"Seçilmiş Bildiriler" "İnternet +" Akıllı Erişim Kontrol Sistemi
Zhu Hangjiang, Pan Zhenfu, Zhu Yongli
(Kontrol ve Bilgisayar Mühendisliği Okulu, Kuzey Çin Elektrik Enerjisi Üniversitesi, Baoding, Hebei 071000)
Özet: Sistem, Bluetooth 4.0 (Bluetooth Low Electric, BLE) ve Android akıllı telefon arka plan programının Android Service bileşenine otomatik olarak bağlanmasını gerçekleştirir.Bu temelde, iBeacon vb. Akıllı kilit açma işlevi. Bunlar arasında, mesafe algılamalı kilit açma manuel işlem gerektirmez ve kullanıcı bilgisi otomatik olarak doğrulanır ve kilidi açılır, bu da kapı kilidinin esnek kontrolünü gerçekleştirir. Erişim kontrol sistemi, internete bağlanmak için WiFi kullanır ve akıllı telefonların, kilitlerin ve sunucuların ikiye ikişer bağlantısını gerçekleştirir.Erişim kontrol sisteminin durumunu gerçek zamanlı olarak geri besleyebilir.Ev kullanıcıları, cep telefonu aracılığıyla kullanıcı bilgilerini ve kilit açıcının yerinde fotoğraflarını görüntüleyebilir, bu da odayı iyileştirir Emniyet. Son olarak, fiziksel alan deneyleri yoluyla, sistemin zekası, uygunluğu ve güvenliği doğrulanır. Sistem, akıllı ev alanında geniş uygulama olanaklarına sahiptir.
Çin Kütüphanesi Sınıflandırma Numarası: TN99 belge tanımlama kodu: ADOI: 10.16157 / j.issn.0258-7998.2017.03.031
Çince alıntı biçimi: Zhu Hangjiang, Pan Zhenfu, Zhu Yongli. "İnternet +" Akıllı Erişim Kontrol Sistemi. Elektronik Teknoloji Uygulaması, 2017, 43 (3): 124-126, 131.
İngilizce alıntı biçimi: Zhu Hangjiang, Pan Zhenfu, Zhu Yongli. "İnternet +" akıllı erişim kontrol sistemi. Elektronik Tekniğin Uygulanması, 2017, 43 (3): 124-126, 131.
0 Önsöz
Android akıllı telefonlar, cep telefonu pazarının çoğunu işgal etmektedir.İletişim ağlarının gelişmesi ve işletmelerde, kişilerde ve nesnelerde akıllı yongaların geniş kullanımı, "İnternet +" dönemi için sağlam bir temel oluşturmuştur. Şu anda, çoğu insan hayatlarındaki kilitleri açmak için hala anahtarları kullanıyor, bu nedenle dışarı çıktıklarında anahtarları sık sık getirmeleri gerekiyor ve bazen kaybolduklarında karşılık gelen anahtarların eşlik etmeleri gerekiyor ki bu çok rahatsız edici. Bazı akıllı erişim kontrol sistemleri, ziyaretçilerin kimliğini tanımlamak için çoğunlukla akıllı IC kartları, parmak izleri, optik iletim şifreleri veya biyometri kullanır ve insanlar tarafından yaygın olarak kullanılan ev kilitleri için uygun değildir. Her şeyden önce, kart okuyucu yalnızca IC kartını tanıyamaz, aynı zamanda kart sahibinin kendisi olup olmadığını teyit etmek için klavye aracılığıyla kartın yerleşik kodunu da girebilir; ikincisi, yalnızca IC kartını tanıyan ve kişiyi tanımayan yönetim doğru kimlik gerçekleştiremez. Tanımlama; Ayrıca geçiş kontrol sisteminin denetimi, giren ve çıkan kişilerin bilgilerini takip edemez. Geleneksel güvenlik erişim kontrol sistemi, çevrimiçi ve dijitalleşmeyi gerçekleştirmek için acilen akıllı İnternet reformuna ihtiyaç duyar.
