何滔

摘 要：運用NFC的數(shù)字化智能技術(shù)，將門禁系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化及智能化的研究設(shè)計，通過安卓平臺，將智能門鎖、監(jiān)控器和鑰匙等進(jìn)行智能化的設(shè)計，運用通訊3G網(wǎng)絡(luò)連接器云服務(wù)器，進(jìn)行鑰匙的智能化的訪問權(quán)限的設(shè)置，通過NFC將智能門鎖和鑰匙進(jìn)行非接觸式的雙向的安全驗證，最終實現(xiàn)了出入口的門禁監(jiān)控中心的系統(tǒng)設(shè)置，采用訪問的方式，將各個出入口進(jìn)行統(tǒng)一的智能監(jiān)控，最終實現(xiàn)被授權(quán)訪問的智能門禁系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：NFC；智能門禁系統(tǒng)；云服務(wù)

中圖分類號：TU89 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）19-0094-02

Abstract： The digital intelligent technology of NFC is used to carry out the research and design of the access control system digitally and intelligently. Through the Android platform， the intelligent door lock， monitor and key are designed intelligently， and the communication 3G network connector cloud server is used. The intelligent access authority of the key is set up， and the intelligent door lock and the key are verified by NFC in a non-contact way. Finally， the system of the access control center of the entrance and exit is set up， and the way of access is adopted. Finally， the intelligent access control system which is authorized to access will be realized through the unified intelligent monitoring of each entrance and exit.

Keywords： NFC； intelligent access control system； Cloud Service

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，當(dāng)前對于門禁系統(tǒng)進(jìn)行出入口的便捷性和安全性的設(shè)計是非常熱門的課題。人們對于門禁系統(tǒng)的要求，不僅是要設(shè)計達(dá)到高科技自動化智能化的水準(zhǔn)，還嘗試了使用智能IC卡和生物特征進(jìn)行訪客身份識別。但是上述技術(shù)方案，都有一定的弊端，例如IC卡對人的識別度不高，身份辨識性較差，還有對于進(jìn)出人員的信息的監(jiān)管不夠等等。隨著智能手機(jī)平臺的快速普及，當(dāng)前，運用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行上下行數(shù)據(jù)速率的提高，采用信息終端的技術(shù)，讓鑰匙可以通過智能手機(jī)進(jìn)行操控，開啟門鎖。這一技術(shù)是建立在NFC智能手機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)上的，屬于無線通訊功能的范疇。通過這種技術(shù)，可以對IC智能卡欠缺的多用途服務(wù)整合的功能加以開發(fā)。

1 基于NFC的數(shù)字化智能門禁系統(tǒng)的功能優(yōu)勢

建立在NFC通訊協(xié)議基礎(chǔ)上的IC卡交互平臺，比一般的接觸式塑料卡片，在應(yīng)用模式上有了新的突破，運用NFC收集，可以讓智能卡在安全芯片的幫助下，讀取到IC卡針對身份識別進(jìn)行的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全交互數(shù)據(jù)，采用近距離的無線通信的方式，NFC智能手機(jī)取代了鑰匙開啟門鎖的方式，憑借NFC近距離的無線通訊功能，借助智能設(shè)備，最終實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)安全中心的各種系統(tǒng)的運行，且私人的信息被安全存儲在IC卡中，比起手機(jī)存儲，安全性更高。采用NFC手機(jī)將固定的增值機(jī)等植入，最終獲取了便利性的優(yōu)勢，降低了成本。采用NFC智能手機(jī)，啟動身份驗證，在不需要實際觸碰的前提下，進(jìn)行自動的為用戶開門的數(shù)字化智能門禁系統(tǒng)的運行[1]。

2 NFC技術(shù)

NFC設(shè)備在互聯(lián)網(wǎng)世界中作為一個安全的網(wǎng)關(guān)，滿足無線設(shè)備間數(shù)據(jù)交換的要求，實現(xiàn)更高速率的數(shù)據(jù)傳輸和通信的功能，采用讀或者寫的方式，在運行頻率上，采用非基礎(chǔ)式讀卡器的集成技術(shù)，NFC技術(shù)是無線射頻識別技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)近距離進(jìn)行通訊的技術(shù)。進(jìn)行NFC技術(shù)的運行，在單一芯片上設(shè)備間的連接最大距離的設(shè)定在10厘米以內(nèi)，在短距離的范圍內(nèi)，進(jìn)行主動的發(fā)送，NFC快速建立起來了設(shè)備的無線通信，將原有的藍(lán)牙和無線協(xié)議進(jìn)行了設(shè)定，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)通信功能進(jìn)行自動啟動，將點對點的功能加以運用，采用的技術(shù)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，主要是進(jìn)行射頻場的信號在雙向模式下識別，實現(xiàn)點對點的通信。例如被動模式下的NFC終端，范圍可以輻射到15.22MHz以上，非接觸式智能卡傳輸?shù)乃俣冗_(dá)到了106bit/s-803bit/s，可以采用主動、被動和雙向的工作模式，進(jìn)行NFC終端的射頻場的主動發(fā)送，主動模式下的NFC終端，將NFC設(shè)備進(jìn)行靠攏之后，通過初始化的設(shè)備，不需要設(shè)定安全的程序，能夠兼容無線智能卡，就能實現(xiàn)非基礎(chǔ)式的移動交互和身份識別，隨時可以接收和存儲各種信息，按照相關(guān)的歐洲計算機(jī)協(xié)會的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[2]。

