安防系統(tǒng)中身份識(shí)別系統(tǒng)研究

呂志成 趙雙樂(lè) 姜尊然 魏　哲 段穎鍇 黃鏡陶/天津科技大學(xué)應(yīng)用文理學(xué)院

安防系統(tǒng)中身份識(shí)別系統(tǒng)研究

呂志成 趙雙樂(lè) 姜尊然 魏哲 段穎鍇 黃鏡陶/天津科技大學(xué)應(yīng)用文理學(xué)院

安防系統(tǒng)中，不僅設(shè)備需要被保護(hù)，人員的安全也是非常重要的一個(gè)保護(hù)環(huán)節(jié)。本文首先介紹了常用的身份識(shí)別手段。然后介紹了N FC技術(shù)相比于傳統(tǒng)射頻技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是。本項(xiàng)目利用N FC讀卡器和N FC卡片設(shè)計(jì)了一個(gè)人身份識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)際使用，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)具有兼容性好、功能全面、識(shí)別準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。該身份識(shí)別系統(tǒng)可用于校園，圖書(shū)館，公園，景區(qū)等重要場(chǎng)合，起到人身保護(hù)的作用。

身份識(shí)別；N FC；RFID；校園安防；B/S構(gòu)架

引言

隨著信息社會(huì)的發(fā)展，安防系統(tǒng)朝著智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)更注重設(shè)備的監(jiān)控和防護(hù)，在人身保護(hù)方面做得還不夠。如果在傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)中再加入人生理特征識(shí)別模塊，無(wú)疑會(huì)大大提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)代通信或者網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得身份識(shí)別既準(zhǔn)確又便捷。而且安防人員能夠及時(shí)獲取信息并采取下一步行動(dòng)，保護(hù)報(bào)警人人身安全。

1.常見(jiàn)的身份識(shí)別手段

射頻識(shí)別技術(shù)（RFID技術(shù)）很早就應(yīng)用于安防系統(tǒng)，可以應(yīng)用于門(mén)禁，物品防盜，身份識(shí)別等領(lǐng)域。攝像頭也可以用來(lái)進(jìn)行身份識(shí)別，其被布置在多個(gè)地點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，安保人員可以在顯示屏幕上觀察人員行為，保證人員安全。近些年網(wǎng)絡(luò)攝像頭（IP CAMERA）被廣泛使用，它可以無(wú)線方式連接網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程控制，節(jié)省布線成本，控制更靈活，是未來(lái)視頻監(jiān)控的發(fā)展方向。生物識(shí)別則是以人的某些特征作為識(shí)別的依據(jù)，包括虹膜識(shí)別、指紋識(shí)別、聲音識(shí)別、容貌識(shí)別等等，在很多安防等級(jí)要求較高的場(chǎng)合，例如高級(jí)別會(huì)議、銀行等，生物識(shí)別技術(shù)經(jīng)常出現(xiàn)在這些場(chǎng)合。

2.NFC技術(shù)

近場(chǎng)通信技術(shù)（NFC：Near Field Communication）是由射頻識(shí)別技術(shù)RFID發(fā)展而來(lái)，專注于近距離的通信和安全，其通信架構(gòu)如圖 所示[1]。當(dāng)前已有許多領(lǐng)域采用該技術(shù)，例如最新出的蘋(píng)果手機(jī)就采用NFC和指紋識(shí)別技術(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行安全認(rèn)證，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商推出帶有NFC安全模塊（SE）的SIM卡。不過(guò)NFC技術(shù)主要還是應(yīng)用于移動(dòng)支付方面，在身份識(shí)別和人身保護(hù)方面研究還不太成熟，市場(chǎng)雖有一些應(yīng)用但還比較少。眾所周知，生物識(shí)別技術(shù)常被應(yīng)用于安防系統(tǒng)中的人身識(shí)別和保護(hù)，NFC技術(shù)相對(duì)生物識(shí)別技術(shù)有著成本優(yōu)勢(shì)，生物識(shí)別技術(shù)常常需要復(fù)雜的生物識(shí)別傳感器和信號(hào)處理系統(tǒng)，而NFC技術(shù)只需要兩個(gè)成本很低的NFC設(shè)備即可完成身份識(shí)別，此外NFC設(shè)備可以大量部署還可以起到定位的作用。相比RFID技術(shù)，NFC技術(shù)傳輸距離近，這樣能夠防止信息被截獲保證安全，配合SE安全模塊可以提供更可靠的安全保護(hù)。不過(guò)，單一的NFC識(shí)別還是有很多漏洞，所以現(xiàn)在很多研究人員利用NFC的可擴(kuò)展性，結(jié)合生物識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的識(shí)別。

圖1　NFC基礎(chǔ)架構(gòu)

