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淺析智能門鎖按開鎖技術(shù)和方式

拍明芯城 ? 來源:拍明芯城 ? 作者:拍明芯城 ? 2021-09-28 14:44 ? 次閱讀
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據(jù)Mordor Intelligence調(diào)研數(shù)據(jù),2020年全球智能門鎖市場規(guī)模達(dá)到31億美元,年復(fù)合增長率或高達(dá)15.4%,預(yù)計(jì)2026年將達(dá)到80億美元左右;此外,亞太市場的增速最快,預(yù)計(jì)2021-2028年年復(fù)合增長率可達(dá)24%。
另據(jù)洛圖科技(RUNTO)調(diào)研數(shù)據(jù),2020年中國智能門鎖銷量為1640萬套,同比增長幅度為17%。智能門鎖是踏入智能家居的入門關(guān)?如今中國的智能門鎖在售品牌早已超過上千個(gè)。

智能門鎖是指基于傳統(tǒng)機(jī)械鎖改進(jìn)的,在住戶識別、安全守護(hù)和智能管理方面有所創(chuàng)新,兼具安全、便利、先進(jìn)技術(shù)等復(fù)合型鎖具。常見的智能門鎖物理結(jié)構(gòu)一般由前面板(前把手、按鍵/觸控/刷卡/攝像/指紋/虹膜等模塊、顯示模塊、機(jī)械鑰匙孔、鎖體前殼等)、中心主體(主控板及通訊模塊、語音/蜂鳴器、燈條控制板、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、前固定板、后固定板等)、后面板(保險(xiǎn)開關(guān)、電池倉蓋、后把手、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、反鎖旋鈕、鎖體后殼等)組成。智能門鎖的技術(shù)構(gòu)成除一般的機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)外,還包含識別與控制技術(shù)(生物識別、RFID、密碼控制等)、通信技術(shù)Wi-Fi/藍(lán)牙/Zigbee/NB-IoT/LoRa等)。

智能門鎖按開鎖技術(shù)和方式,可分為密碼鎖、射頻卡鎖、指紋鎖、人臉識別鎖、靜脈識別鎖、虹膜識別鎖、通訊解鎖等。大部分智能門鎖都可與住戶手機(jī)建立連接,為用戶提供防撬、開關(guān)鎖記錄與提醒、警報(bào)、可視監(jiān)控、設(shè)置臨時(shí)密碼等功能。隨著指紋和人臉識別等生物識別技術(shù)在智能手機(jī)或其他應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用與成熟,不帶錢包不帶卡不帶鑰匙的生活方式大行其道,機(jī)械門鎖逐漸被取代,根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)在生物識別類門鎖中,指紋鎖目前占據(jù)著市場主流,占比高達(dá)92%,另外人臉識別門鎖的市場占比大約是6%,虹膜和聲紋識別分別占據(jù)1%。

新興開鎖和通訊技術(shù)是門鎖智能化的真核,對應(yīng)的芯片及模組也就成為核心元器件,我們從元器件選型角度簡單剖析一下。

一、指紋識別是指利用用戶指紋進(jìn)行身份認(rèn)證和開鎖,類比手機(jī)指紋解鎖,較為便利,難點(diǎn)在于淺指紋、破損指紋、太干太濕指紋的識別與容錯(cuò),這就需要芯片和算法的配合,指紋識別也還是存在被破解的風(fēng)險(xiǎn)。以下是部分芯片或模組:

品牌 型號 特點(diǎn)
FPC FPC1011/FPC2020 電容式指紋傳感器
貝特萊(BETTERLIFE) BF82160 160*160的像素陣列
芯啟航(CHIPSAILING) CS3211/CS3216/CS9511 超低功耗電容按壓式
指芯(FINGER CRYSTAL) FM118B/FM118A/FM138A 電容式一體化指紋模塊
邦融(BRMICRO) BS500C 半導(dǎo)體指紋傳感器
指昂科技(ZHIANG) ZAZ-0A0 圓形一體指紋模塊
魔力(ML) ML8192/ML-FPl002 集成指紋識別算法
艾迪沃德(IDWORLD) ID809/808 指紋算法芯片
微正(MICROZERO) MZ1011V5 高性價(jià)比圓形半導(dǎo)體指紋模塊
邁瑞微(MICROARRAY) MFM018A 指紋模塊
晟元(SYNOCHIP) AS578 第六代指紋識別算法芯片
十指科技(SZZW) TFS-K71/TFS-K75/TFS-K76 指紋鎖模塊

二、人臉識別在金融、政務(wù)或公安系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用,用在智能門鎖除了也得具備相同的安全性和穩(wěn)定性,離線化和降低成本也是必要的。最好是同步應(yīng)用當(dāng)前的3D人臉識別技術(shù),不易受姿態(tài)、表情、光線等因素影響,同時(shí)能防止照片、視頻、頭套等攻擊,精度較高、安全性強(qiáng)。雙目立體視覺、結(jié)構(gòu)光、 ToF是主流技術(shù),以下是相關(guān)芯片或模組:

