基于NFC技术的智能路标系统的设计与实现

摘要

随着智慧旅游的蓬勃发展，景区信息化已经成为当前研究热点。路标作为景区的重要设施之一，为游客游览景区提供重要的引导作用。目前大部分景区的路标仍采用传统信息牌的方式，存在信息陈旧、缺失等问题，不能满足游客多样化的需求。本文通过分析现有的路标的特点，结合系统实际需求和NFC技术，提出了一种新的智能路标系统软硬件解决方案。
　　本文设计实现一种基于NFC技术的智能路标系统，系统由服务器端和客户端组成，系统的数据分别存储在无源NFC标签、有源NFC设备和服务器端数据库中。智能路标系统结合了NFC技术、数据安全技术和定位测距技术等，是一个具有信息介绍和景区导览功能的软硬件综合系统。
　　本文的主要工作包括智能路标系统总体设计、NFC硬件接口设计和实现、系统软件设计和实现以及系统测试分析四部分内容。通过对系统进行需求分析、架构设计、硬件选取和数据库设计，完成系统总体设计工作。接着通过配置串口通信、封装NFC设备读写器模式和点对点模式控制命令、修改NFC标签密码和权限等步骤，实现NFC硬件接口设计。系统软件的设计和实现分为系统管理软件和用户终端软件两部分。系统管理软件为景区工作人员操作软件，位于Windows系统，使用MFC作为界面可视化工具，实现语言为C++;用户终端软件为游客手机操作软件，位于Android系统，实现语言为Java。软件设计时充分考虑安全需求和实际功能要求，实现应用于本系统的安全算法和测距算法。最后对智能路标系统进行基础测试、测距准确度测试和系统安全测试等，并分析测试结果，指出当前系统的优点和存在的问题。
　　本文的智能路标系统创新点包括两个方面。第一，系统管理软件与用户终端软件可以同时通过NFC标签读写、NFC设备点对点通信和数据库访问三种方式交换信息，大大丰富系统数据内容和实际应用场景。第二，本文针对系统安全问题，基于AES和MD5算法提出了一种新的NFC数据两层加密方法，针对定位测距问题，基于NFC技术与Dijkstra算法提出了一种新的定位测距方法，并将两个方法在系统中进行了实现。
　　经过测试和分析，本文的智能路标系统具有良好的安全性和稳定性，功能和性能均可以满足实际景点的需要，具有很大的实际应用价值。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1研究背景

1．2国内外研究现状

1．2．1智能路标研究现状

1．2．2 NFC技术研究现状

1．3主要工作内容

1．4论文章节安排

1．5本章小结

2系统关键技术

2．1关键技术综述

2．2 NFC技术分析

2．3数据安全技术分析

2．3．1 NFC数据安全问题

2．3．2 AES加密算法

2．3．3 MD5摘要算法

2．4定位测距技术分析

2．4．1定位测距原理

2．4．2 Dijkstra最短路径算法

2．5本章小结

3系统总体设计

3．1系统需求分析

3．2总体设计

3．3硬件选型

3．4数据库设计

3．5本章小结

4 NFC硬件控制接口设计与实现

4．1识别与读写串口

4．2封装SMC532命令

4．3修改NFC标签密码和读写权限

4．4本章小结

5系统软件设计与实现

5．1管理软件设计与实现

5．1．1 NFC标签读写

5．1．2 NFC设备管理

5．1．3安全认证与加解密

5．1．4定位测距

5．2终端软件设计与实现

5．2．1只读NFC标签

5．2．2与NFC设备通信

5．2．3安全认证与加解密

5．3本章小结

6系统测试与结果分析

6．1基本测试

6．2测距模块误差分析

6．3安全性能测试与分析

6．3．1攻击者读写标签实验

6．3．2攻击者伪造卡实验

6．3．3攻击者监听P2P通信实验

6．4系统优缺点分析

6．5本章小结

7总结与展望

参考文献

作者简历

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