门锁的前生与今世 谈建筑门锁的演化与建筑智能门锁

□ 广东坚朗五金制品股份有限公司 总工程师 杜万明

西周时期的青铜锁

明朝时期的木锁

一 、中国古代门锁的历史

李约瑟在《中华科学技术史》中，对中国锁的研究，有这样的记载：“如果我们忽略有关锁与钥匙的制造者们的事迹不提，那将不可饶恕”。“可惜至今亚洲锁匠艺术的历史，连起码的一页都还没有。”这里的“亚洲锁”，即指中国锁具。

“锁”，作为与人们生活息息相关的一种用具，其历史非常悠久。据出土文物考证和历史文献记载，锁具的发展至今大约已有五千年的历史。

出土文物中发现的最早的锁，是仰绍文化时期的木锁。从西周，已经开始出现青铜锁。到了东汉，生产和使用各种材质的金属锁，已是非常普遍。

在古代，“锁”最初称为“牡”、“闭”、“ ”、“钥”、“链”、“钤”等。早期为竹、木结构，起源于门闩。

千百年来，门锁的发展由仰韶文化遗址的木锁发展到如今形式、功能多样化的高端机械锁和智能电子锁，门锁的发展历程源远流长。

浙江地区，也曾发现过明朝时期的木锁。采用整块的白木雕琢而成，外观呈直颈、圆腹、圈足的宝瓶状，表面雕刻着“二龙戏珠”和“双龙捧寿”的祥瑞图案。在龙珠上还镌刻阳文篆文“寿”字，下为海浪翻滚的底纹。此锁的机关藏于背后，用竹或木制的钥匙开闭。

早已远离古文化内涵、早已背弃了古汉字的我们，已经无法得知先人造锁的目的和意义，更无从知晓“锁”名字蜕变前的修真本意。可怜的“锁”，在功用上也早已蜕变成了人们囚于私心隐秘和家财羁累的第一目击者和见证人

明朝时期的木锁

对最早期的木锁，现代人早已固有在“有之以为利”的思维中而难以自拔，认为它不过只是一种象征性的锁，并不能起到坚锁把关而不可开启的功用。人们更相信当今社会的金属锁，认为它们材质和设计的坚固和复杂，才更能给自己足够的安全感；认为只有坚固的锁，才能保留住自己人身和财产的安全。

关于“锁”，有着太多太多的关联词和谚语，让人浮想联翩：“闭关锁国”，“锁阳台”，“锁闭阳关”，“锁凤囚鸾”，“锁鼻术”，“栓心猿锁意马”，“人心锁闭，神仙无术”……

早已远离古文化内涵、早已背弃了古汉字的我们，已经无法得知先人造锁的目的和意义，更无从知晓“锁”名字蜕变前的修真本意。可怜的“锁”，在功用上也早已蜕变成了人们囚于私心隐秘和家财羁累的第一目击者和见证人。

二、国外门锁的起源

18世纪初由英国人 D. 波特发明凸轮转片锁，其钥匙编号由三簧锁的20多种发展到80多种。19世纪中叶，欧洲制造商在凸轮转片锁和三簧锁的基础上改制成滑动转片锁，其钥匙编号可达1600种。1848年，美国人 L.耶尔（yale）发明采用圆柱形销栓的弹子锁，该锁随即成为世界上使用最普遍的锁。随之而来的是，各种防盗锁、球形锁、执手锁等机械锁的广泛使用。现代弹子锁的结构又有新的发展，出现双向、三向、四向弹子结构，以及平面、双面、多面、双排双面、多排多面弹子结构和组合弹子结构，从而大大提高锁的保密性能，使锁的编号由原有的2500种通过“向”、“面”的变化达到百万种。

三、中国门锁行业发展史

锁的用途和范围也不断扩大，这就迫使人们重视锁业生产的发展，同时人们在锁具上的许多发明也使造锁业开始兴旺起来，为社会文明做出了积极贡献锁具的历史最早可追溯到5000多年前出现的木质锁，经过长达几个世纪的发展，在漫长的岁月中，随着人类社会的不断发展进步。我国目前生产的锁具系列产品主要有挂锁、球形门锁、自行车摩托车锁、工业用锁、汽车锁、火车锁、刑具用锁、工艺纪念锁、酒店宾馆用锁等，花色品种几千种，构成了我国现有的锁具体系。

