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基于NFC的智能门锁的设计

发布时间:2018-11-20 01:06:06 文章来源:未来智讯    
    基于NFC的智能门锁的设计作者: 李满玲 李振帆   摘 要:随着移动互联和NFC技能的飞速发展,Android智能手机作为信息终端的用途越来越大。本文提出将Android智能手机替代机械钥匙实现开/关门的作用,并且完成了对NFC智能门锁的设计,以对智能门禁系统的发展提供了一种可供参考的思绪。
  关键词:NFC 智能门锁 Android 智能门禁
  中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)02(a)-0003-02
  The Design of Intelligent Lock Based on NFC
  Li Manling1 Li Zhenfan2
  (1.The Department of industrial design,Hunan automotive engineering Career College,ZhuZhou Hunan,412001,China;
  2.Yongye intelligent lock Co.Ltd,ShenZhen Guangdong,518000,China)
  Abstract:With the rapid development of mobile Internet and NFC technology, Android intelligent mobile phone as an information terminal uses more and more.The Android intelligent mobile phone instead of mechanical keys to achieve open/closed, and completed the design of NFC intelligent door lock,in order to develop intelligent entrance guard system provides a reference method.
  Key Word:NFC;Intelligent Door Lock;Android;Intelligent Control
  随着移动互联网技能的不时发展,Android智能手机逐步成为人们生活中不可或缺的信息终端。越来越多的用户用Android智能手机代替手表、MP3、电脑等[1]。NFC(Near Field Communication)技能是一种优秀的近距离无线通讯技能,具有低功率、低价格、兼容性的特点[2]。将NFC技能和移动互联技能相联合的思绪使得智能门禁系统的发展将产生新的质的变化。用Android智能手机代替机械钥匙实现开关门将成为智能门禁系统发展的一种趋势[3]。本文主要对NFC智能门禁系统中的NFC智能门锁进行研讨,研讨的方向主要从其软件结构和硬件结构两个方面进行设计。
  1 NFC智能门锁的软件设计
  NFC智能门锁的软件设计主要包括传输数据包、程序处理流程和程序设计等三个方面的描述[4]。
  1.1 传输数据包
  NFC智能门锁的传输数据包主要是与NFC门锁监控器和NFC智能钥匙交互的数据包。
  1.2 程序处理流程
  NFC智能门锁的程序处理流程主要包括以下十二个步骤:第一步,启动主程序。第二步,检查NFC智能门锁的配置状态。第三步,根据其配置状态判断NFC智能门锁是否已初始化。第四步,若NFC智能门锁未被初始化,那么主程序判断该NFC智能门锁是否已通过USB数据接口已门禁监控中心系统相连。第五步,若该NFC智能门锁未连接门禁监控中心系统,那么主程序调用告警方法闪烁三次红灯后退出,NFC智能门锁中断事务。第六步,若该NFC智能门锁已连接门禁监控中心系统,那么主程序调用NFC智能门锁的初始化方法将门禁监控中心系统的系统名称与通信密码、门锁监控器的通信密码以及NFC智能门锁的通信密码写入NFC智能门锁的NFC芯片中的智能卡中,设置变量i的值为1。第七步,若NFC智能门锁已被初始化,那么主程序设置变量i的值为1。第八步,主程序判断变量i的值是否为1,如果变量i的值不是1,那么主程序退出,NFC智能门锁中断事务;否则,主程序进入循环接收和发送加密数据包的状态―― 监控进出NFC智能门锁的数据包。第九步,每次解密数据包前,主程序将检查当前调用的子程序是否会出现异常,若出现异常,主程序将变量i的值置为0并退出,否则将执行数据包解密程序。第十步,在解密数据包的过程中,解密程序调用数据包检查函数来检查该数据包的数据完整性。第十一步,若该数据包不完整,那么主程序销毁该数据包。第十二步,若该数据包为完整的数据包,那么主程序读取数据包解密后的包中标识符的值,并根据该值进行下一步的操作。NFC智能门锁的程序处理流程图如图1所示。
  1.3 程序设计
  NFC智能门锁抑制程序是一个长期运行在NFC智能门锁上、用于抑制NFC智能门锁的开/关门的应用程序。它主要包括一个NFC智能门锁的启动主程序类“NfcLock Actor”、一个NFC设备代办类“Proximity Device”、一个与NFC门锁监控器交换NDEF数据的类“NdefLaunchApp Record”、一个与NFC智能钥匙交换NDEF数据的类“NdefAndroid AppRecord”、一个遵循NDEF标准的类“NdefRecord”和一个枚举类型“TypeName FormatType”。其中,类“NfcLockActor”用于初始化NFC智能门锁、监控自身的事务状态并定期向NFC门锁监控器发送告警信息、接收和发送数据包、加/解密数据包以及记录日志。类“ProximityDevice”用于获取NFC智能门锁上的NFC设备,并启动NFC应用程序与NFC门锁监控器或NFC智能钥匙上的NFC应用程序进行通讯―― 两者的标签之间进行数据交换。类“NdefAndroidAppRecord”以一种更为便利的方式为NFC智能门锁与NFC智能钥匙进行通讯提供统一格式化的的NFC标签。类“NdefLaunchAppRecord”以一种更为便利的方式为NFC智能门锁与NFC门锁监控器进行通讯提供统一格式化的NFC标签。类“NdefRecord”为NFC智能门锁与NFC门锁监控器或NFC智能钥匙进行通讯提供一种通用格式的NFC标签。枚举类型“TypeNameFormatType”根据NFC论坛定义的格式,统一命名类型名称的格式。
  2 NFC智能门锁的硬件结构的设计
  NFC智能门锁的硬件结构主要由一块集成电路板、一组门锁电源、一个USB接口、一个基于ARM926的处理器芯片、两个NFC芯片、一个门锁转动机械接口和一个SD卡接口组成。门锁电源接口、USB接口、门锁抑制器芯片、NFC芯片、门锁转动机械接口和SD卡接口嵌在集成电路板上,它们之间通过集成电路板上的相关电路相连接。其中,门锁电源接口为NFC智能门锁的集成电路板及其上的各电气元件提供5V的稳定电压。USB接口是初始化NFC智能门锁的数据接口。门锁抑制器芯片为NFC智能门锁的数据交换和程序调度处理器,它主要包括一块256KB的SSD内存芯片和一个基于ARM926的微处理器芯片。
  3 结语
  本文详细描述了NFC智能门锁的软件结构和硬件结构的设计思绪,并给出了NFC智能门锁的程序处理流程图,为智能门禁系统的发展提供了可供参考的思绪。在后续的事务中,我们将继续研讨智能门禁系统中其它组件的设计,并应用于实践中。
  参考文献
  [1] Hung Ming Chen,Po Hung Chen, Yong Zan Liou,Zhi Xiong Xu,Yeni Ouyang.Design of a Smart Remote Controller Framework Based on Android Mobile Devices[J]. Scientific.Net, 2011,7:1607-1612.
  [2] NFC Forum.Type 3 Tag Operation Specification[EB/OL][2011-06-28]. http://www.nfc-forum.org.
  [3] J.Noll,J.Carlos,L.Calvet,K.Myksvoll.Admittance Services through Mobile Phone Short Messages[C].UniK, Telenor R&D,Norway.IEEE,2006.
  [4] 刘希若.无线门禁系统的设计与实现[J].科技广场,2007(7):33-40.
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