CN105006045B - Nfc手机动态密码门禁系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

NFC手机动态密码门禁系统，包括GSM模块、用户模块和液晶显示器、NFC手机、Arduino模块、NFC读卡模块、矩阵键盘和接警中心，所述GSM模块、Arduino模块和NFC读卡模块依次相连接，GSM模块还连接接警中心，Arduino模块连接液晶显示器，矩阵键盘连接Arduino模块，NFC手机通过NFC读卡模块与Arduino模块实现信息传递。本发明有益效果：本发明可实现每次NFC手机刷卡修改动态密码的功能，不存在循环使用的密码，提高门禁系统的安全性。

Description

NFC手机动态密码门禁系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及家庭安防领域，具体地说是NFC手机动态密码门禁系统及其控制方法。

背景技术

在我们的生活中安全是至关重要的，离开了安全，那么生活就变得毫无幸福、快乐可言，它关系到每个人的生活及财产是否得以保障，没有人希望自己辛辛苦苦得来的成果、所拥有的一切在突然间变得一无所有。所以说安全是美好生活的条件，安全标志着生活的质量。

家庭安防系统是指通过各种报警探测器、报警主机、摄像机、读卡器、门禁控制器、接警中心及其它安防设备为住宅提供入侵报警系统服务的一个综合性的系统。包含了三大子系统：闭路监控电视子系统，门禁子系统和入侵报警子系统。一个好的家庭安防系统是需要一个综合型的接警中心。

现有的门禁系统功能不完善，没有密码的动态修改功能，安全系数不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供NFC手机动态密码门禁系统及其控制方法，该系统将NFC手机或NFC射频卡作为门禁系统的输入装置，将移动终端作为输出装置之一，通过Arduino模块对GSM模块的控制，实现信息收发功能，通过Arduino模块对NFC读写模块的控制，实现每次移动终端刷卡修改动态密码的功能，提高了门禁系统的安全性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：NFC手机动态密码门禁系统，包括GSM模块、用户模块和液晶显示器，用户模块通过无线通讯方式与GSM模块相连接，可接收GSM模块发送的通知短信，也可对GSM模块下达指令，其特征在于：该门禁系统还包括NFC手机、Arduino模块、NFC读卡模块、矩阵键盘和接警中心，所述GSM模块、Arduino模块和NFC读卡模块依次相连接，GSM模块还连接接警中心，Arduino模块连接液晶显示器，矩阵键盘连接Arduino模块， NFC手机通过NFC读卡模块与Arduino模块实现信息传递。

进一步，通过Arduino语言编写形成一个由数字和字母组成的动态密码库，用户模块每次刷卡开门的同时系统会随机生成一个新的密码写入用户模块，实现密码的动态修改。

Arduino模块编写程序形成动态密码库所用的算法为：Y=INT(RAND()*800000+200000)&CHAR(INT(RAND()*26+65))&CHAR(INT(RAND()*26+65))&CHAR(INT(RAND()*26+65))&CHAR(INT(RAND()*26+65))。

算法中INT(RAND()*800000+200000)表示随进选取0-9中的六位数，CHAR(INT(RAND()*26+65))表示从A-Z中随机选取一个大写字母，共有四位字母。

本发明所述的用户模块是可接收和发送短信的移动设备。

本发明所述的矩阵键盘为4*4矩阵键盘，包括0—9的数字键、重置键和确认键，可实现密码修改和授予NFC手机权限的功能。

本发明所述的Arduino模块选用Arduino Uno R3。

本发明所述的NFC读卡模块选用NFC Shield模块。

本发明所述的NFC手机动态密码门禁系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：

当NFC手机靠近门禁系统开门时，NFC读卡模块读取NFC手机信息并将信息上传给Arduino模块进行信息验证处理；

步骤二：

如果Arduino模块在门禁授权ID中查询到与试图开门的NFC手机对应的账号密码，则Arduino模块给予该NFC手机授权；

如果Arduino模块在门禁授权ID中未查询到与试图开门的NFC手机对应的账号密码，则Arduino模块不给予授权，同时，试图开门的NFC手机中的信息被读取并保存，Arduino模块控制液晶显示器显示NFC手机的相关账号信息，GSM模块发送带有持卡人信息及开锁时间的短信给用户，但不启动电子锁；

步骤三：

试图开门的NFC手机中的信息被读取并保存，Arduino模块控制液晶显示器显示该NFC手机的相关账号信息；

步骤四：

电子锁启动，门被打开，系统随机生成一个新的密码写入该NFC手机；

步骤五：

GSM模块发送带有持卡人信息及开锁时间的短信给用户。

如果同一账号连刷三次还未通过，系统将会启动GSM模块发送短信给用户，通知用户有人非法开门；如果同一账号继续尝试开门，则系统会进一步发送严重警告短信给用户，同事GSM模块通知接警中心，告知有人非法入侵。

