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基于PKE技术的智能家居门禁系统的研究与设计

张小军  
【摘要】:随着社会经济和科技的迅猛发展,人们对门禁系统提出了更高的要求,传统的门禁系统主要采用机械锁或刷卡认证等方式,不仅要求使用者必须手持且近距离操作,而且门钥匙容易被他人复制从而造成财产等方面的损失。因此,研制出安全方便的门禁系统具有重要的应用价值。近年来,无线射频识别技术得到了长足的发展,并被广泛地应用在身份识别和安防等行业。无钥匙被动门禁(Passive Keyless Entry,简称PKE),是基于无线射频识别的一种新型遥控技术,使用者只需要携带应答器靠近门锁,门锁就会自动打开。PKE系统会自动地对使用者的身份进行识别,安全方便,该技术目前已经被应用于汽车防盗、胎压检测和门禁系统等多个方面,具有很好的研究价值。因此,本文设计了一个以ARM+Linux为平台,以PKE技术为核心的智能家居门禁系统。本文首先阐述了国内外门禁系统的研究现状,通过分析门禁系统目前所存在的问题,从而引出本课题的研究意义。其次,对PKE系统的基本原理和关键技术进行了研究和分析,完成了 PKE高低频通信的报文格式设计。针对MICROCHIP公司推出的KEELOQ加解密算法的不足,设计并实现了一种KEELOQ+AES的改进型滚动码加解密算法。然后,结合语音识别模块、指纹识别模块和摄像头等模块,完成了嵌入式终端的硬件电路设计和软件设计,同时完成了服务器后台和前端的开发与设计,通过Web前端可实现远程监控。最后,对整个系统进行了测试和总结,主要针对PKE应答器的功耗、通信距离、加密安全性、系统稳定性以及服务器功能和压力进行测试。测试结果表明本系统运行稳定,可靠性好,达到了系统设计的要求。


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