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指纹锁的设计方案及寿命的延长分析
指纹锁的设计方案及寿命的延长分析
进入21世纪，中国的生物识别技术燃起烽火，使指纹锁行业得到了迅速发展。人们使用锁具的方式在不断的发生着变化。从机械锁到电子锁，锁具行业跨出了巨大的一步，同时也给人们的生活带来到了重大的改进。而如今，“生物识别技术”在全球范围内的兴起，正在推动锁具行业的又一次技术革新，这必将引领“指纹锁”时代的到来。
据锁业专家统计，目前全国锁具销售量每年约在22亿把以上。经过数年市场酝酿，市场对指纹锁的需求正日益俱增。据估算，包括金融、军警、办公在内的商用市场每年有约500万套的市场需求。民用市场成熟后，每年至少商用市场的需求量。在未来的数年内，指纹锁具将占居锁具市场的最大份额，成为中国锁业的一个转折点。
正是在这样的市场背景下，深圳市指昂科技有限公司推出了国内唯一使用射频指纹采集器、具有贴心短信报警功能的锁具。在此，将这款设计高贵奢华而性能又不失灵敏度的高端指纹锁与读者分享。
(图)指昂指纹锁ZAZ
总体设计
严格来讲，指纹锁是电子锁的一种。只不过因为是基于指纹识别技术，抛弃了以前电子锁的“密码”和“智能卡”，使用人体与生俱来的生物特征—指纹，因此而达到了科技与人性之完美统一。指纹锁在满足人们对安全诉求的同时，使人们远离“记忆密码的烦恼”和“携带卡片又怕丢”的担心，指昂指纹锁真正的能够做到了“既安全又便捷”。
指昂公司实现这种“既安全又便捷”的指纹锁，在产品总体设计上需要从以下几个方面考虑。
第一，在“安全性”上，不仅要考虑防破坏性开锁，还要兼顾防技术性开锁。采用指纹识别模块，减除了钥匙开锁方式，基本上可以消除技术性开锁的问题。
第二，要考虑重码率，或者叫密钥量。对于采用信息编码的电子锁而言，密钥量一般不少于105。而对于采用生物识别技术的，密钥量都在256个字节以上。其密码强度远远大于现有的密码。
第三，选用的指纹识别和指纹采集器件的性能直接影响着指纹锁的安全性和易用性。虽然“指纹密钥”的强度很大，理论上和实际中，仍然有误识的情况发生，只是这种机率远比密码和机械钥匙小的多。
锁具操作流程设计
对于像锁具这种普通老百姓天天使用的产品来讲，一个“简单实用”的操作流程是非常重要的。操作流程设计以“最简单”和“最合乎逻辑”为优选原则。锁具操作流程设计时需要注意：
·子功能设置尽量独立，减少按键复用。
·操作时按键次数尽量少，操作层级不超过2级。
指纹操作流程设计
为普通锁增加指纹功能后，对于锁的使用，客观上带来了一定的复杂度。当然这只是体现在初次使用时的指纹登记操作上，指纹开锁操作仍然是非常简单的。
初次使用指昂指纹锁时，需要先存入指纹数据到锁的控制模块中。存储指纹需要经过“指纹采集”和“指纹判别”。“指纹采集”需要设计一个友好的操作序列来引导用户顺畅的采集指纹。在“指纹判别”时，需要根据“指纹质量”给出回馈信息，以提示和帮助用户输入较好质量的指纹。存储的指纹数据通常称为指纹模板，指纹模板的好坏直接影响后续指纹识别(开锁)的准确性。
在大多数场景下使用的指纹锁，都会涉及“指纹管理”的问题。即由特定的管理员来授权其它人使用该指纹锁。“指纹管理”包括指纹增加、指纹删除(单个)、指纹清除(全部)。甚至包括指纹编号管理，以及重复注册的识别问题。
在安全等级要求更高的指纹锁中，可能会涉及“双指(多指)论证”—即由多个人的指纹串连验证通过才能开锁的情况。这些涉及到“指纹管理”功能的需求，需要结合具体的应用场景来完成流程设计。
指纹采集设备选型
指纹采集设备是除了核心控制模块外的最为重要的外设。它的性能优劣关乎整个指纹锁的质量。指纹采集设备是使用者接触最多的部件，是指纹数据生成的源头。正因为它被接触最多最频繁，所以在选型时，耐用性和易用性是最先考虑因素。耐用性考量表现在手指接触时的防静电能力、耐磨耐腐蚀性、以及传感灵敏度是否随使用次数明显下降等。