本发明的有益效果是：1.本发明将NFC手机或NFC射频卡作为门禁系统的输入装置，将移动终端作为输出装置之一，通过Arduino模块对GSM模块的控制，实现信息收发功能；2.通过Arduino模块对NFC读写模块的控制，实现每次NFC手机刷卡修改动态密码的功能，不存在循环使用的密码，安全性大大提高；3.提供了授权子系统，实现对外来的NFC卡授予权限和取消权限的功能；4.可以通过移动终端发送GSM指令来执行开锁及修改密码的功能；5.当开锁未通过次数超过预设定值时，GSM模块会自动发送信息到接警中心，大大提高了门禁系统的安全性。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明系统控制操作流程图。

具体实施方式

如图1所示，NFC手机动态密码门禁系统，包括GSM模块、用户模块和液晶显示器，用户模块通过无线通讯方式与GSM模块相连接，可接收GSM模块发送的通知短信，也可对GSM模块下达指令，其特征在于：该门禁系统还包括NFC手机、Arduino模块、NFC读卡模块、矩阵键盘和接警中心，所述GSM模块、Arduino模块和NFC读卡模块依次相连接，GSM模块还连接接警中心，Arduino模块连接液晶显示器，矩阵键盘连接Arduino模块， NFC手机通过NFC读卡模块与Arduino模块实现信息传递。

通过Arduino语言编写形成一个由数字和字母组成的动态密码库，用户模块每次刷卡开门的同时系统会随机生成一个新的密码写入用户模块，实现密码的动态修改。

Arduino模块编写程序形成动态密码库所用的算法为：Y=INT(RAND()*800000+200000)&CHAR(INT(RAND()*26+65))&CHAR(INT(RAND()*26+65))&CHAR(INT(RAND()*26+65))&CHAR(INT(RAND()*26+65))。

算法中INT(RAND()*800000+200000)表示随进选取0-9中的六位数，CHAR(INT(RAND()*26+65))表示从A-Z中随机选取一个大写字母，共有四位字母。

用户模块为可接收和发送短信的移动设备。

矩阵键盘是4*4矩阵键盘，包括0—9的数字键、重置键和确认键，可实现密码修改和授予NFC手机权限的功能。

Arduino模块选用Arduino Uno R3.

NFC读卡模块选用NFC Shield模块。

本发明所述的门禁系统由四个子系统组成：一是Arduino模块和NFC手机及NFC读卡模块组成的动态密码生成子系统；二是Arduino模块和GSM模块组成的短信报警子系统；三是Arduino模块与矩阵键盘组成的授权子系统；四是GSM模块控制的短信修改密码子系统。

当NFC手机靠近NFC读卡模块时，NFC手机与NFC读卡模块进行数据传递，同时Arduino模块控制液晶显示器显示NFC手机的相关账号信息及是否通过审核，当审核通过或未通过时均会启动GSM模块，给用户发送带有持卡人信息及开锁时间的短信；当未通过次数超过三次时，GSM模块会发送严重警告短信同时直接发送紧急信息给接警中心，实现安防的功能。数据传递的同时Arduino模块会随机调用一个动态密码作为开锁密码，并且写入NFC手机。通过矩阵键盘可以手动修改开锁密码，同时矩阵键盘还可以输入信任的SIM卡号（授权限）及取消SIM卡号（取消权限）。

进一步，不仅矩阵键盘可以授予或取消权限，在出现手机丢失情况下，有权限的手机也可以通过发送GSM指令来取消某一NFC手机的权限及修改密码，提高了安全性。

可以通过网络修改移动设备的账号和密码，提高了系统的安全性。NFC手机须提前注册账号和密码，且一个NFC手机只有一个账号和密码。当NFC手机不能使用时，用户可以通过网络，登录自己的账户，将自己的账号和密码进行修改，然后注册新的账号和密码。

下面结合具体的实例对整个门禁系统进行详细的说明：

首先用初始化程序对Arduino模块内部所存储的信息进行清零，使Arduino模块内部参数处于默认状态，一切准备就绪。当使用者手持NFC手机靠近门禁系统进行开门时，NFC读写模块产生磁场对NFC卡感应，读取NFC卡中信息并上传给Arduino模块进行信息处理，处理后的结果有两种，一种是授权，另一种是不授权。

若Arduino模块给予授权，即在门禁授权ID中查询到与之对应的账号密码，则NFC手机中的信息会被读取，同时单片机Arduino模块控制液晶显示器显示移动设备的相关账号信息，启动电子锁，GSM模块发送带有持卡人信息及开锁时间的短信给用户。

若Arduino模块不给予授权，即在门禁授权ID中查询不到与之对应的账号密码，则NFC手机中的信息也会被读取并保存，同时Arduino模块控制液晶显示器显示移动设备的相关账号信息，启动GSM模块发送带有持卡人信息及开锁时间的短信给用户，但不启动电子锁。

为了解决门禁被恶意刷多次的问题，系统设置凡是同一账号刷了三次，则系统启动监控装置，监控装置一：GSM模块，系统会记录下此账号的信息，通过GSM模块发送短信给用户，通知有人非法开门。

进一步地，启动监控装置二：接警中心，当出现三次错误时，系统发送指令启动GSM模块，GSM模块发送严重警告短信给用户，同时GSM模块会通知接警中心，告知有人非法入侵。

