【正文】 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定 ,同意學(xué)校保留 并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版 ,允許論文被查閱和借閱?；?RFID 技術(shù)的智能門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)碩士論文 CiassifiedInd x:?TH??8?6??5? UDC: l730837 SecrecyRate: 進(jìn) !i 曼 UniversityCode: !墨 2 ThesisfortheDegreeofM? 1一 ■ ● Englneering THEDESIGNOFENTRANCEGUARD CoNTRoLSYSTEMBASEDoNRFID Candidate:ZhangJie Supervisor: AcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineering Specialty:CommunicationandInformationSystem DateofDefense:May29tb,2021 March10 也 2021 JfJlllIfl/HlrflIlllr/ll/IIIJf Ill If Y1714465 河北科技大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明 :所呈交的學(xué)位論文 ,是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下 ,獨(dú)立進(jìn)行研究工 作所取得的成果。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 本學(xué)位論文屬于 ‘留 ,不保密。 門禁控制系統(tǒng)是采用現(xiàn)代電子與信息技術(shù)控制建筑物內(nèi)外的出 /入 ,對(duì)人或物 的進(jìn) /出 ,實(shí)行放、行、拒絕、記錄和報(bào)警等操作的一種電子自動(dòng)化系統(tǒng)。管理人員能夠利用門禁系統(tǒng)隨時(shí)設(shè)置、識(shí)別人員的權(quán)限 ,直接控制了人 員的非法進(jìn)入 ,實(shí)時(shí)記錄每個(gè)受控區(qū)域進(jìn)出的人員、時(shí)間 ,出現(xiàn)問題時(shí) ,可查閱歷 史記錄 ,分析進(jìn)出人員。硬件部分采用模塊化的設(shè)計(jì)思 想 ,以讀寫芯片 MFRC500 為核心 ,結(jié)合主控模塊 AT89C52,RS232 接口電路 ,設(shè)計(jì) 溪 /發(fā)卡器的硬件電路 ,實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻卡的控制與中心控制機(jī)之間的互通。 關(guān)鍵詞射頻卡 。MFRC500。MFRC500。 以射頻識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ) ,依照國際標(biāo)準(zhǔn) IS014443,設(shè)計(jì)出一種完整的非接觸式 IC 卡 讀寫模塊并提出網(wǎng)絡(luò)化門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。第 2 章 :基于 RFID 的門禁系統(tǒng)理論研究基礎(chǔ)。 第 4 章 :門禁系統(tǒng)下位機(jī)程序設(shè)計(jì)。 在文章的最后 ,對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面的總結(jié) ,提出了后續(xù)研究的方向。射頻識(shí)別應(yīng)用電磁場 , 以非接觸、無視覺、高可靠的方式傳遞特定識(shí)別信息。應(yīng)用和不斷增長的市 場需求是技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力 ,射頻識(shí)別系統(tǒng)的產(chǎn)品是市場增長最快的電子產(chǎn)品之一 , 具有極好的產(chǎn)業(yè)前景。 213 禁系統(tǒng)在新的領(lǐng)域物流應(yīng)用提出了新的待解決方案。 6 高級(jí)智能型門禁控制系統(tǒng)是當(dāng)前門禁系統(tǒng)的重要發(fā)展方向 ,高級(jí)智能型門禁系 統(tǒng)是一種聯(lián)網(wǎng)式門禁系統(tǒng) ,功能也比較完善。