基于NB-IoT通信和指静脉智能门锁的公租房管理系统

郭金凤，郭永凯，周 斌

（1.浙江移动信息系统集成有限公司，浙江 杭州 310000；2.烟台丰金集团有限公司，山东 烟台 264000；3.中电投融和融资租赁有限公司，上海 200000）

0 引 言

公租房是指在国家的政策支持下限定建设标准和租金水平且面向符合规定条件的城镇中等偏下收入住房困难家庭、新进就业无房职工和在城镇稳定就业的外来务工人员出租的保障性住房[1]。然而，由于公租房信息公开度不高及管理方式落后等问题，很多区域公租房都存在转租和空置的情况[2]，本是解决万千家庭住房难的公租房却屡屡出现分配不公的问题[3]。现有的公租房管理或是使用传统的机械锁具，钥匙极易被复制或转交他人，且无法对房屋的入住情况进行统计[4]；或是采用IC卡或指纹锁配套相应的管理平台，虽可对房屋的空置率进行统计，但IC卡易被转借，采用指纹识别的方式对老人和小孩不够友好，且容易通过蜡膜复制。鉴于此，基于NB-IoT通信和指静脉智能门锁的公租房管理系统可以切实解决本领域的痛点和难点。

1 公租房管理系统

1.1 总体设计

基于NB-IoT通信和指静脉智能门锁的公租房管理系统（以下简称“公租房管理系统”）包括公租房管理模块、指静脉智能门锁（简称“指静脉锁”）、物联设备管理模块、施工运维微信公众号和租户端公众号。系统与指静脉锁通过NBIoT网络进行通信，无须网关；通过鉴权认证和安全能力平台及终端侧非对称加密，实现端到端保障业务安全。公租房管理系统的结构如图1所示。

图1 公租房管理系统结构示意图

1.2 功能模块说明

（1）公租房管理模块

公租房管理模块对房源信息、租客信息、租客入退住、异常闯入告警、转租和空置告警进行管理[5]。房源信息包括楼栋、单元和房间管理；租客信息包括租客及家庭成员的基本信息、指静脉信息以及租赁周期管理；租客入退住用于为租客及家庭成员授权入住及退租；异常闯入告警通过房间和锁具的唯一绑定关系，在发生异常闯入时及时为业主和公租房管理中心提供告警信息；转租告警用于提示管理方公租房私下被转租，空置告警用于提示房间长时间无人居住[6]。

（2）物联设备管理模块

物联设备管理模块对指静脉锁的基础信息、通信状态和设备状态进行管理；设备后台能24 h监测并展示门锁设备的状态信息。门锁每次开锁操作都会同步上传信息，同时门锁设备每4 h上报一次状态信息至后台，包括电池电量信息、设备信号强度、开关状态，由此来判断设备的运行情况是否正常。系统会实时监测门锁设备的异常数据信息（门锁异常开启、设备信息丢失、电量过低等，对数据异常情况及时产生告警信息，并将信息通过PC弹窗、手机APP、短信等方式推送至相应的管理者和用户。

（3）智能化实施

公租房管理系统通过基于NB-IoT通信的指静脉智能门锁进行平台与硬件间的交互。施工运维公众号用于管理锁具安装中的通信参数设置、数据调试以及后期维保的工单流转；租户端公众号为租户提供接收通知公告、接收异常闯入告警信息等服务。

锁具的安装实施按照图2所示的流程进行。

图2 锁具施工流程示意图

通过公租房管理平台维护公租房的基本信息，并将楼栋、单元和房间号等基本信息以安装任务的形式下发至实施运维公众号，施工人员现场完成锁具安装后，通过实施运维公众号进行通信联调，并逐一核对锁具与房间的匹配情况，最终实现锁具与公租房管理平台的应用联动。

1.3 指静脉门锁

本系统所使用的指静脉锁通过指静脉识别模块获取指静脉信息，即利用CCD摄像头获取个人手指静脉分布图[7]；依据专用比对算法从中提取特征值，将数字图像和特征值存贮在云端并且可以下发到锁具终端；采用复杂的匹配算法对手指静脉特征进行匹配，从而对个人进行身份鉴定，确认身份。与其他生物识别技术相比，指静脉认证技术具备以下主要优势[8]：

（1）采用生物识别技术，不会遗失、不会被窃、无记忆密码负担。

（2）人体内部信息不受表皮粗糙、外部环境（温度、湿度）的影响。

（3）适用人群广，准确率高，不可复制、不可伪造，安全便捷。

由于指静脉信息具有唯一活体识别和不可复制的特性，为公租房转租和空置管理提供了有效的控制手段[9]。

1.4 通信方式

本系统采用NB-IoT通信，网络可以直接部署于GSM网络、UMTS网络、LTE网络。在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20 dB，覆盖面积可扩大100倍，无须另配网关，即可实现手机APP端、PC端的管理[10]。传统的WiFi智能锁、蓝牙智能锁需要另配网关才能够实现手机APP远程管理；而NB-IoT智能锁能够有效地解决这个问题，帮助工程商省掉全屋覆盖WiFi信号的步骤，大大地节约了成本和时间。同时，NB-IoT为运营商级别的通信，其安全性得到了保证，是任何需要架设网关的智能门锁无法相比的[1]。

2 系统使用说明

完成锁具安装和基础的房间信息配置之后，公祖房管理系统可以正式投入运营和使用。正式投入运营的系统，其使用角色为房管局和房客，房管局使用该系统实现基础的人员信息管理、指静脉信息采集、远程控制开锁权限及下发缴费通知等操作，可及时接收异常闯入信息以及对锁具的状态进行监测和跟踪；房客通过该公众号系统接收通知和上报故障。该系统正式投入运营后的使用工作流程如图3所示。

图3 系统使用工作流程

公租房管理系统可按照如下步骤投入使用：

（1）房管局通过公租房管理平台录入房客的基本信息，并采集房客的指静脉信息。

（2）为房客分配房间，确定租住时间，将房客的指静脉信息和有效入驻时间下发到锁具，房客可自助入住。

（3）对于未按期缴纳房租的房客，若经催缴仍不缴纳房租，可通过公租房管理平台暂停该房客的开锁权限。

（4）若房客补缴房租后可重新开放房客的开锁权限，若房客未补缴房租则重回步骤（3）。

（5）房客申请退租后，可通过公租房管理平台收回用户的开锁权限。

3 系统的创新功能分析

（1）本系统通过使用指静脉识别，对租客身份进行唯一性验证，实现公租房实名制入住，有效控制房源私下转租。

（2）本系统通过对租客开锁时间与开锁次数信息的采集，对长时间无人居住的房间进行提示和告警，及时获取房源空置信息。

（3）本系统通过收集对锁具暴力拆卸和异常闯入的告警信息，保障租户的入住安全，并保证房间与锁具的唯一绑定关系。

4 结 语

基于NB-IoT通信和指静脉智能门锁的公租房管理系统可简化租客申请和入住流程，保障入住安全，并严格控制公租房转租和空置问题，可实现智能化实施和少人化管理，解决当前公租房管理中窗口化管理和驻点运营的问题，可极大地降低公租房运营成本，切实解决了本领域的痛点和难点。