解读国民技术单芯片安全智能门锁方案

指纹识别以其简单便捷的优势已成为智能门锁的标配，在常规智能门锁方案架构中，由独立的指纹模组来实现指纹识别及其处理功能。智能门锁由于其自身的特点，安全是其最基本和重要的需求。传统的智能门锁方案需要增加额外的安全模块实现对密钥、开锁密码、指纹模板等敏感信息的存储保护、加解密运算与安全认证等功能。

图 1 常规智能门锁方案架构

1. 什么是单芯片安全智能门锁？

所谓单芯片安全智能门锁方案，就是把原本在物理上独立的智能门锁主控、安全芯片、指纹识别、触控、蓝牙等功能集成在单颗 MCU 芯片中实现。这种单芯片方案，不仅可节省器件成本降低功耗，而且可使得主控板 PCB 板尺寸变小，为门锁产品设计保留更多的发挥空间，这种将主控模块、安全模块、指纹处理模块、TSC 触控、蓝牙传输等业务逻辑整合到 MCU 中的做法，降低了硬件成本，缩短了智能锁新品从设计到量产的时间，使智能锁企业在竞争中更具优势。

2.N32G4FRx/N32WB4x 系列专为单芯片安全智能门锁量身打造！

主控芯片是智能门锁的核心器件和大脑。国民技术股份有限公司（简称：国民技术）在 ELEXCON 2019 上发布了 5 个系列 MCU 新品和多个物联网解决方案，其中基于 N32G4FRx/N32WB4x 系列 MCU 的单芯片安全智能门锁解决方案，凭借其高集成度、低成本、高性能与安全的优势，非常适合用于公寓、家庭锁、智能锁、挂锁等智能家居领域。

图 2  基于 N32G4FRxx/N32WB4x 系列的单芯片安全智能门锁方案

单芯片安全智能门锁方案主要包括：安全主控 MCU、语音模块(DAC)、通讯模块(WiFi/ 蓝牙、NB IoT 模块、RCC/NFC 刷卡模块)、显示模块(OLED、LED 灯)、存储模块(FLASH)、数据模块(TSC 触控、指纹模块)、开锁模块(开锁电机、斜舌控制)、电池等八大模块。

方案采用国民技术 N32G4FRx/N32WB4x 系列 MCU 作为安全主控，该系列芯片是国民技术专为指纹应用而设计的 MCU 芯片，集成了指纹识别算法组件安全组件、密码组件、语音组件、低功耗控制、触控组件、可选蓝牙组件（N32WB4x 自带 BLE5.0 蓝牙组件）等部件，方案搭载嵌入式 freeRTOS 实时操作系统，流畅运行 OLED 菜单显示、语音导航、指纹、触摸等多种人机交互接口，并可配套提供非接触功能芯片，是国产首款硬件安全通用 MCU 单芯片安全智能门锁，是目前市场上成本和性能最佳的安全智能门锁方案！

图 3  硬件安全通用 MCU 单芯片安全智能门锁

3. 方案优势特点

-- 高集成度、低成本

• 集成指纹识别算法、支持半导体指纹和光学指纹传感器

• 集成 TSC 电容触控算法，最多支持 18 个单通道按键，支持低功耗状态下唤醒 MCU

• 集成蓝牙协议栈（N32WB452 系列集成蓝牙 BLE5.0）

-- 高安全性、防破解&攻击

• 内置 10 余种密码算法硬件加速引擎

• 支持 Flash 存储加密，防止固件、密钥、指纹信息等非法截取、篡改

• 支持多用户 MMU 分区保护、硬件安全算法

• 支持安全启动，程序加密下载，安全更新

-- 支持操作系统，支持任意修改菜单

• 已搭载嵌入式 freeRTOS 实时操作系统，更多实时操作系统将陆续提供

4. 开放的服务模式

国民技术将为广大用户提供如下服务：

• 提供“国民技术 MCU+指纹算法+TSC 触控+蓝牙”单芯片方案

• 提供基于硬件安全的端到端加密技术，防篡改、防假冒、防窃取

• 搭载嵌入式 freeRTOS 实时操作系统，后期可提供更多选择

• 提供开放的可量产单芯片安全智能门锁参考设计

5. 国民技术 N32G4FR/N32WB452 系列 MCU 更多特性

采用 32 bit ARM Cortex-M4 内核、集成最大容量 144KB SRAM，512KB Flash, 集成多达 18 个数字通讯接口及 4 个模拟接口。如下是详细的产品参数表：

图 4 N32G4FR 系列资源参数

图 5： N32WB452 系列资源参数