基于Wi-Fi Direct的嵌入式门禁系统认证方法

摘要

随着人们生活水平的不断提高，人们对公共场所和家居的安全智能提出了更高的要求，安防问题已成为人们逐渐增加关注的焦点，发明一种先进技术的门禁系统对智能化场所是非常有必要的。而Wi-Fi Direct作为一种基于Wi-Fi的通信协议可以让客户端和服务端的信息无需热点进行交互，也可以让门禁系统的服务端和用户的通信距离较远，能通过客户端直接注册再把注册及相关信息发送给服务端的数据库保存，不需要用户很近距离的对门禁系统进行控制给用户带来一定距离控制门禁系统的体验。最近几年嵌入式系统的快速发展，由于它良好的可移植性和内核系统的可裁剪性，广泛的应用于物联网和智能家居，即减少了开发成本又方便快捷。随着移动APP和智能移动设备的飞速发展，以前必须带钱包、手机、钥匙出行已经逐渐可以替换成智能手机。从而，最新研究的门禁系统在增强安全性的同时将智能移动设备作为开门的凭证，以提供更方便更好的用户体验，采用当前火热发展的移动门禁系统的智能移动设备，能作为进入多个IT系统、建筑物和其他使用WiFi、蓝牙和NFC等应用程序的通用凭证，这些智能移动设备让用户开门变得尤为方便，而且还可以同时执行其他需要提供安全凭证的任务。Wi-Fi Direct虽然可以提供客户端和服务端之间进行远距离并且快速的交互，但是也由于它的远距离应用在门禁系统存在着一些不安全因素，比如客户端可以远距离的控制服务端的门禁系统而导致不安全，为了能够进行唯一性的识别还需要添加安全凭证的任务，例如音/视频对比认证等等。而音频传播声音的距离比视频传播图片的距离要更广泛，这样就使用了双重认证的方法，解决了不同距离的认证。因此，在这里我们提出了一种基于Wi-Fi Direct的嵌入式门禁系统认证方法，并对其进行设计与实现。
　　第一、技术和门禁系统的发展现状和存在的问题以及Wi-Fi Direct在智能移动设备上的应用前景，提出了本文系统的功能需求，系统设计的目标和系统的总体设计方案。
　　第二、(1) Android系统的移植和相关驱动的编写(2)音频发声系统或视频播放系统（用于门禁音频或视频认证识别，解决了门禁系统识别的唯一性问题，确保用户的进入状况），(3)通过Wi-Fi Direct与智能移动设备一定距离并快速的交互系统和音频或视频信息比对系统等。
　　第三、软件设计包括Wi-Fi Direct一对多的通信，门禁信息的管理和相关的应用软件设计，其中客户端的的设计包括用户的手动注册和自动登录模块、采集服务端的音频或视频信息模块。
　　第四，本文主要提供了关于门禁系统认证方法的一种创新的设计方案，用Wi-Fi Direct解决了用户与服务端交互的通信距离问题，用音频和视频认证方法解决了识别对比的唯一性问题。并对该系统测试出来的相应结果进行展示、总结与分析，为后续门禁系统的开发及相关的应用开发提供参考。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 Android平台的研究现状

1．2．2 Wi-Fi Direct技术的研究现状

1．2．3 门禁管理系统研究现状

1．3 本论文研究内容与组织结构

1．3．1 研究主要内容

1．3．2 组织结构

第二章 Android体系结构、开发环境和Wi-Fi Direct技术实现机制

2．1 Android体系结构介绍

2．1．1 应用程序

2．1．2 应用程序框架

2．1．3 函数库

2．1．4 Linux内核

2．1．5 Android操作系统层(OS)介绍

2．2 Android系统开发在Windows下搭建的开发环境

2．2．1 Android4．x系统移植开发环境搭建

2．2．2 Android4．x应用及设备驱动开发环境搭建

2．3 Wi-Fi Direct技术实现机制

2．3．1 Wi-Fi Direct技术介绍及相关的API

2．3．2 Wi-Fi Direct技术的连接和关键实现机制

第三章 基于Wi-Fi Direct门禁系统的整体分析与设计

3．1 系统概述

3．2 系统结构

3．3 系统功能

3．4 系统功能设计

3．4．1 Wi-Fi Direct功能设计

3．4．2 音／视频对比模块设计

3．5 本章小结

第四章 基于Wi-Fi Direct的门禁系统具体设计及其实现

4．1 门禁系统Wi-Fi Direct应用的设计与实现

4．1．1 Wi-Fi Direct一对多通信应用开发

4．1．2 门禁系统添加注册功能、数据库功能以及数据机密功能

4．2 音频比对系统的设计及相关实现

4．3 视频比对系统的设计及相关实现

第五章：对基于Wi-Fi Direct的嵌入式门禁系统进行测试

5．1 对开发板和手机一对多设备识别进行测试

5．2 手机扫描开发板上面生成的二维码图片进行对比认证测试

5．3 开发板与手机一对多直连通信测试

第六章：总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

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