國外門禁系統(tǒng)的知識(shí)品牌有美國的休斯 HID、西屋 wsE、洛泰克 NTK,以色列的 DDS、英國的集寶等品牌。 在亞洲和中國 ,門 禁系統(tǒng)分別處于成長期和初始階段。德國、 英國次之 。 第 1 章緒論 第 1 章 緒論 課題研究的背景及意義 近幾年來隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展 ,也產(chǎn)生了不少安全隱患。 智能門禁系統(tǒng)因此產(chǎn)生。在樓門口、電梯等處安裝控制裝置 ,例如 : 讀卡器、指紋讀取器、密碼鍵盤等 ,住戶要想進(jìn)入 ,必須有卡或輸入正確的密碼 , 或按專用手指才能獲準(zhǔn)通過。同時(shí) , 它在功能上實(shí)現(xiàn)了通訊自動(dòng)化、辦公自動(dòng)和管理自動(dòng)化 ,以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為橋梁 ,全 面實(shí)現(xiàn)對(duì)通訊系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合管理。 企業(yè)將管理掛接在網(wǎng)絡(luò)上 ,以求實(shí)現(xiàn)簡單化、無人化、智能化系統(tǒng)的發(fā)展。由于讀寫器同射頻卡之間通過無線方式通訊 ,因此 它們都有無線收發(fā)模塊及天線或感應(yīng)線圈【 10,11】。永久性數(shù)據(jù)不可更改 ,主要存儲(chǔ)作為射頻卡的唯一 身份標(biāo)識(shí)射頻卡序列號(hào) 。射頻卡分為無源卡與有源卡 , 有源卡有內(nèi)置天線和電池 ,而無源卡只有內(nèi)置天線沒有電池 ,工作能量由讀寫器提 供?？ㄆ瑥拇鎯?chǔ)器中獲取回復(fù)的信息并經(jīng)由邏輯控 制電路送回射頻前端電路 ,然后通過天線回送給讀寫器。誤碼率是指對(duì)一組數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別時(shí) ,其中 可能出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤字符的統(tǒng)計(jì)概率 ,常用 SER 表示【 12~HJ。 河北科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 這些技術(shù)或正被淘汰 ,或只用于專業(yè)系統(tǒng)。磁性條的成本也很低 ,但是存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量小 ,容易被復(fù)制和偽造 ,安全性 低。能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體的 識(shí)別 ,并且可以單次識(shí)別多張卡 ,因此操作快捷、方便。射頻信號(hào)由兩部分信號(hào)疊加組成 :一部分是電源信號(hào) ,當(dāng)卡接收后 ,送入 卡內(nèi)的 LC 諧振電路 ,為芯片工作提供工作電壓 。它 的表面無裸露芯片 ,可防水 ,且不易產(chǎn)生靜電擊穿及彎曲損壞等問題 。工作頻 率 。 MifarelIC 射頻卡上具有先進(jìn)的數(shù)據(jù)通信加密和雙向驗(yàn)證密碼系統(tǒng) , 第 2 章基于 RFID 系統(tǒng)理論研究基礎(chǔ) 具有唯一的射頻卡系列號(hào) ,且具有防重疊功能 ,當(dāng)在射頻卡讀寫設(shè)備天線有效工作 范圍內(nèi)出現(xiàn)重疊的多張射頻卡 ,讀寫設(shè)備能夠通過防重疊功能在同一時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多 張卡片的識(shí)別。 Mifarel 射頻卡上還內(nèi)建了專項(xiàng)數(shù)學(xué)運(yùn)算電路 ,實(shí)現(xiàn)增值、減值的邏輯運(yùn)算功能 , 典型的操作時(shí)間最長不超過 lOOms,其中包括射頻卡的認(rèn)證 ,6 個(gè)扇區(qū)的讀操作 768bit, 2 個(gè)扇區(qū)的認(rèn)證 ,2 個(gè)扇區(qū)的寫操作 256bit。 Jk_Connxfl 電壓黼 I POR Controlamp。首先把接收到的正弦波轉(zhuǎn)換為方波 ,然后對(duì)其整流濾 波 ,最后通過電壓調(diào)節(jié)模塊對(duì)電壓進(jìn)行穩(wěn)壓等進(jìn)一步的處理 ,最終輸出供給卡片上 的各電路。