門鎖的前生與今世 談建筑門鎖的演化與建筑智能門鎖

□ 廣東堅朗五金制品股份有限公司 總工程師 杜萬明

西周時期的青銅鎖

明朝時期的木鎖

一 、中國古代門鎖的歷史

李約瑟在《中華科學技術史》中，對中國鎖的研究，有這樣的記載：“如果我們忽略有關鎖與鑰匙的制造者們的事跡不提，那將不可饒恕”。“可惜至今亞洲鎖匠藝術的歷史，連起碼的一頁都還沒有。”這里的“亞洲鎖”，即指中國鎖具。

“鎖”，作為與人們生活息息相關的一種用具，其歷史非常悠久。據出土文物考證和歷史文獻記載，鎖具的發展至今大約已有五千年的歷史。

出土文物中發現的最早的鎖，是仰紹文化時期的木鎖。從西周，已經開始出現青銅鎖。到了東漢，生產和使用各種材質的金屬鎖，已是非常普遍。

在古代，“鎖”最初稱為“牡”、“閉”、“ ”、“鑰”、“鏈”、“鈐”等。早期為竹、木結構，起源于門閂。

千百年來，門鎖的發展由仰韶文化遺址的木鎖發展到如今形式、功能多樣化的高端機械鎖和智能電子鎖，門鎖的發展歷程源遠流長。

浙江地區，也曾發現過明朝時期的木鎖。采用整塊的白木雕琢而成，外觀呈直頸、圓腹、圈足的寶瓶狀，表面雕刻著“二龍戲珠”和“雙龍捧壽”的祥瑞圖案。在龍珠上還鐫刻陽文篆文“壽”字，下為海浪翻滾的底紋。此鎖的機關藏于背后，用竹或木制的鑰匙開閉。

早已遠離古文化內涵、早已背棄了古漢字的我們，已經無法得知先人造鎖的目的和意義，更無從知曉“鎖”名字蛻變前的修真本意。可憐的“鎖”，在功用上也早已蛻變成了人們囚于私心隱秘和家財羈累的第一目擊者和見證人

明朝時期的木鎖

對最早期的木鎖，現代人早已固有在“有之以為利”的思維中而難以自拔，認為它不過只是一種象征性的鎖，并不能起到堅鎖把關而不可開啟的功用。人們更相信當今社會的金屬鎖，認為它們材質和設計的堅固和復雜，才更能給自己足夠的安全感；認為只有堅固的鎖，才能保留住自己人身和財產的安全。

關于“鎖”，有著太多太多的關聯詞和諺語，讓人浮想聯翩：“閉關鎖國”，“鎖陽臺”，“鎖閉陽關”，“鎖鳳囚鸞”，“鎖鼻術”，“栓心猿鎖意馬”，“人心鎖閉，神仙無術”……

早已遠離古文化內涵、早已背棄了古漢字的我們，已經無法得知先人造鎖的目的和意義，更無從知曉“鎖”名字蛻變前的修真本意。可憐的“鎖”，在功用上也早已蛻變成了人們囚于私心隱秘和家財羈累的第一目擊者和見證人。

二、國外門鎖的起源

18世紀初由英國人 D. 波特發明凸輪轉片鎖，其鑰匙編號由三簧鎖的20多種發展到80多種。19世紀中葉，歐洲制造商在凸輪轉片鎖和三簧鎖的基礎上改制成滑動轉片鎖，其鑰匙編號可達1600種。1848年，美國人 L.耶爾（yale）發明采用圓柱形銷栓的彈子鎖，該鎖隨即成為世界上使用最普遍的鎖。隨之而來的是，各種防盜鎖、球形鎖、執手鎖等機械鎖的廣泛使用。現代彈子鎖的結構又有新的發展，出現雙向、三向、四向彈子結構，以及平面、雙面、多面、雙排雙面、多排多面彈子結構和組合彈子結構，從而大大提高鎖的保密性能，使鎖的編號由原有的2500種通過“向”、“面”的變化達到百萬種。

