基于NB-IoT通信和指靜脈智能門鎖的公租房管理系統

郭金鳳，郭永凱，周 斌

（1.浙江移動信息系統集成有限公司，浙江 杭州 310000；2.煙臺豐金集團有限公司，山東 煙臺 264000；3.中電投融和融資租賃有限公司，上海 200000）

0 引 言

公租房是指在國家的政策支持下限定建設標準和租金水平且面向符合規定條件的城鎮中等偏下收入住房困難家庭、新進就業無房職工和在城鎮穩定就業的外來務工人員出租的保障性住房[1]。然而，由于公租房信息公開度不高及管理方式落后等問題，很多區域公租房都存在轉租和空置的情況[2]，本是解決萬千家庭住房難的公租房卻屢屢出現分配不公的問題[3]。現有的公租房管理或是使用傳統的機械鎖具，鑰匙極易被復制或轉交他人，且無法對房屋的入住情況進行統計[4]；或是采用IC卡或指紋鎖配套相應的管理平臺，雖可對房屋的空置率進行統計，但IC卡易被轉借，采用指紋識別的方式對老人和小孩不夠友好，且容易通過蠟膜復制。鑒于此，基于NB-IoT通信和指靜脈智能門鎖的公租房管理系統可以切實解決本領域的痛點和難點。

1 公租房管理系統

1.1 總體設計

基于NB-IoT通信和指靜脈智能門鎖的公租房管理系統（以下簡稱“公租房管理系統”）包括公租房管理模塊、指靜脈智能門鎖（簡稱“指靜脈鎖”）、物聯設備管理模塊、施工運維微信公眾號和租戶端公眾號。系統與指靜脈鎖通過NBIoT網絡進行通信，無須網關；通過鑒權認證和安全能力平臺及終端側非對稱加密，實現端到端保障業務安全。公租房管理系統的結構如圖1所示。

圖1 公租房管理系統結構示意圖

1.2 功能模塊說明

（1）公租房管理模塊

公租房管理模塊對房源信息、租客信息、租客入退住、異常闖入告警、轉租和空置告警進行管理[5]。房源信息包括樓棟、單元和房間管理；租客信息包括租客及家庭成員的基本信息、指靜脈信息以及租賃周期管理；租客入退住用于為租客及家庭成員授權入住及退租；異常闖入告警通過房間和鎖具的唯一綁定關系，在發生異常闖入時及時為業主和公租房管理中心提供告警信息；轉租告警用于提示管理方公租房私下被轉租，空置告警用于提示房間長時間無人居住[6]。

（2）物聯設備管理模塊

物聯設備管理模塊對指靜脈鎖的基礎信息、通信狀態和設備狀態進行管理；設備后臺能24 h監測并展示門鎖設備的狀態信息。門鎖每次開鎖操作都會同步上傳信息，同時門鎖設備每4 h上報一次狀態信息至后臺，包括電池電量信息、設備信號強度、開關狀態，由此來判斷設備的運行情況是否正常。系統會實時監測門鎖設備的異常數據信息（門鎖異常開啟、設備信息丟失、電量過低等，對數據異常情況及時產生告警信息，并將信息通過PC彈窗、手機APP、短信等方式推送至相應的管理者和用戶。

（3）智能化實施

公租房管理系統通過基于NB-IoT通信的指靜脈智能門鎖進行平臺與硬件間的交互。施工運維公眾號用于管理鎖具安裝中的通信參數設置、數據調試以及后期維保的工單流轉；租戶端公眾號為租戶提供接收通知公告、接收異常闖入告警信息等服務。

鎖具的安裝實施按照圖2所示的流程進行。

圖2 鎖具施工流程示意圖

通過公租房管理平臺維護公租房的基本信息，并將樓棟、單元和房間號等基本信息以安裝任務的形式下發至實施運維公眾號，施工人員現場完成鎖具安裝后，通過實施運維公眾號進行通信聯調，并逐一核對鎖具與房間的匹配情況，最終實現鎖具與公租房管理平臺的應用聯動。

