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android的统一身份极速分分彩认证的智能家庭门锁

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  手机模拟中学实验项目总结 研究者: 上海交通大学附属中学 高二九班 指导老师:上海交通大学 梁阿磊 复旦大学 冯红伟、张睿身份认证是人类社会中的一个重要议题,[1] ,即所有权、知识性与固有性。传统解决方案求诸金属锁钥[2]。这些方法的局限性在于:1)只保证了三要素中某两个要素的满足,第三要素的欠缺使得认证的安全性降低[3];2)不易集成,造成了大量资源的浪费(多扇门需要多把钥匙);3)价格过高、不易使用[4],尤以生物识别为最。这些局限性不仅表现在门锁这一身份认证的环境下,在其它环境下也非常普遍。 本文以家庭门锁为例,提出了基于Android智能手机的门锁身份识别的方案。本方案的优势在于:1)手机、密码和ID组成身份识别的三要素配对以提高统一性;3)整套系统开发成本低廉,且易于使用。这套方案不仅在门锁的应用上体现出优势,也可以在后续研究中应用在其它环境下。 同时,论文叙述了这套系统的实现,包括:门锁的Android程序开发等, 关键词:身份认证;安全;统一;智能手机;duino 简介 传统的锁主要有钥匙锁、磁卡锁、密码锁、RFID锁以及基于生物识别的锁。根据锁的定义,锁是用来保证门或物品的安全的工具,只能通过钥匙或只有特定的人知道的某一秘密的方式打开[2]。由此可见,这些锁的本质都是在进行身份认证,识别用户的身份以打开锁。 然而现有的锁的身份认证方式有三大局限性。 第一,不够安全。身份认证指的是提供一些信息来证明人的身份[1],而这些信息可被归为三:所有权(用户有什么,比如钥匙)、知识性(用户知道什么,比如密码)、固有性(用户是什么,比如指纹)[1]。而在身份认证中,满足的要素越多就越安全[]。也就是说,第三要素的欠缺会大大降低其安全性。不幸的是,现有的身份认证方案都只能满足三要素中的两个:对于。因此从安全性角度而言稍有欠缺。 第二,不易集成。日常生活中,人们时常碰到繁琐的身份认证。图显示了人们如今随身携带各种卡片,第三,不适合普通家庭,主要因为价格过高及不易使用,尤以生物识别为最。一套指纹锁设备价格上千,且只有高新技术企业可以生产开发。对于普通家庭,如此高价的设备并不经济,而且还需要良好的养护与谨慎的使用。对于老年人,学习能力较弱,学习使用指纹锁有难度,并不容易接受指纹锁作为日常家门锁[]。 本研究的方案设计中,为了使门锁的使用更容易被接受,参考了传统锁的解决方案。比如,D。进行认证时只有手机、密码与 本文中,首先将介绍该门锁系统的模块组成以及技术背景,其次阐述技术实现中的细节,并用实验验证了方案的可行性,最后对本研究中门锁本身的改进、后续研究(基于Android进行身份认证的统一化系统的其它应用)两方面进行展望。 方案设计 一、模块组成与背景介绍该门锁由手机端、单片机和电控锁三部分组成。 图3 系统结构图 使用前,手机与单片机配对,设置密码、分配ID。使用时,,, 手机端使用Android手机,采集用户输入的密码信息,通过蓝牙发送密码和预先存储的手机ID。Android是一个以Linux为基础的开放源代码操作系统,主要用于移动设备[5]。 单片机主要进行数据分析,比对密码和ID,输出门锁控制信号控制门锁的开启。单片机采用的是Arduino系列的开发板中的Duemilanove(图4)。Arduino是一个开放源代码的单芯片微电脑,它使用了Atmel AVR单片机,采用了基于开放源代码的软硬件平台,并且具有使用类似Java,C 语言的开发环境[6]。 电控锁即市场上普遍的电机锁,受单片机控制打开(图5)。电控锁是根据楼宇电控门的工作原理而开发的新产品,可以配合门禁、考勤、一卡通系统,楼宇对讲系统使用[7]。 二、优势及意义ID ”三个识别要素,大大提高了安全性。第二是统一。一部手机可以与多扇门进行配对,用户可以通过重命名这些门锁来区分它们。第三是适于普通家庭。门锁的开发成本仅200元,价格便宜,易于工厂生产加工 技术实现 一、手机端 软件的编写环境为[8]。 交互界面中,[9]。该算法首先获取当前屏幕大小数据,将当前屏幕设为一个画布(canvas),通过计算手势在屏幕上的变化角度等数据,显示预存的点、圈、线以及箭头等图像,组成锁屏图案界面。本项目采用蓝牙作为手机与单片机间的通讯方式。[10]。 蓝牙通信是本项目的难题之一。 Developers官方安卓程序开发网站上[11],最后成功实现通信。根据API说明,Android自带的API有BluetoothAdapter,BluetoothDevice,BluetoothSocket,BluetoothServerSocket等[12]。