Замок с отпечатком пальца: принцип работы и особенности, подключение

Xiaomi Door Loock Classic

Эта дверная ручка функционально почти аналогична гаджетам от Aqara, но обладает иным дизайном, который некоторые владельцы находят более привлекательным, а также не поддерживает NFC.

Присутствуют четыре способа открытия; биометрический сенсор расположен на ручке, как у Aqara S2. Но данный образец работает только по протоколу Bluetooth и не поддерживает ZigBee, что может затруднить его интеграцию в систему Smart Home. Но при наличии Bluetooth шлюза проблем с соединением возникать не должно.

За безопасность передачи сведений между смартфоном и замком отвечает высоконадежный чип шифрования Mijia.

Плюсы и минусы использования электронных замков

Переход с механических запорных устройств на электронные обусловлен неоспоримыми преимуществами последних:

более надежные: сложно вскрыть — нет замочной скважины для отмычек, а подбор кода маловероятен. Биометрические замки вообще вскрыть невозможно — можно только сломать с помощью физической силы; имеют несколько уровней защиты; сложно взломать — снаружи нельзя определить место расположения ригелей; срок эксплуатации у моделей последнего поколения выше, чем у механического аналога в 2-3 раза (у производимых ранее электронных замков слабым местом были микросхемы); практически все модели блокируются при несанкционированном вскрытии;
просты и удобны в эксплуатации;
открываются очень быстро, а с селеноидом — мгновенно;
работают бесшумно;
можно установить на любую дверь;
ключ невозможно подделать, а при утере таблетки или карточки их код просто убирается из памяти контроллера;
практически все модели можно смонтировать своими руками;
пере- и программирование контроллера доступно лицам, имеющим первичные навыки обращения с электронными гаджетами (смартфонами или планшетами), что позволяет хозяевам проводить такие работы своими руками;
электронные замки можно связать с мобильным телефоном, что упростит процесс открытия дверей;

дистанционное открытие;
легкое разблокирование при возникновении форс-мажорных обстоятельств.

Помимо сильных сторон, у электронных замков есть и недостатки:

довольно высокая стоимость самого замка (отдельные виды достигают 60,0-80,0 тыс

руб.) и его монтажа, если привлекаются специализированные организации, а также эксплуатации;
зависимость электроники от наличия, а так же, что немаловажно, и качества электроэнергии;
низкая устойчивость микросхем к перепадам температуры и высокой влажности;
у многих моделей замка при открытой двери из торца дверного полотна торчат ригели, за которые часто цепляются и повреждают одежду

Объяснение работы проекта

Работа рассматриваемого нами дверного замка на основе датчика отпечатка пальцев достаточно проста. В этом проекте мы использовали ворота, которые будут открыты, когда мы помещаем сохраненный палец в модуль отпечатков пальцев. Но перед этим пользователю необходимо зарегистрировать палец в системе. Для этого пользователю необходимо нажать клавишу ENROLL, а затем ЖК-дисплей запросит у него местоположение/ID (идентификатор), где будет храниться отпечаток пальца. После этого пользователю необходимо ввести идентификатор/ (местоположение) с помощью клавиш UP/DOWN. После выбора Location (местоположения)/ID пользователю необходимо нажать клавишу OK. Теперь ЖК-дисплей попросит разместить палец над модулем отпечатков пальцев. После этого пользователю нужно положить свой палец на модуль отпечатков пальцев. Затем ЖК-дисплей попросит удалить палец из модуля отпечатков пальцев и снова попросит разместить палец. Теперь пользователю нужно снова положить палец на модуль отпечатков пальцев. После этого модуль отпечатков пальцев захватывает изображение пальца, преобразует его в шаблоны и сохраняет его по выбранному идентификатору в памяти модуля отпечатков пальцев. Теперь пользователь может открыть ворота, поместив тот же палец, который он добавил (зарегистрировал в системе). После помещения пальца в датчик отпечатков пальцев необходимо нажать кнопку MATCH (UP/Down key). Аналогичным способом можно добавить и другие отпечатки пальцев в систему. Более подробно все эти процессы показаны в видео в конце статьи.

