智能鎖 又名：IntelligentLock

　　智能鎖是指區(qū)別于傳統(tǒng)機械鎖，在用戶識別、安全性、管理性方面更加智能化的鎖具，門禁系統(tǒng)中鎖門的執(zhí)行部件。

　　智能鎖區(qū)別于傳統(tǒng)機械鎖, 是具有安全性, 便利性, 先進技術的復合型鎖具。

　　使用非機械鑰匙作為用戶識別ID的成熟技術，如:

　　指紋鎖、虹膜識別門禁(生物識別類，安全性高，不存在丟失損壞;但不方便配置，成本高)

　　磁卡、射頻卡(非接觸類，安全性較高，塑料材質，配置攜帶較方便，價格低廉)

　　TM卡(接觸類，安全性很高，不銹鋼材質，配置攜帶極為方便，價格較低)

　　在以下場所應用較多:銀行，政府部門(注重安全性)，以及酒店，學校宿舍，居民小區(qū)(注重方便管理)

　　便利性(convenience): a.智能鎖區(qū)別于一般的機械鎖，具有自動電子感應鎖定系統(tǒng)，他會自動感應到門處于關閉狀態(tài)時，系統(tǒng)將自動上鎖。智能鎖可以通過指紋，觸摸屏，卡開啟門鎖。 b.一般指紋鎖在使用密碼/指紋登記等功能時不方便，尤其是老人和小孩使用時，個別智能鎖，可以開啟它獨特的語音提示功能，讓使用者操作更簡便易懂。

　　安全性（Safety）: a. 一般的指紋密碼鎖具有密碼泄露的危險。最近的智能鎖還具有虛位密碼功能技術，即在已登記的密碼前面或后面，可以輸入任意數(shù)字作為虛位密碼，有效防止登記密碼泄露，同時又可開啟門鎖。b. 在普通小區(qū)安保環(huán)境下，一般門鎖把手開啟方式不能確保足夠安全性能，可以很容易的從門外打鉆小孔再用鋼絲轉動把手將門打開。很多智能鎖具有專利技術保障，在室內的把手設置中增加了安全把手按鈕，需要按住安全把手按鈕轉動把手門才能開啟，帶來更安全的使用環(huán)境。(同時按照使用者需求，通過簡單操作，本功能可以選擇性設置。)c. 最近的智能鎖手掌觸摸屏幕會自動顯示，3分鐘會自動鎖死。密碼是否已經設置，門鎖是否已經開啟或者關閉，密碼或門卡登記數(shù)量，還有電池更換提示，鎖舌阻塞警告，遇到低電壓等情況，屏幕上均有顯示，智能智控。

　　保安性（security）: 最近的智能鎖不同于以往的“先開啟再掃描”的方式，掃描方式非常簡單，將手指放在掃描處的上方由上至下的掃描就可以，無需將手指按在掃描處，掃描的方式更減少指紋殘留，大大降低指紋被復制的可能性，安全獨享。

　　創(chuàng)造性（Creative）：傳統(tǒng)的機械鎖人們對它的外觀沒有特別的關心。智能鎖不僅從外觀的設計適合于人們的口味，甚至創(chuàng)造出了像蘋果一樣的智能感覺的智能鎖具。智能化的鎖具已經悄悄地上市了。

　　互動性(Interactive）：智能門鎖內置嵌入式處理器和智慧監(jiān)控如拿進啊，具備與房客之間的任何時間的互通互動能力，可以主動匯報當天電視的訪客情況。另一個方面訪客甚至可以遠程控制智能門鎖為來訪的客人開門。

　　在安全技術防范領域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密碼鎖，克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，使密碼鎖無論在技術上還是在性能上都大大提高一步。隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，特別是單片機的問世，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應用日益廣泛。本文介紹以51系列單片機為核心的智能密碼鎖，詳細闡述了其工作原理、基本功能框圖、關鍵設計技術及軟件工作流程。

　　基本原理

　　智能密碼鎖的系統(tǒng)由智能監(jiān)控器和電子鎖具組成。二者異地放置，智能監(jiān)控器供給電子鎖具所需的電源并接收其發(fā)送的報警信息和狀態(tài)信息。這里采用了線路復用技術，使電能供給和信息傳輸共用一根 二芯電纜，提高了系統(tǒng)的可靠性、安全性。