Bu sistem, kapı kilidini, cep telefonunu ve sunucuyu Bluetooth ve WiFi modülleri aracılığıyla birbirine bağlayarak kilide "dinleme" ve "konuşma" yeteneği verir ve yeni bir akıllı kilit tasarım modu önerir. Cep telefonu kullanıcıları, Bluetooth aracılığıyla kilitlerin açılmasını ve kapatılmasını kontrol etmek için komutlar gönderir. Daha fazla güvenlik için, kamera kilidi açarken sahnenin bir resmini çeker. Kilidi açan kullanıcının bilgileri ve fotoğrafları, WiFi aracılığıyla sunucuya gönderilir ve sunucu, verileri ailenin cep telefonuyla senkronize eder, böylece aile, evde kilidin durumunu, vücut şeklini ve hatta kilidin cep telefonundaki görünümünü bile bilebilir, böylece evde durumu gerçek zamanlı olarak anlayabilirler. Durum anormal bulunursa, zamanında yakındaki komşularla görüşebilir, hatta polisi bile arayabilirsiniz.
1 platform
1.1 Geliştirme ve Uygulama Platformu
(1) Mobil terminal: adt-bundle-eclipse + ADK18 ve üstü.
(2) Sunucu tarafı: Linux (Ubuntu 14 LTS) Qt5.2.
(3) Erişim kontrol donanımı: Windows 7, Keil.
1.2 Sistem işletim platformu
(1) Mobil terminal: Android 4.3'ün üzerindeki mobil terminalleri destekleyin.
(2) Sunucu tarafı: Sunucu Linux (Ubuntu 14 LTS).
(3) STM32F103RBT6.
2 Sistem işlevi
2.1 Genel çerçeve
HTML5 WebSocket protokolü, akıllı telefon terminalini ve bulut sunucusunu İnternet üzerinden bağlamak için kullanılır; erişim kontrol kilidi, TCP üzerinden WiFi modülü aracılığıyla bulut sunucusuyla iletişim kurar; akıllı telefon, yakın mesafedeki düşük güçlü Bluetooth aracılığıyla erişim kontrol kilidi ile iletişim kurar, böylece Kapı kilidi, sunucu ve akıllı terminal Şekil 1'de gösterildiği gibi iki döngüde birbirine bağlanır.
2.2 Kilidi başlatın
Akıllı telefon uygulamasını açın ve başlatmayı tamamlamak için kilidin üzerindeki QR kodunu tarayın. Her akıllı kilit benzersiz bir QR koduna karşılık gelir.QR kodu, akıllı kilit donanımında Bluetooth ve iBeacon bilgilerini içerir. Bu şekilde, akıllı kilide sahip kullanıcılar yalnızca kendi kilitlerini değiştirebilirler ve ilk QR kodu Şekil 2'de gösterilmiştir.
2.3 Kullanıcı ekleme ve silme
Güvenlik nedeniyle, sisteme kullanıcı eklemek bir akıllı telefon Uygulaması ve bir akıllı kilit ile yapılır. Cep telefonu kullanıcı ekle komutunu gönderir ve kullanıcı ekle yalnızca akıllı kilit üzerindeki kullanıcı ekle düğmesine basılarak eklenebilir. Eklenen kullanıcılar sunucuya senkronize edilir. Aynı şey kullanıcıları silmek için de geçerli.
2.4 Kilit açma ve talimat yürütme süreci
Bir ev kullanıcısının kilit açma işlemi Şekil 3'te gösterilmektedir.
Erişim kontrol donanımı mobil Uygulama tarafından gönderilen Bluetooth komutunu aldıktan sonraki akış şeması Şekil 4'te gösterilmektedir. Sunucu veriyi aldıktan sonra, veri tabanına kaydedilir ve bilgiler mobil Uygulama ile senkronize edilir.
3 sistem uygulaması
3.1 Kapı kilidi donanım uygulaması
Erişim kontrolünün donanım blok şeması Şekil 5'te gösterilmektedir.
3.1.1 Ana kontrol çipi
STM32F103RBT6, 72 MHz'e kadar çalışma frekansı, yerleşik yüksek hızlı bellek, zengin geliştirilmiş G / Ç bağlantı noktaları ve iki APB veri yoluna bağlı çevre birimleri ile yüksek performanslı bir ARM Cortex M332-bit RISC çekirdeği kullanır. Tüm cihaz türleri arasında iki adet 12-bit ADC, üç genel amaçlı 16-bit zamanlayıcı ve üç standart USART iletişim arayüzü bulunur.
3.1.2 Bluetooth modülü
Bluetooth ana yongası, TI tarafından geliştirilen ve Bluetooth 4.0 standardını karşılayan uygun maliyetli, düşük güçlü tek modlu bir yonga olan CC2540'ı benimser. Bluetooth seri bağlantı noktası üzerinden iletişim kurar, AT komutları Bluetooth'u sıfırlamak için AT + RESET, Bluetooth'un baud hızını yapılandırmak için AT + BAUD = x, y gibi Bluetooth'u yapılandırabilir.