三、中國門鎖行業發展史

鎖的用途和范圍也不斷擴大，這就迫使人們重視鎖業生產的發展，同時人們在鎖具上的許多發明也使造鎖業開始興旺起來，為社會文明做出了積極貢獻鎖具的歷史最早可追溯到5000多年前出現的木質鎖，經過長達幾個世紀的發展，在漫長的歲月中，隨著人類社會的不斷發展進步。我國目前生產的鎖具系列產品主要有掛鎖、球形門鎖、自行車摩托車鎖、工業用鎖、汽車鎖、火車鎖、刑具用鎖、工藝紀念鎖、酒店賓館用鎖等，花色品種幾千種，構成了我國現有的鎖具體系。

門鎖作為用來控制建筑門啟閉的鎖具，在建筑中體現了舉足輕重的作用。門是保護家庭財產的屏障，而這一功能主要體現在門鎖上。隨著門鎖的的發展，門鎖的應用越來越廣泛，門鎖的重要性也更為突出。門鎖具備了抵抗故意破壞、惡作劇和蓄意的撬、鉆等暴力破壞。高檔的機械鎖以及高檔的智能門鎖還具備了防技術開啟的能力，防范技術開啟很強，不易被其他手段開啟，確保生命財產安全。

門鎖行業發展至今，因不同的使用環境而具備了不同的功能需求，如室內門鎖用于家庭裝飾，帶面板的執手鎖適用于臥室、書房，不需鑰匙的帶面板的通道鎖適用于廚房、廁所。作為金融機構辦公室電子門鎖則具備對所有的鑰匙卡有時間限制的功能、開門記錄功能、分等級的管理功能。

門鎖本身就是件裝飾品，高檔門鎖產品更是用料上乘，做工精細，表面處理優良。現代生活中鎖具的選擇都已經不在是單純的實用就好，更多注重一種藝術感，注重質量帶給的全方位的品質，如今，造型各異的門鎖普遍應用在每一個家庭裝修中。

技術在進步，鎖具在變革創新，鎖具作為生活中的必須品，安全的保護神，雖然現在市場已相當成熟，但可以預見將是一個不落的產業，有家必有門，有門必有鎖。

鎖具隨著電子技術、生物技術的發展，雖然使用功能不斷完善，但作為機械部件的主體也將永遠存在。所以，制鎖行業不僅要研究新技術的應用，而且要不斷研究傳統機械鎖體的不斷變革

門鎖分為：入戶門鎖，別墅門鎖，大門鎖，防盜門鎖，裝飾門鎖，不銹鋼門鎖，鋼木門鎖，子母門鎖，對開門鎖，密封門鎖，復合門鎖，智能門鎖，指紋門鎖，玻璃門鎖等等，用在各種門上（抽屜鎖，窗鎖，汽車鎖，車鎖等不屬于門鎖范疇）。

伴隨著城市化進程的加速和社會經濟的發展，門鎖逐步形成了一個建筑行業產業，各項制鎖技術也在發展中不斷得到改良和完善，并適應社會的消費需求，從而營造了巨大的市場規模。

機械門鎖發展至今，鎖芯基本結構還主要是葉片、彈子或復合結構，從普通的一字彈子鎖芯到平面電腦匙彈子鎖芯，開啟原理基本不變，不同的是，平面電腦匙彈子鎖芯中加入了防撥彈珠，彈子結構越來越復雜，增大了技術性開啟的難度。異形彈子、葉片或復合彈子鎖芯對于門鎖技術的發展則是另一個飛躍，極大地增加了技術性開啟的難度。