　　1.1 智能監(jiān)控器的基本原理

　　智能監(jiān)控器它由單片機、時鐘、鍵盤、LCD顯示器、存貯器、解調器、線路復用及監(jiān)測、A/D轉換、蜂鳴器等單元組成。主要完成與電子鎖具之間的通信、智能化分析及通信線路的安全監(jiān)測等功能。

　　智能監(jiān)控器始終處于接收狀態(tài)，以固定的格式接收電子鎖具發(fā)來的報警信息和狀態(tài)信息。對于報警信息，則馬上通過LCD顯示器及蜂鳴器發(fā)出聲、光報警;對于狀態(tài)信息，則存入內存，并與電子鎖具在此時刻以前的歷史狀態(tài)進行比較，得出變化趨勢，預測未來的狀態(tài)變化，通過LCD顯示器向值班人員提供相應信息，以供決策使用。智能監(jiān)控器與電子鎖具建立通信聯(lián)系的同時，通過A/D轉換器實時地監(jiān)視流過通信線路的供電電流的變化，有效地防止人為因素造成的破壞，保證了通信線路的暢通。

　　1.2電子鎖具基本原理

　　電子鎖具它也是以51系列單片機為核心，配以相應硬件電路，完成密碼的設置、存貯、識別和顯示、驅動電磁執(zhí)行器并檢測其驅動電流值、接收傳感器送來的報警信號、發(fā)送數(shù)據等功能。

　　單片機接收鍵入的代碼，并與存貯在EEPROM中的密碼進行比較，如果密碼正確，則驅動電磁執(zhí)行器開鎖;如果密碼不正確，則允許操作人員重新輸入密碼，最多可輸入三次;如果三次都不正確，則單片機通過通信線路向智能監(jiān)控器報警。單片機將每次開鎖操作和此時電磁執(zhí)行器的驅動電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給智能監(jiān)控器，同時將接收來自傳感器接口的報警信息也發(fā)送給智能監(jiān)控器，作為智能化分析的依據。

　　為了提高智能密碼鎖的安全性、可靠性，本文除在器件選擇上采取措施(如采用低功耗、寬溫度范圍的器件)外，在設計中還采用了一些關鍵技術。

　　2.1 線路復用技術

　　智能監(jiān)控器和電子鎖具異地放置。如果采用通信線路和供電線路分開的方式，勢必要增加電纜芯數(shù)，安全隱患增加。本文采用了線路復用技術，僅用一根二芯電纜，實現(xiàn)了供電和信息的傳輸。原理圖如圖3所示。

　　在發(fā)送端，電子鎖具通過脈沖變壓器T將調制好的數(shù)據信號升壓后發(fā)送出去;在接收端，脈沖變壓器T將接收到的數(shù)據信號降壓后送解調器，以減少載波信號在傳輸過程中的損耗。為了減少通信和供電之間的相互干擾，對扼流圈L、耦合電容C的選擇要綜合考慮。

　　設載波頻率fo=400kHz，為了保證絕大部分信號能量傳輸?shù)浇邮斩?，取L=33.7μH?C1=0.047μF。

　　2.2 電流監(jiān)視技術

　　為了防止通信線路的人為破壞和電磁執(zhí)行器因某種原因造成流過電磁線圈的電流過大而燒毀線圈，本文在智能密碼鎖設計中采用電流監(jiān)視技術。

　　2.3數(shù)據通訊與預處理技術

　　智能監(jiān)控器接收鎖具發(fā)來的狀態(tài)信息(其中包括鎖具的開啟、關閉、第一次密碼錯、第二次密碼錯、第三次密碼錯等)、流過電磁執(zhí)行器線圈的電流值，并讀取該時刻通訊線路的供電電流值，三者結合起來構成一個數(shù)據塊，其中操作狀態(tài)占1個字節(jié)，供電電流占2個字節(jié)，線圈電流占2個字節(jié)。智能監(jiān)控器在與電子鎖具通信過程中，始終處于接收狀態(tài)。為了提高通信可靠性，本文在通信協(xié)議中采用重復發(fā)送的方式，電子鎖具對每一組數(shù)據重復發(fā)送5次，智能監(jiān)控器接收到這組數(shù)據后，采用大數(shù)譯碼定律糾錯，保證了數(shù)據接收的準確性。另外為了節(jié)約內存需對接收到的數(shù)據采用預處理技術，即每接收到一個數(shù)據后，首先將該數(shù)據與設定的門限值比較，如果大于門限值，則發(fā)出超限報警;如果小于門限值，則將該數(shù)據與當日接收到的同類數(shù)據比較，保留較大者。這樣每天存儲的數(shù)據為同類數(shù)據中的最大值。

