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智能门锁原理

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  智能门锁是现代家庭中常见的门锁,人们购买智能门锁需要了解其原理,智能门锁的原理是什么?今日我们就来聊聊智能门锁原理问题。

智能门锁原理

  智能门锁是指区别于传统机械锁的基础上改进的,在用户安全性、识别、管理性方面更加智能化、简便化的复合型锁具,是门禁系统中锁门的执行部件。常见的智能门锁有磁卡锁、指纹锁、虹膜识别锁等。多应用于银行、政府部门(注重安全性)、酒店等。

  智能门锁一般会以51系列单片机(AT89051)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。

  智能锁是怎么工作的?其大概的流程是这样的:输入身份验证-身份信息比对-控制面板判断正确-发出指令-马达转动-传动轴带动锁体开锁-手动按压开门或直接推门进屋

  智能锁之所以智能锁,就是增加了电子部分,通过机电带动锁体,而不是纯粹的依靠手动去操作。下图展示了智能锁的内部,我们可以看到电路板、把手转动部分、马达。我刚看到的时候也比较好奇,其中把手转动的部分设计可谓巧妙,不过我也不太清楚马达是怎么做到和把手联动的(0.0)。

  市场上正规的智能锁品牌,其零部件都差不多,与劣质智能锁的差别除了零部件的质量,还体现在机电部分、操作系统的稳定性等等。

  在智能锁的零部件中,指纹、密码、磁卡、手机等等开锁方式对应的部分,就是身份验证系统,机械钥匙可以直接打开锁体,所以和电子部分关系不大;其中的电路板相当是大脑,用来判断身份和发布指令;马达是执行部分。大概就是这样。

  普通锁拆开后可以看见上面一面是槽---钥匙背的方向,另一面是一排小孔,小孔里是长短不一的铜柱和弹簧外面用铝封口。平时铜柱因为不受力而弹出半截,而阻挡了大铜芯的转动。当对应的钥匙插入时,铜柱和钥匙上的齿接触,形成一个有规律的曲线,而闪开了大铜芯上的豁口,使之能够转动。而转动使锁打开的原理就比较简单。智能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。

  感应锁

  生活中比较常见,小区入口刷磁卡的门,酒店房间的门等都是用的感应锁。感应锁一般使用各种“卡”作为钥匙,可分为接触式卡和非接触式卡两大类。接触式主要有磁条卡、IC卡,开锁是将卡放入卡槽内,卡槽进行读取卡片的信息,检查卡片信息是否与原始数据相符合。非接触式有TM卡、射频卡,TM卡采用单线协议通讯,射频卡利用无线电讯号识别信息,二者都是通过瞬间碰触完成数据读写,不需要插入卡槽利用读卡器读取。

  目前接触式卡的技术成熟、价格较低,但是长期使用会导致磁条损坏;非接触式卡使用方便,而且可以使用电脑进行授权,更方便管理,大有后来居上之势。

  不管是接触式卡还是非接触式卡,都有一个缺点,不能忘带或遗失,而带有NFC功能的手机,通过读取门禁卡的信息,就能够添加虚拟的门钥匙,解决了忘带或遗失的问题。

  电子密码锁

  利用手指在电子显示屏上输入点击相应的数字密码,然后访问控制系统,来控制机械开关的闭合。访问控制系统由控制电路来实现,以常用于电子密码锁的51单片机AT89051为例,配以相应硬件电路,来完成密码的设置、存储、识别的功能。用户在LCD上点击,单片机在接受到传感器传来的电流变化,通过A/D转换与存贮在EEPROM中的密码进行比较,如果密码正确,则驱动电磁进行开锁,不正确则重新输入。

  密码门锁价格比传统钥匙门锁贵一些,但是很好的解决了钥匙忘带和丢失带来的麻烦,也避免了钥匙被别人捡到之后“克隆”的问题。密码可以进行修改,安全也有保障。不过使用电子密码锁需注意经常使用的按键位置会留下痕迹,最好经常擦拭显示屏或更换密码。

