智能鎖技術(shù)與應(yīng)用

■文/杭州睿沃科技有限公司 阮勇華

1 智能鎖的發(fā)展歷程

指紋鎖這個名詞對我們而言并不陌生，而從機(jī)械鎖能拋開鑰匙的電子鎖開始到目前的物聯(lián)智能鎖已經(jīng)過多次變革?？梢哉f，我國的智能鎖是從90年代初就開始得到應(yīng)用，到目前的物聯(lián)智能鎖的發(fā)展歷程可以分為四個時代：

第一個時代：1989-1999,刷卡酒店鎖及密碼電子鎖時代

90年代初期我國開始應(yīng)用電子鎖。在這個時期，我國電子鎖主要運(yùn)用于酒店等商用領(lǐng)域，特別是在1996年以后，國家開始在星級酒店推廣電子門鎖，而且規(guī)定沒有使用電子門鎖的酒店將不能參加驗收，也不能評星級。在這一政策的推動下，我國電子鎖行業(yè)迎來快速發(fā)展的契機(jī)。當(dāng)時開啟方式還是以磁卡為主，也應(yīng)用了“卡片+密碼”的開啟式，在這一階段，酒店鎖占據(jù)了我國電子鎖市場95%以上的份額。

第二個時代：2000-2010,指紋鎖時代

2000年開始行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了基于指紋識別技術(shù)的生物識別電子鎖，也是我國家用指紋鎖行業(yè)的儲備初期。這期間，我國電子鎖行業(yè)呈現(xiàn)出體量小、企業(yè)規(guī)模小的“兩小”特征。而且電子鎖只在少數(shù)高端小區(qū)得以運(yùn)用。但是，在這一時期電子鎖開始引起了國家的重視，并由公安部組織起草并發(fā)布了我國第一個電子鎖標(biāo)準(zhǔn)——GA374-2001《電子防盜鎖》，同年，我國第一把民用指紋鎖誕生。

2004年-2007年，我國家用電子鎖開始受到高端工程市場青睞的階段。這一時期我國電子鎖雖然還未擺脫“兩小”(行業(yè)體量小、企業(yè)規(guī)模小)的特點(diǎn)，但是已有不少企業(yè)的電子鎖產(chǎn)品得以量產(chǎn)，并開始接到各大地產(chǎn)商的高端住宅的工程訂單。這一時期的智能鎖產(chǎn)品除了傳統(tǒng)的機(jī)械鑰匙、IC卡及密碼之外，指紋識別已成為家用鎖的標(biāo)配，當(dāng)時指紋模塊主要以光學(xué)為主。

第三個時代：2011-2016,多種生物識別并存，聯(lián)網(wǎng)已成趨勢

從2011年到2016年，我國電子鎖行業(yè)已由酒店鎖、指紋鎖上升為智能鎖，且呈現(xiàn)出企業(yè)數(shù)量猛增、各大巨頭紛紛搶灘、功能更豐富、外觀更時尚和個性、穩(wěn)定性有所提升、遠(yuǎn)程開鎖和聯(lián)網(wǎng)已成趨勢等特點(diǎn)。

在市場方面，不僅工程市場持續(xù)快速增長，房地產(chǎn)智能鎖的初裝率也一直在提高，而且零售市場也高歌猛進(jìn)。據(jù)易觀發(fā)布的《中國智能門鎖白皮書2017》顯示，中國2015年智能鎖銷量為197萬套，而2016年呈現(xiàn)了105.4%的快速增長，市場銷量猛增到了404.6萬套。

從產(chǎn)品來看，在開啟方式方面，除了IC卡、密碼、機(jī)械鑰匙、指紋之外，不少企業(yè)為了差異化發(fā)展，把人臉識別、虹膜識別、指靜脈識別等安全性較高的生物識別技術(shù)引入智能鎖行業(yè)。

第四個時代：2017年以來,智能鎖人工智能化時代

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智能鎖聯(lián)網(wǎng)的趨勢也越來越明朗。智能鎖也因此與智能手機(jī)、智能路由、智能電視等上演了一場智能家居的“入口大戰(zhàn)”。因此，許多不敢落后的智能鎖企業(yè)，為了擺脫同質(zhì)化的桎梏，通過技術(shù)創(chuàng)新升級，建立企業(yè)云平臺、大數(shù)據(jù)中心、并與人工智能相結(jié)合，由此開啟了智能鎖人工智能的4.0時代。

