学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于射频识别的嵌入式门禁系统设计

作　者: 朱晓林
导　师: 耿恒山
学　校: 河北工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 门禁系统 RSA算法系统安全 MFRC522 Cortex-M3
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 95次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着社会人员流动的不断增加，安防产品逐渐走进了人们的生活，门禁系统作为安防产业中的支柱项目，尤其受到社会广泛应用。门禁系统应用技术也多种多样，例如：声音识别、指纹识别、面部识别等，这些技术虽新颖，但稳定性不高，目前，最普遍使用的是智能卡门禁系统。然而如果智能卡容易被复制，那么门禁系统就形同虚设。另外，网络盗号、电话窃听层出不穷，数据一旦需要通过媒介传播时，就有可能被窃取。本文介绍了门禁系统的概念、国内外研究现状，详细分析基于射频识别的嵌入式门禁系统的需求，选择了目前市场上性价比比较高的Cortex-M3处理器和MF RC522射频读卡芯片进行门禁读卡器设计。智能卡使用北京大唐智能卡公司的CPU卡和NXP公司的Mifare卡。硬件方面实现了MF RC522射频读卡模块设计、控制器与读卡模块的SPI通信、门禁读卡器读写CPU卡和Mifare卡。软件方面使用JAVA语言和SQLServer数据库编程实现上位机软件系统，用来记录人员流动情况。在硬件方面实现对CPU卡和Mifare卡的读写，针对门禁系统存在信息传输方面保密性不够、卡片信息易被复制的两个弱点，本文在读卡器读CPU卡过程中运用RSA算法对用户ID进行加密保护，防止卡片信息容易被复制；在读卡器与PC机的信息交互过程中分别使用了RSA数字签名来保证PC机接收数据的准确和安全性，从而实现了高安全性的门禁系统，这也是本文创新点所在。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-12
  §1-1 课题来源及研究目的  9-10
    1-1-1 安防行业的发展  9
    1-1-2 门禁系统市场新需求  9-10
  §1-2 门禁系统国内外研究现状  10-11
    1-2-1 国外研究现状  10
    1-2-2 国内研究现状  10-11
  §1-3 论文的研究工作  11-12
第二章门禁系统总体设计  12-19
  §2-1 门禁系统概述  12-13
    2-1-1 门禁系统简介  12
    2-1-2 门禁系统特点  12-13
  §2-2 系统需求分析  13-15
    2-2-1 智能卡选择  13-14
    2-2-2 射频读写芯片选择  14
    2-2-3 控制器选择  14-15
  §2-3 通信协议介绍  15-16
    2-3-1 智能卡通信协议分类  15
    2-3-2 ISO/IEC14443 协议  15-16
  §2-4 系统总体设计方案  16-19
    2-4-1 功能分析  16-17
    2-4-2 系统总体流程设计  17-19
第三章门禁系统硬件设计与实现  19-38
  §3-1 门禁系统硬件  19-22
    3-1-1 门禁系统硬件组成  19
    3-1-2 硬件性能分析  19-22
  §3-2 门禁系统开发工具介绍  22-23
    3-2-1 硬件开发环境  22
    3-2-2 上位机软件开发环境  22-23
  §3-3 门禁系统硬件实现  23-35
    3-3-1 基于 MF RC522 芯片的读卡模块设计  23-24
    3-3-2 控制器 STM32 和读卡模块 MF RC522 通信方式  24-26
    3-3-3 SPI 通信方式实现  26-28
    3-3-4 MF RC522 的初始化  28-30
    3-3-5 读卡器与 MIFARE 卡交互  30-33
    3-3-6 读卡器与 CPU 卡交互  33-35
  §3-4 硬件测试  35-37
    3-4-1 读卡器读取 CPU 卡片测试  35-36
    3-4-2 读卡器读取 Mifare 卡片测试  36-37
  §3-5 本章小结  37-38
第四章非对称 RSA 安全算法实现  38-47
  §4-1 算法分类  38-39
    4-1-1 对称加密算法  38
    4-1-2 非对称加密算法  38-39
  §4-2 RSA 安全算法概述  39-40
    4-2-1 RSA 算法数字签名  39
    4-2-2 RSA 算法特点  39-40
  §4-3 RSA 算法实现  40-46
    4-3-1 生成 RSA 算法密钥  40-41
    4-3-2 实现 RSA 算法加密  41
    4-3-3 实现 CRT 五元组解密  41-43
    4-3-4 实现 RSA 算法数字签名  43-44
    4-3-5 RSA 算法实现测试  44-46
  §4-4 本章小结  46-47
第五章上位机软件设计  47-56
  §5-1 串口通信方式介绍  47-48
    5-1-1 串行通信硬件设计  47
    5-1-2 通信原理流程  47-48
  §5-2 JAVA 实现串口通信  48-51
    5-2-1 Java 串口包分类  48-49
    5-2-2 串口包安装（windows 下）  49
    5-2-3 主要的 API 函数介绍  49-50
    5-2-4 串口编程思路及主要实现  50-51
  §5-3 上位机软件总体设计  51-52
    5-3-1 上位机软件功能分析  51
    5-3-2 上位机软件设计  51-52
  §5-4 软件界面设计  52-55
    5-4-1 软件界面总框架设计  52
    5-4-2 软件主要界面设计  52-55
  §5-5 本章小结  55-56
第六章总结与展望  56-57
参考文献  57-59
附录 A  59-60
附录 B  60-61
致谢  61-62
攻读学位期间所取得的相关科研成果  62

相似论文

浙江大明山景区山地户外运动基地建设研究,G895
基于CORTEX-M3的多功能通讯接口设计,TP368.1
基于ARM Cortex-M3织带机控制系统的研究,TP273.5
基于J2EE的军官学习和训练管理系统设计与实现,TP311.52
基于Java EE框架的公文传输系统设计与实现,TP311.52
在Cortex-M3上实现基于μC/OS-Ⅱ和CAN总线的实时数据采集系统,TP274.2
基于Cortex-M3的喷气织机引纬控制系统的研制,TS103.33
基于RSA信息安全加密系统的研究与实现,TP309.7
基于Cortex-M3的智能防盗自动拨号报警系统的研究与设计,TP277
基于CORTEX-M3和CAN总线的印染联合机同步控制系统,TP273
无刷直流电机伺服系统设计,TM33
嵌入式智能交通信号控制系统的研究与实现,U491.54
基于Cortex-M3的无线射频数据采集和传输系统研究,TN929.5;TP274.2
遂宁市农发行网上银行电子支付系统的设计与实现,TP393.09
基于时间自动机模型的CBTC系统安全计算机平台的形式化验证,U284.48
基于条形码的九寨沟风景区门禁票务系统的设计与实现,TP273.5
基于GPU的密码算法实现技术研究,TP393.08
银行设备管理系统的设计与实现,TP311.52
CDCS数字电影播放服务器开发设计,TN948.45
城市一卡通系统的设计和实施,TN409
管状电机智能测试系统的设计与实现,TM306