  生物识别智能锁

  生物识别智能锁是目前智能门锁中级别最高的一类,包括指纹、虹膜、人脸,目前市场上指纹锁最为广泛。

  指纹识别主要分为光学式(Optical)指纹锁与半导体(semiconductor)指纹锁两种,半导体指纹锁使用的是电容,市面上大部分指纹识别器几乎都使用电容式触控技术,半导体指纹识别装置分为两部分,硬件包括半导体器件(传感器)、处理芯片、存储芯片,软件的核心是算法。

  软硬件结合,不同模块各司其职,利用电容感应手指纹路凹凸的电位差异,处理芯片负责将得到的图片或特征进行运算和判断,存储芯片负责储存相关数据和算法。传感器的好坏在硬件层面上决定了识别的精准性;作为“中枢部分”的处理器决定了算法的速度和功耗大小,利用算法将录入的指纹进行处理,提高识别的准确性,后续解锁过程中需要进行特征和图像匹配;存储数据的多少,取决于存储器。其实这种解锁方式我们并不陌生,现在流行的手机指纹解锁就是使用的这种原理。虽说指纹锁是安全性较高的产品,但是也存在一些问题。比如在指头受到损害后,不能很好识别等情况。

  无论采用哪种识别方式,门禁卡识别、密码识别、指纹识别等,其工作原理都是一样,都是将采集到的信息转化成图像、特征点,而后将其与存储在芯片中的图像、特征点进行对比。

智能门锁有什么功能

  1、门铃功能

  很多人不知道,智能锁也有门铃一说,其实这是固定思维限制了你的想象,现在的智能锁一般标配有门铃功能,不需要再额外安装门铃。门铃在智能锁屏显区域,一个铃铛的图标,很明显。室外客人通过按门铃,室内可以清晰听到声音,可以避免用手费力敲门的尴尬。

  2、自动反锁功能

  传统机械锁,我们出门必须手动用钥匙反锁,很容易一不小心就忘记反锁这回事啦,这时候就最怕小偷入门,陷入无限地担忧。但是智能锁就不一样啦,全自动智能锁一般标配有自动反锁功能,可以一键反锁,安全又方便。半自动智能锁也能通过上拉把手实现反锁了。自动反锁,轻松又安全,给家庭带来了更好的安全保障。

  3、报警功能

  智能锁的报警功能,又分为防撬报警、低电量报警、试错报警等。防撬报警即当智能锁受到外暴力破坏时,它可以第一时间启动报警系统,就会自动发出警报声,好一点的甚至可以自动向主人手机发送预警信息,以此谨防小偷入室行窃。低电量报警即当电量低于出厂设定值时,智能锁会发出报警声,提示电量低请充电。试错报警即不管是指纹还是密码操作开锁,超过5次(出厂设置值)智能锁会发出报警声,然后系统启动自我保护措施-自动锁死。

  4、常开功能

  为避免锁舌弹出,不小心出现锁舌强烈撞击导致损坏,智能锁一般标配有常开功能,一旦智能锁设置为常开模式,智能锁就会是打开状态,不会自动反锁,这时可以通过手动操作关门反锁操作。

  5、记录查询

  传统机械锁就无从谈起记录查询了,现在的智能锁一般标配有开锁记录查询功能,可以通过系统设置,查看开锁信息,方便主人了解家里人员进出门情况。更加智能。

  6、远程开锁功能

  现在市面上带猫眼全自动智能锁门外有猫眼,室内有高清显示屏,基本上都可以实现远程开锁,通过猫眼抓拍,手机远程授权开锁,方便又快捷。

  7、信息管理功能

  信息管理功能主要有:添加/修改/删除用户信息的功能,用户信息主要包括指纹信息、使用信息等。这个功能的主要用处之一是提升智能锁的便捷性,比如当家里来亲戚需要小住几天,只要将亲戚的指纹录入智能锁中,亲戚就可以自由开启智能锁了,不用给亲戚配置钥。亲戚走后,只要将纹信息删除就打不开门了。家里请了保姆的,在保姆辞职后将保姆的指纹删除,她就打不开锁了,不用担心保姆偷配钥匙,而更换锁了,即方便又安全。

