NBIoT智能门锁设计方案

NB-IoT智能门锁解决方案白皮书中国移动通信集团有限公司中国移动物联网联盟2018年12月目录1 行业背景 (3)2 市场前景 (4)3 NB-IoT智能锁解决方案 (8)4 业务场景和商业模式 (13)5 典型项目案例 (14)本解决方案白皮书主要介绍NB-IoT 智能门锁业务范围、市场空间、产业环境等。

让客户经理明白业务价值，产业链情况，如何拓展项目；同时对NB-IoT智能门锁业务模式和产品功能做总体性描述。

1行业背景1.1当前背景近几年，在政府部门的政策支持、消费者在智能家居领域消费需求激增等多项宏观利好因素的刺激下，中国智能家居行业正在快速发展和渗透。

其中，智能锁作为智能家居的入口级产品以及家庭智能安防产品的核心单品，已经成为智能家居生态链上不可或缺的核心组成部分。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，NB-IOT 网络具备覆盖广、成本低、功耗低的特点，符合智能门锁的使用场景，2018年作为NB网络元年，NB-IoT即将进入物联网爆发期，以智能锁为切人点，急需掌握平台入口的方式构筑多类型基于NB网络的智能门锁，共享物联网海量链接蓝海。

1.2行业痛点当前传统门锁存在社会治安管理难、传统门锁漏洞大、被动安防等痛点，随着消费观念转变与传统门锁的漏洞，用户对于智能门锁的需求不断提升1）消费观念转变随着经济发展，居民人均收入增加，普通用户越来越重视智能锁的便捷性2）社会治安难题城市流动人口增加，社会治安仍然是管理难题，对住宅、家庭财产安防提出了新的要求3）传统门锁漏洞较大传统机械锁安全性能较低，存在着易撬、易开的问题，安防以被动防范为主4）智能安防形成立体安防体系随着物联网技术的快速发展，智能门锁已成为智能家居的入口级产品，它连同智能摄像头、检测器、报警器已构成智能家居完善的安防系统，为智能家居提供更为安全高效的立体安防体系。

智能门锁、监控设备等安防产品弥补了传统安防的不足，安防由被动向预警方向发展。

一、设计方案系统架构NBIOT智能门锁是一套完整的解决方案，是对物业出入权限进行集中管理控制的软硬件整体解决方案。

其中硬件包括智能门锁，辅以配套的管理云平台和手机APP。

锁体由机电一体的电控锁具和外围控制电路组成，内置NBIOT远程通信模块，接收管理云平台或者手机APP传来的控制信息执行解锁和信息上报动作。

监控管理平台和手机APP智能门锁管理云平台即是对门锁、物业运营维护的支撑系统，通过该平台可以看到所有智能门锁实时状态信息，并能对其进行控制。

手机管理端APP安装于管理人员或者住户的手机上，在登录APP后可以对门锁进行信息查询、远程控制以及权限下发，手机用户端APP安装于家属以及有临时开门需求的人员手机上，可以向门锁管理员申请权限、扫码开锁和查看开锁权限。

系统运行原理图智能门锁是政府、学校、物业公司等相关部门企业对房屋管理的需求，实现对物业信息化、智能化管理。

系统采用NBIOT物联网通信技术、蓝牙通信技术、计算机网络技术等相关技术，实现门锁和物业管理的智慧化、网络化和空间可视化，创新物业管理新模式，完善物业管理流程，建立一套科学完善的控制运营体系，并实现现有相关资源的共享，提高物业综合管理的效率和水平。

1. 用户通过APP蓝牙操作门锁或者手动操作门锁；2. 门锁通过NBIOT实时将信息通过基站和IOT平台上报至云平台，同时同步门锁密码和指令；3. 云平台将信息推送到管理人员/住户的手机APP，第一时间了解门锁状况；4. 管理人员/住户也可以随时通过手机APP或者云平台下发操作指令给门锁。