智能鎖可以根據(jù)家里老人和孩子平常的出門和回家時間點(diǎn)，每天都會做出判斷和分析，除了每天向用戶告知他們的進(jìn)出門情況、開鎖記錄之外，如果他們在平時經(jīng)常開關(guān)門的時間段內(nèi)未按時進(jìn)出，智能鎖將通知用戶，并提醒用戶確認(rèn)安全狀態(tài)。

如今，雖然這樣的智能鎖已開始商用，但是智能鎖人工智能的4.0時代才剛開啟，因此還有很多人機(jī)互動、人機(jī)智能互聯(lián)的功能有待開發(fā)。

隨著智能鎖功能的逐漸強(qiáng)大，越來越多的用戶得以應(yīng)用，就像出門不用帶錢包，鑰匙也該“退役”了。虛擬支付為生活帶來了大大的便利，智能門鎖也能解決出門的煩惱。因此，2018年鎖具智能化是大勢所趨。

2 智能鎖主要結(jié)構(gòu)和功能

目前，市場上主要有3種安裝結(jié)構(gòu)的智能鎖產(chǎn)品。第一種是常見的整機(jī)型，適于新用戶，或是有改造條件的傳統(tǒng)鎖用戶。第二種是更換鎖芯型，該產(chǎn)品專為改造型用戶設(shè)計，更換時，只需把原鎖芯去掉，更換為帶鎖芯的智能鎖，而其他五金、鎖面板保留原狀，即可升級為智能鎖。第三種是替換面板型，即保持傳統(tǒng)鎖內(nèi)部五金部分不動，將傳統(tǒng)鎖面板更換為智能鎖面板即可升級。

整機(jī)型智能鎖一般由8部分組成：前后面板、鎖體（可伸縮負(fù)責(zé)把門開啟和鎖起來的部分）、主控板、開鎖識別模塊、開鎖電機(jī)（自動連接、斷開門把手和鎖體之間的電機(jī)）、供電電源、外接電源口、應(yīng)急鑰匙。前后面板為鎖的結(jié)構(gòu)主要部分，包括開門把手，門把手又分為游離方式和推拉方式；鎖體分標(biāo)準(zhǔn)鎖體和霸王鎖體（在標(biāo)準(zhǔn)鎖體上下方再增加兩個用以反鎖的結(jié)構(gòu)體，達(dá)到更好的安全性）等，又分機(jī)械鎖體和自動鎖體；以指紋識別為主；供電電源主要有4節(jié)、8節(jié)5號電池或鋰電池；外接電源目前一般采用USB口充電；應(yīng)急鑰匙主要有正面開鎖和底部開鎖兩種方式。

智能鎖功能除指紋、密碼、IC/ID卡、指靜脈、人臉、虹膜等多種的開鎖方式外主要還有：假鎖報警、強(qiáng)制開鎖報警、電量不足提示，門鈴、人體移動偵測及人臉抓拍、貓眼等功能。

3 智能鎖聯(lián)網(wǎng)功能

3.1 單機(jī)智能鎖

目前的智能鎖中有很大一部分產(chǎn)品為非聯(lián)網(wǎng)單機(jī)產(chǎn)品，即智能鎖獨(dú)立使用，適合不需要聯(lián)網(wǎng)的用戶選擇，其智能鎖僅作為本地端基于生物識別技術(shù)認(rèn)證開門使用，不與智能家居系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。

3.2 物聯(lián)智能鎖

隨著智能化產(chǎn)品的越來越多發(fā)展和應(yīng)用，智能鎖也同樣進(jìn)入了智能化應(yīng)用。要使智能鎖的體驗感更好，功能更強(qiáng)大，首先就是聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，智能鎖的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要采用WiFi、Zigbee、Z-Wave的方式。

4 智能鎖分類

伴隨電子技術(shù)、通信技術(shù)、生物識別技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的延伸應(yīng)用和智能鎖不同的應(yīng)用環(huán)境需要，企業(yè)也針對不同應(yīng)用需求開發(fā)了形形色色的類別產(chǎn)品，可以從身份識別方式和應(yīng)用場景等進(jìn)行區(qū)分。