  8、语音提示操作功能

  智能锁设置环节,均有人声对操作进行提示,使操作简单化,让不懂操作的人都可以跟着提示一步一步完成操作,这个功能对老人小孩十分有用。

智能门锁优缺点

  1、没有钥匙也能进门

  有些小朋友经常玩的忘乎所以,将钥匙遗落在外进不了家门,而如果使用的是智能指纹锁就不用再专程去找父母取钥匙或者在门外苦苦等待。只要使用自己的指纹就能轻松将大门打开,所以有老人以及小孩的家庭非常适合使用智能指纹锁。

  2、预防暴力开锁

  智能指纹锁因为在使用的时候,主人可以将自己及其家庭成员的指纹录入到门锁系统之中,这样家人都能轻松开启大门,但是一旦遇到外人使用没有录入过的指纹则无法打开,此外,如果外侵者希望通过多次尝试密码的方式开门,那么只要在连续错误的情况下就会触发警报装置,引起主人的注意。

  3、为好友设置临时密码

  如果有亲戚朋友来家中小住,那么为了方便亲朋自由出入,可以为其设置临时密码,因此暂住期间也能使用指纹密码开启大门,但是当亲朋离开之后能够立即清除智能指纹锁中设置的指纹密码,这样既能够方便大家使用增进彼此感情,同时又能够提高安全防范。

  管理着所有用户信息,可自由添加/修改/删除用户信息。

  优点:对用户进行使用者权限的管理十分有用,用户可以自由授权,允许或者阻止某些人的进入。

  这个功能对于家里有保姆或者租客的用户比较实用。当保姆或者租客搬走,可以即刻删除他们的指纹,这样他们就没有使用权就打不开门。反之,如果有新的保姆及租客,可以随时录入他们的指纹,让他们可以自由开门。

  总体来说,此功能最大的好处就是:不用担心保姆或者租客复制钥匙,降低家里的不安全因素。

  缺点:录入及删除指纹需要操作多步,程序比较麻烦,便捷性不够。不过繁杂的操作也是为了安全着想,暂时还可以接受,如果可以在提升安全系数的同时简化操作程序,就再好不过了。

  智能锁的功能—语音操作提示

  在使用过程中,启动语音功能,全程指导用户进行开门操作,让用户知道每一步的操作是否正确,并提示用户下一步的操作。

  优点:使操作更加简单易懂。

  这个功能对于老人或孩子十分实用,让他们在操作过程中能得心应手,降低他们由于不懂操作而对高科技产品产生排斥的心理。

  缺点:语音提示由于是统一录制的,其语音过于机械化,机动性及亲切感不强。此外,一般的语音操作提示只有中文及英文,对于听不懂此两种语言的老人和孩子此功能形同虚设。

  智能锁的功能—防撬报警功能

  遇到非正常开启及外暴力破坏,或者门锁稍微偏离房门,即刻发出强烈的警报,吸引人的注意,如同汽车报警器。

  优点:强烈的报警声,可吸引周围人的注意,有效防止盗贼的不法行为。对于居中环境较为复杂的用户,这个功能较为管用。

  缺点:报警系统暂时不能连接小区或者警察局安保系统,不能自动报警。对于要求较高的保密单位此功能有待提升。此外,并非每款锁都有此功能,需要用户定制。

  智能锁是个时代科技的产物,是人类进步的体现,智能锁安全、便利,多功能,可智能锁也不是万能的,希望以上关于智能门锁原理的内容可以让您更好的了解现在的智能产品。

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