业界首个单芯片智能门锁方案来了,有多神奇,看了才知道 | 智慧产品圈

原创 姚震 2018-06-04
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  5月19日,为期3天的第四届“中国智慧家庭博览会(2018 China Smart Home Expo,简称CSHE2018)”暨第九届深圳(国际)集成电路技术创新与应用展(2018 China IC Expo,简称CICE2018)”在深圳会展中心圆满闭幕。

  在展会同期活动“2018智慧云锁产业落地高峰论坛”上,北京君正集成电路有限公司(以下简称“君正”)产品经理陈五洋发表了主题演讲“iLock智能门锁开发平台”,详细分享了智能门锁的技术研究路线,以及君正在该技术路线所能提供的匹配方案。本文即根据现场演讲整理。



  智能门锁对功能需求会逐渐增大

  相比于传统的机械锁,智能门锁最大的特色是将生物识别技术集成到了门锁产品中。生物识别技术作为人机交互的最优选择,已经在金融、公安等多个高安全应用领域得到了良好的应用,包括指纹、静脉、人脸以及虹膜等。与传统生物识别的应用领域不同,智能门锁大多被应用在家庭、公寓以及办公的领域中,这也使得其场景化扩大,应用更加灵活,但对功耗、识别率、识别速度等都有了更高的要求。



  作为时下最主流的生物识别技术,指纹识别应用最为广泛,在智能门锁上也不例外,市面上绝大多数的智能门锁本质上都是指纹锁,其他的生物识别方式在门锁上应用的比例不高。但从上图所示的智能门锁演讲路线图来看,为了满足不同场景化的需求,市面上单一的指纹识别方式会渐渐失去竞争力, “指纹+摄像头”、“指纹+人脸”、“指纹+人脸+智能猫眼”等多种组合方式,或者比指纹识别更准确、更安全的指静脉、掌静脉、虹膜等识别方式都会出现,甚至将成为未来的主流。从未来市场竞争的角度来说,厂家对门锁功能的差异化选择也能打造出自己的独特优势。

  因此,智能门锁对于功能需求的多样性要求必然越来越高。由此产生的问题是,智能门锁对于硬件性能的要求,尤其是对于芯片性能的要求也会随之越来越高。


图:各组合方案优劣势

  iLock智能门锁平台硬件架构

  正是看到智能门锁的上述技术发展趋势,也为了满足企业对于人机交互UI设计的追求、满足场景应用的多样化需求,拉开企业产品的层次化,君正基于智能门锁的演进路线,提供了iLock智能门锁开发平台解决方案,主要面向方案公司和有一定研发实力的锁企。

  据陈五洋介绍,该硬件平台的核心是一颗自主研发的主频1GHz的CPU芯片 X1000,内置32M的LPDDR,集成了包含AES、RSA、OTP加密算法的安全模块;720P像素的视频解析模块;以及丰富的外设接口,可以外接所有门锁上可能用到的各种外设。


图:君正iLock门锁方案中核心芯片X1000架构

  基于高性能的芯片,君正还开发了一套完整的SDK,将智能门锁功能需求全部做成SDK中间层,提供给客户,包括人脸、指纹、指静脉等各种生物识别功能、WIFI/BT/ZIGBEE等无线通信功能、以及触摸按键、语音播报、显示屏、摄像头、RF刷卡等外设管理功能,几乎覆盖了不同门锁需要的所有功能,方便开发者直接调用。


图:君正iLock门锁方案里丰富的SDK中间层

  君正iLock门锁方案支持两套系统,Linux和RTOS系统,Linux开发方便,维护简单,更新迭代也容易,缺点是功耗较RTOS大一点,开发者可根据需求自主选择。


图:两套系统性能参数对比

  如下图所示,与传统MCU方案相比,右图黄色方框标识的都是左图MCU方案中没有的功能模块。基于君正iLock单芯片方案的高性能硬件和丰富的软件体系,使得开发者可以非常方便的开发出各种功能的门锁产品,大大简化了开发者的开发流程。


图:传统MUC方案与君正iLock单芯片方案对比

  比如该方案支持720P像素的LCD屏幕解析,品牌锁企可以在屏幕上做出自己的交互UI页面,建立自己的品牌形象。

  外接摄像头也能很方便的实现人脸识别、指静脉掌静脉识别、二维码扫码开锁,还可以做监控,比如说密码输错3次,或者人脸识别错3次,指纹识别错3次,就能自动抓拍,甚至是视频拍摄,传送到主人手机上预警。

  以指纹识别功能为例,传统MCU方案需要外接一整套包括sensor和算法芯片的指纹模组,指纹模组完成指纹采集、比对的全过程,只将比对结果传送给MCU。在君正的iLock方案里,只需外接一个指纹sensor即可,算法比对的过程放在X1000芯片内完成,减少了采购指纹模组的成本,也节省了PCB板的空间。


图:传统MUC方案与君正iLock单芯片方案对比

  陈五洋总结,君正这套iLock单芯片集成方案最大的价值是在使用一颗高性能的CPU芯片实现了丰富的功能,与此同时,还将各种功耗控制在合理范围,在性能与功耗之间做出完美平衡。


图:君正iLock门锁方案的各种功耗数据

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