门锁作为用来控制建筑门启闭的锁具，在建筑中体现了举足轻重的作用。门是保护家庭财产的屏障，而这一功能主要体现在门锁上。随着门锁的的发展，门锁的应用越来越广泛，门锁的重要性也更为突出。门锁具备了抵抗故意破坏、恶作剧和蓄意的撬、钻等暴力破坏。高档的机械锁以及高档的智能门锁还具备了防技术开启的能力，防范技术开启很强，不易被其他手段开启，确保生命财产安全。

门锁行业发展至今，因不同的使用环境而具备了不同的功能需求，如室内门锁用于家庭装饰，带面板的执手锁适用于卧室、书房，不需钥匙的带面板的通道锁适用于厨房、厕所。作为金融机构办公室电子门锁则具备对所有的钥匙卡有时间限制的功能、开门记录功能、分等级的管理功能。

门锁本身就是件装饰品，高档门锁产品更是用料上乘，做工精细，表面处理优良。现代生活中锁具的选择都已经不在是单纯的实用就好，更多注重一种艺术感，注重质量带给的全方位的品质，如今，造型各异的门锁普遍应用在每一个家庭装修中。

技术在进步，锁具在变革创新，锁具作为生活中的必须品，安全的保护神，虽然现在市场已相当成熟，但可以预见将是一个不落的产业，有家必有门，有门必有锁。

锁具随着电子技术、生物技术的发展，虽然使用功能不断完善，但作为机械部件的主体也将永远存在。所以，制锁行业不仅要研究新技术的应用，而且要不断研究传统机械锁体的不断变革

门锁分为：入户门锁，别墅门锁，大门锁，防盗门锁，装饰门锁，不锈钢门锁，钢木门锁，子母门锁，对开门锁，密封门锁，复合门锁，智能门锁，指纹门锁，玻璃门锁等等，用在各种门上（抽屉锁，窗锁，汽车锁，车锁等不属于门锁范畴）。

伴随着城市化进程的加速和社会经济的发展，门锁逐步形成了一个建筑行业产业，各项制锁技术也在发展中不断得到改良和完善，并适应社会的消费需求，从而营造了巨大的市场规模。

机械门锁发展至今，锁芯基本结构还主要是叶片、弹子或复合结构，从普通的一字弹子锁芯到平面电脑匙弹子锁芯，开启原理基本不变，不同的是，平面电脑匙弹子锁芯中加入了防拨弹珠，弹子结构越来越复杂，增大了技术性开启的难度。异形弹子、叶片或复合弹子锁芯对于门锁技术的发展则是另一个飞跃，极大地增加了技术性开启的难度。

四、智能门锁的诞生和发展

建筑智能门锁是指采用生物识别、电子标签、无线遥控、电子密码等信息处理技术，以电动方式控制机械执行机构实施启闭的建筑门锁。

20世纪70年代以来，随着微电子技术的应用，出现了磁控锁、声控锁、超声波锁、红外线锁、电磁波锁、电子卡片锁、指纹锁、眼球锁、遥控锁等，

80年代后期，锁具行业又迎来了新的发展时期，开发出适应其它行业发展及人们生活需要的造型美观、机电一体化锁具，宾馆配套的可分级管理、具有“黑匣子”功能的磁卡。

随后是90年代的IC、TM、RF电子门锁，这些锁具有机械结构所无法比拟的高保密性能，从而在门锁市场上引起广泛的关注。

随着科学技术日新月异的发展，尤其是微电子生物信息技术在各行各业的广泛应用，使锁具行业正朝着技术含量高、安全保密性强的方向发展。

智能电子门锁是区别于传统机械锁，在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具。智能电子门锁使用非机械钥匙作为用户识别ID的成熟技术，目前有指纹锁、虹膜识别门禁、磁卡、射频卡等，主要运用在民用住宅的入户门、酒店、高端写字楼等。国内外使用的感应锁均是采用射频识别（RFID）技术，由于射频卡方便的携带特性和快捷的操作特性，以及可存储大容量客户信息的灵活特性，与传统的安防锁具产品相结合，制造出安全级别高、操作简单、反应灵敏快捷的现代智能感应锁，广泛用于酒店，智能楼宇，现代办公楼，小区物业，停车场等场所。我国感应锁产品现阶段处于一个稳步发展时期，市场需求量日益增长。

