摘要：目前的身份识别技术中，生物识别技术得到了认可。这种技术在应用中不仅安全而便利，而且非常有效，并不需要使用其他的标志物辅助识别，可以起到安全防卫的作用。生物识别技术应用于门锁的设计中，就是通过运行门禁系统，根据人的自身生理特征进行识别，为现代的人们生活提供了便利。本论文针对生物识别技术助力智能门锁步入快车道的相关问题展开研究。
关键词：生物识别技术；门锁；智能化
引言：
计算机技术、网络技术和信息通信技术的发展，数码产品层出不穷、种类繁多。在应用领域中，各种智能终端也越来越多。门锁是室内安全的保障，随着智能技术的应用，也不断地开发出高端技术产品，其中生物识别技术的应用受到了瞩目。在网络环境中，个人的身份被数字化，可以提高用户特征的识别率。将这项技术用于智能门锁设计中，主要应用了计算机技术、生物传感技术、光学技术以及生物统计技术等等，可以使得识别技术具有更高的精确度。人体的生理特性是固有的，用于智能门锁设计中，有效地识别身份，门锁的安全防卫作用得以切实地发挥。
一、智能门锁市场潜力分析
机械锁采用防盗技术普遍使用的是机械密码组合。钥匙有各种形状，将钥匙插入到锁孔中，齿孔与门锁中的弹珠凸凹配合，就可以将门锁打开，这就是门锁被打开的原因。
采用智能门锁，就是对于门锁的设计应用了智能化技术，即通过使用电子技术，对于电子元器件的设计使用集成电路，加之识别技术的应用，使得门锁电子化设计，通过应用计算机技术、网络技术、运行网络报警系统，安装内置软件卡就可以使得门锁智能化操作。
智能门锁的设计中采用生物识别技术，就是将生物识别技术纳入到安防领域中，对门锁的安全进行自动化管理，启动监督控制系统、管理系统，通过生物特征的识别开锁。这就打破了传统的钥匙开锁方式，不仅便利、快捷，而且安全可靠。
目前很多的经济发展国家已经将智能门锁民用化，其中，日本和韩国的民居已经超过70%启用了智能门锁，韩国的高档公寓超过90%已经使用了智能门锁。欧美国家的民居超过一半以上使用了智能门锁。中国的智能门锁使用率仅为2%。可见，中国的智能门锁应用空间是非常大的。
二、智能门锁与生物识别技术分析
智能门锁的特点在它对智能化技术的应用而实现了“智能性”。在使用的过程中，不再用机械钥匙开锁，而是使用密码、遥控器、刷卡、指纹、虹膜或者人脸识别的方式开锁，安全性是非常高的。指纹识别技术是生物特征识别技术中经过长期实践的技术，用于身份识别是非常可靠的。在这种技术的使用中，三种技术得到了发展，其一为活体指纹采集技术；其二为生物识别算法，其三为虹膜识别技术。活体指纹采集技术的主要作用是采集指纹；生物识别算法是对生物特征进行可靠识别，特别是指纹识别算法已经具备较高的安全可靠性；虹膜识别就是通过对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份。这三种技术在实践领域中都获得了检验，技术上已经趋于成熟。
（一）活体指纹采集技术
活体指纹采集技术对于指纹识别具有很高的性价比，在采集的过中有很多其他技术所不具备的优势，诸如抗静电优势、没有指纹残留的优势等等，而且功耗比较低，可以使用超过10000000次，包括体积和成本方面都相对较低。在具体的应用中，活体指纹采集技术可以取缔面状按压式半导体技术，所以，指纹采集方面具有很高的性价比。在普通居民的生活中，活体指纹采集技术的应用可以保证用户的房屋安全，确保财产不会受到损失，同时对用户的生命安全也提供了保障。
根据有关统计数据显示，一些特殊性质的住宅，诸如军警用住宅或者金融住宅，以及商用的住宅，诸如办公楼、民众住宅或者高档住宅等等，都可以使用活体指纹采集技术制作的指纹锁，每年的市场需求量可以超过5000000。目前超过90%的别墅的门锁都已经选择了指纹锁，新楼盘中超过10%已经安装了指纹锁，高端用户中20%已经将自己的门锁更换了指纹锁。
随着信息产业的快速发展，手机银行开通，可以使用手机支付各项费用。活体指纹采集技术的逐渐成熟，加之信息技术的发展，智能锁进入到新的发展阶段，除了可以通过指纹识别事态，还可以使用手机进行开锁，还可以启动全程报警系统，包括短信、身份证等等都可以身份识别并进行开锁，使用无线网络智能技术和手机感应技术都可以进行开锁。这就使得智能锁的功能多元化，其智能化的特性也更为突出，在物联网不断发展，智能家居逐渐普及的今天，活体指纹采集技术的应用使得智能门锁的研究领域不断开拓，目前很多企业证对于生物识别技术进行深入研究，以在智能门锁的研发中得以有效应用。
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（二）生物识别算法
