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                    多重身份認證管理系統(RFID+紅外熱像技術)

                    添加時間:2018/07/20 來源:中北大學 作者:高曉宇
                    在參與課題項目過程中,經過廣泛調研和查找相關資料,完成了重要部位場所多重身份認證管理系統的設計,實現了系統的主要功能。系統經過驗證能夠正常運行,達到預期目標,并具有良好的穩定性及抗干擾能力。
                      以下為本篇論文正文:

                    摘要

                      當今社會是科學技術迅速發展、日新月異的信息化時代,信息技術的迅速發展大大便利了人們的工作和生活,與此同時,也帶來了一系列不易察覺的安全漏洞。目前已有的涉密機房出入管理系統已經不能完全滿足保密的需求,而出入管理系統也以越來越快的速度朝著組合認證方式以及網絡化方向發展。本文中所設計的人員進出管理系統是一套現代化的針對內部以及外部人員進出重要部位場所的多重身份認證管理系統。

                      RFID(射頻識別)腕帶識別人員身份個數、紅外熱像儀識別進出人數以及兩者與基于ARM的核心控制板電路和基于Django框架的上位機軟件的集成是本論文研究的重點。

                      根據系統的具體設計思路和功能需求分析,本論文總體結構上可以分為系統硬件設計和系統軟件設計兩部分。在系統硬件設計方面,根據系統具體工作流程和涉密機房整體架構,對相關的硬件系統進行了合乎邏輯的模塊劃分,并提出了系統的硬件設計方案,完成了 RFID 閱讀器、紅外熱像儀等傳感器設備的選型,基于 ARM 芯片的核心控制板電路設計等工作;在系統軟件設計方面,根據軟件設計總體結構框架,完成了基于FreeRTOS 嵌入式操作系統的下位機軟件以及基于 Django 框架的 PC 端上位機監控軟件的設計開發工作。

                      就目前已有的人員進出管理系統而言,本重要部位場所多重身份認證管理系統的優勢在于創造性的代替了人工錄入訪客信息,實現了人員進出重要部位場所高度智能化、自動化、數字化的管理模式。系統結構上較為簡單,成本低廉,便于使用和操作,方便系統日后的改進與升級。

                      關鍵詞:RFID,紅外熱像,人數識別,ARM ,Django

                    Abstract

                      Nowadays, the society is a information age in which the science and technology is changing rapidly. The rapid development of information technologygreatly facilitates people's work and life, at the same time, it also brings about a series of difficulties to detect security vulnerabilities.At present, the existing secret room access management system can not fully meet the security requirement, and management system is moving towards the combination of authentication and network development at a faster pace.Personnel management system designed in this thesis is a set of modern internal and external personnel into the important parts of the site of the multiple identity management system.

                      The personnel identity number of RFID wristband, identification number of import infrared thermal image and the two with Middleware based on ARM and integrated PC software based on Django framework is the focus of this thesis.According to the specific design ideas and functional requirements of the system, The overall structure of this paper can be divided into two parts: system hardware design and system software design. In the system hardware design, according to the specific workflow of the system and the overall structure of the secret room, the relevant hardware system has a logical module division, and put forward the system hardware design, and I completed the RFID reader, infrared camera,other sensor equipment selection and core control board circuit design work based on the ARM chip. In the system software design, according to the overall structure of the software design framework,I completed the design and development work of lower computer software based on FreeRTOS embedded operating system and PC side of the host computer monitoring software based on Django framework.

                      Compared with the existing staff management systems in the running speed, the multiple authentication management system mentioned in this paper has the advantage of creative places instead of the manual entry of visitors information, realizeing the staff and the important parts of places highly intelligent, automation, digital management mode. This system also owns the qualities of simpler structure, lower cost, easier operation, and more convenient for debugging and improvement in the future.