3.身份識(shí)別系統(tǒng)的搭建與驗(yàn)證

本系統(tǒng)框架圖如圖2所示，采用B/S技術(shù)方便管理人員的觀看和管理，利用多個(gè)NFC設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別和定位，而嵌入式則是系統(tǒng)的處理中樞。每個(gè)NFC標(biāo)簽都含有相應(yīng)的地理位置信息，幾個(gè)NFC分成一組公用一臺(tái)路由器，這些路由器都要連入總路由器中，總路由器在和電腦相連實(shí)現(xiàn)管理功能。每一天路由器都是含有嵌入式的設(shè)備，提供更強(qiáng)的處理能力。因?yàn)镹FC終端需要比較好的可靠性，在傳輸通道方面，NFC和各個(gè)路由器采用有線連接的方式，而電腦和路由器，路由器之間可以采用無(wú)線傳輸方式

圖2　NFC身份識(shí)別系統(tǒng)框架圖

3.1硬件部分

采用RDM8800模塊作為NFC的讀卡模塊，RDM8800包含PN532的NFC芯片和LGT8F88A控制芯片，使用Arduino開(kāi)發(fā)環(huán)境。嵌入式采用TINY6410開(kāi)發(fā)板來(lái)處理信息，嵌入式體積小，性能卻強(qiáng)大可靠。NFC與嵌入式可采用USB或串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，因?yàn)榍度胧酱谫Y源豐富，連線簡(jiǎn)單且編程控制串口更容易，所以本系統(tǒng)采用串口通信。

圖3　嵌入式路由器軟件運(yùn)行流程圖

3.2軟件部分

采用瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式，安裝BOA嵌入式服務(wù)器，該服務(wù)器利用CGI接口實(shí)現(xiàn)NFC的身份識(shí)別功能，CGI編程和C語(yǔ)言類似，軟件流程圖如圖 所示，處理NFC接收到的信息，完成身份的識(shí)別和定位并顯示。每個(gè)NFC終端的固件當(dāng)中都含有數(shù)字唯一的一串?dāng)?shù)字，這些數(shù)字被存儲(chǔ)在與它們相連的路由器中。NFC接收到信號(hào)時(shí)，路由器會(huì)查詢接收到的數(shù)字序列號(hào)對(duì)應(yīng)的位置信息，同時(shí)再發(fā)送到總路由器當(dāng)中?？偮酚善鲃t可以把身份和位置信息傳輸?shù)娇偙O(jiān)測(cè)端，安防管理人員則可以實(shí)時(shí)接收到報(bào)警人員的信息，包括身份信息，所處位置信息，從而可以采取下一步行動(dòng)，包括調(diào)用攝像頭進(jìn)行跟蹤監(jiān)視，喇叭警報(bào)，110報(bào)警等等。

3.3系統(tǒng)工作驗(yàn)證

本系統(tǒng)搭建后，如有人員觸發(fā)NFC讀卡器，安保人員可立即收到身份識(shí)別信息和位置信息，趕往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安防行動(dòng)或者遠(yuǎn)程控制攝像頭進(jìn)行跟蹤。本系統(tǒng)還可以添加警告設(shè)備，例如擴(kuò)音器，起到震懾的作用。

4.結(jié)論

本文討論了安防系統(tǒng)中常見(jiàn)的身份識(shí)別系統(tǒng)，并比較了這幾種識(shí)別方式，發(fā)現(xiàn)NFC作為安防中人身份識(shí)別手段具有成本低，安全可靠并且易于和其他防護(hù)措施結(jié)合的特點(diǎn)。然后設(shè)計(jì)了一種基于B/S模式的NFC身份識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別的功能，還具有體積小、可聯(lián)網(wǎng)、界面友好的優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用在很多行業(yè)。

[1]張玉清,王志強(qiáng),劉奇旭,婁嘉鵬,姚棟.近場(chǎng)通信技術(shù)的安全研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2016,06.

[2]顏敏駿.智能門(mén)禁一卡通系統(tǒng)集成技術(shù)之淺析[J].中國(guó)安防,2014,08:55-59.

[3]多樣化發(fā)展門(mén)禁系統(tǒng)凸顯創(chuàng)新意識(shí)[J].中國(guó)安防,2014,19:38-40.

[4]趙建邦.物聯(lián)網(wǎng)與安防技術(shù)融合的新應(yīng)用[J].智能建筑與城市信息,2013,03.

[5]趙建邦.集成商借助新機(jī)遇提高門(mén)禁安全及未來(lái)應(yīng)用[J].中國(guó)公共安,2013,17.

[6]黃志勇.智慧城市建設(shè)將給門(mén)禁市場(chǎng)帶來(lái)更多新契機(jī)與變化[J].中國(guó)防,2015,Z2.

趙雙樂(lè)：本文通訊作者，天津科技大學(xué)應(yīng)用文理學(xué)院，主要研究方向：測(cè)控技術(shù)與儀器。

國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（201510057188）