Если пользователь хочет удалить любой из сохраненных идентификаторов, то ему нужно нажать клавишу DEL – после нажатия клавиши DEL ЖК-дисплей попросит выбрать местоположение/идентификатор, который необходимо удалить. После этого пользователю необходимо выбрать ID (идентификатор) и нажать клавишу OK (та же клавиша DEL). После завершения этого шага на ЖК дисплее высветится надпись о том, что палец (с выбранным идентификатором) был успешно из системы. После этого пользователь может проверить, был ли он (его палец) удален или нет, поместив тот же палец на модуль отпечатков пальцев и нажав клавишу MATCH (UP/Down key).

Когда помещенный палец будет действителен (зарегистрирован в системе), зеленый светодиод будет светиться в течение пяти секунд и ворота откроются на это же время. Через 5 секунд ворота закроются автоматически. Эти параметры (интервалы открытия и закрытия ворот) вы легко можете изменить в программе по своему желанию. Серводвигатель отвечает за открытие и закрытие ворот.

Область применения электронных замков

Первые электронные замки появились на сейфах. Вначале они были дополнением к механическим запорным устройствам, а затем стали самостоятельной системой защиты содержимого несгораемого шкафа.

Следующий этап развития электронных замков связан с разграничением доступа сотрудников в служебные кабинеты офиса. Они решили сразу несколько проблем:

искоренили опоздания сотрудников на работу;
предотвратили хаотичное хождение по помещениям фирмы (организации);
дали руководителям информацию о месте нахождении сотрудника в любой момент времени.

Удачный опыт офисов и учреждений был перенесен на жилые здания. Вначале стала производиться установка электронного замка на входную дверь подъездов, затем квартир и домов. Такое запорное устройство намного эффективнее механических аналогов: сложнее вскрыть и проще обращаться.

При этом новый тип замка, как и механический аналог, может устанавливаться на металлическую и деревянную дверь, быть врезным и накладным.

Конструкция, виды и принцип работы

Биометрический замок имеет несложную конструкцию. Основную функциональную нагрузку обеспечивает биометрический модуль, состоящий из следующих элементов:

Внешняя часть, включающая биометрический считыватель или сканер.
Внутренняя часть, имеющая микрокомпьютер, в памяти которого содержатся сравнительные данные об отпечатках.
Отделение для батареек.

По способу установки биометрические замки, как и все остальные, бывают такими:

Врезными. Эти модели наиболее распространены, поскольку имеют меньшую уязвимость.
Накладными.
Встроенными в дверную ручку. Как правило, в ручку встроен сканер.
Навесным. Устройство оснащается биометрическим датчиком. В квартирах, по понятным причинам, не используется.

По назначению подразделяется на дверной и сейфовый. Первый устанавливается на входную дверь, второй – на сейф. Принцип работы основан на методе сравнения хранящихся в памяти устройства образца с отпечатком, поступающим со сканера. При совпадении выдается сигнал на исполнительный механизм, который перемещает ригели в нужном направлении.

Важные вопросы и ответы на них

На какой срок службы рассчитан замок Aqara N100?
— Официальный срок службы составляет 2 года. Учитывая ресурс батарей и реальную активность использования подобных устройств, можно рассчитывать на отсутствие проблем в течение более 5 лет.

Могу ли я использовать замок Aqara в офисе?
— Да, замок обеспечивает достаточную защиту рабочих помещений и дорогостоящего оборудования.

Могу ли я использовать замок Aqara в частном доме?
— Да, но при использовании в холодных регионах рекомендуется ставить его за тамбурной дверью, поскольку батареи на холоде быстро разряжаются.

Можно ли использовать замок Aqara без других устройств экосистемы?
— Да, он не требует для использования бесключевого доступа и собственной настройки других компонентов. Шлюз Aqara требуется для создания автоматизаций и вывода оповещений в тех случаях, когда смартфон не подключен к замку по Bluetooth.

Могу ли я использовать одну учетную запись?
— Да, но в целях безопасности рекомендуется не использовать пароль администратора для разблокировки замка: глянцевая панель хорошо собирает отпечатки.

Насколько быстро срабатывает разблокировка?
— Разблокировка замка срабатывает мгновенно вне зависимости от способа открытия — пароль или отпечаток пальца.