系统记录下恶意账号后将其加入系统预设的黑名单中，在以后开锁过程中，凡是发现有黑名单中的账号，则不需要三次错误提醒而是直接启动GSM模块和通知接警中心进入全面防盗状态。

进一步地，为了解决NFC手机丢失问题，用户可以自行登陆服务器解除权限或者用户可以拨打客服电话进行人工取消权限。权限取消成功后，优选地，通过邮件方式告知用户权限取消成功。

进一步地，为了解决嵌有NFC移动终端设备丢失问题，用户还可以通过矩阵键盘取消移动终端的权限或者修改密码。

此矩阵键盘为4*4键盘，不仅可以修改密码，取消授予权限还可以初始化Arduino模块，液晶显示器等。

进一步地，为了避免被拾NFC手机者恶意破坏，用户也可通过矩阵键盘取消NFC手机权限，通过远程定位手机及初始化手机，防止手机泄密等。

步骤五：用户可以通过移动终端远程开启电子锁，具体的说：当用户在外面时，有亲人想拜访，但是却没有NFC卡片机或NFC手机，此时他只需打个电话给用户说想开门，此时用户只需发送一条GSM指令给GSM模块中的SIM卡，GSM会自动执行指令，启动电子锁。

进一步地，当需要给移动设备授予权限时，需要用NFC读卡模块，此时只需把移动设备放在模块感应区，按下矩阵键盘的授权限键，便可对移动设备授予权限。

进一步地，当需要给移动设备解除权限时，也需要用NFC读卡模块，此时只需把移动设备放在模块感应区，按下矩阵键盘的授权限键，便可解除移动设备权限。

以上说明书中描述的只是本发明的优选实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制。

Claims (6)

1.NFC手机动态密码门禁系统，包括GSM模块、用户模块和液晶显示器，用户模块通过无线通讯方式与GSM模块相连接，可接收GSM模块发送的通知短信，也可对GSM模块下达指令，其特征在于：该门禁系统还包括NFC手机、Arduino模块、NFC读卡模块、矩阵键盘和接警中心，所述GSM模块、Arduino模块和NFC读卡模块依次相连接，GSM模块还连接接警中心，Arduino模块连接液晶显示器，矩阵键盘连接Arduino模块， NFC手机通过NFC读卡模块与Arduino模块实现信息传递；

Arduino模块编写形成一个由数字和字母组成的动态密码库，用户模块每次刷卡开门的同时系统会随机生成一个新的密码写入用户模块，实现密码的动态修改；Arduino模块编写程序形成动态密码库所用的算法为：Y=INT(RAND()*800000+200000)&CHAR(INT(RAND()*26+65))&CHAR(INT(RAND()*26+65))&CHAR(INT(RAND()*26+65))&CHAR(INT(RAND()*26+65))，算法中INT(RAND()*800000+200000)表示随机选取0-9中的六个数，CHAR(INT(RAND()*26+65))表示从A-Z中随机选取一个大写字母，共有四位字母，Y为生成的密码结果，“&”表示字符连接关系。

2.根据权利要求1所述的NFC手机动态密码门禁系统，其特征在于：所述的用户模块是可接收和发送短信的移动设备。

3.根据权利要求1所述的NFC手机动态密码门禁系统，其特征在于：所述的矩阵键盘为4*4矩阵键盘，包括0—9的数字键、重置键和确认键，可实现密码修改和授予NFC手机权限的功能。

4.根据权利要求1所述的NFC手机动态密码门禁系统，其特征在于：所述的Arduino模块选用Arduino Uno R3，NFC读卡模块选用NFC Shield模块。

5.根据权利要求1所述的NFC手机动态密码门禁系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：

当NFC手机靠近门禁系统开门时，NFC读卡模块读取NFC手机信息并将信息上传给Arduino模块进行信息验证处理；

步骤二：

如果Arduino模块在门禁授权ID中查询到与试图开门的NFC手机对应的账号密码，则Arduino模块给予该NFC手机授权；

如果Arduino模块在门禁授权ID中未查询到与试图开门的NFC手机对应的账号密码，则Arduino模块不给予授权，同时，试图开门的NFC手机中的信息被读取并保存，Arduino模块控制液晶显示器显示NFC手机的相关账号信息，GSM模块发送带有持卡人信息及开锁时间的短信给用户，但不启动电子锁

步骤三：

试图开门的NFC手机中的信息被读取并保存，Arduino模块控制液晶显示器显示该NFC手机的相关账号信息；

步骤四：

电子锁启动，门被打开，系统随机生成一个新的密码写入该NFC手机；

步骤五：

GSM模块发送带有持卡人信息及开锁时间的短信给用户。

6.根据权利要求5所述的NFC手机动态密码门禁系统的控制方法，其特征在于：如果同一账号连刷三次还未通过，系统将会启动GSM模块发送短信给用户，通知用户有人非法开门；如果同一账号继续尝试开门，则系统会进一步发送严重警告短信给用户，同时GSM模块通知接警中心，告知有人非法入侵。