二、硬件功能介绍NBIOT智能门锁介绍产品展示CDM移动双平台接入门锁同时支持移动OneNET物联网平台和电信NBIOT平台的接入，可以灵活选择最合适的对接方式。

蓝牙开锁APP近场蓝牙开锁，保证开锁响应速度，有效规避NBIOT特性造成的通讯延时，门锁状态和密码下发通过NBIOT通讯，NBIOT技术与蓝牙技术相结合确保用户体验。

面向物联网的智慧门锁系统设计与实现智慧门锁系统是物联网技术与门锁技术相结合的产物，通过将传感器、通信和控制技术与门锁结合，实现了智能化、便捷化的门禁管理。

本文将就面向物联网的智慧门锁系统的设计与实现进行详细的介绍和分析。

一、系统设计1. 功能需求智慧门锁系统的主要功能需求包括：身份识别、远程开锁、活动日志记录、报警与警示。

身份识别可以通过密码、指纹、人脸识别等多种方式进行。

远程开锁的实现依托于物联网技术，用户可以通过手机等终端设备实现对门锁的控制。

活动日志记录功能可以记录开锁时间、开锁人员等信息，便于管理者进行查阅和分析。

报警与警示功能可以通过门锁系统联动监控摄像头、传感器等设备，实时监测门状况，当出现异常情况时及时发出警报。

2. 系统架构智慧门锁系统的系统架构主要包括：门禁读卡器、控制主板、指示灯、电子锁、传感器、通信模块等。

门禁读卡器用于身份识别，可以支持多种识别方式。

控制主板是系统的核心部分，负责对各个模块进行控制和管理。

指示灯用于指示门锁的状态，如锁定、开启等。

电子锁可以根据控制主板的指令进行锁定和解锁操作。

传感器用于监测门的状态，如开关状态、门的开关角度等。

通信模块负责与外部的网络环境进行通信，实现远程控制和管理。

3. 数据安全与隐私保护在智慧门锁系统的设计与实现中，数据安全与隐私保护是重要的考虑因素。

首先，系统需要采取加密算法保护用户的身份信息和开锁记录等敏感数据，确保数据在传输和存储过程中的安全性。

其次，需要严格控制数据的访问权限，只允许授权用户或管理者查看相应的数据，确保用户的隐私得到有效的保护。

二、系统实现1. 身份识别智慧门锁系统可以采用多种身份识别方式，如密码、指纹、人脸识别等。

用户可以根据自身需要选择适合的身份识别方式。

在密码识别方面，可以采用单向加密算法对密码进行加密存储，确保用户密码的安全性。

指纹识别可以通过指纹传感器进行，门锁系统将用户的指纹信息与数据库中的信息进行比对，从而判断用户的身份是否合法。

电子产品世界基于NB-IoT通信的智能门锁*Intelligent door lock based on NB-IoT communication protocol梁友槟，钟 键，吴添贤，麦伟健，罗鸿冲，揭 海 （广州大学电子与通信工程学院，广州 510006）摘 要：随着物联网时代的来临，越来越多的智能设备走进人们的生活，万物互联将会是将来发展的大趋势。

随着90后与00后的成长，人们对智能设备的接受程度将大大提升，智能家居的普及率将迎来一波新浪潮。

而智能门锁作为智能家居的一大切入点，将对人们接受智能家居产品起到重要作用。

但是，目前市场上智能门锁的多种开锁方式导致其价格居高不下，传统钥匙开锁的保留也导致其机械结构更加复杂[3]。

但实际上使用智能门锁的用户几乎已不再使用钥匙开锁的方式。

因此研发一款高性价比的智能门锁具有重要意义。

本文基于NB-IoT通信方式，以STM32L431RC作为主控MCU设计了一款密码开锁，手机APP开锁两种开锁方式的智能门锁。

关键词：NB-IoT；低功耗；智能门锁*基金项目：2019年校级大学生创新训练项目（CX2019189）；获得“广东省大学生电子设计竞赛”-2020年“5G-AI”专题广东省一等奖1 系统硬件架构１．１　系统硬件组成本文系统主控芯片为STM32L431单片机，实现门锁系统的整体控制及信息交互。

