CN103198342A

CN103198342A - 一种rfid证件验证设备

Info

Publication number: CN103198342A
Application number: CN2013101350578A
Authority: CN
Inventors: 黄荣顺; 赖从沛; 蒋红梅; 张平; 高小波; 李连; 陈建昌; 潘光绪
Original assignee: Second Research Institute of CAAC
Current assignee: Second Research Institute of CAAC
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2013-07-10

Abstract

本发明公开了一种RFID证件验证设备，包括：电源单元、控制单元、SAM卡、读卡器和天线，其中，电源单元分别连接于控制单元和读卡器，为控制单元和读卡器提供电源；读卡器连接于天线上，天线用于接收RFID证件上的信号，并将该信号传递至与所述天线相连接的读卡器上；SAM卡用于实现验证设备与RFID证件的双向认证加密；所述控制单元分别连接至SAM卡和读卡器上，用于接收SAM卡和读卡器上传输的信号，并对所接收的信号进行识别和处理，实现相应的RFID证件自动识别。本发明的证件验证设备，通过集成远距离读卡器和近距离读卡器可对多种证件进行查验，对多种频率的RFID证件进行验证，具备在线无打扰自动快速识别验证。

Description

一种RFID证件验证设备

技术领域

本发明属于射频识别技术领域，具体涉及一种证件验证设备的设计。

背景技术

物联网已被确定为中国战略性新兴产业之一，而射频识别技术（Radio FrequencyIdentification，RFID）作为物联网发展的最关键技术，其应用市场必将随着物联网的发展而扩大。RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。

在民航机场、军事重地等场地，为了保证人员进出的安全防范，需要进出人员验证RFID证件的操作，由于进出人员的身份不同，因此持有的RFID证件也不同，所具有的频率也不同，不同频率的RFID证件在验证时，需要在不同的验证设备上进行验证，需要设置两套不同的识别系统；现在可以将不同频率集合在同一RFID证件上，但是与之配套的验证设备尚不能对不同频率的RFID证件进行验证，因此需要对证件验证设备进行改进，从而使之能查验不同频率的多种证件。

发明内容

本发明的发明目的是为了解决现有的验证设备不能对不同频率的RFID证件进行验证的问题，提供了一种RFID证件验证设备，可对多种证件进行查验，对多种频率的RFID证件进行验证，具备在线无打扰自动快速识别验证，具备脱机情况下验证功能，具备验证设备和证件双向认证加密功能，保证系统安全可靠。

本发明采用的技术方案为：一种RFID证件验证设备，具体包括：电源单元、控制单元、SAM卡、读卡器和天线，其中，所述电源单元分别连接于控制单元和读卡器，为所述的控制单元和读卡器提供电源；所述读卡器连接于天线上，所述天线用于接收RFID证件上的信号，并将该信号传递至与所述天线相连接的读卡器上；所述的SAM卡用于实现验证设备与RFID证件的双向认证加密；所述控制单元分别连接至SAM卡和读卡器上，用于接收SAM卡和读卡器上传输的信号，并对所接收的信号进行识别和处理，实现相应的RFID证件自动识别。

进一步的，所述的读卡器包括远距离读卡器和近距离读卡器；所述天线包括远距离读卡器天线和近距离读卡天线；所述远距离读卡器与远距离读卡天线连接，所述近距离读卡器与近距离读卡天线连接。

进一步的，还包括与控制单元相连接的环境温控单元，所述环境温控单元用于对验证设备的内部环境进行检测并控制，使验证设备的内部达到恒温。

进一步的，还包括与控制单元相连接的显示单元，所述显示单元用于对RFID证件的识别结果进行显示。

进一步的，所述电源单元包括220V高压单元和12V低压单元，所述的220V高压单元为控制单元和12V低压单元供电，所述的12V低压单元为所述的读卡器供电。

进一步的，所述SAM卡支持AES128算法或3DES算法或数字签名。

本发明的有益效果：本发明的RFID证件验证设备，通过集成远距离读卡器和近距离读卡器可对多种证件进行查验，对多种频率的RFID证件进行验证，具备在线无打扰自动快速识别验证；本发明的证件验证设备，具备在线和脱机验证功能，具备验证设备和证件双向认证加密功能，保证系统安全可靠。