四、智能門鎖的誕生和發展

建筑智能門鎖是指采用生物識別、電子標簽、無線遙控、電子密碼等信息處理技術，以電動方式控制機械執行機構實施啟閉的建筑門鎖。

20世紀70年代以來，隨著微電子技術的應用，出現了磁控鎖、聲控鎖、超聲波鎖、紅外線鎖、電磁波鎖、電子卡片鎖、指紋鎖、眼球鎖、遙控鎖等，

80年代后期，鎖具行業又迎來了新的發展時期，開發出適應其它行業發展及人們生活需要的造型美觀、機電一體化鎖具，賓館配套的可分級管理、具有“黑匣子”功能的磁卡。

隨后是90年代的IC、TM、RF電子門鎖，這些鎖具有機械結構所無法比擬的高保密性能，從而在門鎖市場上引起廣泛的關注。

隨著科學技術日新月異的發展，尤其是微電子生物信息技術在各行各業的廣泛應用，使鎖具行業正朝著技術含量高、安全保密性強的方向發展。

智能電子門鎖是區別于傳統機械鎖，在用戶識別、安全性、管理性方面更加智能化的鎖具。智能電子門鎖使用非機械鑰匙作為用戶識別ID的成熟技術，目前有指紋鎖、虹膜識別門禁、磁卡、射頻卡等，主要運用在民用住宅的入戶門、酒店、高端寫字樓等。國內外使用的感應鎖均是采用射頻識別（RFID）技術，由于射頻卡方便的攜帶特性和快捷的操作特性，以及可存儲大容量客戶信息的靈活特性，與傳統的安防鎖具產品相結合，制造出安全級別高、操作簡單、反應靈敏快捷的現代智能感應鎖，廣泛用于酒店，智能樓宇，現代辦公樓，小區物業，停車場等場所。我國感應鎖產品現階段處于一個穩步發展時期，市場需求量日益增長。

當前國內外智能電子門鎖技術應用比較成熟的是在指紋識別技術領域，并在現代日常生活中得到了充分應用，例如指紋考勤系統，主要應用于重要事業部門，如銀行，重點實驗室門限系統，私人保險柜，高檔寓所家居裝飾鎖具等，并有向更大眾化產品普及應用的趨勢。指紋的唯一性和不可復制性決定了指紋鎖是目前所有鎖具中最為安全的鎖種之一。一般的指紋鎖開鎖方式有兩種，分別為指紋和密碼兩種。指紋鎖一般是全金屬一體化殼體，表面處理美觀，堅固耐用；可設置30枚指紋鑰匙開啟門鎖；采用超大規模集成電路芯片，裝有全套配制和注銷指紋程序，操作簡單；可將指紋作注銷處理，使其無效，無需更換門鎖；超低功耗設計，待機情況下微電腦芯片處于完全休眠狀態，四節五號電池可以使用超過一年；在緊急情況下，也可使用機械鑰匙應急開啟門鎖。

先進的生物識別技術相嫁接的聲控鎖、虹膜及面相識別門禁系統等，為提高人民生活水平，推動其它行業的發展做出了突出貢獻。指紋鎖的出現，以其使用的可靠性、安全性、方便性代表了我國制鎖行業的最先進水平，在國際上處于領先地位。采用指紋活體識別技術，每把鎖可存儲700多枚指紋，可查詢最近開鎖的8000條記錄，識別速度小于1秒，語音導向，操作十分簡便，而且避免了傳統的機械鎖、識別卡鎖鑰匙的丟失與盜用。目前已廣泛應用于金融，保險、賓館、寫字樓以及設備管理等場合。

近年來，由于高新技術對傳統鎖具不斷的注入，使鎖具的安防功能得到了充分的延伸和擴展，智能電子鎖已一躍成為當今高保密級別安防系統中不可缺少的組員，其地位和作用是任何機械鎖具無法取代的。在歐美日等經濟發達國家，電子鎖已成為具有規模效益的重要產業。

MRI常規檢查結果提示：閉塞性或者狹窄血管支配區的腦梗死患者共計18例，其中包括局限性腦萎縮患者11例，以及基底節區出血患者7例。18例患者中在腦底池均見異常的血管網，特征為點狀或條狀的流空信號，其中T2W1的觀察相對清楚（見圖1、2）。檢查中冠狀面與矢狀面均可見到丘腦與基底節區的異常流空血管均呈現為縱向的走向。

五、智能門鎖的識別技術

智能門鎖的關鍵開鎖識別技術是自動識別技術，主要經歷了條形碼、磁卡識別、IC卡識別、生物識別的發展過程。生物識別則主要有聲控鎖、指紋識別、靜脈識別、掌形識別、虹膜、人臉識別等等。這些技術的應用，直接引起了智能門鎖電子鑰匙的更新升級。在門鎖中得到廣泛應用的首先是磁卡鎖，然后是IC卡鎖及指紋鎖。近十年來由于RFID（射頻識別技術）的興起，IC卡鎖又從接觸式IC卡發展為非接觸式IC卡鎖。