本文系统的三大功能模块分别为基于NB-IoT通信方式的移动端远程监测控制功能和基于4×4矩阵键盘的密码开锁功能模块，以及基于JR6001语音控制芯片的语音播报功能模块。

系统硬件组成如图1所示。

基本结构必不可少，锁体结构设计主要通过控制微舵机的转动驱动锁体的开关。

为保证整个系统的完善性，本系统分别有电源模块保证整个系统的正常供电从而稳定运行，基于OLED12864液晶显示屏模块用于人机交互，提升用户的使用体验。

用户可使用手机，电脑等移动设备或通过矩阵键盘输入正确的密码进行身份验证与系统交互，获得权限后可对门锁进行控制或使用修改密码等服务。

智能门锁开发方案智能门锁是指基于物联网技术的门锁系统，具备智能化、网络化、远程控制等特点，能够进行智能、安全、便捷的门禁管理。

智能门锁的开发方案包括硬件设计、软件开发和网络通信三个方面。

一、硬件设计硬件设计是智能门锁开发的基础，主要包括以下几个方面：1.芯片选型：选择高性能、低功耗的处理芯片，能够满足智能门锁的功能需求，如处理器、存储器、声纹识别芯片等。

2.传感器设计：智能门锁需要感知外部环境，如温度、湿度、人体感应等。

因此需要设计相应的传感器模块，并与处理器进行连接。

3.电源管理系统：智能门锁需要提供稳定、可靠的电源供给，因此需要设计电源管理系统，包括电池管理、充电管理和节能管理等。

4.通信模块设计：智能门锁需要与网络通信，因此需要设计相应的通信模块，如Wi-Fi模块、蓝牙模块、NB-IoT模块等。

5.安全设计：智能门锁是安全门禁系统，因此需要具备高安全性。

安全设计包括指纹识别、密码锁定、防撬报警等功能。

二、软件开发智能门锁的软件开发主要包括以下几个方面：1.嵌入式系统开发：开发嵌入式软件，包括操作系统、驱动程序、中间件等，以实现智能门锁的各项功能。

2.界面设计：开发用户界面，实现用户对智能门锁的操作、设置和管理，包括密码设置、指纹录入、开锁记录查看等。

3.智能算法开发：开发智能门锁所需的算法，如指纹识别算法、人脸识别算法、声纹识别算法等，从而实现精准的门禁管理。

4.数据处理：对智能门锁的各种数据进行处理和分析，如用户登录信息、开锁记录、报警信息等，为用户提供便捷的数据查询服务。

5.远程控制：开发远程控制功能，使用户可以通过手机APP等远程控制智能门锁，实现实时的门禁管理。

三、网络通信智能门锁的网络通信是实现远程控制和监控的基础，主要包括以下几个方面：1.通信协议选择：选择适合智能门锁的通信协议，如TCP/IP协议、HTTP协议等，以实现智能门锁与网络的通信。

2.服务器搭建：搭建服务器，实现智能门锁与服务器之间的数据交互，包括用户登录、数据传输、远程控制等。

基于物联网技术的智能门锁设计智能家居已经成为了如今人们生活中不可或缺的一部分，其中智能门锁更是为我们的生活带来了很大的便捷性。

利用物联网技术开发智能门锁已经成为了一个非常热门的领域，这样的一种新技术应用在我们的生活中将会给我们带来怎样的变化呢？智能门锁是利用了现代通讯技术、电子技术和取得最高级别加密认证的密码技术来代替传统的门锁，实现门锁自动化和智能化。

