【正文】 式標明。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 ,本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā) 表或撰寫過的作品或成果。 口保密 ,在一年解密后適用本授權(quán)書。與此同時 ,RFID 技術(shù)在門禁管理系 統(tǒng)方面的研究與開發(fā)也趨向成熟。具體工作如下 : 1 通過調(diào)查研究 ,根據(jù)實際應用需求 ,提出了具體的門禁系統(tǒng)設計方案和上位機 所具備的主要功能 :電子鑰匙、權(quán)限管理、記錄的查詢、操作員權(quán)限的管理以及考 勤的管理。 3 射頻讀卡器的設計可分為硬件部分和軟件部分。開發(fā)出人性化 ,安全性高的系統(tǒng)操作程序。AT89C52。AT89C52。軟件系統(tǒng)包括非接觸式 IC 卡讀寫程序的 設計、防沖突程序等的設計和串口通信程序的編寫 ,以及門禁系統(tǒng)管理界面的設計。介紹了論文的研究背景和意義、門禁系統(tǒng) 的發(fā)展趨勢和國 內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及本文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排。著重介紹了讀卡器的硬件設計 ,包括讀卡器 微處理器模塊的設計、射頻讀卡器讀寫模塊的設計、天線的設計、通信模塊的設計。通過對上位 機系統(tǒng)的進行分析 ,介紹了系統(tǒng)所實現(xiàn)的主要功能 ,并在此基礎之上提出數(shù)據(jù)庫結(jié) 構(gòu)設計思想 ,數(shù)據(jù)庫的開發(fā)環(huán)境及具體的程序設計 ,最后給出系統(tǒng)的主要工作界面。它源于無線 電通信技術(shù) ,綜合了現(xiàn)代計算機智能控制、智能識別、計算機網(wǎng)絡等高新技術(shù) ,順 應了計算機集成制造系統(tǒng)、電子商務等熱點應用的發(fā)展需要。 RFID 應用領(lǐng)域眾多 ,已經(jīng)滲透到人們?nèi)粘９ぷ骱蜕畹母鱾€方面 ,給人們的社 會活動、生產(chǎn)活動、思維觀念、行為方法帶來了巨大的變革。根據(jù)當前門禁系統(tǒng)的發(fā)展狀態(tài)和近幾年門禁系統(tǒng)發(fā)展的需求 ,未來門禁系 統(tǒng)發(fā)展的趨勢將呈現(xiàn)以下特點 : 1RFtD 卡的發(fā)展趨勢為可讀寫的大容量 IC 卡 ,實現(xiàn)一卡通系統(tǒng) ,對于指紋等要 求高安全性的門禁系統(tǒng)只適用于一些特定的場合。 5 基于全國 /全世界連鎖企業(yè) ,基于 LAN/WAN 網(wǎng) 絡的異地化管理、數(shù)據(jù)共享門禁 管理系統(tǒng)。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 歐美門禁系統(tǒng)市場的發(fā)展已經(jīng)日趨成熟 ,產(chǎn)業(yè)分工細化 ,并且在國際市場上占 有較大的份額。由于技術(shù)的不斷發(fā)展和市場的逐步成熟和開放 ,門禁系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng) 打破了由個別大公司壟斷的局面 ,人們已經(jīng)可以很方便地分別從不同公司采購到各 部分設備 ,自己進行系統(tǒng)集成就可完成整套系統(tǒng)的安裝。在技術(shù)方面 ,中國目前 也有很多廠家 ,仿制國外優(yōu)秀的門禁系統(tǒng) ,但生產(chǎn) IC 卡和讀卡器的關(guān)鍵技術(shù)則被歐 美國家和部分亞洲國家所壟斷 ,并且真正形成大批量生產(chǎn)的廠家還只有美國 。