附图说明

图1是本发明实施例的RFID证件验证设备的结构示意图。

图2是本发明实施例的SAM卡与数字签名配合解密流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的RFID证件验证设备的结构示意图如图1所示，具体包括：电源单元、控制单元（嵌入式计算机）、SAM卡、读卡器和天线，其中，所述电源单元分别连接于控制单元和读卡器，为所述的控制单元和读卡器提供电源；所述读卡器连接于天线上，所述天线用于接收RFID证件上的信号，并将该信号传递至与所述天线相连接的读卡器上；所述的SAM卡用于实现验证设备与证件的双向认证加密；所述控制单元分别连接至SAM卡和读卡器上，用于接收SAM卡和读卡器上传输的信号，并对所接收的信号进行识别和处理，实现相应的RFID证件自动识别。

为了实现对多种频率的RFID证件进行验证，这里的读卡器包括远距离读卡器和近距离读卡器；这里天线包括远距离读卡天线和近距离读卡天线；远距离读卡器与远距离读卡天线连接，近距离读卡器与近距离读卡天线连接。

这里还包括与控制单元相连接的环境温控单元，所述环境温控单元用于对验证设备的内部环境进行检测并控制，使验证设备的内部达到恒温，避免内部环境过高或过低对验证设备的性能的影响。

这里为了便于管理和监督，还包括与控制单元相连接的显示单元，所述显示单元用于对RFID证件的识别结果进行显示。

这里的源单元包括220V高压单元和12V低压单元，所述的220V高压单元为控制单元和12V低压单元供电，所述的12V低压单元为所述的读卡器供电，可直接用于对读卡器提供电源，使得本发明的证件验证设备，实现正常的电源供电，从而达到识别RFID证件的目的。

本发明的证件验证设备的SAM卡支持AES128算法或3DES算法或数字签名。

在控制单元上设置有RS232/RS422/RS485接口，可实现其它设备的连接。

由于采用了上述结构，电源单元主要为整个验证设备提供足够的电源，包括环境温控单元、控制单元和读卡器，保证该验证设备内部单元的正常使用，SAM卡可实现与证件的双向认证加密，从而保证该系统的安全可靠，读卡器可对读取的RFID证件的信息进行识别和读取，天线主要用于接收RFID证件上的信号，并将该信号传递至读卡器上；控制单元分别连接SAM卡和读卡器上，可接收各个单元传输的信号，并对该信号进行识别并进行处理，可实现相应的RFID证件自动识别，且可对多种证件进行查验，对多种频率的RFID证件进行验证，具备在线无打扰自动快速识别验证，具备脱机情况下验证功能，具备验证设备和证件双向认证加密功能，保证系统安全可靠。

由于采用了远距离和近距离读卡功能，具备在线无打扰自动快速识别验证，其中，远距离读卡器，可单独通过远距离读卡天线接受协议为ISO15693的RFID证件进行信息读取，读卡距离可以控制在0.5M～1.2M范围内，并传递至控制单元上进行处理；其中近距离读卡器，可单独通过近距离读卡天线接受协议为ISO14443的RFID证件进行信息读取，读卡距离在10CM以内，并传递至控制单元上进行处理；所述远距离读卡器和近距离读卡器分别连接到12V低压单元，通过解密读取加密RFID证件进行数据脱机验证功能。

该设备SAM卡中采用了改进的AES128加密算法。根据AES128算法的加密原理，采用了调用xtime子程序和模m(x)运算对AES128加密过程轮变换过程中MixColumn变换进行优化改进。该设备采用算法中的运算是按4字节（32bits）定义的，单字节可看成有限域GF(2⁸)中的一个元素，而4字节则可以看成系数在GF(2⁸)中并且次数小于4的多项式，单字节上的运算有两种：有限域GF(2⁸)上一个8次不可约多项式的模加、点乘（为方便代码实现，推出了X乘的概念），其中，这个不可约多项式为：a(x)=(03)x3+(01)x2+(01)x+(02)。MixColumn变换是对状态中各列的混淆变换，在MixColumn变换中，把一个State（算法中间的结果也需要分组，称之为状态，状态可以用以字节为元素的矩阵阵列表示）的每一列视为有限域GF(2⁸)上的一个多项式，并将此多项式与一个具有逆元的多项式a(x)进行多项式乘法，达到提高AES算法实时性和安全性的目的。

