智能门锁研究写论文的范文参考

　　智能门锁研究论文范文参考一：

　　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;指纹锁是通过指纹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，导致了该分支下的专利申请量也应该是最多的。

　　图2是基于生物识别的智能家居中智能门锁技术全球主要申请人的分布和排名情况，这代表了各公司在该领域的技术储备和技术实力。从图2可以看出，亚太天能、德施曼、成都普泰升、三星电子，这四家公司的智能门锁是品牌门锁，同时，在中国的销售量也是排名前十之中，其中，亚太天能和德施曼，这两家公司主要是以智能门锁为主要业务。由图2可知得出，在排名前十的申请人中，其中，国外有4家企业，其余5位为中国企业以及一位个人。虽然在排名前十的申请人中，有一半不是著名的跨国品牌公司，由图可知，对于基于生物识别的智能门锁的研究得到了很多家公司、企业的关注，他们也加入了基于生物识别智能门锁的研究大军中;换一个角度而言，基于生物识别的智能门锁是主流智能门锁的研究发展方向。同时，由于本次专利分析申请仅涉及智能家居中智能门锁，未涉及门锁结构的创新，也未涉及智能家居中柜子锁等，并不能够完全反映出智能门锁产业的趋势图。

　　图3是基于智能家居智能门锁技术全球专利申请的国家及地区分布图。从图中可以看出，来自中国的专利申请占总申请量的86%，可见在该领域中，中国在这一方面的技术实力不容小觑。生物识别技术在2001年在全球迅速发展，申请人抓住该技术，将该技术应用于智能门锁中。由于中国在锁具领域发展最早且从事该行业的企业很多，前期储备了优厚的技术作为基础，率先将生物识别技术引入到智能门锁中，拥有大量的专利技术，他们一直处于该领域的前列，引领行业发展趋势，并大力发展这一在智能门锁领域适用性极高的生物识别方式。美国、韩国、日本和欧洲在生物识别技术领域的技术实力雄厚，但将生物识别技术引入到智能门锁领域的重视程度不高，导致其在基于生物识别的智能门锁的专利申请量远远不如中国多。

　　图4为中国和全球专利逐年变化趋势。从图中可以看出，在2010年之前，基于生物识别的智能门锁的发展还是比较缓慢，在2010年-2012年，增长率有了提高。在2012年以后，基于生物识别的智能门锁呈现爆发式增长，其源于在2012年以后，由于微处理器和电子元器件的成本下降，精度得到提高，将生物识别技术应用于商业领域的需要旺盛，从而导致在2012年以后，对基于生物识别的智能门锁的专利申请量暴增。相比于国外，由于中国在锁具领域历史悠久且从事该行业的企业很多，对基于生物识别的智能门锁重视程度很高，拥有大量的专利技术，且基本上垄断了智能门锁的行业。

　　智能门锁研究论文范文参考二：

　　AT89C51单片机作为微型控制器，若能在智能门锁控制系统中合理应用，可优化系统运行性能，以此达到最佳控制效果。智能门锁相比传统门锁可自行记录访客信息，并借助门卡识别功能验证用户身份，由此降低入侵风险。因此，基于AT89C51单片机设计智能门锁控制系统将成为门锁发展的重要方向。

　　1 AT89C51单片机的优势与特点

　　1.1 优势

　　AT89C51单片机属于一种可擦除可编程带有存储功能的低压微型处理器。通常情况下，AT89C51单片机能够实现100次擦除次数。单片机不但具有较强的灵活性，而且投入成本相对较低，若能在智能门锁控制系统设计环节予以应用将为其提供重要效用。另外，AT89C51单片机还具备振荡器功能，可在放大器的辅助下强化振荡器性能，之后在触发器信号指示下实现振荡器的有效输出。同时，它并没有明确的脉宽要求，故而应用范围更广泛一些。