雖然 國內(nèi)已經(jīng)實行“金卡工程” ,并且對于非接觸式 IC 卡的技術(shù)的開發(fā)和應用給予高度 重視 ,但是智能門禁系統(tǒng)的使用在國內(nèi)還處于發(fā)展時期 ,因此 對關(guān)于門禁系統(tǒng)的理 論進行研究就非常重要。樓宇保安系統(tǒng)不僅包括閉路電視 及防盜報警 ,此外還包括一些門鎖、防盜門、防盜網(wǎng)及 保安人員等 ,但這些遠遠不 能滿足人們?nèi)找嬖黾拥陌踩?。門禁系統(tǒng)可以控制人員的出入 ,還 可以控制人員在樓內(nèi)及敏感區(qū)域的行為。 基于 RFID 技術(shù)的門禁管理系統(tǒng)將“感應卡”與“鎖具”有機結(jié)合 ,進而由“感應卡” 替代“鑰匙” ,配合電腦實行智能化管理 ,正是由于感應卡的上市 ,使用者再也不需 要攜帶鑰匙 ,更免除了鑰匙被復制的煩惱 ,再也不必擔心財物可能蒙受損失。與此同時 ,越來越多企業(yè)建立了網(wǎng)絡系統(tǒng)并進入了國際互聯(lián)網(wǎng)組織。閱讀器可以具有讀或讀、寫的功能 ,這 取決于系統(tǒng)所用應答器的性能。 射頻卡中存儲器可存儲為幾個比特到幾十千比特的數(shù)據(jù) ,不僅可以存儲永久性 數(shù)據(jù)還可以存儲非永久性數(shù)據(jù)。讀寫器中的控制模塊完成數(shù)據(jù)接收、譯碼及執(zhí)行讀 寫器的命令 ,讀寫數(shù)據(jù)控制 ,實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全 等功能。 RFID 應用系統(tǒng)的基本工作原理是當讀寫器的射頻場范圍中出現(xiàn)非接觸式 IC卡 , 由于電磁感應產(chǎn)生感應電流 ,射頻卡中的天線將獲得的感應電流經(jīng)升壓電路為芯片 提供工作電壓 ,同時通過射頻前端電路從帶信息的感應電流中檢得數(shù)字信號并送入邏 輯控制電路 ,處理射頻卡 中的信息 。首讀率是指當對一組數(shù)據(jù)進行一次性識別時 ,其中 一次性識別成功的概率 ,常用 FRR 表示。機器視覺系統(tǒng)通常被用于自動分類和檢查產(chǎn)品的制造業(yè)中。一般的條碼是紙質(zhì)的 ,較易磨損 ,使用 壽命短。射頻卡是由 PVC 密閉封裝的 ,不易損壞 ,適于在惡劣環(huán)境中使用。射頻 卡本身是無源體 ,當射頻卡進入讀卡器的讀寫范圍 ,讀寫器發(fā)出的射頻信號被卡片 所接收。射頻卡無需專門的供電電源 ,它與讀寫器間無機械接觸 ,避免了接觸故障。卡片上無源 ,工作時的電源能量由卡片讀寫器天線發(fā)送無線 電載波信號耦合到卡片上天線而產(chǎn)生電能 ,一般可達 2V 以上 ,供卡片工作?？ㄆ现挥?IC 微晶片及一 副高效率天 線。每個扇區(qū)有多種密碼管理 方式。舭酬 c 1 . 射頻接口電路 J ATR 洲 波形轉(zhuǎn)換 AntiCoRisioa 蒯 ?洲艄 l SeIectAppljc 婦 n CrygoUnit Autltntieatianamp。其主要功能是接受讀寫器所 7 河北科技大學碩士學位論文 發(fā)送的頻率為 的無線電調(diào)制電波 ,一路送入調(diào)制 /解調(diào)模塊 ,一路進行波形 轉(zhuǎn)換 ,為卡片提供工作電壓。AccessC tr0控制及算數(shù)運算單元 Controlamp。卡片的類型TagType 號共 2 個字節(jié) ,可能為 :0004H,即代表該卡片類型為 Mifarel 系列內(nèi)核。