮、识别和显示、驱动电磁执行器并检测其驱动电流值、接收传感器送来的报警信号、发送数据等功能。
  单片机接收键入的代码,并与存贮在EEPROM中的密码进行比较,如果密码正确,则驱动电磁执行器开锁;如果密码不正确,则允许操作人员重新输入密码,最多可输入三次;如果三次都不正确,则单片机通过通信线路向智能监控器报警。单片机将每次开锁操作和此时电磁执行器的驱动电流值作为状态信息发送给智能监控器,同时将接收来自传感器接口的报警信息也发送给智能监控器,作为智能化分析的依据。

  关键技术

  为了提高智能密码锁的安全性、可靠性,本文除在器件选择上采取措施(如采用低功耗、宽温度范围的器件)外,在设计中还采用了一些关键技术。
  2.1 线路复用技术
  智能监控器和电子锁具异地放置。如果采用通信线路和供电线路分开的方式,势必要增加电缆芯数,安全隐患增加。本文采用了线路复用技术,仅用一根二芯电缆,实现了供电和信息的传输。原理图如图3所示。
  在发送端,电子锁具通过脉冲变压器T将调制好的数据信号升压后发送出去;在接收端,脉冲变压器T将接收到的数据信号降压后送解调器,以减少载波信号在传输过程中的损耗。为了减少通信和供电之间的相互干扰,对扼流圈L、耦合电容C的选择要综合考虑。
  设载波频率fo=400kHz,为了保证绝大部分信号能量传输到接收端,取L=33.7μH?C1=0.047μF。
  2.2 电流监视技术
  为了防止通信线路的人为破坏和电磁执行器因某种原因造成流过电磁线圈的电流过大而烧毁线圈,本文在智能密码锁设计中采用电流监视技术。
  2.3数据通讯与预处理技术
  智能监控器接收锁具发来的状态信息(其中包括锁具的开启、关闭、第一次密码错、第二次密码错、第三次密码错等)、流过电磁执行器线圈的电流值,并读取该时刻通讯线路的供电电流值,三者结合起来构成一个数据块,其中操作状态占1个字节,供电电流占2个字节,线圈电流占2个字节。智能监控器在与电子锁具通信过程中,始终处于接收状态。为了提高通信可靠性,本文在通信协议中采用重复发送的方式,电子锁具对每一组数据重复发送5次,智能监控器接收到这组数据后,采用大数译码定律纠错,保证了数据接收的准确性。另外为了节约内存需对接收到的数据采用预处理技术,即每接收到一个数据后,首先将该数据与设定的门限值比较,如果大于门限值,则发出超限报警;如果小于门限值,则将该数据与当日接收到的同类数据比较,保留较大者。这样每天存储的数据为同类数据中的最大值。
  2.4 智能化分析
  智能化分析与预测技术就是以每次接收到的数据块为依据,与此前同类数据的记录值作比较,分析该操作引起电流变化的大小及趋势,及时发现存在问题,并报告管理人员,从而提高了整个系统的可靠性。

  系统软件

  智能密码锁软件采用51系列单片机汇编语言对智能监控器和电子锁具分别编程。智能监控器软件包括键盘扫描和LCD显示程序、蜂鸣器驱动程序、时钟修改和读取程序、数据通信与预处理程序、智能化分析程序及线路监测程序等模块。电子锁具软件包括键盘扫描与译码程序、LCD显示程序、通信程序、电磁执行器驱动及检测程序、传感器接口程序等模块。软件设计过程中采用模块化设计方法,便于程序的阅读、调试和改进。
  智能密码锁充分利用了51系统单片机软、硬件资源,引入了智能化分析功能,提高了系统的可靠性和安全性。通过在某型号保险柜安装使用,受到用户的欢迎。另外,智能密码锁在软、硬件方面稍加改动,便可构成智能化的分布式监控网络,实现某一范围内的集中式监控管理,在金融、保险、军事重地及其它安全防范领域具有广泛的应用前景。

  智能锁的三大解决方案

  在智能大潮的推动下,国内外已经在思索门锁的新出路。基于网络和蓝牙的智能门锁、基于指纹识别的指纹门锁乃至是人脸识别、虹膜识别的门锁成为了选择。这三种解决方案中,基于网络和蓝牙的智能门锁相对保守,而指纹、人脸、虹膜的方案则相对激进。这三大解决方案的谈不上哪家更强,实际上各个厂商在技术和现实的层面上有各有思虑,都具备较强的合理性。
  1、基于WIFI、GSM、蓝牙网络
  目前基于WIFI、GSM网络或者蓝牙的智能门锁是国内外的主流选择。这也是目前智能门锁最基础的解决方案。
  为了防止出现手机被盗刷或者被黑客攻破的情况,这些门锁选择依旧需要传统钥匙开锁,但钥匙具备智能芯片,每次开门都会通过微信、短信的方式提醒用户。与Yale Lock类似,某国产解决方案也采用了GSM数据网络的方式,因为GSM数据网络可以走加密路线,相比WIFI等方案更为安全。为了保证安全,该方案还拥有独立的后台与云端,能够与手机连接,帮助用户通过手机及时接受和随时查询家人进出门信息,并具备远程报警。
  2、基于指纹识别生物特征
  指纹门锁的思路是利用人体生物特征指纹进行身份安全识别认证开门,凭借高科技的数字图像处理、生物识别及DSP算法等技术,成为符合现代安防要求的新一代门禁系统。目前,指纹锁已经广泛运用于政府机构、军事基地、银行、高级公寓等需要绝对安全和隐私的场所。旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家。过去运用在相关机密场所的指纹门锁如今随着部分厂商的技术攻关也逐渐运用在了普通人群的生活之中。
  3、人脸识别和虹膜识别
  随着阿里巴巴腾讯等在金融产品中使用人脸识别,这一技术将上升到一个新高度。数据显示,2012年我国人脸识别行业市场规模约16.7亿元,预计到2015年,我国人脸识别行业市场规模将达到75亿元,未来潜在的市场规模将超过千亿。具有人脸识别概念的公司有佳都科技、汉王科技等。
  而与人脸识别技术相比,虹膜识别与静脉认证等技术理论上更加科学可靠,具有具有误识率低,生物特征不易损伤,难伪造、复制的优势。尤其是虹膜识别,一直被誉为最精准、最安全的生物识别方式。
  为此智能门锁在未来使用人脸识别、虹膜识别与静脉认证等技术也是之日可期。而且这类技术甚至比指纹还要方便快捷,无法复制。
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