智能门锁的核心目的是为业主家庭提供最佳的实用门禁进出方案，一方面使我们的生活变得更加便捷，另一方面也能够大大提高我们住宅区的安全性和保护隐私性。

基于物联网技术的智能门锁除了传统的机械锁杆，还加入了指纹、密码、蓝牙、NFC、远程操控等多种解锁入口，为我们的生活带来了更多操作方式，常见的操作模式有密码开锁、指纹开锁、手机APP开锁等等, 可以满足用户个性化的需求。

在智能门锁中，物联网技术是很关键的一部分，门锁通过感应和信号等方式与家庭门禁系统、手机APP等进行通讯，在远程地方也可对您的房门进行控制和观测。

在实际应用中，智能门锁除了提供便捷的开锁方式以外，还可以为我们的生活带来更多的实用的功能。

例如日志记录功能，该功能可以随时随地的查询门锁开关记录，了解家人和亲友的每一次进出记录，因此可以很方便的掌握每一天的安全情况，出现了意外的情况可以及时采取措施，而不必在第二天才发现。

此外，在智能门锁配合家庭设备的情况下，我们还可以通过手机APP远程操控家电等功能，将多种实用功能集成在一起。

在物联网技术的应用下，智能门锁已成为现今家居智能技术中的一个重要组成部分。

与传统锁具相比，物联网技术的智能门锁具有多种特性和优势。

首先，智能门锁可以自由管理权限，这意味着我们可以为家庭成员或是亲友分配不同的权限，对于一些臨时性需要进出的人员，我们可以添加临时密码或指纹进行开锁。

另外，智能门锁有非常快的开锁速度和较高的保密性，通过生物识别技术的应用，智能门锁可以识别我们指纹。

而钥匙则可能遇到丢失的情况，如果我们使用非常普通的钥匙可能会被人没有了安全性。

NBIoT智能门锁设计方案随着时代的发展，科技的不断进步和人们对生活品质的追求，无线智能门锁技术受到了越来越多的关注。

目前市场上智能门锁已经较为成熟，并且普及度不断提高，为用户提供了更为安全、方便、易用的服务。

其中，基于NBIoT技术的智能门锁作为智能家居的一种重要组成部分，具有较高的前景和市场潜力。

本文将介绍NBIoT智能门锁的设计方案。

一、NBIoT智能门锁的概述NBIoT全称窄带物联网技术，是一种低速、低功耗、广覆盖的无线通信技术。

它的特点是低成本、低功耗、高覆盖、大连接、简化协议等。

适合于物联网大规模应用，具有广泛的应用前景。

而基于NBIoT技术的智能门锁，就是将NBIoT技术与传统的门锁结合起来，通过手机APP与门锁形成连接，实现随时随地远程开启门锁、监测门锁状态等功能。

同时，NBIoT智能门锁还可以支持多种授权方式，例如密码、指纹、刷卡等，提高了门锁的安全性。

二、NBIoT智能门锁的工作原理NBIoT智能门锁的工作原理可以概括为门锁与手机APP之间的通信。

首先，门锁通过NBIoT模块将门锁状态信息发送到云平台，并进行存储和处理。

这些数据可以包括门锁开启、关闭、被动式开启、低电量、异常状态等信息。

然后，手机APP 通过云平台获取门锁状态信息，并进行展示。

在用户需要远程开启门锁的情况下，手机APP会发送指令到云平台，然后由云平台向门锁发送控制指令，实现开启门锁的功能。

整个过程中，门锁通过NBIoT技术与云平台之间实现通信，用户通过APP实现远程控制。

三、NBIoT智能门锁的设计方案1.硬件设计硬件设计是NBIoT智能门锁的基础，门锁内部必须集成NBIoT模块，确保门锁与云平台之间的通信。

同时，门锁还需要配备高精度的电控锁芯，确保门锁的安全性。

NBIoT智能门锁还需要具备较长的续航时间，因此可以加装便携式动力装置，确保门锁可以连续运行。

2.软件设计软件设计是NBIoT智能门锁的另一个重要组成部分。