基于RFID技术的门禁系统的研究和设计

发布时间：2017-03-25 05:06

  本文关键词：基于RFID技术的门禁系统的研究和设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：射频识别(Radio Frequency Identification,简称RFID)技术是通过电磁波的方式实现非接触式通信,与被标记物体进行数据交换。近年来,射频识别技术发展迅速,被广泛应用于物流追踪、供应链管理、仓储管理、医疗、安防等行业,是近年来发展比较迅速的一种自动识别技术。本文主要研究了射频识别系统的安全性以及设计和实现了基于射频识别技术的门禁系统。首先研究了RFID系统的组成和工作原理,RFID技术的应用极大提高了各种设施的便捷性和可用性。然而由于无线通信信道不安全,并且系统计算和存储资源有限,RFID技术存在着一些安全和隐私问题。本文根据目前存在的一些解决安全问题的算法,分析各种协议的安全性和优缺点,实现了Lock Hash?协议的认证过程模拟,分析了应用在RFID系统中的多密钥算法及其安全性问题,简要分析了TEA算法。本文设计并实现了一个基于RFID技术的门禁系统,在进行需求分析之后,确定了门禁系统的相关功能。分析比较各种芯片和读卡器的性能,确定硬件选型。对RFID门禁系统硬件进行了设计和实现,确定了各个模块之间的通信方式。采用模块化的设计思路进行软件设计,软件部分分为主程序模块、初始化模块、读卡模块、门锁控制模块。分别介绍了各个模块的工作流程、设计和实现,并编写了可用上位机控制的读写卡程序和发卡、注销卡以及对射频卡存储部分读写权限进行控制的程序。最后,我们还对RFID门禁系统进行了性能测试和评估。提出了基于Hash-Lock协议的一种改进的安全认证协议,并用在本文的门禁系统通信认证中。分析了本系统采用的认证协议的安全性,并与其它通用协议从五个方面进行安全性能的对比,对比结果表明改进的认证协议具有较高的安全性。然后进一步从系统可靠性和安全性两个方面对系统进行分析和评估,通过样本测试可以看出,本系统具有比较高的安全性和可靠性。
【关键词】：射频识别 门禁系统 认证协议 射频卡 读卡器
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题研究背景8-9
• 1.2 选题的目的和意义9-10
• 1.3 国内外相关领域研究现状分析10-16
• 1.3.1 RFID技术国内外研究现状10-14
• 1.3.2 RFID门禁系统国内外研究现状14-16
• 1.4 论文主要研究内容与贡献16-17
• 1.5 论文内容及结构17-18
• 第2章RFID门禁系统概述18-30
• 2.1 RFID系统概述18-20
• 2.1.1 电子标签18-20
• 2.1.2 读写器和天线20
• 2.1.3 应用软件系统20
• 2.2 RFID射频识别系统的工作过程20-21
• 2.3 RFID系统存在的问题21-22
• 2.4 RFID系统安全问题的应对措施22-26
• 2.4.1 基于Hash函数的协议22-25
• 2.4.2 多密钥加密算法25-26
• 2.4.3 TEA算法26
• 2.5 RFID门禁系统总体设计26-29
• 2.5.1 RFID门禁系统基本功能27-28
• 2.5.2 RFID门禁系统的设计原则28
• 2.5.3 RFID门禁系统的模块设计和工作过程28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章RFID门禁系统硬件设计和实现30-45
• 3.1 硬件选型30-31
• 3.2 MIFARE卡的介绍31-35
• 3.2.1 Mifare1 卡的特点和存储结构31-32
• 3.2.2 Mifare1 卡的工作原理32-33
• 3.2.3 Mifare1 卡的工作过程33-34
• 3.2.4 Mifare1 卡的安全性设计34-35
• 3.3 射频读卡器微处理器模块设计与实现35-38
• 3.3.1 PIC16F1823 单片机简介35-36
• 3.3.2 PIC16F1823 单片机主同步串行口模块36-37
• 3.3.3 PIC16F1823 单片机的存储结构37-38
• 3.3.4 PIC16F1823 单片机的电路设计和实现38
• 3.4 读卡器设计与实现38-42
• 3.4.1 MF RC522 的基本特性40
• 3.4.2 MFRC522 的寄存器设置40
• 3.4.3 MFRC522 的数字接口40-42
• 3.5 天线设计42-43
• 3.6 RFID门禁系统的硬件实现43
• 3.7 系统其它相关问题43-44
• 3.8 本章小结44-45
• 第4章 RFID门禁系统软件设计与实现45-57
• 4.1 实验开发环境45
• 4.2 软件系统的模块设计45-55
• 4.2.1 主程序模块设计与实现46-47
• 4.2.2 初始化模块设计与实现47-48
• 4.2.3 读卡模块设计与实现48-54
• 4.2.4 门锁控制模块54-55
• 4.3 MIFARE1 S50 卡的发放和注销55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章RFID门禁系统安全性的评估57-62
• 5.1 基于HASH函数的认证协议57-59
• 5.1.1 协议描述57-58
• 5.1.2 协议的安全性分析58-59
• 5.2 系统性能测试59-61
• 5.2.1 系统性能测试方法59-60
• 5.2.2 系统性能测试结果60-61
• 5.3 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果67-69
• 致谢69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 何滔;;RFID在智能门禁系统中的设计[J];电子技术与软件工程;2013年10期

2 姚烨豪;毛建华;马伟伟;;基于语音识别和RFID技术的智能门禁系统研究[J];科技信息;2012年02期

3 李平;孙利民;吴佳英;方庆;谢晋阳;周博翔;;基于可离散处理的RFID防碰撞混杂算法研究[J];通信学报;2013年08期

4 彭昭;刘威;马选斌;杨宗凯;;RFID系统安全与隐私问题研究[J];微电子学与计算机;2007年08期

  本文关键词：基于RFID技术的门禁系统的研究和设计，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：266689