基于生物特征的身份识别算法即为“生物识别算法”，指纹识别算法就是基于这项技术发展起来的。在具体的应用中，需要对处理生物特征图像，之后做好生物特征提取工作。
其一，处理生物特征图像，就是将获取的生物特征图经过处理之后，对生物的身份进行鉴定。生物特征的识别过程中，会受到环境限制、身体特征的限制，所以在使用信息采集设备设备的时候，要确保生物特征不会受到影响，使得所获得的生物特征图像成为二值点线细化图。在处理图像的过程中，由于图像质量问题，在技术处理的过程中产生噪声是不可避免的。为了在特征提取的过程中将伪特征剥离，就需要按照下面的步骤进行。
以指纹特征图像的提取为例。在对指纹特征图像进行采集的过程中，会存在灰度不均匀的问题，为了使处理后的图像规格符合要求，就要对图像的规格进行处理。增强图像的效果可以使得指纹图像清晰度提高，图像的细节部位得到很好的处理，由此使得图像的质量有所改善，生物体的固有特征保留下来。通过对指纹图像经过方向图和滤波处理之后，就可以获得变换为二值化的图像纹线，经过技术处理之后，生物体的特征得以凸显出来。对于不清晰的图像经过处理之后，图像质量得以改善。其二，在提取生物特征的过程中，对于指纹特征的提取，就是将指纹的细节调整提取出来，包括指纹纹线的走向、分叉点以及端点部位，这些部位的指纹都具有唯一性，可以提取出来作为主要的生物特征。在智能终端应用这种技术，需要对个体原始信息进行提取，以保证特征提取的准确性。在指纹特征提取的时候需要满足如下的要求。
首先，所提取的生物特征要具有独特性，不能够含有冗余信息，保证特征准确，且对各种匹配算法都具有较强的适应性。提取生物细节特征的过程中采用脊线跟踪的方法，可以确保所选择的特征点是有效的。搜索指纹图像的像素点的过程中，要将其基本特征明确，之后进行脊线跟踪，以指纹方向图以及脊线之间所存在的距离作为主要的依据。对细节特征进行搜索之后获得指纹的有效特征点，分析相对位置，用以作为指纹的细节特征。在考虑指纹特征提取的过程中，由于所应用的是智能终端，算法上要力求简洁、运算的效率要高，且具有很强的抵抗噪音的能力。在对指纹的细节特征进行分析的过程中，主要的目的就是对图像中的噪音进行有效处理，以避免对算法造成干扰，为后续的特征匹配奠定良好的基础。
其次，对生物特征进行匹配分析，进而对生物特征进行有效识别。所谓的“生物特征匹配”，事实上就是要对生物匹配问题予以解决。将两幅指纹图像的细节特征提取出来之后，经过对比对指纹图像时候源于同一个体做出判断。指纹匹配中较为常用的纹理信息以及所采用的匹配方法普遍都是以指纹的脊线端点或者指纹的分叉点作为主要的识别对象的。通过匹配获得特征点，与模板图像比较，对匹配图像进行判定。在具体的应用总，是通过改变匹配条件获得不同的识别效果。匹配条件越是严格，错识别率就会越来越低。
（三）虹膜识别技术
虹膜识别技术是基于眼睛中的虹膜进行身份识别，应用于安防设备（如门禁等），以及有高度保密需求的场所。与传统的机械锁不同，智能虹膜锁是一款基于虹膜识别技术的高科技智能产品。虹膜锁有三种开启方式，其中以刷眼开启为主，还要配备密码作为辅助。机械钥匙则主要在紧急情况及前两种方式失效的情形下使用。智能虹膜锁是建立在虹识自主算法的基础上的，具有活体检测功能。根据评测，录像、照片假眼等都无法通过识别。这种技术设计的智能门锁还采取了多种防护手段保障安全设置，可以发挥防拆报警功能。当受到暴力拆解、壳体产生位移时，蜂鸣器即发出高频声音，进行报警。而打开覆盖机械锁孔上的滑板时，蜂鸣器也会发出高频声音，进行报警。智能虹膜锁使用安全、便捷，当生物识别成功后的0.1秒内就可以开门。智能虹膜锁的出品正是由于我们具备了硬件级的虹膜识别芯片化方案，真正地体现了将高科技付诸民用的一种典型应用。
结束语：
综上所述，生物识别技术特点在于，利用了人的个体生物特征各有不同之处，将这一特点作为识别元素充分地利用起来。目前在很多的场合都已经应用了指纹识别技术和刷脸技术，就是有效地应用了生物特征作为识别身份的主要元素，可以最大程度地满足安全需求。在门锁的设计中使用生物识别技术，可以在推动门锁智能化的同时，还提高了门锁的安全性，促进智能门锁进入到快车道运行以更好地发展。
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论文作者:肖光明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/21
标签：门锁论文; 技术论文; 特征论文; 指纹论文; 生物论文; 智能论文; 虹膜论文; 《电力设备》2017年第24期论文;