序列號 serialNumber 存儲在卡片的 Block0,共有 5 個字節(jié) ,實際有用的為 4 個 字節(jié) ,另一個字節(jié)為序列號 SerialNumber 的校驗字節(jié)。在操作進行完 以后 ,讀卡器將與其通信的卡片置 于 HALT 狀態(tài) ,而此時未被選中的卡片就可以通過 防沖突命令再次進入選擇循環(huán)。在讀寫器收到這一字節(jié)信息后 ,便可確定能夠?qū)ㄆM行 下一步的操作 ,然后進行密鑰的下載和 校驗。當完成Select 命令后 ,對卡片的操作還需進行 Mifarel 規(guī)定的三次相互驗證環(huán)節(jié) ,并開啟數(shù)據(jù)通信 的 CryPt01 力 H 密傳輸。 D環(huán) :如果 C環(huán)校驗是正確的 ,貝 JJMifiarel卡片 向讀寫器發(fā)送令牌 TOKENBA 給讀寫器 。這一單元是內(nèi)建于卡片中 的中央微處理機 MCU 單元 ,全面控制和監(jiān)管智能卡與讀卡器之間數(shù)據(jù)交流的過程。若需 長時存儲某些數(shù)據(jù)需要由控制及算術(shù)運算單元將這些數(shù)據(jù)取出取出送到EEPROM 存 儲器中 。 6CryptoUnit 數(shù)據(jù)加密單元。 本設計采用的是無源非接觸式 IC 卡 ,其卡片距離讀卡器的有效范圍是1~15cm, 屬于近耦合卡。并且 Mifarel 卡是針對用戶便捷操作的需要來進行優(yōu)化的 ,高速的數(shù)據(jù)傳輸使 得用戶不必在讀卡器天線處停留 ,能夠形成高通過率 ,這也是本設計中所要實現(xiàn)的 一個目標。 M1 卡與讀寫器的通訊流程如圖 所示。雖然電子標簽比傳統(tǒng) 條形碼來說安全 性有了很大提高 ,但是 RFID 電子標簽也面臨著一些安全威脅。 大部分的 RFID 業(yè)內(nèi)人士越來越意識到標簽資料保密的重要性 ,并且一些廠商作 出了很大的努力去解決 RFID 的私隱問題 ,在實際應用中也提出了一些解決方案 ,例 河北科技大學碩 士學位論文 如 : 1 只讀標簽這種方式雖然能夠消除標簽數(shù)據(jù)被篡改和刪除的風險 ,但是仍 然不能避免數(shù)據(jù)被非法閱讀的風險。通過完善此非公有通信協(xié)議和編碼方案 ,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全的等 級。當在不需要閱讀和通信的時 候 ,特別是卡片內(nèi)含有金融價值和敏感數(shù)據(jù)的情況下 ,采用此方法可謂是一種行之 有效的手段。屏蔽和殺死都能夠使標簽失效 ,但后者是永久的。 6 物理損壞物理損壞通過物理手段來達到徹底銷毀標簽的目的 ,排除了殺 死命令是否能使標簽真正失效的擔憂。 更嚴格的還可能同時包括認證和加密方案。 這一方法克服或者平衡了以上方法的缺點 ,也消除了加密和認證方案帶來的高 成本性。在很 多時候 ,為了實現(xiàn) RFID 應用的安全需要采用綜合性的多種解決方案。 高級加密算法 AES 算法由于其標準性和高保密性成為加密算法的首選。 系統(tǒng)的安全機制的相關(guān)研究 現(xiàn)在 ,人們對于 RFID 系統(tǒng)的安全問題已經(jīng)做了一些研究 ,并且相關(guān)的研究成果 已在一些出版物中公示。 Weis 也提出了一種適用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的低成本標簽。 JuelsandPappu 提出了一種利用 RFID 標簽來保障紙質(zhì)貨幣的安全的方法。如果標簽只允許與經(jīng)過認證的讀卡器之間進行通信 ,那么標簽跟蹤問題就不 會存在了。標簽認證是指標簽向讀卡器證明其合法性 ,偽造的標 。這種讀 卡器和標簽之間的認證機制