　　1.2 特点

　　在执行芯片擦除任务时，可将代码转换为“1”，因其设有较为稳定的逻辑程序，故而具备振荡器冻结以及封锁芯片等多元化功能，进而保障操作安全。AT89C51单片机具体操控方法是利用键盘对系统中的三角波、方波进行有效控制，之后可利用“6位十进制”呈现出具体控制信息，且反馈频率在10Hz之间。

　　此外，AT89C51单片机还可结合数据模型转换装置对电路电压进行把控，以此达到准确切断或启动电路的效果。AT89C51单片机还能对程序进行妥善存放，包括主程序与子程序。前者可用于扫描键盘状态，后者可完成频率、三角波等参数的科学输出。所以，在AT89C51单片机基础上设计智能门锁控制系统具有一定的现实意义[1]。

　　2 基于AT89C51单片机的智能门锁控制系统的设计策略

　　2.1 明确智能门锁控制系统结构

　　(1)执行层

　　智能门锁主要摆脱了常规门锁“钥匙开锁”的繁琐性，利用智能技术对用户各项信息进行验证，待核实完毕后通过控制系统对门锁进行开启或闭合。另外，智能门锁所提供的开锁方式也更加多样，包括指纹、密码输入等，从生活角度上能够为用户带来便捷服务，且有利于增加门锁安全防护性。要想保证智能门锁拥有良好的性能，应科学设计控制系统。其中最为主要的是执行层部分，它是依靠通信层传递的相关数据，对用户身份进行核实，若符合控制要求，可执行相关指令，从而快速完成门锁控制任务。执行层的功能具体包括信号增强、发出预警等，是整个智能门锁控制系统的关键执行步骤。

　　(2)收集层

　　基于AT89C51单片机设计智能门锁控制系统时，还应涵盖收集层结构。收集层是系统与用户保持紧密联系的重要依托。它能够通过准确收集用户信息如门卡数据、密码数据、指纹数据等，进而为执行层提供正确的操作指令。为了确保收集层能够在智能门锁控制系统中发挥出真正作用，还应保证所选择的读卡装置、键盘设施、管理软件等都符合系统实际需求，且与AT89C51单片机具有良好兼容性。这样才能实现智能门锁控制系统的稳定运行，并为用户提供明确的管理渠道。

　　(3)处理层

　　处理层也是智能门锁控制系统中的重要结构。在收集层获取信息后需对信息内容进行核对与分析，并判断是否符合用户真实条件。同时，处理层还能用于操控智能门锁的开闭功能，并科学管理用户在智能门锁中所存储的各种电子信息，进而实现门锁系统的智能化控制，保证用户能够享受到智能服务。因此，在设计智能门锁控制系统时应注重处理层的实用性。

　　(4)通信层

　　要想保证智能门锁控制系统准确高效获取有效信息，还需借助通信层增强信息的传输互动性。通信层可促使分析后的信息及收集层采集的信息快速传输到控制系统元件中，这样才能保证信息得到合理化利用。一般而言，通信层在实际设计期间应选用RS-232串行通信接口，由此在单片机与控制系统中实现信息的有效传递。

　　2.2 科学设计控制系统软硬程序

　　(1)软件无线传输

　　在设计智能门锁控制系统时还可借助AT89C51单片机进行无线传输。智能门锁控制系统要想获得良好的运行状态，可依据无线传输功能设计软件，由此通过数据处理、数据管理、数据接收、发送指令等流程，最终实现控制系统与单片机之间的有效通信。在实际操作中还可依靠以往电台设计经验确定单片机支持格式，并将无线传输速率控制在1200b/s，进而保证系统能够始终保持稳定运行。

　　此外，还可采用“11位”通信格式对传递于控制系统中的数据进行定位处理，之后将其转化为能够被系统检测的电子数据，防止信息传递阶段出现泄漏或无效问题。另外，还可在设计软件程序时融入“容错技术”，对智能门锁控制系统中所传输的数据信息，应保持三次验证错误频率，并在数据出错后按照操作步骤反复发送同步字节，若超出三次将终止系统运行程序[2]。