磁條卡特征

磁卡鎖

磁條卡刷卡器

磁卡識別

磁卡鎖的電子鑰匙即磁條卡，磁條卡是以液體磁性材料或磁條為信息載體，將液體磁性材料涂覆在卡片上（如存折）或將磁條壓貼在卡片上（如常見的銀聯卡）。由于磁卡的信息讀寫相對簡單容易，使用方便，成本低，從而較早地獲得了發展，并進入了多個應用領域，如金融、財務、郵電、通信、交通、旅游、醫療、教育、賓館等。

磁卡門鎖主要是集中應用于酒店賓館場所。現如今磁卡門鎖在大多數酒店門鎖中已經不采用，只在少量國外連鎖酒店還能看到它的身影。

IC卡識別

IC卡是繼磁卡之后出現的又一種新型信息工具。IC卡是指集成電路卡, 通過卡里的集成電路存儲信息。從IC卡的安全性及存儲芯片不同又分非加密存儲器卡（非加密卡或ID卡）、邏輯加密存儲器卡（加密卡）、CPU卡。

非加密存儲器卡：卡內的集成電路芯片主要是EEPROM，具有數據存儲功能，不具有數據處理功能和硬件加密功能。

邏輯加密存儲器卡：在非加密存儲器卡的基礎上增加了加密邏輯電路，加密邏輯電路通過校驗密碼方式來保護卡內的數據對于外部訪問是否開放，但只是低層次的安全保護，無法防范惡意性的攻擊。

CPU卡：也稱智能卡，卡內的集成電路中帶有微處理器CPU、存儲單元（包括隨機存儲器 RAM、程序存儲器ROM（FLASH）、用戶數據存儲器EEPROM）以及芯片操作系統COS。裝有COS的CPU卡相當于一臺微型計算機，不僅具有數據存儲功能，同時具有命令處理和數據安全保護等功能。

生物識別顧名思義是通過人體生物特征進行身份識別的技術。從自動識別系統上的意義上來說，生物識別技術是通過對不會混淆的某種人體特征的比較來識別不同個人的方法，主要有語音識別、指紋識別、靜脈識別、掌形識別、眼底視網膜（虹膜）、人臉識別。在實際應用中最多的還是指紋鎖。

語音識別

接觸式IC卡鎖

接觸式IC卡

非接觸式IC卡鎖

非接觸式IC卡

手指靜脈識別示意圖

掌靜脈識別示意圖

語音識別是將一個人的聲音用麥克風收集再通過算法轉變為數字信號，由識別軟件來檢測對比。將處理的語音特征同他存儲的參考樣板作比較可以得出身份的真偽。

由于人的語音模式不具備高度的可重復性，而且受健康狀況（感冒鼻塞、喉嚨疼痛）影響較大，同時也受被識別者模仿意圖的影響而失去準確性。因此語音識別雖然發展歷史很長，但其產品化應用狀況卻并不理想。

指紋識別

指 紋，是指我們手指末端正面皮膚上凸凹不平的紋路，這些紋路在圖案、斷點和交點上是各不相同的。用指紋來區分個人的身份在我國古代已經得到了廣泛的使用。在刑事偵查中，人們早就使用了指紋的識別方法來識別犯罪分子。指紋不但可以從手指本身茯得，也可以從嫌疑人接觸過的物體的痕跡處理獲得。指紋的這種特性成為識別身份最重要的證據而廣泛應用于各領域。包括指紋鎖、指紋考勤機、指紋門禁機等產品，且具有便捷、安全、快速、精確等特點。

