基于生物识别的智能家居智能门锁专利综述

基于生物识别的智能家居智能门锁专利综述

文章以智能家居中的智能门锁的专利申请为分析对象，重点分析全球及中国范围内关于基于生物识别的智能门锁的申请信息、重要申请人、分支情况、技术发展状况等信息。

标签：智能门锁；生物识别；蓝牙；家居；指纹；面；虹膜

Abstract：Taking the patent application of smart door lock in smart home as the analysis object，this paper mainly analyzes the application information，important applicant，branch situation and technology development of the intelligent door lock based on biometric identification in the whole world and in China.

Keywords：intelligent door lock；biometric recognition；Bluetooth；home；fingerprint；face；iris

前言

门锁是家的第一道安全屏障。无论是家庭中、公寓、集体宿舍、公司或一些公共场合，智能门锁是几乎每天我们都会用到的设备。智能门锁大致可以分为：密码锁、指纹锁、无线WiFi智能门锁、门禁卡等。智能门禁系统是利用计算机技术、电子技术、精密电磁技术、智能卡技术来实现对用户的身份识别，并控制机械门锁是否打开。

密码锁是用户通过预先设置密码来识别用户的身份信息；指纹锁是通过指紋等生物特征来识别用户的身份信息。无线WiFi智能门锁是基于数据网络，并支持IOS或Android手机系统，并且还能与智能手表配合使。无线WiFi智能门锁可以选客进门及远程开门，可通过设计网络发送开锁密码，快速生成“虚拟钥匙”，在特定的时间段，让客人与相关服务人员用其手机中的“虚拟钥匙”进入家居。家居主人不在时，当访客开门进入家居后，智能门锁会给家居主人发送通知，提醒家中门锁已开以及被谁打开。访客离开后，家居主人也会收到相应的通知。更便利的是，家居主人可以随时取消“虚拟钥匙”授权，确保家居安全。当其他人试图打开门锁的时候，家居主人也会及时获得通知，从而采取相应措施，更好地保护家庭及个人财产安全。智能门锁还可配合摄像头，将安防做得更精细。

本文以智能门锁的专利申请为分析对象，重点分析全球及中国范围内关于智能门锁的申请信息、重要申请人、专利布局、分支情况、技术发展状况等信息。

1 智能门锁的技术原理及分支情况

1.1 智能门锁的技术基本原理

智能门锁的系统是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。智能门锁涵盖多种锁具类型，不同类型的产品的核心技术各有不同。

指纹锁的核心技术是生物识别技术。指纹是指手指末端上正面皮肤上凹凸不平的纹路，尽管指纹只是人体皮肤的一小部分，但是它蕴含大量的信息，这些纹路在图案、交点上是各不相同的，在信息处理中将他们称作“特征”，医学上已经证明这些特征对于每个手指都是不同的，而且这些特征具有唯一性和永久性，因此我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹特征和预先保存的指纹特征，就可以验证他的真实身份。

电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比比较高的产品。应用较广的电子密码锁以芯片为核心，通过编程来实现的。

电磁感应锁的感应器里面有个线圈，一直在震荡，相当于变压器的初级线圈，卡里也有一个线圈，相当于变压器的次级线圈，当两个线圈靠近时，耦合产生电流，给卡供电，同时耦合过去询问信号，卡应答，符合条件就开门。

遥控锁利用无线技术和物联网技术，通过网络、蓝牙等无线信号实现门锁与手机或遥控的连接。遥控锁按物理设备可分为终端设备、集中控制器、门锁、无线充电的发射模块。首先，应用设备（比如智能手机）与网络控制中心通信，主要通过WiFi实现通信；其次，网络控制中心与底层设备同辈，即，集中控制器与锁具通信，主要通过WiFi、蓝牙、红外、射频等。