品牌 型號 特點(diǎn)
奧比中光(ORBBEC) MX6000 已用于支付寶刷臉終端
奧比中光(ORBBEC) MX6300 已用于OPPO Find X手機(jī)
瑞芯微(ROCKCHIP) RMSL212 安全防拆
瑞芯微(ROCKCHIP) RV1126 安防級ISP,Turnkey軟件+硬件方案
長光華芯(EVERBRIGHT) VCSEL-1W-808 CW 應(yīng)用于ToF 3D傳感方案
商湯(SENSETIME) SenseID智能人臉識別模組 已用于TCL K6X智能門鎖
清微智能(TSING MICRO) TX5103D人臉識別模組 集3D結(jié)構(gòu)光相機(jī)模組、人臉識別算法、傳感器于一體
英特爾(INTEL) RealSense ID F450/455 即插即用的3D人臉識別模組
埃瓦科技(AIVA) A31L18 符合國家認(rèn)證的金融支付級安全標(biāo)準(zhǔn)
肇觀電子(NEXTVPU) NE-D163A 集成了高精度的CVKit? VSLAM 和3D深度計(jì)算引擎
艾芯智能(AX) AXON MF1 3D ToF人臉識別門鎖模塊
阜時(shí)科技(FORTSENSE) 3D結(jié)構(gòu)光模組 已用于多款智能門鎖
瑞識科技(RAYSEES) TR85C**-H12C 應(yīng)用于ToF 3D傳感方案
海凌科(HI-LINK) HLK-T210 智能AI離線人臉識別模塊
勘智(KENDRYTE) K210 RISC-V指令集架構(gòu)AI芯片
小鈷科技(GCO) AF-MD01B00-X01/AF-MD01B00-X02 3DM模組
熵基科技(ZKTECO) FAM520 集成了人臉?biāo)惴用苄酒囊豢罡咝阅苋四樐=M

三、虹膜識別是基于眼睛中的虹膜進(jìn)行身份識別,誤識率低、難偽造、難復(fù)制,一度被譽(yù)為最精準(zhǔn)、最安全的生物特征識別法,還能實(shí)現(xiàn)戴口罩的識別,當(dāng)前智能手機(jī)上尚未普及,所以智能門鎖上應(yīng)用率極低。以下是相關(guān)芯片或模組:

品牌 型號 特點(diǎn)
虹識技術(shù)(HOMSH) Q32 虹膜識別比對應(yīng)用單芯片解決方案
虹識技術(shù)(HOMSH) HS-QMOD-ERM401 ASIC芯片雙目虹膜模組
中科虹霸(IRISKING) SLM1000 自動(dòng)對焦模組,嵌入式虹膜識別
舜宇(SUNNY OPTICAL) SW02A 可應(yīng)用于虹膜光學(xué)識別分析的攝像模組

四、聲紋、掌紋、指靜脈、基因等生物識別技術(shù),在智能門鎖上應(yīng)用率更低,在此略過。

五、密碼識別、RFID/NFC識別的智能門鎖主要落地在酒店、公寓等應(yīng)用場景;遠(yuǎn)程開鎖要求智能門鎖聯(lián)網(wǎng),目前主要采用WiFi、藍(lán)牙、ZigBee、NB-IoT等組網(wǎng)方式,以下是相關(guān)芯片或模組:

品牌 型號 特點(diǎn)
致遠(yuǎn)(ZLG) ZM32系列 基于Silicon Labs EFR32MG1系列芯片設(shè)計(jì)的高性能ZigBee透傳模塊
致遠(yuǎn)(ZLG) ZM7100NB-IOT 支持電信和移動(dòng)頻段的NB-IOT無線通信模組
致遠(yuǎn)(ZLG) LTM400TU LoRa模組,休眠電流僅有1uA,定時(shí)休眠電流2uA
國民技術(shù)(NATIONS) N32G4FRx 低功耗32位主控芯片,集成了指紋識別算法、安全組件
國民技術(shù)(NATIONS) N32WB4x 低功耗32位主控芯片,集成了指紋識別算法、安全、BLE5.0 藍(lán)牙組件
宏思電子(HSEC) SSX1820 內(nèi)置1KByte的BPK RAM區(qū)域,密鑰、PIN及敏感數(shù)據(jù)等將被存儲(chǔ)在此區(qū)域
英飛凌/賽普拉斯(INFINEON/CYPRESS) PSoC64 內(nèi)置Wi-Fi / 藍(lán)牙模塊,安全保護(hù)
龍芯(LOONGSON) 龍芯1C101 集成觸摸、語音控制單元,待機(jī)功耗為30uA以下,最大動(dòng)態(tài)電流小于280mA
紫光國微(GUOXIN MICRO) THD89 國際SOGIS互認(rèn)的CCEAL6+安全認(rèn)證芯片
德州儀器(TI) CC2530 基于IEEE 802.15.4協(xié)議的Zigbee芯片
芯科(SILICON LABS) EM357/EFR32 組網(wǎng)規(guī)模大,穩(wěn)定性強(qiáng)的Zigbee芯片
芯旺(CHIPON) KF32L530 集成指紋和音頻算法、Touchkey,LCD,PGA,CMP以及12BitDAC等功能

智能門鎖實(shí)現(xiàn)智能開鎖還需搭配電機(jī)控制機(jī)械鎖體,以下是相關(guān)選型表:

品牌 型號 特點(diǎn)
勁力(JL) FF-N20WE 電機(jī)循環(huán)使用10-15萬次以上
德昌電機(jī)(JOHNSON ELECTRIC) NFC03/NFA03 高抗干擾的低壓直流電機(jī)
天孚電機(jī)(TIANFUMOTOR) TF-GM12N20-08230 可按客戶要求進(jìn)行微電機(jī)性能,安裝,電源連接方式以及外型尺寸設(shè)計(jì)改動(dòng)
超力電機(jī)(CLCZH) CL-FGW74-RS365-A 渦輪蝸桿減速電機(jī)
秦基(QINJI) QJ-24GF130-734 5V直流減速電機(jī)

最后,智能門鎖研發(fā)與設(shè)計(jì)過程中需遵循的安全或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):

1、《鎖具安全通用技術(shù)條件》(GB21556-2008);

2、《電子防盜鎖》(GA/T374-2001);

3、《指紋防盜鎖通用技術(shù)條件》(GA/T701-2007);

4、《智能門鎖自動(dòng)控制模塊技術(shù)要求》(T/ZSPH 01-2021)。

編輯:jq

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