基于KEELOQ的遥控无钥匙进入系统的设计与研究

摘要

随着科技的进步，越来越多的家居产品朝着智能化的方向发展，给人们的日常生活带来了极大的便利，智能家居时代已悄然到来，作为智能家居三大组成部分之一的安防系统始终是人们最为关注的方面，而门禁系统是保证人们人身与财产安全的首要屏障，一直是人们研究的热点，有着广阔的发展前景。门禁系统种类繁多，根据应用领域的不同，有着不同的安全等级要求，对于广大普通家庭用户来说，中高端门禁系统价格过高，而接触式门禁产品以及采用固定码加密方式的遥控门禁系统的安全性与可靠性并不令人满意，因此开发一种面向家庭用户的安全可靠、使用方便、价格低廉的门禁系统具有重要的现实意义。
　　本文设计并实现一种基于KEELOQ滚动码技术的遥控无钥匙进入系统。KEELOQ滚动码是专门为RKE(Remote Keyless Entry)系统设计的一种数据加密技术，目前已广泛应用于汽车领域，其安全性远胜于传统的固定码编码方式，具有抗扫描破解、抗截获重传等优势。本文针对智能门禁系统的高可靠性要求，设计双模冗余结构，双机采用热备份的工作方式，主机与备份机定期心跳互检以监测对方运行状态，一旦出现故障，系统自动切换工作模块，保证系统能够不间断运行。在软件设计部分，同时使用C语言与汇编语言对关键模块进行代码编写，并从程序运行效率等方面对两者进行了比较。程序中加入看门狗定时器防止因软件故障造成的系统瘫痪，进一步提高了系统的可靠性。
　　系统采用KEELOQ滚动码技术作为数据加密手段，首先，文章从各个方面详细介绍了滚动码技术，随后给出系统的整体设计方案以及各模块的工作过程，实现了硬件电路的设计以及软件程序的编写，最后从硬件和软件两方面详细介绍了系统中的容错性设计，并利用可靠性评估模型对双机系统的可靠性进行评估。经过多次装机测试，系统运行良好，基本达到了预期的要求。

目录

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中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 选题背景

1.2 选题的目的和意义

1.3 国内外相关领域研究现状分析

1.4 论文主要研究内容与贡献

1.5 论文内容及结构

第2章 系统关键技术介绍

2.1 密码学简述

2.2 KEELOQ滚动码技术

2.3 本章小结

第3章系统硬件的设计与实现

3.1 硬件系统概述

3.2 发送器整体设计与实现

3.3 接收模块整体设计与实现

3.4 手控板整体设计与实现

3.5 PCB设计说明

3.6 本章小结

第4章系统软件的设计和实现

4.1 开发环境介绍

4.2 系统软件功能概述

4.3 程序优化与比较

4.4 本章小结

第5章 系统容错性设计与可靠性评估

5.1 系统容错设计方案

5.2 双机容错体系结构

5.3 冗余热备份模块的设计与实现

5.4 软件避错设计

5.5 系统可靠性评估

5.6 补充说明

5.7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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致谢