中國報告大廳網(wǎng)訊，隨著消費電子技術(shù)的持續(xù)迭代，2025年指紋鎖行業(yè)在細分場景的應(yīng)用愈發(fā)深入，其中箱包領(lǐng)域?qū)π⌒突⒌凸?、高安全性指紋鎖的需求顯著增長。當前市場上，智能箱包的科技元素多集中于自動跟隨、代步、自動稱重等方向，雖看似科技感較強，但普遍存在功能實用性不足、價格偏高的問題，而指紋解鎖功能因直接關(guān)聯(lián)箱包使用的安全性與便捷性，成為更貼合消費者實際需求的技術(shù)方向。常用的指紋識別技術(shù)分為半導體指紋識別和光學指紋識別兩類，現(xiàn)有基于這兩種技術(shù)的產(chǎn)品多應(yīng)用于門鎖、保險柜鎖、抽屜鎖等場景，且存在體積大、功耗高、指紋識別效果較差的短板，針對箱包場景的小型指紋鎖鎖控系統(tǒng)開發(fā)已成為行業(yè)技術(shù)突破的重要方向。以下是2025年指紋鎖行業(yè)技術(shù)分析。
《2025-2030年中國指紋鎖市場專題研究及市場前景預測評估報告》指出，指紋鎖鎖控系統(tǒng)可實現(xiàn)指紋的錄入、存儲、識別、注銷等核心功能，同時搭配微型電磁閥鎖裝置，通過裝置通電與否控制鎖舌伸縮，進而實現(xiàn)上鎖與開鎖操作。具體工作流程為：用戶需開鎖時，先打開電源并按壓指紋，系統(tǒng)內(nèi)置的指紋識別模塊會對用戶指紋進行驗證;若識別成功，系統(tǒng)將向微型電磁鎖裝置通電，促使鎖舌收縮，完成開鎖動作;若指紋識別失敗，為保障箱包安全性并最大限度降低系統(tǒng)功耗，微型電磁鎖不會通電，始終保持上鎖狀態(tài)。從結(jié)構(gòu)配合來看，指紋處理系統(tǒng)與微型電磁鎖裝置形成聯(lián)動機制，確保每一次鎖具狀態(tài)切換都基于有效的指紋驗證，既滿足了用戶對箱包便捷使用的需求，又強化了安全防護能力。
指紋采集系統(tǒng)作為指紋鎖識別功能的核心部件，其性能直接影響指紋識別的準確性與安全性。目前主流的采集傳感器包括光學指紋采集傳感器和半導體電容式(半導體)指紋采集傳感器兩類。其中，光學指紋采集傳感器存在功耗較高、體積較大的問題，且防偽性能較弱，對于指紋較淺或手指有脫皮情況的用戶，極易出現(xiàn)識別錯誤;而半導體電容式指紋采集傳感器具備顯著優(yōu)勢，其可透過皮膚表層進行深層指紋識別，采集到的指紋信息難以被仿制和復制，安全性大幅提升。同時，該傳感器由上萬個電容陣列組成，能夠捕捉更多的指紋細節(jié)，不僅識別速度更快，識別準確率也更高，因此在箱包用指紋鎖的設(shè)計中，選擇半導體電容式指紋采集傳感器作為指紋采集部件更為合適。
指紋鎖的穩(wěn)定性和安全性是系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵指標，而指紋錄入與注銷算法的合理性直接決定了這兩項指標的達成效果。在此次設(shè)計中，指紋模板被存儲在半導體指紋采集傳感器內(nèi)部的 Falsh 和 ROM 中，指紋的識別與對比過程也在傳感器內(nèi)部完成，微處理器僅需匹配相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸方式并發(fā)送指令即可驅(qū)動傳感器工作，這種驅(qū)動方式有效減少了外部干擾，極大地保障了指紋鎖系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為進一步提升安全性，用戶在執(zhí)行指紋錄入或注銷操作時，需先通過自身指紋驗證的安全設(shè)置。具體流程為：當用戶觸發(fā)錄入或注銷指紋的需求時，系統(tǒng)相關(guān)機械裝置會將指令傳遞給微處理器;微處理器接收到指令后，向指紋處理系統(tǒng)發(fā)送指紋驗證請求;指紋處理系統(tǒng)完成驗證并給予微處理器應(yīng)答后，微處理器再向指紋處理系統(tǒng)發(fā)送錄入或注銷指令，最終由指紋處理系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)操作，通過雙重指令交互與驗證，確保指紋信息的修改操作僅由授權(quán)用戶完成。
