何滔

摘 要：运用NFC的数字化智能技术，将门禁系统进行数字化及智能化的研究设计，通过安卓平台，将智能门锁、监控器和钥匙等进行智能化的设计，运用通讯3G网络连接器云服务器，进行钥匙的智能化的访问权限的设置，通过NFC将智能门锁和钥匙进行非接触式的双向的安全验证，最终实现了出入口的门禁监控中心的系统设置，采用访问的方式，将各个出入口进行统一的智能监控，最终实现被授权访问的智能门禁系统。

关键词：NFC；智能门禁系统；云服务

中图分类号：TU89 文献标志码：A 文章编号：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

隨着经济的发展和社会的进步，当前对于门禁系统进行出入口的便捷性和安全性的设计是非常热门的课题。人们对于门禁系统的要求，不仅是要设计达到高科技自动化智能化的水准，还尝试了使用智能IC卡和生物特征进行访客身份识别。但是上述技术方案，都有一定的弊端，例如IC卡对人的识别度不高，身份辨识性较差，还有对于进出人员的信息的监管不够等等。随着智能手机平台的快速普及，当前，运用无线网络进行上下行数据速率的提高，采用信息终端的技术，让钥匙可以通过智能手机进行操控，开启门锁。这一技术是建立在NFC智能手机的技术基础上的，属于无线通讯功能的范畴。通过这种技术，可以对IC智能卡欠缺的多用途服务整合的功能加以开发。

1 基于NFC的数字化智能门禁系统的功能优势

建立在NFC通讯协议基础上的IC卡交互平台，比一般的接触式塑料卡片，在应用模式上有了新的突破，运用NFC收集，可以让智能卡在安全芯片的帮助下，读取到IC卡针对身份识别进行的相关网络安全交互数据，采用近距离的无线通信的方式，NFC智能手机取代了钥匙开启门锁的方式，凭借NFC近距离的无线通讯功能，借助智能设备，最终实现了网络安全中心的各种系统的运行，且私人的信息被安全存储在IC卡中，比起手机存储，安全性更高。采用NFC手机将固定的增值机等植入，最终获取了便利性的优势，降低了成本。采用NFC智能手机，启动身份验证，在不需要实际触碰的前提下，进行自动的为用户开门的数字化智能门禁系统的运行[1]。

2 NFC技术

NFC设备在互联网世界中作为一个安全的网关，满足无线设备间数据交换的要求，实现更高速率的数据传输和通信的功能，采用读或者写的方式，在运行频率上，采用非基础式读卡器的集成技术，NFC技术是无线射频识别技术和互联网技术近距离进行通讯的技术。进行NFC技术的运行，在单一芯片上设备间的连接最大距离的设定在10厘米以内，在短距离的范围内，进行主动的发送，NFC快速建立起来了设备的无线通信，将原有的蓝牙和无线协议进行了设定，能够对网络通信功能进行自动启动，将点对点的功能加以运用，采用的技术符合国际标准，主要是进行射频场的信号在双向模式下识别，实现点对点的通信。例如被动模式下的NFC终端，范围可以辐射到15.22MHz以上，非接触式智能卡传输的速度达到了106bit/s-803bit/s，可以采用主动、被动和双向的工作模式，进行NFC终端的射频场的主动发送，主动模式下的NFC终端，将NFC设备进行靠拢之后，通过初始化的设备，不需要设定安全的程序，能够兼容无线智能卡，就能实现非基础式的移动交互和身份识别，随时可以接收和存储各种信息，按照相关的欧洲计算机协会的标准执行[2]。

3 NFC智能门禁系统的架构

采用NFC智能门禁系统，就要进行智能门锁、监控器以及钥匙、云服务器等的设计和安装以及运行工作，云服务器包含了主控服务器和监控终端，通过VPN和3G网络，进行通讯网络的结合，组成了NFC智能门锁，将NFC智能钥匙在云服务器中进行运行，主控服务器的监控终端，通过WAN和LAN 进行了相应的NFC智能门禁系统的运行，各自都有独立的智能终端，对智能门锁、监控器和钥匙进行操控。

3.1 门禁监控中心的系统设计

对于门锁智能钥匙和NFC门锁监控器等进行相应的操作，智能终端包括主控服务器和云服务器等。信息采用客户端软件加以保存，将门锁的工作状况进行联合的告警，能够将智能钥匙的注册信息以及账户的操作信息加以激活。通过WAN和主控服务器连接起来，拥有着各自的基本信息和权限类型，采用工作状况的访问方式以及智能钥匙的访问信息，负责进行工作站点和工作站点、账户部门等的更新和删除，保存的位置是主控服务器。主控服务器的运行，包含了存储部门和工作站点以及云服务的实例等，NFC门锁的监控器和智能钥匙的访问权限，从主控服务器中进行信息的响应。对于工作站点的账户和智能钥匙的账户进行分析，验证主控服务器中客户端的登录信息可以进行在线导出和打印[3]。通过LAN将客户端的用户登录的情况，采用实例更新和创建等方法，通过网络返回到智能钥匙，处理监控的终端的软件是否具有合法性的问题。采用NFC智能钥匙的请求信息，将收集完毕的信息，定时向主控服务器中发送工作状态的信息。通过WAN转发给主动的服务器，在注册成WINDOWS服务的软件之后完成的云服务器的工作中，它可以在中间信息轉发的功能的支持下，进行相关的网络技术的接收工作。