3.1.3 TLN13UA06 WiFi modülü
(1) Modül, WEP64, WEP128, WPA-PSK / TKIP, WPA-PSK / CCMP, WPA2-PSK / TKIP, WPA2-PSK / dahil olmak üzere kullanıcı verilerinin güvenli aktarımını tam olarak garanti edebilen çeşitli kablosuz ağ şifreleme yöntemlerini destekler CCMP.
(2) Bu modül bir STA olarak kullanıldığında, ağ oluşturma işlemi sırasında hedef ağın BSSID adresini (yani MAC adresini) bağlama işlevini destekler. BSSID adresini bağlayarak, STA'ların yasadışı ağlara erişmesi engellenebilir ve böylece kablosuz ağın güvenliği iyileştirilebilir. Ayrıca, mesafeyi tespit ederek yasadışı bir izinsiz giriş olup olmadığına karar veren daha güvenli bir tespit yöntemi de vardır.
(3) Modül, yerleşik bir tam TCP / IP protokol yığınına sahiptir, TCP / UDP / ICMP / ARP / DHCP / DNS / HTTP protokollerini destekler ve AT + talimatlarına dayalı SOCKET programlama arayüzünü destekler.
3.1.4 LCD modülü
OLED likit kristal ekran modülü 0,96 inç boyutundadır, popüler I2C ve SPI arayüz iletişimini destekler, kullanımı kolaydır ve az yer kaplar.
3.1.5 Step motor sürücü çipi
Sürücü çipi ULN2003, 7 silikon NPN Darlington tüpten oluşan yüksek voltajlı, yüksek akımlı bir Darlington dizisidir. Bu devrenin özellikleri aşağıdaki gibidir:
(1) ULN2003'teki her Darlington çifti, 5 V'luk bir çalışma voltajında TTL ve CMOS devrelerine doğrudan bağlanabilen ve orijinal standart mantık tamponlarını doğrudan işleyebilen 2,7 k yedek taban direnci ile seri olarak bağlanır. Veri.
(2) ULN2003, yüksek çalışma voltajına ve yüksek çalışma akımına sahiptir.Link akımı 500 mA'ya ulaşabilir ve kapalıyken 50 V'luk bir voltaja dayanabilir.Çıkış, yüksek yük akımıyla paralel olarak da çalışabilir.
3.1.6 Kamera modülü
Mevcut DSP + kamera modülünü kullanarak yapı Şekil 6'da gösterilmektedir. UART, resim çekmeyi kontrol etmek için seri port gönderme komutları gibi işlevleri gerçekleştirmek için STM32'nin USART arayüzüne bağlanabilir.
3.2 Akıllı telefon Uygulaması işlevi gerçekleştirme
3.2.1 "Fonksiyon Anahtarı"
3 fonksiyon anahtarı vardır: mesafe anahtarı, ses anahtarı ve yön anahtarı Mevcut kilit açma kontrol modunu ayarlamak için kullanılan 3 fonksiyondan sadece biri açılabilir.
(1) Mesafe anahtarı açıldığında, iBeacon'dan gelen mesafe yayını yalnızca Android Servis arka planından izlenebilir.Uzaklık değeri 2 m'ye ulaştığında, erişim kontrol donanımına bir kilit açma komutu gönderilir. Kullanıcı akıllı telefonu kapıya yaklaştırdığında, akıllı telefon kapı kilidi mesafesini arayacak ve ilk ayarlanan mesafeye ulaştıktan sonra, kullanıcının kimliğini ve şifresini tanımlamak için otomatik olarak geçiş kontrol sistemi ile iletişime geçecektir.Eğer doğrulama başarılı olursa kapı kilidi otomatik olarak açılacaktır. Kullanıcının cep telefonunu çıkarmasına gerek yoktur, herhangi bir işlem gerektirmez, tamamen akıllıdır.
(2) Ses anahtarı açıldığında, akıllı telefon halihazırda erişim kontrol donanım denetleyicisinin Bluetooth'una bağlıysa, Android yakınlık sensörü Proximity yakınlığı algıladığında, kullanıcının konuşmasını dinlemek için ses tanıma mikrofonunu başlatır ve kullanıcı kapının açıldığını algıladığında Yani, kapı açma komutunu erişim kontrolü donanım denetleyicisine gönderir.