对于指纹锁来讲，用户更为大众化一些。所以，使用按压式采集头的会更多一些。低成本一点的使用光学按压式指纹采集头。中端一点的采用半导体按压式指纹采集芯片(其中有半导体电容、半导体电感、半导体压感三者常用传感方式)，高品质一点的，例如深圳市指昂科技有限公司所采用的是目前国际领先的生物活体射频真皮指纹模块。
输入输出设备选型
输入输出设备根据产品功能设计来选取。需要注意的是，如果功能较为复杂，配套LCD或LED数码管是必要的。至少在指纹管理时，用于显示指纹编号等信息。
延长指纹锁使用寿命的详细分析
某些指纹锁的工作寿命较短，难以达到用户对耐用、方便、安全和时尚等特点的要求。同一种型号的指纹锁，由于设计水平，制造质量，使用环境以及顾客的使用和管理水平不同，其使用寿命就会有巨大的差别。延长指纹锁使用寿命的主要因素是可靠性设计。影响指纹锁使用寿命的设计主要有三点：
2. 锁体的总体制造结构和材质的选用。指昂科技目前是采用国际最流行的铸钢一体化结构的指纹锁，硅胶封装，防尘、防水，最为坚固、耐用。
3. 锁体的制造工艺。采用电泳漆处理的锁芯就比一般镀彩锌的使用寿命长很多，电路板经过防腐蚀处理，锁表面经过防腐蚀、防紫外线的纳米处理，这些都是门锁“长寿”的工艺性保障。
运用负荷分析方法，准确地对指纹锁的受力部件的应力做了分析，提出了延长指纹锁寿命的设计，具体到一把指纹锁，它的可靠性设计主要涉及把手、锁芯、离合器和表面处理四大方面。
把手的可靠性设计，采用永不松动的圆柱定位，带有双向定位弹簧，确保水平状态；运用阻尼技术，开启时不应该在金属体间产生摩擦声；把手带储油巢，永远保持有润滑油，不会因使用时间长没有润滑油摩擦大而影响使用；把手的空转设计，采用全新“独立式全封闭电动机离合设计”技术，当离合器合上时，把手才受力，当离合器脱离时，把手呈空转状态，离合器完全不受力，真正做到防止破坏把手，并防止因破坏把手而破坏内部结构打开门锁。
标准薄锁芯的可靠性设计，采用钢质材料，根据恒力传递原理，双齿轮传动结构，保证了传动时的力度均匀，在使用时最大限度地将力传递到开锁机构上，从而获得开启时的手感轻巧和灵敏。指昂指纹锁采用国际标准五舌电子锁心，符合ANSI标准。斜舌采用导轨式定位运动，反锁大方舌采用斜坡式设计，坚固性和耐用性增强了五倍，从而使锁芯的整体使用寿命和安全性得到了有效的保证。
锁体材质和表面处理的可靠性设计主要包括了锁体采用精密全金属铸钢一体化制造工艺，免切屑加工，内部应无一颗人工铆钉和塑料件，特殊工艺确保了门锁更加坚固耐用、耐冲击，永不松动，完全满足公共环境下使用，抗破坏性更强，使用寿命更长。指昂指纹锁同样表面处理采用先进的纳米（PVD）技术处理，可以提高基体的腐蚀防护能力，能够耐大气，防紫外线，硬度高、耐磨性高，在外观上确保指纹锁长年如新。
二、稳定性设计
通常影响电子锁稳定性的有三大因素，包括：
1. 上述的锁芯结构和离合器结构的稳定性和可靠性；
2. 电机工作状态的稳定性和可靠性，考察的标准是看是否采用了碳刷式专用电机；
3. 逻辑电路部分的稳定性和抗干扰性，考察的标准是看是否有保护电路设计等。
另外，在设计指纹锁时，根据指纹锁性能标准和要求选用相适应的新材料，也是延长指纹锁使用寿命的好办法，如锁体外壳采用合金材料并经纳米处理过的指昂指纹锁，总比塑料的锁体要坚固耐用和易于维护保养了。
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企业精神-----“科技创新、智胜未来、团队进取、追求卓越”
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