基于RFID技术的电子密码锁的研究及实现

4 软件设计

电子密码锁系统的程序包括：MFRC530 对非接触式IC 卡的操作程序、MCU与MFRC530 通信中断处理程序、读写时钟芯片DS1305 及LCD 液晶显示程序、检测门和锁状态程序及 存储器读写程序等。电子密码锁主程序流程图如图3 所示。


图3 电子密码锁主程序流程图

5 存在的问题及解决方案

5.1 分布式结构和集中统一管理相结合

建立分布式电子密码锁管理系统的一个关键技术是分布在不同地方的电子密码锁与管 理中心服务器之间的数据传输方式。如果电子锁通过RS485 信号直接和服务器交互信息， 将会导致传输距离较短、信息交互速度较慢、抗干扰能力差等问题的发生。而TCP/IP 协议 则有传输速度快、传输距离无限大、通讯质量稳定、不易受到外界干扰等优点。因此，在实 现过程中，通过使用RS485-TCP/IP 通讯转换器来实现RS485 和TCP/IP 通讯协议的转换， 实现了信息的转发。

5.2 电子密码锁的隔离性

在电子密码锁系统中，将每个电子密码锁的用户信息（如卡号和密码）存储在对应电子 锁的信息存储单元中，电子锁控制器读取信息存储单元中的对应用户信息，并通过和用户输 入信息进行比较来判断当前用户的合法性，确保管理中心服务器或通信网络出现故障时，不 会影响电子锁的使用，实现电子密码锁的隔离性。

5.3 电子密码锁的防冲突性

射频卡有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，因此电子锁读写器可以“同 时”读取多张非接触式射频卡的卡内信息，但实际只读取了其中一个非接触式射频卡，通过 在液晶显示屏上显示正在处理的非接触式射频卡的卡内信息，来提示用户输入对应的密码， 解决了多个非接触式射频卡和密码出现不一致的问题。

5.4 系统的安全性

对 IC 卡信息的加密是决定IC 卡安全性的关键。由于本系统采用PHILIPS公司的Mifare 卡，它是一种智能卡（smart card），内建有中央微处理机（MCU）和ASIC 等，使卡在安全保密性、 认证逻辑、算术运算等微操作控制有序进行。要访问一个Mifare 类卡的数据，首先要完成 认证。Mifare 卡的认证采用三次认证的过程，这个过程可由自动执行Authbent1 和Authbent2 命令来实现。采用此法后，可有效防止IC 卡的非法复制与数据非法修改。在系统实现过程中，通过将非接触式IC 卡和输入用户密码结合在一起，并做好日志记录，真正实现了电 子密码锁系统的安全性。

6．结束语

系统采用高性能的控制芯片 STC89C58RD+并结合技术成熟的射频识别技术，分析了非 接触式IC 卡电子密码锁的硬件组成和软件设计，提出了一种基于射频识别技术的非接触IC 卡电子密码锁系统的解决方案。本系统的设计体现了方便、安全、可靠、高效的电子锁系统 设计理念，系统功能可以加以扩展，适用于住宅小区、商场、办公楼、学校等各种场所。实 践表明，系统运行稳定、实时性好。

本文作者创新点：(1)将射频识别技术通过非接触式IC卡应用在电子密码锁系统中，并通过选用飞利浦公司支持SPI总线的射频基站芯片MFRC530实现，保证占用系统资源少，功耗小；(2)采用分布式结构、集中统一管理方案，解决了TCP/IP协议Internet网络和RS485总线之间的协议转换，提高了系统的实时性和稳定性；(3)将非接触式IC卡和用户输入密码结合在一起，并做好日志记录，保证了电子锁的安全性；(4)当有多卡进入感应区时，通过读取并显示正在进行操作的非接触式IC卡的信息来提示用户输人相对应的密码，解决了电子锁的并发性和冲突性。

如果本文所设计的“基于RFID技术的电子密码锁的研究及实现”经过后期的进一步完善，符合国家检定的电子门锁相关标准并能投入生产，前期推广的预计效益100万(一个中等小区)。

作者：张会敏，罗中剑      来源：《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2009年第5-2期