3.2 采用网络接口的模式

通过VPN获取门禁监控中心系统和门锁的工作状况并加以分析，得到关于NFC模块和智能门锁的芯片之间的无线通信模式，其包含了数据的中转控制和NFC芯片，采用网络接口的方式，运用芯片实现智能门锁的管理功能，进行日志和告警信息的传送，将门锁的状态信息传送到数据中心加以数据中转控制器进行传递，运用VPN将智能门锁的访问权限加以更新、钥匙和智能门锁的信息进行删除。信息传递到NFC系统中，进行电源相关的通讯交互；智能门锁经过锁定，可以将信息加以更新和锁定高一级删除。

3.3 通过NFC模块将访问权限加以设定

门锁监控器内部采用NFC通讯模块，访问信息最终形成了NFC智能钥匙通讯模式。NFC智能门锁的工作数据使用控制器将数据和信息存储器，通过NFC形成通讯协议，进行智能门锁的大门的开关控制器的设计，将门锁进行数据存储器、锂电池组的安装。日志信息包括数据存储器对相应的访问权限进行日志信息的存储、门锁的转动靠机械接口和转动机械经过多个组成部分的设定，进行权限信息的匹配，采用NFC门锁监控的方式，将数据进行更新和保存。通过NFC通讯协议，获取当前进行门锁机械的工作状态，传送到NFC监控器中，经过门锁监控器的传送，达到门禁监控中心。对于接收的NFC模块进行信息的传递，做出相关的响应之后，将结果进行回传。采用机械接口负责的方法，根据门锁控制器的工作状态的请求，进行相应的监控请求的发送，回传门锁转动机械接口等的开关锁的命令，回传后的信息包括了开关的关键性命令，针对NFC智能门锁请求及控制器的工作状态，定时检查NFC智能门锁的工作状态，对数据加以回传。门锁转动靠机械接口的相关负责人启动门锁控制器，开关智能NFC门锁，另外，将自身的工作状态汇报给门锁控制器。

3.4 实现手机内置的通讯接口的相互交互

NFC智能钥匙的设计，该模块能够通过在智能手机内的网络信息接口的位置，得到了关于虚拟钥匙软件相关的软件实体，形成了智能手机的网络设置和NFC的通讯协议，通过被锁定和权限申请，与门禁监控系统的云服务NFC智能钥匙通过与NFC进行的智能门锁的交互， 采用内置的NFC功能模块的方式，将智能手机安装的安卓系统进行运行。在钥匙注册得到了激活之后，进行了钥匙的密码的保护和日志记录的功能设定。

4 实验的验证

对于NFC智能门禁系统进行了测试方案的规划和部署，采用NFC的智能钥匙的访问权限的设定之后，运用门锁的特定时间的开启方案，将NFC门锁监控器的智能门锁进行了PIN码的设定。访问的权限经过申请测试之后，启动了被测试者的NFC的智能钥匙的操作桌面，输入个人 PIN码之后，点击确定，进入了操作的桌面，权限设定，窗口开启了门锁的部署信息，通过了永久访问权限的申请，进行永久访问的测试者的智能钥匙的开发，实现了测试用案例访问的分析结果，包括有权访问和无权访问的访问权限的设置。采用NFC智能钥匙进行测试，在进行访问时，等候三秒时间，等待NFC智能钥匙启动，得到了测试的结果，将NFC测试的无线通讯距离设定在10厘米，进行无权访问测试后，NFC智能钥匙中，对于测试者进行了智能钥匙的启动，等候了2秒之后，得到了无法开启门锁，需要访问权限的结果，经过分析，无权访问测试中，NFC智能钥匙的检测结果是非常精确[4]。有权访问的测试，采用NFC智能钥匙对准门锁3厘米的方法，启动后等待了1秒钟，手机显示访问成功的字样，使用NFC智能钥匙打开了门，整体测试时间很短，而且能够精确地打开门锁，此次NFC智能钥匙的有权访问的测试，结果是准确的，对于该智能门锁，NFC智能钥匙拥有永久的访问权限。

5 结束语

对于NFC通讯协议的数字化的智能门禁，采用监控系统的架构设计，总体来说，需要对门锁监控、门禁系统、智能门锁和智能钥匙进行系统的设计。开发中，要进行测试，得到测试的结构，方可进行下一步的设计，设计的结果要具备提升的空间，能够提高产品的质量，不断总结设计中存在的问题，为下一步如何进行NFC芯片数据的发送和数据的稳定性接触提供技术资料。

参考文献：

[1]李满玲.基于NFC的数字化智能门禁系统的设计[J].鄂州大学学报，2014（6）：108-110.

[2]张民垒.基于物联网的实验室管理系统的设计与实现[D].大连理工大学，2015.

[3]高小明.基于STM8 L的门锁控制和状态识别[J].单片机与嵌入式系统应用，2014（6）：50-53.

[4]卫锦薇，黄健，黄慧勇.基于RFID与IC的手术智能辅助区的建立[J].中国数字医学，2016（9）：58-60.