3 NFC智能門禁系統(tǒng)的架構(gòu)

采用NFC智能門禁系統(tǒng)，就要進(jìn)行智能門鎖、監(jiān)控器以及鑰匙、云服務(wù)器等的設(shè)計和安裝以及運行工作，云服務(wù)器包含了主控服務(wù)器和監(jiān)控終端，通過VPN和3G網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行通訊網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，組成了NFC智能門鎖，將NFC智能鑰匙在云服務(wù)器中進(jìn)行運行，主控服務(wù)器的監(jiān)控終端，通過WAN和LAN 進(jìn)行了相應(yīng)的NFC智能門禁系統(tǒng)的運行，各自都有獨立的智能終端，對智能門鎖、監(jiān)控器和鑰匙進(jìn)行操控。

3.1 門禁監(jiān)控中心的系統(tǒng)設(shè)計

對于門鎖智能鑰匙和NFC門鎖監(jiān)控器等進(jìn)行相應(yīng)的操作，智能終端包括主控服務(wù)器和云服務(wù)器等。信息采用客戶端軟件加以保存，將門鎖的工作狀況進(jìn)行聯(lián)合的告警，能夠?qū)⒅悄荑€匙的注冊信息以及賬戶的操作信息加以激活。通過WAN和主控服務(wù)器連接起來，擁有著各自的基本信息和權(quán)限類型，采用工作狀況的訪問方式以及智能鑰匙的訪問信息，負(fù)責(zé)進(jìn)行工作站點和工作站點、賬戶部門等的更新和刪除，保存的位置是主控服務(wù)器。主控服務(wù)器的運行，包含了存儲部門和工作站點以及云服務(wù)的實例等，NFC門鎖的監(jiān)控器和智能鑰匙的訪問權(quán)限，從主控服務(wù)器中進(jìn)行信息的響應(yīng)。對于工作站點的賬戶和智能鑰匙的賬戶進(jìn)行分析，驗證主控服務(wù)器中客戶端的登錄信息可以進(jìn)行在線導(dǎo)出和打印[3]。通過LAN將客戶端的用戶登錄的情況，采用實例更新和創(chuàng)建等方法，通過網(wǎng)絡(luò)返回到智能鑰匙，處理監(jiān)控的終端的軟件是否具有合法性的問題。采用NFC智能鑰匙的請求信息，將收集完畢的信息，定時向主控服務(wù)器中發(fā)送工作狀態(tài)的信息。通過WAN轉(zhuǎn)發(fā)給主動的服務(wù)器，在注冊成WINDOWS服務(wù)的軟件之后完成的云服務(wù)器的工作中，它可以在中間信息轉(zhuǎn)發(fā)的功能的支持下，進(jìn)行相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的接收工作。

3.2 采用網(wǎng)絡(luò)接口的模式

通過VPN獲取門禁監(jiān)控中心系統(tǒng)和門鎖的工作狀況并加以分析，得到關(guān)于NFC模塊和智能門鎖的芯片之間的無線通信模式，其包含了數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)控制和NFC芯片，采用網(wǎng)絡(luò)接口的方式，運用芯片實現(xiàn)智能門鎖的管理功能，進(jìn)行日志和告警信息的傳送，將門鎖的狀態(tài)信息傳送到數(shù)據(jù)中心加以數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)控制器進(jìn)行傳遞，運用VPN將智能門鎖的訪問權(quán)限加以更新、鑰匙和智能門鎖的信息進(jìn)行刪除。信息傳遞到NFC系統(tǒng)中，進(jìn)行電源相關(guān)的通訊交互；智能門鎖經(jīng)過鎖定，可以將信息加以更新和鎖定高一級刪除。