Можно ли поставить замок в уже установленную дверь?
— Да, замок подходит для установки практически в любые двери, доступные в России.

Могу ли я установить замок самостоятельно?
— Да, чаще всего замок устанавливается без доработок на место старого замка. В ряде случае придется использовать металлорежущий инструмент, но установка не предполагает высокой сложности или уникальных навыков.

Что будет, если замок попытаются взломать?
— Если датчик отжатия освободится или дверь откроется после ухода хозяина без разблокировки, встроенные динамики включат после заданной в настройках задержки сирену. При связи замка и хаба Aqara пользователь получит пуш-оповещение на смартфон.

Могут ли снять замок?
— Нет, это не проще, чем «угнать» обычный дверной замок высокого класса защиты. Кроме того, пароль администратора нельзя изменить, а значит, замок нельзя будет настраивать и использовать.

Не будет ли замок привлекать лишнее внимание?
— После снятия защитных наклеек внешняя поверхность накладки оказывается полностью черная. Пиктограммы видны только при обращении к ним или соответствующей индикации

В глаза бросаются размеры, но внешне определить высокую стоимость и сложность устройства невозможно.

Технология будущего

Любой шифр: механический в личинке замка или цифровой в его электронной начинке, можно подобрать. Кодов, абсолютно устойчивых к взлому, просто не существует. Вопрос в количестве времени и затрат, необходимых на подбор комбинации. Для различных классов защиты устанавливаются временные интервалы. Если срок взлома превышает некий разумный предел — устройство признается условно надежным.

Тем не менее, запросы потенциальных покупателей замков сводятся к трем постулатам:

Защищенность объекта должна стремиться к бесконечности.
Для легального доступа не требуется сложное оборудование (типа ключей с секретом или магнитных кодированных брелоков).
Возможность расширения списка пользователей замка, без ущерба для безопасности. Увеличение тиража ключей как раз снижает надежность запоров.

Как найти уникальную комбинацию защиты, не подверженную взлому, и которая не тиражируется, как набор цифр или ключи от механической личинки?

У каждого человека в теле есть как минимум два доступных места, уникальность которых абсолютна. Это сетчатка глаза и отпечатки пальцев. За всю историю криминалистики не было задокументировано ни одного случая повторяющихся «пальчиков». Что касается сетчатки глаза — этот способ «защиты» еще довольно молод, поэтому статистики пока нет.

Можно ли создать дверной замок, работающий по отпечатку пальца? Разумеется. Достаточно взять любое электронное запорное устройство, и соединить детектор пальца с исполнительным механизмом.

Применение детектора пальца в электронных гаджетах и запорных устройствах началось практически одновременно.

Устройство замков с отпечатком пальца

Действие биометрического замка со сканером отпечатка пальца основано на считывании папиллярного узора на пальцах человека.

Информация о нем закладывается в память устройства, что разрешает идентифицировать пользователя. Выпускают следующие виды замков с отпечатком пальца:

Врезные

Чтобы войти в охраняемое помещение к сканеру прикладывается палец. Выход – свободный: изнутри дверь открывается поворотом ручки. Внутренняя часть механизма врезается в дверь.

Накладные

Отличие накладных моделей от врезных состоит в том, что внутренняя и внешняя его части выполнены в одном корпусе. На внешней части расположен дактилоскопический сканер, а на внутренней – клавиша для открытия механизма либо его блокировки.

В сравнении с врезными моделями, накладные проще в установке: достаточно просверлить отверстия для соединения наружной и внутренней частей.

В виде дверной ручки

Использование данного вида замков разрешает добавить биометрическую систему к уже установленным механическим защитным конструкциям.

Принцип внедрения заключается в управлении язычком установленной ранее модели. Прохождение идентификации дает нажать на ручку, втянув язычок в дверь.

Рассматриваемый тип устройств состоит из 2 частей: наружной (сканер, клавиши управления) и внутренней (электрическая «начинка», отдел для аккумуляторных батарей). Обе части соединены вместе с помощью специального кабеля, проходящего через дверное полотно.