(3) Yön şalterini açarken, mesafe sensörü şalterini ve ses tanıma şalterini kapatın.Bluetooth bağlantısı sürdürülürse, Şekil 7'de gösterildiği gibi jiroskopu çalıştırın, yön kullanıcının cep telefonu yönünü izler. Kapı açma talimatını erişim kontrol donanımına gönderin. Erişim denetimi donanım denetleyicisi kullanıcının kimliğini başarıyla doğruladıktan sonra, kapı kilidi otomatik olarak açılır.
3.2.2 Yön ayarı
Her kullanıcı önceden ayarlanmış bir yön ayarlayabilir. "Yön anahtarı" açıldığında, duyulan yön önceden ayarlanmış yön ile tutarlıdır ve kilit açma komutu gönderilecektir Erişim kontrol donanımı kullanıcı doğrulamasını gerçekleştirdikten sonra, kilit otomatik olarak açılacaktır.
3.2.3 Keşif arayüzü
Erişim kontrolörü, erişim kontrolünün durum değişikliğini algıladığı sürece, durum verilerini sunucuya gönderecek ve bulut sunucusu, erişim kontrol sisteminin durum bilgilerini gerçek zamanlı olarak kullanıcıya gönderecek, böylece kullanıcı, erişim kontrol sistemini evde gerçek zamanlı olarak izleyebilir, kimin ve ne zaman olduğunu bilebilir. Erişim kontrol kilidine hangi işlemler yapılır, kullanıcıyı evdeki erişim kontrol durumu hakkında bilgilendirir ve ev mülkünün güvenliğini sağlar.
3.2.4 APP arka plan programı
APP arka plan hizmeti Şekil 8'de gösterilmektedir. Uygulamanın ana mantığı temelde arka plan hizmetinde çalışır, böylece kullanıcılar yeni bir deneyim, yani kolay ve hızlı bir kilit açma yöntemi gerçekleştirebilir.
4. Sonuç
Bu makale, akıllı telefonların, erişim kontrolünün ve sunucuların ikiye iki ara bağlantısını gerçekleştirmek için Bluetooth ve WiFi aktarım teknolojisini kullanır.Kullanıcılar, akıllı telefonlar aracılığıyla anahtar kilitlerini esnek bir şekilde kontrol edebilir, karmaşık kullanıcı kilidini açma sürecini azaltabilir ve kullanıcılara yeni bir deneyim getirebilir. Aynı zamanda, sistem iki boyutlu bir kod ve izleme bölümü ile tasarlanmıştır, bu da onu geleneksel kilit açma yöntemlerinden daha rahat ve daha güvenli hale getirir.
Referanslar
GARTNER A. Pazar payı analizi: Cep telefonları, dünya çapında, 4Ç13 ve 2013. (2014-02). Http://www.gartner.com/doc/2665319.
Sun Zhifeng, Shen Yimin Oteller için IC kart akıllı elektronik kapı kilit sisteminin geliştirilmesi Bilgisayar Mühendisliği ve Uygulaması, 2000, 36 (9): 160-162.
Sun Bingyang CAN veriyoluna dayalı temassız IC kart erişim kontrolü ve devriye izleme sistemi Bilgisayar Mühendisliği ve Uygulaması, 2002, 38 (19): 243-245.
Li Pengfei, Xu Zhaoxuan.Net'e dayalı ağ parmak izi erişim kontrol sisteminin tasarımı ve uygulaması Bilgisayar Mühendisliği ve Tasarımı, 2006 (12): 3571-3573.
Deng Jianzhi, Cheng Xiaohui, Li Guangjun. Görünür ışık kontrollü erişim kontrolünün geliştirilmesi Optoelektronik: Lazer, 2014 (3): 454-459.
Jin Chun, Jia Zhenmei, Liu Luyun ve diğerleri.CC2540'a Dayalı Ultra Düşük Enerjili Bluetooth Modülünün Tasarımı.Televizyon Teknolojisi, 2015, 39 (1): 60-64.
Fang Dingyi, Qi Shengde, Tang Zhanyong, et al. Akıllı ev ortamlarında Evil-Twin saldırıları için RSSI tabanlı bir algılama yöntemi. Chinese Journal of Computers, 2016 (39) .. http: //www.cnki.net/kcms/detail /11.1826.tp.20160310.1949.006.html.