　　(2)硬件信息读取

　　在智能门锁控制系统设计环节还需设置独立的单片机系统，它主要是用于为收集层提供辅助作用的装置，并且还具有通信功能。以AT89C51单片机为主，可获得较强的驱动力。另外，还应配备专用键盘与信息读卡设备等，由此满足智能门锁控制系统的性能需求。设计期间可选用光敏元件，促使控制系统能够在其协助下快速实现电信号的转换，避免长时间延误操作，造成智能门锁无法及时为用户提供解锁服务。

　　至于智能门锁控制系统中所使用的键盘应尽量选用薄板类型，在保证美观性的同时还应具备良好的按键体验，除了设有数字键外，还应加入“撤销”“确定”等功能键，进而保证用户在使用时能够准确输入门锁信息。

　　2.3 合理布置单片机电路端口

　　现如今市场上所售卖的智能门锁仍以电能为主要供能来源。而在AT89C51单片机基础上所设计的智能门锁控制系统同样需要电能为其提供运行能源。所以，应合理布置单片机电路端口，由此实现智能门锁的正常开启与闭合。

　　通常情况下，单片机电路在设计时应包含以下两个部分：

　　其一，主电源，作为系统的供应源头，为了避免出现突然断电现象影响智能门锁的使用效果，现今常在智能门锁内部设置专用电源模块，以备不时之需。出于安全角度，可将电源模块的电压数值设置在5V左右，这样既能实现智能门锁的合理操控，又能保障用户使用安全及单片机系统的稳定运行。此外，还应在系统内安装前置电源，将其额定电流控制在1000mA，以便系统中各个装置能够获得充足的电能供应。

　　其二，单片机端口。为了保证智能门锁及时获得开锁电能，可在单片机系统内嵌入“信号放大器”，由此在电流通过智能门锁时能够更加精准的给出电能信号，由此增加智能门锁控制系统的精准度[3]。

　　2.4 引入热释电红外传感装置

　　智能门锁的问世确实为用户带来了极大的便捷。为了保证智能门锁拥有良好的发展前景，在设计智能门锁控制系统时还应考虑到其防盗报警性能。据调查：多半用户选择安装智能门锁一是为了安全性;二是为了简便性。所以，设计者还应在实践中引入热释电红外传感装置，促使智能门锁能够自行根据获取到的信息数据判断当前是否处于安全解锁状态下，一旦出现生人误入或强制开锁状况，应立即经由智能门锁控制系统发出警报，引起周边人群或业主的注意，从而通过远程操控功能对入侵者进行控制，例如收集入侵者面貌体征信息等。

　　在实现科学防盗、智能预警功能时需设置热释电红外传感器与蜂鸣器等设施。其中热释电红外传感器能够不受温度变化影响而发送红外辐射，进而感应用户体质特征。同时，它还能及时监测外人入侵的具体动作，并将其转化为电信号传递给控制系统，之后在监控设施下可及时记录生人信息，为业主提供可靠数据。在热释电红外传感器中设有电源正负与信号端等结构，而在AT89C51单片机基础上还可直接连接蜂鸣器，从而利用声音给出预警信号。

　　由于单片机带有振荡器特性，故而可搭配蜂鸣器一同产生振荡信号，便于智能门锁在遭受他人入侵、强行破解时能够自行给出提示，促使用户可直接通过远程监控系统掌控家中详情。

　　3 结束语

　　综上所述，基于AT89C51单片机设计智能门锁控制系统不但能够增加门锁防护效果，而且还有助于保障用户家庭安全，从而为用户带来全新的门锁控制体验。同时，在设计智能门锁控制系统时还应从系统结构、软硬程序、单片机电路端口、热释电红外传感装置等方面着手，以此优化智能门锁控制系统性能。