Встроенные в дверную ручку

Отличительная черта этого вида – считывающий элемент встроен в корпус ручки. Это дает войти в помещение, выполняя одно единственное действие, – взявшись за ручку. Конструкция считывает папиллярные узоры и открывает дверь.

Комбинированные

Работоспособность биометрических считывающих механизмов, как и других, может быть нарушена. Поэтому необходимы конструкции, которые застрахуют пользователя от влияния возможных сбоев в работе основных элементов.

В качестве таких дублирующих систем используют дистанционное управление, магнитные карты, коды и механические ключи.

Говоря о запорных устройствах каждого из рассмотренных видов биометрических замков, стоит отметить, что распространенный способ управления ригелем – использование электромагнита или электромотора. Оба подхода помогают достичь равной результативности, но по стоимости применение электромагнита выгоднее (см. Электромагнитный замок).

Каждый из механизмов по-своему хорош. Карты относительно просты в использовании и недороги, а металлический ключ привычен большинству пользователей. Однако и карта, и ключ требуют их наличие при себе. Для открытия кодовой системы, напротив, нужны лишь элементы кода в памяти пользователя.

Установка биометрического замка

Установочный комплект

Установка биометрических замков не вызывает затруднений. Запорное устройство в большинстве случаев устанавливают с обратной стороны двери, реже врезают внутрь. Сканер крепят на саморезах к наружной поверхности двери и соединяют с запорным устройством с помощью проводов, входящих в комплект поставки. Врезное запорное устройство устанавливают вместо штатного замка (если подходит по размерам) или в прорезанный для него паз. В этом случае сканер и внутреннюю часть замка устанавливают так, чтобы их ручки приводили в действие защелку запорного устройства. Батарейки питания вставляют либо в запорное устройство, либо в сканер, это зависит от модели замка. К каждому биометрическому замку, который легально собирают в России или поставляют из-за границы, приложена подробная инструкция по установке на русском языке. Исключение составляют замки, которые покупают на Алиэкспресс и других аналогичных площадках.

Достоинства и недостатки

Основной плюс биометрических замков – не нужен ключ для открытия, поэтому его невозможно забыть или потерять. Своровать ключ тоже нельзя. Такой замок невозможно открыть отмычкой, потому что в его конструкции нет отверстий.

Биометрические модели обладают такими достоинствами:

Количество пользователей непосредственно зависит от модели. Чаще устройства рассчитаны на 10-100 образцов отпечатков пальцев. При этом пользователь, имеющий код перепрограммирования устройства, может в любое время запретить доступ к помещению для любых лиц из имеющегося в памяти замка списка.

Несмотря на многие достоинства, эти системы имеют несколько минусов:

Эти запирающие устройства нельзя эксплуатировать при низких и высоких температурах, что ограничивает их использование. Большая чувствительность тоже слабое место этих замков. Когда палец грязный или пораненный (порезанный или обожженный), сканер не может считать правильно узор пальца, поэтому нужно заранее записывать в память устройства отпечатки нескольких пальцев.

Материал замка отпечатка пальца

1. Материал из цинкового сплава. Наиболее широко используемым материалом для интеллектуальных замков на рынке является цинковый сплав, который обладает такими преимуществами, как твердость и высокая коррозионная стойкость.

Он также имеет преимущества простоты обработки и формования. Так что это самый привычный материал для умных замков.

2. Материал из нержавеющей стали. Материал из нержавеющей стали отличается твердостью и долговечностью, что в значительной степени предотвращает насильственное снятие смарт-замка.

3. Армированный пластик: этот материал относительно редко встречается на современном рынке интеллектуальных замков, а дешевые товары легко удалить.

4. Материал из алюминиевого сплава: качество во всех отношениях удовлетворительное, но использование невысокое, и немногие продавцы производят этот материал.

5. Материал меди: Медь имеет очень высокую твердость и долговечность. Стили замков очень индивидуальны, и на первый взгляд присутствует текстура. На рынке не так много латунных корпусов, а цена относительно высока.

Сравнительная таблица характеристик

В таблице, представленной ниже, отражены особенности рассматриваемых моделей. Соотнесите характеристики между собой и сделайте правильный выбор в пользу замка, удовлетворяющего пожелания и потребности.