　　2.4 智能化分析

　　智能化分析與預測技術就是以每次接收到的數(shù)據塊為依據，與此前同類數(shù)據的記錄值作比較，分析該操作引起電流變化的大小及趨勢，及時發(fā)現(xiàn)存在問題，并報告管理人員，從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。

　　智能密碼鎖軟件采用51系列單片機匯編語言對智能監(jiān)控器和電子鎖具分別編程。智能監(jiān)控器軟件包括鍵盤掃描和LCD顯示程序、蜂鳴器驅動程序、時鐘修改和讀取程序、數(shù)據通信與預處理程序、智能化分析程序及線路監(jiān)測程序等模塊。電子鎖具軟件包括鍵盤掃描與譯碼程序、LCD顯示程序、通信程序、電磁執(zhí)行器驅動及檢測程序、傳感器接口程序等模塊。軟件設計過程中采用模塊化設計方法，便于程序的閱讀、調試和改進。

　　智能密碼鎖充分利用了51系統(tǒng)單片機軟、硬件資源，引入了智能化分析功能，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。通過在某型號保險柜安裝使用，受到用戶的歡迎。另外，智能密碼鎖在軟、硬件方面稍加改動，便可構成智能化的分布式監(jiān)控網絡，實現(xiàn)某一范圍內的集中式監(jiān)控管理，在金融、保險、軍事重地及其它安全防范領域具有廣泛的應用前景。

　　在智能大潮的推動下，國內外已經在思索門鎖的新出路?；诰W絡和藍牙的智能門鎖、基于指紋識別的指紋門鎖乃至是人臉識別、虹膜識別的門鎖成為了選擇。這三種解決方案中，基于網絡和藍牙的智能門鎖相對保守，而指紋、人臉、虹膜的方案則相對激進。這三大解決方案的談不上哪家更強，實際上各個廠商在技術和現(xiàn)實的層面上有各有思慮，都具備較強的合理性。

　　1、基于WIFI、GSM、藍牙網絡

　　目前基于WIFI、GSM網絡或者藍牙的智能門鎖是國內外的主流選擇。這也是目前智能門鎖最基礎的解決方案。

　　為了防止出現(xiàn)手機被盜刷或者被黑客攻破的情況，這些門鎖選擇依舊需要傳統(tǒng)鑰匙開鎖，但鑰匙具備智能芯片，每次開門都會通過微信、短信的方式提醒用戶。與Yale Lock類似，某國產解決方案也采用了GSM數(shù)據網絡的方式，因為GSM數(shù)據網絡可以走加密路線，相比WIFI等方案更為安全。為了保證安全，該方案還擁有獨立的后臺與云端，能夠與手機連接，幫助用戶通過手機及時接受和隨時查詢家人進出門信息，并具備遠程報警。

　　2、基于指紋識別生物特征

　　指紋門鎖的思路是利用人體生物特征指紋進行身份安全識別認證開門，憑借高科技的數(shù)字圖像處理、生物識別及DSP算法等技術，成為符合現(xiàn)代安防要求的新一代門禁系統(tǒng)。目前，指紋鎖已經廣泛運用于政府機構、軍事基地、銀行、高級公寓等需要絕對安全和隱私的場所。舊時王謝堂前燕，飛入尋常百姓家。過去運用在相關機密場所的指紋門鎖如今隨著部分廠商的技術攻關也逐漸運用在了普通人群的生活之中。

　　3、人臉識別和虹膜識別

　　隨著阿里巴巴、騰訊等在金融產品中使用人臉識別，這一技術將上升到一個新高度。數(shù)據顯示，2012年我國人臉識別行業(yè)市場規(guī)模約16.7億元，預計到2015年，我國人臉識別行業(yè)市場規(guī)模將達到75億元，未來潛在的市場規(guī)模將超過千億。具有人臉識別概念的公司有佳都科技、漢王科技等。

　　而與人臉識別技術相比，虹膜識別與靜脈認證等技術理論上更加科學可靠，具有具有誤識率低，生物特征不易損傷，難偽造、復制的優(yōu)勢。尤其是虹膜識別，一直被譽為最精準、最安全的生物識別方式。

　　為此智能門鎖在未來使用人臉識別、虹膜識別與靜脈認證等技術也是之日可期。而且這類技術甚至比指紋還要方便快捷，無法復制。