当前国内外智能电子门锁技术应用比较成熟的是在指纹识别技术领域，并在现代日常生活中得到了充分应用，例如指纹考勤系统，主要应用于重要事业部门，如银行，重点实验室门限系统，私人保险柜，高档寓所家居装饰锁具等，并有向更大众化产品普及应用的趋势。指纹的唯一性和不可复制性决定了指纹锁是目前所有锁具中最为安全的锁种之一。一般的指纹锁开锁方式有两种，分别为指纹和密码两种。指纹锁一般是全金属一体化壳体，表面处理美观，坚固耐用；可设置30枚指纹钥匙开启门锁；采用超大规模集成电路芯片，装有全套配制和注销指纹程序，操作简单；可将指纹作注销处理，使其无效，无需更换门锁；超低功耗设计，待机情况下微电脑芯片处于完全休眠状态，四节五号电池可以使用超过一年；在紧急情况下，也可使用机械钥匙应急开启门锁。

先进的生物识别技术相嫁接的声控锁、虹膜及面相识别门禁系统等，为提高人民生活水平，推动其它行业的发展做出了突出贡献。指纹锁的出现，以其使用的可靠性、安全性、方便性代表了我国制锁行业的最先进水平，在国际上处于领先地位。采用指纹活体识别技术，每把锁可存储700多枚指纹，可查询最近开锁的8000条记录，识别速度小于1秒，语音导向，操作十分简便，而且避免了传统的机械锁、识别卡锁钥匙的丢失与盗用。目前已广泛应用于金融，保险、宾馆、写字楼以及设备管理等场合。

近年来，由于高新技术对传统锁具不断的注入，使锁具的安防功能得到了充分的延伸和扩展，智能电子锁已一跃成为当今高保密级别安防系统中不可缺少的组员，其地位和作用是任何机械锁具无法取代的。在欧美日等经济发达国家，电子锁已成为具有规模效益的重要产业。

MRI常规检查结果提示：闭塞性或者狭窄血管支配区的脑梗死患者共计18例，其中包括局限性脑萎缩患者11例，以及基底节区出血患者7例。18例患者中在脑底池均见异常的血管网，特征为点状或条状的流空信号，其中T2W1的观察相对清楚（见图1、2）。检查中冠状面与矢状面均可见到丘脑与基底节区的异常流空血管均呈现为纵向的走向。

五、智能门锁的识别技术

智能门锁的关键开锁识别技术是自动识别技术，主要经历了条形码、磁卡识别、IC卡识别、生物识别的发展过程。生物识别则主要有声控锁、指纹识别、静脉识别、掌形识别、虹膜、人脸识别等等。这些技术的应用，直接引起了智能门锁电子钥匙的更新升级。在门锁中得到广泛应用的首先是磁卡锁，然后是IC卡锁及指纹锁。近十年来由于RFID（射频识别技术）的兴起，IC卡锁又从接触式IC卡发展为非接触式IC卡锁。

磁条卡特征

磁卡锁

磁条卡刷卡器

磁卡识别

磁卡锁的电子钥匙即磁条卡，磁条卡是以液体磁性材料或磁条为信息载体，将液体磁性材料涂覆在卡片上（如存折）或将磁条压贴在卡片上（如常见的银联卡）。由于磁卡的信息读写相对简单容易，使用方便，成本低，从而较早地获得了发展，并进入了多个应用领域，如金融、财务、邮电、通信、交通、旅游、医疗、教育、宾馆等。

磁卡门锁主要是集中应用于酒店宾馆场所。现如今磁卡门锁在大多数酒店门锁中已经不采用，只在少量国外连锁酒店还能看到它的身影。

IC卡识别

IC卡是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。IC卡是指集成电路卡, 通过卡里的集成电路存储信息。从IC卡的安全性及存储芯片不同又分非加密存储器卡（非加密卡或ID卡）、逻辑加密存储器卡（加密卡）、CPU卡。

非加密存储器卡：卡内的集成电路芯片主要是EEPROM，具有数据存储功能，不具有数据处理功能和硬件加密功能。

逻辑加密存储器卡：在非加密存储器卡的基础上增加了加密逻辑电路，加密逻辑电路通过校验密码方式来保护卡内的数据对于外部访问是否开放，但只是低层次的安全保护，无法防范恶意性的攻击。

CPU卡：也称智能卡，卡内的集成电路中带有微处理器CPU、存储单元（包括随机存储器 RAM、程序存储器ROM（FLASH）、用户数据存储器EEPROM）以及芯片操作系统COS。装有COS的CPU卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，同时具有命令处理和数据安全保护等功能。

生物识别顾名思义是通过人体生物特征进行身份识别的技术。从自动识别系统上的意义上来说，生物识别技术是通过对不会混淆的某种人体特征的比较来识别不同个人的方法，主要有语音识别、指纹识别、静脉识别、掌形识别、眼底视网膜（虹膜）、人脸识别。在实际应用中最多的还是指纹锁。