4.1 按識別技術(shù)分類

智能鎖的開鎖技術(shù)主要有指紋、密碼、門卡、鑰匙、指靜脈、人臉等，其中門卡、鑰匙、密碼是智能鎖的基本開鎖方式，也是一般智能鎖的功能之一，不作為智能鎖的技術(shù)劃分；因此，智能鎖主要依據(jù)生物識別方式區(qū)分，主要有：

1）指紋識別技術(shù)：指紋識別是智能鎖中應(yīng)用最為廣泛的生物識別技術(shù)，又分為光學(xué)指紋鎖、半導(dǎo)體指紋鎖（又分電容式、電感式）。由于半導(dǎo)體指紋方式技術(shù)不斷成熟，安全性和穩(wěn)定性更高，因此今后大部分指紋鎖采用的是半導(dǎo)體指紋識別技術(shù)。

2）指靜脈識別技術(shù)：通過指靜脈特征進(jìn)行身份識別，也是智能鎖中目前最為安全的生物識別技術(shù)，不過指靜脈識別方式目前應(yīng)用還是比較少，也會逐步得到應(yīng)用和推廣。

3）人臉識別技術(shù)：即通過采集人臉2000乃至上萬個特征點(diǎn)來進(jìn)行人臉識別認(rèn)證。人臉識別開鎖方式更方便快捷，隨著識別技術(shù)的提高安全性也同時在提高，也會得到更多的應(yīng)用。

4）虹膜識別技術(shù)：通過識別人體虹膜進(jìn)行識別，虹膜本身具有穩(wěn)定性和唯一性，基本不會隨著人年齡的增長而發(fā)生變化，虹膜識別最大的優(yōu)點(diǎn)就是安全；各項生物識別技術(shù)中，僅次于DNA。

4.2 按應(yīng)用場景分類

根據(jù)應(yīng)用場景來劃分，智能鎖可分為入戶智能鎖、室內(nèi)智能鎖、酒店智能鎖、公寓智能鎖、辦公室智能鎖等幾大類。其中入戶智能鎖是目前市面上見得最多的產(chǎn)品類型，也是各智能鎖品牌主導(dǎo)的產(chǎn)品，從產(chǎn)品型號來說，入戶型智能鎖款式占比超過了70%。因不同的應(yīng)用場景，智能鎖的主打功能也將會不一樣，總的來說，他們的區(qū)別如下：

1）入戶型智能鎖

通過無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與智能家居控制網(wǎng)關(guān)聯(lián)網(wǎng)，除了無鑰匙開門特色外，主打云開門、角色權(quán)限（如保姆、訪客）等；在新一代產(chǎn)品中，將智能鎖與貓眼進(jìn)行了整合設(shè)計，同時具備防護(hù)和監(jiān)視功能。

防盜門上的智能鎖通過家里的WIFI聯(lián)接云端，實現(xiàn)在線存儲、抓拍，遠(yuǎn)程可以監(jiān)控。還有一種應(yīng)用，和傳統(tǒng)對講結(jié)合。智能門鎖攝像頭可以實時監(jiān)控抓拍，識別系統(tǒng)可以監(jiān)聽，比如說可以有報警，有燈光，有控制，于是這些場景可以進(jìn)行互動。通過指紋開鎖，密碼開鎖，或者是傳統(tǒng)的鑰匙來開。人臉識別就有了一個攝像頭，攝像頭裝在正常的位置，人臉的識別就有了?？腿嗽陂T口按一下，同時通過4G網(wǎng)絡(luò)，app可以接聽、看到智能門鎖前的情況，就可以進(jìn)行開鎖。APP直接對講開鎖、視頻開鎖，比如說小孩子回家，可以透過這個指紋進(jìn)門，這是一種應(yīng)用。如果是老人回家，指紋可能沒有錄入過，直接按一下呼叫鍵，家里人通過指紋鎖攝像頭看到老父親在門口，就可以開鎖。這是打通了可視對講的部分。 比如說有人在門口徘徊，可以透過攝像頭進(jìn)行抓拍，發(fā)現(xiàn)問題以后，就可以直接推送視頻到手機(jī)。這時候業(yè)主直接可以看到門口的情況，直接喊話。

