指紋識(shí)別以其簡(jiǎn)單便捷的優(yōu)勢(shì)已成為智能門(mén)鎖的標(biāo)配，在常規(guī)智能門(mén)鎖方案架構(gòu)中，由獨(dú)立的指紋模組來(lái)實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別及其處理功能。智能門(mén)鎖由于其自身的特點(diǎn)，安全是其最基本和重要的需求。傳統(tǒng)的智能門(mén)鎖方案需要增加額外的安全模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)密鑰、開(kāi)鎖密碼、指紋模板等敏感信息的存儲(chǔ)保護(hù)、加解密運(yùn)算與安全認(rèn)證等功能。

圖1 常規(guī)智能門(mén)鎖方案架構(gòu)

1.什么是單芯片安全智能門(mén)鎖？

所謂單芯片安全智能門(mén)鎖方案，就是把原本在物理上獨(dú)立的智能門(mén)鎖主控、安全芯片、指紋識(shí)別、觸控、藍(lán)牙等功能集成在單顆MCU芯片中實(shí)現(xiàn)。這種單芯片方案，不僅可節(jié)省器件成本降低功耗，而且可使得主控板PCB板尺寸變小，為門(mén)鎖產(chǎn)品設(shè)計(jì)保留更多的發(fā)揮空間，這種將主控模塊、安全模塊、指紋處理模塊、TSC觸控、藍(lán)牙傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)邏輯整合到MCU中的做法，降低了硬件成本，縮短了智能鎖新品從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的時(shí)間，使智能鎖企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中更具優(yōu)勢(shì)。

圖2  基于N32G4FRxx/N32WB4x系列的單芯片安全智能門(mén)鎖方案

2.N32G4FRx/N32WB4x系列專(zhuān)為單芯片安全智能門(mén)鎖量身打造！

主控芯片是智能門(mén)鎖的核心器件和大腦。國(guó)民技術(shù)股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)：國(guó)民技術(shù)）在ELEXCON 2019上發(fā)布了5個(gè)系列MCU新品和多個(gè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，其中基于N32G4FRx/N32WB4x系列MCU的單芯片安全智能門(mén)鎖解決方案，憑借其高集成度、低成本、高性能與安全的優(yōu)勢(shì)，非常適合用于公寓、家庭鎖、智能鎖、掛鎖等智能家居領(lǐng)域。

單芯片安全智能門(mén)鎖方案主要包括：安全主控MCU、語(yǔ)音模塊(DAC)、通訊模塊(WiFi/藍(lán)牙、NB IoT模塊、RCC/NFC刷卡模塊)、顯示模塊(OLED、LED燈)、存儲(chǔ)模塊(FLASH)、數(shù)據(jù)模塊(TSC觸控、指紋模塊)、開(kāi)鎖模塊(開(kāi)鎖電機(jī)、斜舌控制)、電池等八大模塊。

方案采用國(guó)民技術(shù)N32G4FRx/N32WB4x系列MCU作為安全主控，該系列芯片是國(guó)民技術(shù)專(zhuān)為指紋應(yīng)用而設(shè)計(jì)的MCU芯片，集成了指紋識(shí)別算法組件安全組件、密碼組件、語(yǔ)音組件、低功耗控制、觸控組件、可選藍(lán)牙組件（N32WB4x自帶BLE5.0藍(lán)牙組件）等部件，方案搭載嵌入式freeRTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，流暢運(yùn)行OLED菜單顯示、語(yǔ)音導(dǎo)航、指紋、觸摸等多種人機(jī)交互接口，并可配套提供非接觸功能芯片，是國(guó)產(chǎn)首款硬件安全通用MCU單芯片安全智能門(mén)鎖，是目前市場(chǎng)上成本和性能最佳的安全智能門(mén)鎖方案！

圖3  硬件安全通用MCU單芯片安全智能門(mén)鎖

3.方案優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

——高集成度、低成本

·   集成指紋識(shí)別算法、支持半導(dǎo)體指紋和光學(xué)指紋傳感器

·   集成TSC電容觸控算法，最多支持18個(gè)單通道按鍵，支持低功耗狀態(tài)下喚醒MCU

·   集成藍(lán)牙協(xié)議棧（N32WB452系列集成藍(lán)牙BLE5.0）

——高安全性、防破解&攻擊

·   內(nèi)置 10 余種密碼算法硬件加速引擎

·   支持Flash存儲(chǔ)加密，防止固件、密鑰、指紋信息等非法截取、篡改

·   支持多用戶(hù)MMU分區(qū)保護(hù)、硬件安全算法

·   支持安全啟動(dòng)，程序加密下載，安全更新

——支持操作系統(tǒng)，支持任意修改菜單

·   已搭載嵌入式freeRTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，更多實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)將陸續(xù)提供

4.開(kāi)放的服務(wù)模式

國(guó)民技術(shù)將為廣大用戶(hù)提供如下服務(wù)：

·   提供“國(guó)民技術(shù)MCU+指紋算法+TSC觸控+藍(lán)牙”單芯片方案

·   提供基于硬件安全的端到端加密技術(shù)，防篡改、防假冒、防竊取

·   搭載嵌入式freeRTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，后期可提供更多選擇

·   提供開(kāi)放的可量產(chǎn)單芯片安全智能門(mén)鎖參考設(shè)計(jì)

5.國(guó)民技術(shù)N32G4FR/N32WB452系列MCU更多特性

采用 32 bit ARM Cortex-M4 內(nèi)核、集成最大容量144KB SRAM，512KB Flash, 集成多達(dá)18 個(gè)數(shù)字通訊接口及4個(gè)模擬接口。如下是詳細(xì)的產(chǎn)品參數(shù)表：

圖4 N32G4FR系列資源參數(shù)

圖5： N32WB452系列資源參數(shù)