Название модели	Функции	Уведомления	Способы открыть, закрыть дверь
Xiaomi Vima Only Code Lock Cylinder	антиугонная, защитная, анти-потеря	да	механический ключ, 128-битная двунаправленная система шифрования чипов
Dismac S31	электронный механизм, надежность, безграничное количество отпечатков	да	отпечаток пальца
VOCOlinc Tguard Smart Bluetooth Door Lock	защита офисных и домашних помещений	да	мобильное приложение, физический ключ
Xiaomi Aqara Smart Door Lock S2	электронное управление, 7 датчиков безопасности	да	отпечатки, код
Danalock Bluetooth + Z-Wave	защита, сигнализация	да	приложение
Danalock V3 HomeKit Smart Lock Silver	управление через приложение на смартфоне, неограниченное число ключей	да	код в приложении
Sherlock G1	связь с телефоном, совместимость Android 4.4 и выше, iOS 9.0 и выше	да	приложение, электронный клюс

Рынок Smart Lock по отпечатку пальца

Кто будет покупать замки отпечатков пальцев?

Согласно соответствующей статистике, в текущем канале продаж интеллектуальных дверных замков с отпечатками пальцев по-прежнему доминируют бизнес-клиенты.

Большинство производимых производителями умных дверных замков с отпечатками пальцев продаются напрямую застройщикам, дверным фабрикам, интеграторам систем безопасности и т. Д.

Преимущество этого канала в том, что пользователям не нужно беспокоиться об установке и других проблемах.

С точки зрения розничных каналов, аналогично традиционным продуктам, рынок умных замков по отпечаткам пальцев также делится на онлайн и офлайн каналы.

Онлайн-каналы блокировки отпечатков пальцев, которые вы можете купить, включают Amazon, eBay, AliExpress и т. Д.

В настоящее время доля рынка умных замков отпечатков пальцев все еще невысока. Основная причина, по-видимому, в том, что пользователи не доверяют таким дверным замкам с отпечатками пальцев.

Большинство каналов электронной коммерции предоставляют неполные услуги поддержки продаж, такие как услуга по установке дверных замков по отпечаткам пальцев, послепродажное обслуживание и т. Д.

Проблема в том, что из-за этого пользователи хотят покупать замки с отпечатками пальцев, но не осмеливаются их покупать.

Согласно соответствующим данным, покупатели-мужчины занимают основное место среди нынешних пользователей, которые покупают замки по отпечатку пальца, а возраст в основном сосредоточен среди пользователей в возрасте от 25 до 50 лет.

Среди них основная покупательная способность – это пользователи в возрасте от 27 до 40 лет.

Преимущества биометрических запорных устройств

Высокая степень секретности. Изделие практически невозможно взломать способом подбора, характерным для ключевого или кодового замка. Дублирование чужого отпечатка пальца с целью взлома биометрии практически нереально.
Взломоустойчивость. Антивандальная защита механической части намного выше, чем у обычного ключевого запора. В корпусе замка нет отверстий для проникновения отмычек или иных механических устройств.
Защита от воздействий влаги: внешние накладки замка герметичны, установка на уличной двери совершенно безопасна для механизма.
Из этого пункта следует устойчивость к морозам. Раз нет попадания воды внутрь, значит, механизм не может быть заблокирован льдом.
У навесного биометрического замка никогда не замерзнет личинка.
Удобство использования: в большинстве конструкций достаточно просто приложить палец к окошку сканера.
Возможность обеспечить доступ к запорному устройству большого количества пользователей без изготовления дополнительных копий ключа. Это удобно для большой семьи или коллектива офисных работников.
Дополнительная функция предыдущего раздела — можно оперативно исключить доступ выбранного пользователя без необходимости изъятия ключа.
Исключена ситуация «забыл или потерял ключ». Устройство доступа (палец) всегда с собой.
Сетевое подключение к единой системе безопасности или сигнализации. В некоторых моделях предусмотрена функция дистанционного управления (например, в системах «умный дом»).
Опция оповещения при открывании двери. Помимо дополнительного контроля безопасности, можно организовать персонифицированный учет прохождения сотрудников в определенное помещение. Например, для учета посещаемости рабочего времени.
Возможность скрытого монтажа.
Современный, респектабельный дизайн. Повышение статусности помещения, на дверь которого установлена подобная система.
Комфорт использования: подсветка, звуковое сопровождение, отсутствие механики (замок открывается без рукоятки). Разумеется, перечисленные функции являются оплачиваемыми опциями.
Комбинированная защита: вместе с биометрикой может использоваться кодовый набор и (или) обычный механический ключ.