2）室內(nèi)智能鎖

功能單一，鎖結(jié)構(gòu)尺寸也相對偏小，主要是確保房間隱私安全及開門的便捷性。

3）酒店智能鎖

隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，商務(wù)、旅游、休閑活動越來越頻繁，酒店已經(jīng)成為很重要的活動場所，人們可在這里休息、辦公、娛樂。目前國內(nèi)酒店入住管理方式一般都是發(fā)放房卡，房卡一旦丟失需要賠償酒店損失，還會給房客帶來現(xiàn)金或者貴重物品、資料丟失的風(fēng)險。另外入住登記、身份人工確認(rèn)、發(fā)卡、收卡、續(xù)卡、結(jié)算等都是一系列繁瑣事，入住的安全性不高、體驗感差。

房客的房間鎖是入住的第一道安全防線，也是記錄人員出入的有效信息，通過智能鎖的指紋或人臉的身份識別能更好地提高安全性、便捷性和良好的體驗感。2017年睿沃科技旗下的全智能智慧酒店在杭州落地，酒店給客戶微信關(guān)注一個公眾號，然后把這個進(jìn)行綁定，身份注冊綁定完房間預(yù)訂以后就可以隨時進(jìn)入房間，可以用人臉、分配密碼或關(guān)聯(lián)手機(jī)等來開鎖，進(jìn)去后可以用APP控制房間內(nèi)的各種電器。從開始進(jìn)入房間后管理系統(tǒng)就進(jìn)行智能化管理，包括安全性及舒適性，空調(diào)、燈光、熱水等環(huán)境管理，還有房間人員數(shù)量、進(jìn)出時間等的安全管理。

人臉識別是通過人臉進(jìn)行身份識別的生物識別手段，人臉識別具有唯一性、便捷性、安全性、不可復(fù)制性，能夠更好的替換房卡開門的方式，并杜絕房卡丟失帶來的風(fēng)險。睿沃科技將指紋、人臉識別融入酒店管理系統(tǒng)，房客入住酒店無需攜帶任何卡片鑰匙等工具，直接通過人臉識別驗證的方式打開電子門鎖進(jìn)入房間。房客在人臉識別驗證成功或者驗證失敗后的重要信息（例如時間、照片等信息）會發(fā)送至管控中心，管控中心保存的記錄具有良好的追溯性，一旦出現(xiàn)異常情況，可有效快速的挽回房客財物的損失，甚至可以配合公安部門進(jìn)行檢查，提高了酒店的舒適性、便捷性和安全性。

4）公寓智能鎖

支持住宿周期預(yù)訂功能，同時支持與智能抄表結(jié)算系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)公寓租住的智能結(jié)算及統(tǒng)一管理。公寓采用智能門鎖能夠為房東省事不少。智能門鎖可以設(shè)置密碼開鎖的方式，并且精確密碼的有效時間。例如短租的房子，可以通過手機(jī)設(shè)置一個密碼，分享給租戶。密碼自租房當(dāng)天生效，到退房那天密碼自動失效。這樣，租約已滿時，舊密碼就再也打開不了這扇大門。對于當(dāng)下流行的短租業(yè)主來說，無需每次與客戶交接，提供鑰匙、回收鑰匙，一切通過手機(jī)聯(lián)系便可。對于普通的出租屋而言，業(yè)主能更好地管理自己的房子，租戶也無需擔(dān)心安全問題而需要重新更換鎖頭。

5）辦公室智能鎖

主要指玻璃門智能鎖，除了基本的開門功能外，還支持與考勤系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，取代考勤機(jī)完成考勤功能，就不需要專門到考勤機(jī)位置打卡了。如果不希望每一次門一關(guān)上，就自動落鎖，可以按設(shè)定的時間內(nèi)讓它處于敞開狀態(tài)，比如說早上9點(diǎn)到17點(diǎn)上班這一段，上班的時間都是開的狀態(tài)，方便員工直接進(jìn)去。

門鎖是用戶進(jìn)門的第一防線，而具有安全性和便利性優(yōu)點(diǎn)的智能鎖將會有更多的應(yīng)用場景。