1.2 智能门锁的技术分支

通过对智能门锁的专利文献收集、标引和梳理，根据产品采用的核心技术的不同，将该领域大致可以分为三个分支：密码锁、生物识别、无线遥控。如表1所示。

1.3 基于密码的智能门锁

密码锁是相比于机械锁，通过采用密码的形式来防止用户钥匙丢失等问题。一个典型的密码锁案例（CN101864873A），具体内容如下：智能电子门锁，包括锁芯、锁胆及钥匙，锁芯的锁孔内装有机械弹子，锁胆上设有钥匙孔，还包括控制单元、电源、按键开关及电控弹子，所述控制单元连接有匙码读取模块及储存模块，电控弹子安装于锁芯的锁孔内，锁胆侧面设凹槽；钥匙内设有数码芯片；在钥匙插入钥匙孔且控制单元上电时，如果密码相同，则钥匙正常开锁，如果密码信息不同，则闭锁；其基本原理：在钥匙插入钥匙孔时，压迫按键开关的开关位，使得按键开关闭合，控制单元上电，此时控制单元控制匙码读取模块读取钥匙内的数码芯片的密码信息，并与储存模块中的原密码信息进行比较，如果密码信息相同，则整个锁具相当于机械锁的结构，钥匙与机械弹子配合而正常开锁；如果密码信息不同，则控制单元会控制电控弹子弹入到凹槽内，卡住锁胆，令锁

胆不能转动，从而达到闭锁功能。1.4 基于生物识别的智能门锁

生物特征，比如：指纹、虹膜、声纹等都可以唯一表示用户的身份，相比于机械锁或者密码锁更能体现出安全性、便利性。一个典型的案例（cn105023333），具体内容如下：一种具有虹膜识别功能的智能门锁，包括图像捕捉单元、显示单元、虹膜识别控制单元、信息存储单元和门禁控制系统，图像捕捉单元包括红外光源和摄像头模组，摄像头模组包括镜头、滤光片和感光芯片，红外光源是波长800nm-820nm或840nm-860nm的红外光源，滤光片是波长800nm-820nm或840nm-860nm的滤光片。所述的具有虹膜识别功能的智能门锁，滤光片布置在镜头与感光芯片之间。所述的具有虹膜识别功能的智能门锁，虹膜识别控制单元包括虹膜识别模块和图像处理单元，摄像头模组和显示单元分别接虹膜识别控制模块，虹膜识别控制模块的输出端接图像处理单元的输入端，图像处理单元分别接信息存储单元和门禁控制系统；图像捕捉单元、显示单元和虹膜识别模块组成智能门锁的室外子系统，图像处理单元、信息存储单元和门禁控制系统组成智能门锁的室内子系统。

1.5 基于遥控的智能门锁

参见专利文献（CN105957200）公开了一种智能门锁，通过智能监控系统进行拍照，将拍摄的图像与系统存储的家人图像进行比对，判断是否开门；以及通过将视频发送给手机App的视频播放模块，用户根据视频情况，执行相应的动作。专利文献（CN105825558）公开了一种通用性智能门锁，当智能终端进入家用无线路由器的覆盖范围后，如果检测到智能终端与家用路由器建立连接后，路由器生成开锁请求，发送至服务器，所述服务器生成动态密码发送至所述智能终端，输入装置接收所述动态密码，并将所述动态密码发送至所述服务器进行匹配，匹配正确时，所述服务器发送控制开锁指令至控制装置，由所述控制装置控制电机锁开锁。专利文献（CN106355706）功能一种智能门锁系统，该系统包含多个智能识别模块，通过通过指纹、音频、图像等多种方式识别来访者身份，将采集到的信息与数据库中原有的信息进行比对，如果符合，则门自动打开，反之，门锁录用来访者的信息，并通过WiFi同步给移动终端，用户可以随时知道家里来访情况，下次来访者上门时，信息自动匹配。

2 专利技术原创国分析

目前，智能家居的智能门锁中生物识别技术是最为广泛使用的，现针对智能家居门锁中基于生物识别的智能门锁的技术发展路线进行专利分析。

图1是该领域中分支的数量对比图，从图中可以看出，一般以上的专利申请涉及基于指纹识别的智能门锁，高于其他分支。比重其次的是基于面部识别的智能门锁，然而，其他基于生物识别的智能门锁涉及到声纹、笔迹、静脉、掌纹等相关生物特征。其原因主要是指纹是能够标识人们身份的特征，也方便用户的使用去进行解锁，因此，基于指纹识别的研究也越来越多，导致了该分支下的專利申请量也应该是最多的。