AES128算法的其它过程为本领域的公知常识，在此不再详细描述。

采用SAM卡作为密钥，该设备能够解密读取加密RFID证件数据，证件的数据包括：卡号、特定编码、合法持证人的个人信息（打印在卡表面的和其它个人信息）、合法持卡人的密码、合法持卡人指纹和合法持卡人的影像（在适当应用环境时）等。支持证卡与设备之间的相互验证。验证设备与RFID证件间发送的数据必须以密文方式进行传送，在前向信道上传输的消息不能够出现原始内容。RFID证件与读卡器间发送的数据必须以密文方式进行传送，在后向信道上传输的消息不能够出现原始内容，根据RFID证件发送给读卡器的一个信息无法推断出其他信息的内容。根据RFID证件与读卡器之间相互传输的信息的运算无法获知标签上承载的内容当获取了某一个RFID证件的信息，无法通过这个信息推断出其他RFID证件上的信息。SAM卡与数字签名配合解密流程如图2所示。

本实施例的验证设备RFID远距离读卡器天线采用圆极化方式，具体采用将一个线极化信号通过90度电桥分配成幅度相等、相位相差90度的两路信号，激励一个双线极化天线的两个正交极化的输入端，从而形成圆极化的辐射的方式，达到了能精确控制其读取范围的目的。

本发明的RFID证件验证设备，可对多种频率的RFID证件验证，包括13.56MHz，915MHz等；具备在线无打扰自动快速识别验证；具备脱机情况下验证功能；RFID多频率读卡设备集成；具备在线和脱机验证功能；带显示功能；具备验证设备和证件双向认证加密功能，保证系统安全可靠；其验证的对象包括：机场隔离区通行证件、民航地区管理特别通行证件、民航局特别通行证件、空勤人员通行证件，对多种证件进行查验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种RFID证件验证设备，具体包括：电源单元、控制单元、SAM卡、读卡器和天线，其中，所述电源单元分别连接于控制单元和读卡器，为所述的控制单元和读卡器提供电源；所述读卡器连接于天线上，所述天线用于接收RFID证件上的信号，并将该信号传递至与所述天线相连接的读卡器上；所述的SAM卡用于实现验证设备与RFID证件的双向认证加密；所述控制单元分别连接至SAM卡和读卡器上，用于接收SAM卡和读卡器上传输的信号，并对所接收的信号进行识别和处理，实现相应的RFID证件自动识别。

2.根据权利要求1所述的RFID证件验证设备，其特征在于，所述的读卡器包括远距离读卡器和近距离读卡器；所述天线包括远距离读卡天线和近距离读卡天线；所述远距离读卡器与远距离读卡天线连接，所述近距离读卡器与近距离读卡天线连接。

3.根据权利要求1所述的RFID证件验证设备，其特征在于，还包括与控制单元相连接的环境温控单元，所述环境温控单元用于对验证设备的内部环境进行检测并控制，使验证设备的内部达到恒温。

4.根据权利要求2或3所述的RFID证件验证设备，其特征在于，还包括与控制单元相连接的显示单元，所述显示单元用于对RFID证件的识别结果进行显示。

5.根据权利要求2或3所述的RFID证件验证设备，其特征在于，所述电源单元包括220V高压单元和12V低压单元，所述的220V高压单元为控制单元和12V低压单元供电，所述的12V低压单元为所述的读卡器供电。

6.根据权利要求1所述的RFID证件验证设备，其特征在于，所述SAM卡支持AES128算法或3DES算法或数字签名。

7.根据权利要求2所述的RFID证件验证设备，其特征在于，所述远距离读卡天线采用圆极化方式，具体采用将一个线极化信号通过90度电桥分配成幅度相等、相位相差90度的两路信号，激励一个双线极化天线的两个正交极化的输入端，从而形成圆极化。

8.根据权利要求2或7所述的RFID证件验证设备，其特征在于，所述远距离读卡器通过远距离读卡天线接受协议为ISO15693的RFID证件进行信息读取，所述近距离读卡器通过近距离读卡天线接受协议为ISO14443的RFID证件进行信息读取。

9.根据权利要求1所述的RFID证件验证设备，其特征在于，在所述控制单元上设置有RS232/RS422/RS485接口，可实现其它设备的连接。