语音识别

接触式IC卡锁

接触式IC卡

非接触式IC卡锁

非接触式IC卡

手指静脉识别示意图

掌静脉识别示意图

语音识别是将一个人的声音用麦克风收集再通过算法转变为数字信号，由识别软件来检测对比。将处理的语音特征同他存储的参考样板作比较可以得出身份的真伪。

由于人的语音模式不具备高度的可重复性，而且受健康状况（感冒鼻塞、喉咙疼痛）影响较大，同时也受被识别者模仿意图的影响而失去准确性。因此语音识别虽然发展历史很长，但其产品化应用状况却并不理想。

指纹识别

指 纹，是指我们手指末端正面皮肤上凸凹不平的纹路，这些纹路在图案、断点和交点上是各不相同的。用指纹来区分个人的身份在我国古代已经得到了广泛的使用。在刑事侦查中，人们早就使用了指纹的识别方法来识别犯罪分子。指纹不但可以从手指本身茯得，也可以从嫌疑人接触过的物体的痕迹处理获得。指纹的这种特性成为识别身份最重要的证据而广泛应用于各领域。包括指纹锁、指纹考勤机、指纹门禁机等产品，且具有便捷、安全、快速、精确等特点。

指纹锁是指直接采用指纹作为输入信号，经识别、处理相关信息以控制机械执行机构实施启、闭的锁具。主要有以下两部分组成：

指纹识别及控制部分：由指纹采集仪、运算控制部件和输入/输出电路组成。

锁体及外壳部分：由机械锁体和外壳、执手等组成。

静脉识别

静脉识别系统就是首先通过静脉识别仪取得个人静脉分布图，从静脉分布图依据专用比对算法提取特征值，通过红外线 CCD摄像头获取手指、手掌、手背静脉的图像，将静脉的数字图像存贮在计算机系统中，将特征值存储。静脉比对时，实时采取静脉图，提取特征值，运用先进的滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征，同存储在主机中静脉特征值比对，采用复杂的匹配算法对静脉特征进行匹配，从而对个人进行身份鉴定，确认身份。

掌形识别

掌形识别技术最早由美国GARRETT博士研究提出的。它是通过辨认人的独一无二的手掌特征来确认其身份。手掌特征含手和手指的大小和形状。它包括长度、宽度、厚度 以及手掌和除大拇指之外的其余四个手指的表面特征。掌形采集的原理是通过红外、CCD成像等方法获得手掌的三维图像，作为掌形特征处理的输入数据。

掌形特征采集

掌形识别门禁应用

虹膜识别

虹膜是瞳孔周围的环状颜色组织，它有丰富而各不相同的纹理图案，构成了虹膜识别的基础。虹膜识别技术是通过一种近似红外线的光线对虹膜图案进行扫描成像，并通过图案象素位的异或操作来判定相似程度。虹膜识别过程首先需要把虹膜从眼睛图像中分离出来，再进行特征分析。理论上找到两个完全相同的虹膜的概率是120万分之一。这也是目前已知的所有生物识别技术中最为精确的。虹膜识别因为设备复杂、造价昂贵，使用成本高，扫描距离短（一般要求在7英寸范围以内），以及使用者心理上对健康的担心，而未能在民用市场大量使用。

人脸识别

人脸识别特指利用分析比较人脸视觉特征信息进行身份鉴别的技术。

传统的人脸识别技术主要是基于可见光图像的人脸识别，这也是人们最熟悉的识别方式，已有30多年的研发历史。但这种方式有着难以克服的缺陷，尤其在环境光照发生变化时，识别效果会急剧下降，无法满足实际系统的需要。解决光照问题的方案有三维图像人脸识别，和热成像人脸识别。但目前这两种技术还远不成熟，识别效果不尽人意。

最近迅速发展起来的一种解决方案是基于主动近红外图像的多光源人脸识别技术。它可以克服光线变化的影响，已经取得了卓越的识别性能，在精度、稳定性和速度方面的整体系统性能超过三维图像人脸识别。这项技术在近两三年发展迅速，使人脸识别技术逐渐走向实用化。

六、常用智能门锁

中国作为制锁大国，机械锁的市场和技术已经相当成熟，机械锁结构、表面处理、外观等方面种类繁多，基本可以满足消费者的各种需求。智能锁作为住宅领域的新兴产品，

也越来越受到消费者的重视和青睐，目前越来越多民用住宅的入户门、酒店、写字楼等都用上了智能锁。技术成熟、制造成本合理、常用的智能锁有以下几种。

酒店感应卡锁

将计算机、微电子、通讯、机械等技术融合,并且可以同停车场系统、消费系统、来访系统、门禁系统合并组网运行，实现一卡通智能化。通过软件来设置管理信息，由智能卡来传递门锁与系统之间的信息，从而实现分级管理和区域管理，使用方便，安装简单。外形多样，性能稳定，软件可与酒店管理系统兼容，具有完善的开锁记录查询功能。