                      Keywords:RFID, infrared thermography, Number recognition,ARM,Django

                      本論文在分析了十三所涉密機房的人員進出管理具體需求的的基礎上,設計了重要部位場所多重身份認證管理系統的總體方案并對其關鍵技術展開研究。具體針對系統硬件電路的設計與 RFID 閱讀器、紅外熱像儀等外設采集設備的集成以及包括 FreeRTOS 嵌入式操作系統、PC 端上位機監控軟件的軟件系統設計進行了具體分析[37-41]。最后,經過多次現場模擬系統實驗,對整個系統的識別精度也就是人數識別準確程度進行了試驗。

                      經過數據分析,證明其誤差在允許的范圍內,能夠滿足涉密機房的人員進出管理的具體需求。

                      從本系統的實際需求和具體應用出發,論文主要對以下內容進行了深入的學習和研究,本論文共分六章。

                      第一章為緒論。本章主要介紹了本課題的研究背景,闡述對多重身份認證管理系統展開研究的意義和方法。隨后,調查了當前多重身份認證管理系統的發展過程及其優勢,根據研究的主要內容和具體任務提出了研究手段。

                      第二章主要論述重要部位場所多重身份認證管理系統總體設計以及介紹系統所需技術。

                      第三章介紹重要部位場所多重身份認證管理系統硬件設計方案。

                      第四章介紹重要部位場所多重身份認證管理系統的軟件設計和整個系統的測試結果分析。

                      第五章主要論述了重要部位場所多重身份認證管理系統的調試和運行,對系統軟硬件進行詳盡的模塊功能測試和性能測試并分析測試結果。

                      第六章為總結與展望。闡述了本系統所存在的缺陷,針對系統的缺陷提出了日后的改進方向內容,以進一步完善重要部位場所多重身份認證管理系統的性能。

                    系統硬件整體架設圖
                    系統硬件整體架設圖

                    系統硬件整體架設圖
                    系統硬件整體架設圖

                    進出機房人數記錄界面
                    進出機房人數記錄界面

                    串口通訊測試
                    串口通訊測試

                    目錄

                      第一章緒論
                          1.1 研究背景與意義
                          1.2 相關技術研究現狀
                          1.3 論文內容及安排
                      第二章重要部位場所多重身份認證管理系統設計方案
                          2.1 系統總體設計方案
                          2.2 系統軟件平臺
                          2.3 系統所需技術
                          2.4 本章小結
                      第三章系統硬件設計
                          3.1 系統總體硬件結構
                          3.2 傳感器的選擇
                              3.2.1RFID 閱讀器
                              3.2.2 紅外熱像儀16
                          3.3 系統電路設計
                              3.3.1ARM 核心控制芯片
                              3.3.2ARM 與各傳感器等設備連接電路
                              3.3.3 Ethernet 網絡通訊電路
                              3.3.4 電源電路
                          3.4 本章小結
                      第四章系統軟件設計
                          4.1 基于嵌入式操作系統的下位機軟件設計
                              4.1.1 嵌入式操作系統的選擇
                              4.1.2 FreeRTOS 嵌入式操作系統的移植
                              4.1.3 固件操作流程及其相關實現算法
                          4.2 嵌入式 TCP/IP 協議棧 LWIP
                              4.2.1 嵌入式 TCP/IP 協議棧 LWIP 簡介
                              4.2.2 socket 通信介紹
                              4.2.3 編程開發協議
                          4.3 PC 端上位機監控軟件
                              4.3.1 系統軟件結構模型
                              4.3.2 PC 端上位機監控軟件程序設計與實現
                          4.4 本章小結
                      第五章系統的調試與運行
                          5.1 實驗環境與器材
                          5.2 系統測試
                              5.2.1 系統功能測試
                              5.2.2 系統性能測試
                          5.3 本章小結
                      第六章總結與展望
                          6.1 工作總結
                          6.2 待完善的問題
                      附錄
                      參考文獻
                      攻讀碩士期間發表的論文及所取得的成果
                      致謝

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