3.3 通過NFC模塊將訪問權(quán)限加以設(shè)定

門鎖監(jiān)控器內(nèi)部采用NFC通訊模塊，訪問信息最終形成了NFC智能鑰匙通訊模式。NFC智能門鎖的工作數(shù)據(jù)使用控制器將數(shù)據(jù)和信息存儲器，通過NFC形成通訊協(xié)議，進(jìn)行智能門鎖的大門的開關(guān)控制器的設(shè)計，將門鎖進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲器、鋰電池組的安裝。日志信息包括數(shù)據(jù)存儲器對相應(yīng)的訪問權(quán)限進(jìn)行日志信息的存儲、門鎖的轉(zhuǎn)動靠機(jī)械接口和轉(zhuǎn)動機(jī)械經(jīng)過多個組成部分的設(shè)定，進(jìn)行權(quán)限信息的匹配，采用NFC門鎖監(jiān)控的方式，將數(shù)據(jù)進(jìn)行更新和保存。通過NFC通訊協(xié)議，獲取當(dāng)前進(jìn)行門鎖機(jī)械的工作狀態(tài)，傳送到NFC監(jiān)控器中，經(jīng)過門鎖監(jiān)控器的傳送，達(dá)到門禁監(jiān)控中心。對于接收的NFC模塊進(jìn)行信息的傳遞，做出相關(guān)的響應(yīng)之后，將結(jié)果進(jìn)行回傳。采用機(jī)械接口負(fù)責(zé)的方法，根據(jù)門鎖控制器的工作狀態(tài)的請求，進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)控請求的發(fā)送，回傳門鎖轉(zhuǎn)動機(jī)械接口等的開關(guān)鎖的命令，回傳后的信息包括了開關(guān)的關(guān)鍵性命令，針對NFC智能門鎖請求及控制器的工作狀態(tài)，定時檢查NFC智能門鎖的工作狀態(tài)，對數(shù)據(jù)加以回傳。門鎖轉(zhuǎn)動靠機(jī)械接口的相關(guān)負(fù)責(zé)人啟動門鎖控制器，開關(guān)智能NFC門鎖，另外，將自身的工作狀態(tài)匯報給門鎖控制器。

3.4 實現(xiàn)手機(jī)內(nèi)置的通訊接口的相互交互

NFC智能鑰匙的設(shè)計，該模塊能夠通過在智能手機(jī)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)信息接口的位置，得到了關(guān)于虛擬鑰匙軟件相關(guān)的軟件實體，形成了智能手機(jī)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置和NFC的通訊協(xié)議，通過被鎖定和權(quán)限申請，與門禁監(jiān)控系統(tǒng)的云服務(wù)NFC智能鑰匙通過與NFC進(jìn)行的智能門鎖的交互， 采用內(nèi)置的NFC功能模塊的方式，將智能手機(jī)安裝的安卓系統(tǒng)進(jìn)行運行。在鑰匙注冊得到了激活之后，進(jìn)行了鑰匙的密碼的保護(hù)和日志記錄的功能設(shè)定。

4 實驗的驗證

對于NFC智能門禁系統(tǒng)進(jìn)行了測試方案的規(guī)劃和部署，采用NFC的智能鑰匙的訪問權(quán)限的設(shè)定之后，運用門鎖的特定時間的開啟方案，將NFC門鎖監(jiān)控器的智能門鎖進(jìn)行了PIN碼的設(shè)定。訪問的權(quán)限經(jīng)過申請測試之后，啟動了被測試者的NFC的智能鑰匙的操作桌面，輸入個人 PIN碼之后，點擊確定，進(jìn)入了操作的桌面，權(quán)限設(shè)定，窗口開啟了門鎖的部署信息，通過了永久訪問權(quán)限的申請，進(jìn)行永久訪問的測試者的智能鑰匙的開發(fā)，實現(xiàn)了測試用案例訪問的分析結(jié)果，包括有權(quán)訪問和無權(quán)訪問的訪問權(quán)限的設(shè)置。采用NFC智能鑰匙進(jìn)行測試，在進(jìn)行訪問時，等候三秒時間，等待NFC智能鑰匙啟動，得到了測試的結(jié)果，將NFC測試的無線通訊距離設(shè)定在10厘米，進(jìn)行無權(quán)訪問測試后，NFC智能鑰匙中，對于測試者進(jìn)行了智能鑰匙的啟動，等候了2秒之后，得到了無法開啟門鎖，需要訪問權(quán)限的結(jié)果，經(jīng)過分析，無權(quán)訪問測試中，NFC智能鑰匙的檢測結(jié)果是非常精確[4]。有權(quán)訪問的測試，采用NFC智能鑰匙對準(zhǔn)門鎖3厘米的方法，啟動后等待了1秒鐘，手機(jī)顯示訪問成功的字樣，使用NFC智能鑰匙打開了門，整體測試時間很短，而且能夠精確地打開門鎖，此次NFC智能鑰匙的有權(quán)訪問的測試，結(jié)果是準(zhǔn)確的，對于該智能門鎖，NFC智能鑰匙擁有永久的訪問權(quán)限。

5 結(jié)束語

對于NFC通訊協(xié)議的數(shù)字化的智能門禁，采用監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計，總體來說，需要對門鎖監(jiān)控、門禁系統(tǒng)、智能門鎖和智能鑰匙進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計。開發(fā)中，要進(jìn)行測試，得到測試的結(jié)構(gòu)，方可進(jìn)行下一步的設(shè)計，設(shè)計的結(jié)果要具備提升的空間，能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量，不斷總結(jié)設(shè)計中存在的問題，為下一步如何進(jìn)行NFC芯片數(shù)據(jù)的發(fā)送和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性接觸提供技術(shù)資料。

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