微型電磁鎖是指紋鎖實現(xiàn)上鎖與開鎖動作的執(zhí)行部件，其驅(qū)動與控制電路的設(shè)計需兼顧性能、體積與成本。該微型電磁鎖的驅(qū)動需求為電壓 5V、電流 1A，若采用常規(guī)的 5V 電源搭配繼電器的驅(qū)動方案，會導致指紋鎖體積增大、制造成本上升，不符合箱包對部件小型化、低成本的需求。為此，設(shè)計團隊針對性開發(fā)了鋰電池升壓電路和 MOS 管驅(qū)動電路，成功解決了這一問題。
微型電磁鎖驅(qū)動電路設(shè)計：從能量供給角度分析，驅(qū)動微型電磁鎖 1 秒(使電磁鎖閉合的時間)所需能量為 5V×1s=5J;而一節(jié) 3.7V 250mAh 鋰電池所含的能量為 3.7V×0.25Ah=3330J，理論上可驅(qū)動電磁鎖 666 次，能夠滿足設(shè)備單次充電后持續(xù)工作一個月的續(xù)航要求?；诖耍O(shè)計采用 TP500 電源芯片搭建鋰電池充電升壓升流電路，使電路輸出電壓和電流達到 5V 1A 的功率標準，在成功驅(qū)動微型電磁鎖的同時，大幅減小了整個指紋鎖系統(tǒng)的體積。
MOS 管控制電路設(shè)計：微型電磁鎖的通電閉合時間需嚴格控制在 3 秒以內(nèi)，否則可能導致部件損壞或功耗過高。為實現(xiàn)這一控制需求，設(shè)計采用 MOS 管驅(qū)動控制電路，該電路不僅有利于系統(tǒng)集成，還能進一步縮小指紋鎖體積。電路的 H6 端口通過 1、2 接口與微型電磁鎖裝置連接，LOCK 端則接收微處理器發(fā)送的控制信號;當 LOCK 端導通時，H6 端口隨之導通，微型電磁鎖通電閉合，通過微處理器精準控制 LOCK 端口的導通時間，即可實現(xiàn)對微型電磁鎖閉合時間的有效管控，確保其在安全工作范圍內(nèi)運行。
為提升箱包使用過程中的功能實用性與安全性，基于現(xiàn)代嵌入式電子技術(shù)開發(fā)的箱包用小型指紋鎖鎖控系統(tǒng)，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計與技術(shù)選型，實現(xiàn)了預期的功能目標與性能指標。系統(tǒng)采用半導體電容式指紋識別傳感器，結(jié)合微處理器、微型電磁鎖及配套電路，成功完成了用戶指紋的采集、存儲、識別，以及基于指紋驗證的上鎖、解鎖、指紋錄入、指紋注銷等功能;同時，通過 PCB 電路設(shè)計實現(xiàn)了裝置的小型化，確保電路系統(tǒng)在箱包應(yīng)用場景中具備穩(wěn)定的工作性能與可靠的安全防護能力。從關(guān)鍵數(shù)據(jù)來看，系統(tǒng)搭載的 3.7V 250mAh 鋰電池可支持微型電磁鎖理論驅(qū)動次數(shù)達 666 次，滿足單月續(xù)航需求，MOS 管控制電路將電磁鎖閉合時間控制在 3 秒以內(nèi)，TP500 電源芯片實現(xiàn)了 5V 1A 的穩(wěn)定輸出，各項性能參數(shù)均貼合箱包的實際使用需求。該指紋鎖鎖控系統(tǒng)的開發(fā)，不僅填補了當前箱包領(lǐng)域小型化、高性價比指紋鎖技術(shù)的空白，也為2025年指紋鎖行業(yè)在細分場景的應(yīng)用拓展提供了切實可行的技術(shù)方案，未來有望進一步推動智能箱包產(chǎn)品向 “實用化、輕量化、高安全” 的方向發(fā)展。
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