ArithmeticUnit 等七個(gè)模塊。 2AntiColision 模塊防止卡片重疊功能。 當(dāng) CRC 結(jié)果正確時(shí) ,第 5 個(gè)字節(jié)是不被傳輸?shù)摹? 3SelectApplication 模塊主要用于卡片的選擇。讀寫器收到的“ Size”字節(jié)可能為 :80H。 MifarelP 勺核中 16 個(gè)扇區(qū)有不同的控制密鑰 ,使一卡多用成為可 能。 E 環(huán) :讀寫器收到令牌 TOKNEAB 后 ,讀寫器將對(duì)令牌 TOKENBA的 RB 隨 機(jī)數(shù)進(jìn)行解密 ,并校驗(yàn)第一次由 B 環(huán)中讀寫器發(fā)出去的隨機(jī)數(shù) AR 是否與 D環(huán)中接 收到的 TOKNEAB 中的 AR 相一致。 此單元主要對(duì)整個(gè)卡片的其他各個(gè)單元實(shí)行微操作控制 ,統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理卡片操作的 各個(gè)步驟 。若某需將數(shù)據(jù)傳送給讀寫器 ,則由控制及算術(shù)運(yùn)算單元取出 ,經(jīng)過射頻接 口電路的處理 ,通過卡片上的天線傳送給卡片讀寫器。該單元完成對(duì)數(shù)據(jù)的加密處理及密碼保護(hù)。 . 整個(gè)讀寫卡過程包括裝載密碼、詢卡、防沖突、選卡、驗(yàn)證密碼、讀寫卡和停 卡。 命令由讀卡器發(fā)出 ,根據(jù)讀寫條件受數(shù)字控制單元的控制。 第 2 章基于 RFID 系統(tǒng)理論研究基礎(chǔ) 圖 24M1 卡與讀寫器的通訊流程 咖∞ nM1 a dreader RFID 系統(tǒng)安全與隱私問題 由于 RFID 技術(shù)應(yīng)用的范圍越來越廣泛 ,人們開始對(duì) RFID 系統(tǒng)的安全和隱私問題 越來越關(guān)注。主要表現(xiàn)為 : 1 跟蹤隱私利用 RFID 閱讀器能夠讀取標(biāo)簽信息的能力來進(jìn)行跟蹤和定位。 2 限制標(biāo)簽和閱讀器之間的通信距離標(biāo)簽和閱讀器之間的通信距離可以通 過采用不同的工作頻率、天線設(shè)計(jì)、標(biāo)簽技術(shù)和閱讀器技術(shù)來加以限制 ,從而可以 降低非法接近和閱讀標(biāo)簽的風(fēng)險(xiǎn) ,但是這仍然不能規(guī)避數(shù)據(jù)傳輸中所存在的風(fēng)險(xiǎn) , 而且還以損害可部署性為代價(jià)。但是 ,這樣同時(shí)不能與采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享。當(dāng)需要通信的時(shí)候可以通過接觸來解除屏蔽。特別是當(dāng) FID 標(biāo)簽技術(shù)應(yīng)用 在零售場合 ,為了保護(hù)消費(fèi)者的隱私 ,當(dāng)消費(fèi)者在離開賣場的時(shí)候必須殺死標(biāo)簽。但是難以應(yīng)用于一些嵌入的、難以接觸的標(biāo) 簽。但是算法的計(jì)算能力以及采用的算法的 強(qiáng)度將會(huì)影響到標(biāo)簽的成本。這一方法在安全性和成本之間取得了較好的平衡。對(duì)于采用某些 標(biāo)準(zhǔn)的 RFID 應(yīng)用 ,LLjzHISO 或者 EPCglobal,標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)安全有其自己的考慮和解決。在本設(shè) 計(jì)中 ,主要研究的是被動(dòng)標(biāo)簽的安全性以及用 AES加密算法來加強(qiáng)整個(gè) RFID系統(tǒng)傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)的安全和保障持卡人信息的隱私安全。 Juels,Rivest,andSzydlo 提出的“阻滯標(biāo)簽”的方法來去防止用 戶被跟蹤。他在卡片的存取訪問控制 中采用散列鎖機(jī)制 ,并且采用隨機(jī)散列鎖機(jī)制來解決標(biāo)簽跟蹤問題。他們提 議建立一種采用非對(duì)稱加密技術(shù)機(jī)制的 RFID 系統(tǒng) ,同時(shí)配合一些需要物理訪問標(biāo)簽 的手段。未經(jīng)授權(quán)的讀卡器是不能獲取在其讀取范圍內(nèi)的標(biāo)簽的信