1.3 指靜脈門鎖

本系統所使用的指靜脈鎖通過指靜脈識別模塊獲取指靜脈信息，即利用CCD攝像頭獲取個人手指靜脈分布圖[7]；依據專用比對算法從中提取特征值，將數字圖像和特征值存貯在云端并且可以下發到鎖具終端；采用復雜的匹配算法對手指靜脈特征進行匹配，從而對個人進行身份鑒定，確認身份。與其他生物識別技術相比，指靜脈認證技術具備以下主要優勢[8]：

（1）采用生物識別技術，不會遺失、不會被竊、無記憶密碼負擔。

（2）人體內部信息不受表皮粗糙、外部環境（溫度、濕度）的影響。

（3）適用人群廣，準確率高，不可復制、不可偽造，安全便捷。

由于指靜脈信息具有唯一活體識別和不可復制的特性，為公租房轉租和空置管理提供了有效的控制手段[9]。

1.4 通信方式

本系統采用NB-IoT通信，網絡可以直接部署于GSM網絡、UMTS網絡、LTE網絡。在同樣的頻段下，NB-IoT比現有的網絡增益20 dB，覆蓋面積可擴大100倍，無須另配網關，即可實現手機APP端、PC端的管理[10]。傳統的WiFi智能鎖、藍牙智能鎖需要另配網關才能夠實現手機APP遠程管理；而NB-IoT智能鎖能夠有效地解決這個問題，幫助工程商省掉全屋覆蓋WiFi信號的步驟，大大地節約了成本和時間。同時，NB-IoT為運營商級別的通信，其安全性得到了保證，是任何需要架設網關的智能門鎖無法相比的[1]。

2 系統使用說明

完成鎖具安裝和基礎的房間信息配置之后，公祖房管理系統可以正式投入運營和使用。正式投入運營的系統，其使用角色為房管局和房客，房管局使用該系統實現基礎的人員信息管理、指靜脈信息采集、遠程控制開鎖權限及下發繳費通知等操作，可及時接收異常闖入信息以及對鎖具的狀態進行監測和跟蹤；房客通過該公眾號系統接收通知和上報故障。該系統正式投入運營后的使用工作流程如圖3所示。

圖3 系統使用工作流程

公租房管理系統可按照如下步驟投入使用：

（1）房管局通過公租房管理平臺錄入房客的基本信息，并采集房客的指靜脈信息。

（2）為房客分配房間，確定租住時間，將房客的指靜脈信息和有效入駐時間下發到鎖具，房客可自助入住。

（3）對于未按期繳納房租的房客，若經催繳仍不繳納房租，可通過公租房管理平臺暫停該房客的開鎖權限。

（4）若房客補繳房租后可重新開放房客的開鎖權限，若房客未補繳房租則重回步驟（3）。

（5）房客申請退租后，可通過公租房管理平臺收回用戶的開鎖權限。

3 系統的創新功能分析

（1）本系統通過使用指靜脈識別，對租客身份進行唯一性驗證，實現公租房實名制入住，有效控制房源私下轉租。

（2）本系統通過對租客開鎖時間與開鎖次數信息的采集，對長時間無人居住的房間進行提示和告警，及時獲取房源空置信息。

（3）本系統通過收集對鎖具暴力拆卸和異常闖入的告警信息，保障租戶的入住安全，并保證房間與鎖具的唯一綁定關系。

4 結 語

基于NB-IoT通信和指靜脈智能門鎖的公租房管理系統可簡化租客申請和入住流程，保障入住安全，并嚴格控制公租房轉租和空置問題，可實現智能化實施和少人化管理，解決當前公租房管理中窗口化管理和駐點運營的問題，可極大地降低公租房運營成本，切實解決了本領域的痛點和難點。