指紋鎖是指直接采用指紋作為輸入信號，經識別、處理相關信息以控制機械執行機構實施啟、閉的鎖具。主要有以下兩部分組成：

指紋識別及控制部分：由指紋采集儀、運算控制部件和輸入/輸出電路組成。

鎖體及外殼部分：由機械鎖體和外殼、執手等組成。

靜脈識別

靜脈識別系統就是首先通過靜脈識別儀取得個人靜脈分布圖，從靜脈分布圖依據專用比對算法提取特征值，通過紅外線 CCD攝像頭獲取手指、手掌、手背靜脈的圖像，將靜脈的數字圖像存貯在計算機系統中，將特征值存儲。靜脈比對時，實時采取靜脈圖，提取特征值，運用先進的濾波、圖像二值化、細化手段對數字圖像提取特征，同存儲在主機中靜脈特征值比對，采用復雜的匹配算法對靜脈特征進行匹配，從而對個人進行身份鑒定，確認身份。

掌形識別

掌形識別技術最早由美國GARRETT博士研究提出的。它是通過辨認人的獨一無二的手掌特征來確認其身份。手掌特征含手和手指的大小和形狀。它包括長度、寬度、厚度 以及手掌和除大拇指之外的其余四個手指的表面特征。掌形采集的原理是通過紅外、CCD成像等方法獲得手掌的三維圖像，作為掌形特征處理的輸入數據。

掌形特征采集

掌形識別門禁應用

虹膜識別

虹膜是瞳孔周圍的環狀顏色組織，它有豐富而各不相同的紋理圖案，構成了虹膜識別的基礎。虹膜識別技術是通過一種近似紅外線的光線對虹膜圖案進行掃描成像，并通過圖案象素位的異或操作來判定相似程度。虹膜識別過程首先需要把虹膜從眼睛圖像中分離出來，再進行特征分析。理論上找到兩個完全相同的虹膜的概率是120萬分之一。這也是目前已知的所有生物識別技術中最為精確的。虹膜識別因為設備復雜、造價昂貴，使用成本高，掃描距離短（一般要求在7英寸范圍以內），以及使用者心理上對健康的擔心，而未能在民用市場大量使用。

人臉識別

人臉識別特指利用分析比較人臉視覺特征信息進行身份鑒別的技術。

傳統的人臉識別技術主要是基于可見光圖像的人臉識別，這也是人們最熟悉的識別方式，已有30多年的研發歷史。但這種方式有著難以克服的缺陷，尤其在環境光照發生變化時，識別效果會急劇下降，無法滿足實際系統的需要。解決光照問題的方案有三維圖像人臉識別，和熱成像人臉識別。但目前這兩種技術還遠不成熟，識別效果不盡人意。

最近迅速發展起來的一種解決方案是基于主動近紅外圖像的多光源人臉識別技術。它可以克服光線變化的影響，已經取得了卓越的識別性能，在精度、穩定性和速度方面的整體系統性能超過三維圖像人臉識別。這項技術在近兩三年發展迅速，使人臉識別技術逐漸走向實用化。

六、常用智能門鎖

中國作為制鎖大國，機械鎖的市場和技術已經相當成熟，機械鎖結構、表面處理、外觀等方面種類繁多，基本可以滿足消費者的各種需求。智能鎖作為住宅領域的新興產品，

也越來越受到消費者的重視和青睞，目前越來越多民用住宅的入戶門、酒店、寫字樓等都用上了智能鎖。技術成熟、制造成本合理、常用的智能鎖有以下幾種。

酒店感應卡鎖

將計算機、微電子、通訊、機械等技術融合,并且可以同停車場系統、消費系統、來訪系統、門禁系統合并組網運行，實現一卡通智能化。通過軟件來設置管理信息，由智能卡來傳遞門鎖與系統之間的信息，從而實現分級管理和區域管理，使用方便，安裝簡單。外形多樣，性能穩定，軟件可與酒店管理系統兼容，具有完善的開鎖記錄查詢功能。