Сканеры

Температурный сканер отпечатков пальцев

Для распознавания отпечатков пальцев используют разные виды сканеров. Наиболее популярными из них являются:

емкостные;
оптические;
температурные.

Основа емкостного сканера – матрица полупроводниковых p-n переходов. Емкость перехода меняется в зависимости от наличия или отсутствия над ним гребня папиллярного узора. Контроллер сканера считывает информацию со всех датчиков матрицы и формирует цифровую модель отпечатка, после чего сравнивает ее с образцами, вшитыми в его базу данных. Если отпечаток и образец совпадают, контроллер сканера подает сигнал на исполнительный механизм. Такие сканеры надежны и стоят недорого, но их несложно обмануть с помощью муляжей, имитирующих папиллярные линии кожи.

Основа оптического сканера – цифровая видеокамера. Источник света (светодиод) освещает пластину, к которой прикладывают палец. В местах прикосновения гребней папиллярных узоров преломление света оказывается достаточным, чтобы отраженные лучи попали на камеру. Светочувствительная матрица камеры формирует цифровой образ отпечатка пальца, а контроллер сравнивает его с образцами из базы данных. Такие сканеры надежны и стоят недорого, но уязвимы перед муляжами, чувствительны к загрязнениям и нередко не могут распознать мокрые и холодные пальцы.

Версия Aqara Smart Lock S2

В 2018 году вышел обновленный Aqara Smart Door Lock S2. Этот замок стал более округленным, а дактилоскопический сканер перенесен на ручку. Он способен считывать биометрические данные в любом положении и имеет повышенную точность, память хранимых отпечатков также расширена.

Функционал в основном остался прежним, но добавлены тревожные оповещения владельца, а датчики сделаны более чувствительными и точными. Эта версия также дополнительно защищена от взлома.

Цены на монтажные комплекты Smart Lock/S2 начинаются от 17 тысяч рублей.

Существует версия замка S2 Pro. В ней:

больше биометрических считывающих датчиков;
вместо одного механического ключа введено разделение на «физический» ключ и электронный идентификатор;
доработана электроника и логика. S2 Pro предупреждает не только о несанкционированном открытии, но и о незакрытой двери, оставленном ключе и ошибках верификации.

Плюсы и минусы замков с отпечатком пальца

Открывание происходит только от прикосновения к сенсору, что делает использование намного удобнее, чем введение кода или поворот ключа. Замки с подключением к линии электроснабжения, экономно расходуют энергию и не повышают материальные затраты. Устройство работает в жару, защищено от попадания влаги.

К недостаткам относят то, что замки требуют электричества и не всегда можно подключить их к стационарной линии. Батарейки выходят из строя и требуется запас элементов, чтобы сменить аккумулятор при необходимости. Электронные модули почти не работают в мороз, а для прикладывания пальца нужно предварительно смыть с него загрязнение.

Заключение

С ростом популярности проектов «умных домов» увеличивается и спрос на интеллектуальные системы защиты жилища. Сяоми оперативно реагирует на потребности пользователей и выпускает различные варианты «интеллектуальных замков» с разнообразными функциями и возможностями. Все они отличаются высокой надежностью механической и электронной части, длительным сроком работы от батареек (до 18 месяцев) и хорошей защищенностью хранимых и передаваемых данных.

Кроме того, Xiaomi выпускает свои устройства в разных форматах, например, замки производятся как со стандартными ручками, так и в форм-факторе push-and-pull: в частности, таков Mijia Smart Door Lock Push-Pull.

Вместе с достаточно умеренной ценовой политикой китайского производителя все эти факторы обеспечивают электронным замкам Ксиаоми постоянный спрос и интерес потребителя.