酒店感应卡锁主要适用于：酒店、宾馆、度假中心、公寓、企事业单位办公或宿舍管理等场所。

公寓感应卡锁

感应卡锁是采用射频识别（RFID）技术，将射频卡方便的携带特性和快捷的操作特性，可存储大容量客户信息的灵活特性，与传统的安防锁具产品相结合，制造出的安全级别高、操作简单、反应灵敏快捷的现代智能锁。射频识别技术（RFID）目前在我国处于一个快速发展的阶段，很多行业已与RFID技术的使用息息相关，如在交通，医疗，学校,工厂,建筑及个人生活中所用RFID技术的智能卡频率日益增多，因为它使我们在工作及生活领域的相关服务更简便，安全和经济；

公寓感应卡锁主要特点：现主要采用非接触逻辑加密IC卡(包括内嵌IC的第二代身份证或安全性更高的CPU卡)作为开门卡，也兼有数字密码开门功能，以及应急机械钥匙开门。卡片可在锁上设定，无需系统软件管理，方便、简单。

公寓感应卡锁主要适用于：别墅、智能小区、智能大厦、政府机关、办公大楼、学校、家庭、事业单位等场所。

指纹锁

指纹锁是一种以人体指纹为识别载体和手段的智能锁具，指纹锁一般由电子识别与控制、机械联动系统两部分组成。指纹的唯一性和不可复制性决定了指纹锁是目前所有锁具中最为安全的锁种。指纹锁除指纹识别开门功能外，还兼有数字密码开门功能，以及应急机械钥匙开门三合为一。

指纹锁外观新颖，符筑装饰特点。其部分面板采用金设计，结构牢固，，使用寿命长，键窗带滑盖设计，水，防刮花、碰伤；天地杆设计，可适门等高防盗性能的场合；锁舌为化，强度高，耐腐安全；锁体内采用离合器设计，在锁上锁状态时把手程游离空转状态；有力的防止强外力破坏；电子部分，采用国内专业指纹芯片以及进口高档单片机作主控制芯片,有LED数码显示或OLED彩屏显示功能,人性化的人机界面，操作直观；密码、指纹分级管理；

指纹锁主要适用于：别墅、政府机关、部队、银行、医院、办公大楼、学校、家庭、事业单位等场所。

七、门锁的选购原则

上林林总总的门锁，各类繁多，究竟我们在选购时应注意哪些原则呢。

1、功能要结合使用的环境

要根据应用确定功能上的需求，因为不同的使用环境有不同的功能侧重点。作为金融机构办公室电子门锁，必须具备的功能有：对所有的钥匙卡必须有时间限制的功能、锁有开门记录功能、有分等级的管理功能。在基础功能之上，为适应今后的发展，可以考虑锁系统的扩展（系统能管理员工办公室、公用通道、专用通道等）、考虑卡系统的技术接口等问题，要做到可以实时监测房间门的状态，在非常事件情况下可以控制门的开启等。最好的方案是联网门锁，并一起考虑其他IC卡系统的接口，以便实现一卡通。

2、安全性、稳定性极为重要

门锁作为安全防范产品必须具有安全性、稳定性。安全性可从两方面来衡量：一是抵抗故意破坏、恶作剧和蓄意的撬、钻等暴力破坏。在此方面，目前机械锁和电子门锁的机械强度一般都能够达到要求。而在所有各类门锁中，只有射频卡电子门锁是全封闭结构，其安全性最好。二是防范技术开启，机械锁的防技术开启的能力很差。不管那种结构的机械锁都可被其他手段开启。钥匙可以复制就是很大的安全隐患。在电子门锁中，磁卡因无密码限制，其钥匙卡易被复制。IC卡和射频卡则彻底解决了防范技术开启的问题。为门锁，其稳定性同样非常在应开门时开不了门，该关门了门可能给金融企业带来严。一般来说，几种电子门锁中，电子门锁稳定性明显高于其门锁。磁卡怕强磁场，IC卡、灰尘和静电（尤其干燥天气下和毛纺品放一起），而射频卡具有全密封、防水、静电、防灰尘的特点。从读卡方式上讲，只有射频卡读卡不接触，其使用寿命最长。