酒店感應卡鎖主要適用于：酒店、賓館、度假中心、公寓、企事業單位辦公或宿舍管理等場所。

公寓感應卡鎖

感應卡鎖是采用射頻識別（RFID）技術，將射頻卡方便的攜帶特性和快捷的操作特性，可存儲大容量客戶信息的靈活特性，與傳統的安防鎖具產品相結合，制造出的安全級別高、操作簡單、反應靈敏快捷的現代智能鎖。射頻識別技術（RFID）目前在我國處于一個快速發展的階段，很多行業已與RFID技術的使用息息相關，如在交通，醫療，學校,工廠,建筑及個人生活中所用RFID技術的智能卡頻率日益增多，因為它使我們在工作及生活領域的相關服務更簡便，安全和經濟；

公寓感應卡鎖主要特點：現主要采用非接觸邏輯加密IC卡(包括內嵌IC的第二代身份證或安全性更高的CPU卡)作為開門卡，也兼有數字密碼開門功能，以及應急機械鑰匙開門。卡片可在鎖上設定，無需系統軟件管理，方便、簡單。

公寓感應卡鎖主要適用于：別墅、智能小區、智能大廈、政府機關、辦公大樓、學校、家庭、事業單位等場所。

指紋鎖

指紋鎖是一種以人體指紋為識別載體和手段的智能鎖具，指紋鎖一般由電子識別與控制、機械聯動系統兩部分組成。指紋的唯一性和不可復制性決定了指紋鎖是目前所有鎖具中最為安全的鎖種。指紋鎖除指紋識別開門功能外，還兼有數字密碼開門功能，以及應急機械鑰匙開門三合為一。

指紋鎖外觀新穎，符筑裝飾特點。其部分面板采用金設計，結構牢固，，使用壽命長，鍵窗帶滑蓋設計，水，防刮花、碰傷；天地桿設計，可適門等高防盜性能的場合；鎖舌為化，強度高，耐腐安全；鎖體內采用離合器設計，在鎖上鎖狀態時把手程游離空轉狀態；有力的防止強外力破壞；電子部分，采用國內專業指紋芯片以及進口高檔單片機作主控制芯片,有LED數碼顯示或OLED彩屏顯示功能,人性化的人機界面，操作直觀；密碼、指紋分級管理；

指紋鎖主要適用于：別墅、政府機關、部隊、銀行、醫院、辦公大樓、學校、家庭、事業單位等場所。

七、門鎖的選購原則

上林林總總的門鎖，各類繁多，究竟我們在選購時應注意哪些原則呢。

1、功能要結合使用的環境

要根據應用確定功能上的需求，因為不同的使用環境有不同的功能側重點。作為金融機構辦公室電子門鎖，必須具備的功能有：對所有的鑰匙卡必須有時間限制的功能、鎖有開門記錄功能、有分等級的管理功能。在基礎功能之上，為適應今后的發展，可以考慮鎖系統的擴展（系統能管理員工辦公室、公用通道、專用通道等）、考慮卡系統的技術接口等問題，要做到可以實時監測房間門的狀態，在非常事件情況下可以控制門的開啟等。最好的方案是聯網門鎖，并一起考慮其他IC卡系統的接口，以便實現一卡通。

2、安全性、穩定性極為重要

門鎖作為安全防范產品必須具有安全性、穩定性。安全性可從兩方面來衡量：一是抵抗故意破壞、惡作劇和蓄意的撬、鉆等暴力破壞。在此方面，目前機械鎖和電子門鎖的機械強度一般都能夠達到要求。而在所有各類門鎖中，只有射頻卡電子門鎖是全封閉結構，其安全性最好。二是防范技術開啟，機械鎖的防技術開啟的能力很差。不管那種結構的機械鎖都可被其他手段開啟。鑰匙可以復制就是很大的安全隱患。在電子門鎖中，磁卡因無密碼限制，其鑰匙卡易被復制。IC卡和射頻卡則徹底解決了防范技術開啟的問題。為門鎖，其穩定性同樣非常在應開門時開不了門，該關門了門可能給金融企業帶來嚴。一般來說，幾種電子門鎖中，電子門鎖穩定性明顯高于其門鎖。磁卡怕強磁場，IC卡、灰塵和靜電（尤其干燥天氣下和毛紡品放一起），而射頻卡具有全密封、防水、靜電、防灰塵的特點。從讀卡方式上講，只有射頻卡讀卡不接觸，其使用壽命最長。