本项目中主要实现过程如下:首先声明蓝牙的使用许可,获取默认蓝牙适配器并且请求开启蓝牙。然后搜寻已配对蓝牙设备或者搜寻新设备。连接时将手机端作为服务器进行连接。通过listenUsingRfcommWithServiceRecord(String, UUID)方法获取蓝牙服务器套接字,调用accept() 来监听连接请求。在信息传递过程中,极速分分彩使用输入、输出流(InputStream、OutputStream)传递数据。二、单片机SoftwareSerial bluetooth(bluetoothTx, bluetoothRx);来实现(图9)。控制信号输出的是一个数字信号,直接与电机锁内部的电机驱动板通信。 三、电机锁 使用市场上普遍的电机锁,即用马达控制锁舌伸缩的门锁。本研究中使用的这一款锁采用五线步进电机,锁内有电机驱动板进行电机的驱动(图10)。此种锁带有机械钥匙插口,即特殊情况下可以通过钥匙开门。 由于发送到电控锁的数字信号的输入电压要求为12伏,但单片机的输出电压仅有5伏,因此采用了光耦元件自制放大电路,实现开锁。 实验中,智能手机采用了安卓4.3系统的三星3。电控锁的供电为220V交流电,单片机采用电池供直流电,电压为9V。 实验结果为:总用时,即从用户请求蓝牙连接到门锁开启的时间,为2秒。全过程可以在从10米外走近的过程中完成。 从实验中可以得出结论,本研究中开发的智能家庭门锁具有较高的效率,本研究完成了研究目标。 项目展望 一、智能家庭门锁的优化改进 二、基于基于,不仅可以应用在门锁上进行身份识别,还有很多场合也适合这种安全、统一而简单的识别方式。如果 本研究主要设计了基于Android进行统一化身份认证的方案,并以智能家庭门锁为例进行了实现。本文中阐述了该门锁系统的方案设计与技术实现的细节,并通过实验验证了方案的有效性。除了门锁本身的优化改进,后续研究中将开发基于Android进行统一化身份认证的其它应用。 参考文献 [1] Choi, Sung, and David Zage. Addressing insider threat using “where you are” as fourth factor authentication.?Security Technology (ICCST), 2012 IEEE International Carnahan Conference on. IEEE, 2012. [2] 锁:(大英百科全书)/EBchec ked/topic/345732/lock [3] FFIEC, “Authentication in an internet banking environment,” pp. 1–14, 2011. [4] Jain A K. Biometric recognition: how do I know who you are? [M]//Image Analysis and Processing–ICIAP 2005. Springer Berlin Heidelberg, 2005: 19-26. [5] Hoog A. Android forensics: investigation, analysis and mobile security for Google Android [M].Access Online via Elsevier, 2011. [6] Arduino:(维基百科)/wiki/Arduino [7] 电控锁:(维基百科)/wiki/Electric_lock [8] Eclipse:(维基百科)/wiki/Eclipse_(software) [9] LockPatternView:(Github)/android/platform_frameworks_base/blob/master/core/java/com/android/internal/widget/LockPatternView.java [10] 蓝牙:(维基百科)/wiki/Bluetooth [11] Chung C C, Huang C Y, Wang S C, et al. Bluetooth-Based Android Interactive Applications for Smart Living[C]//Innovations in Bio-inspired Computing and Applications (IBICA), 2011 Second International Conference on. IEEE, 2011: 309-312. [12] Android Bluetooth:(Android Developer)/guide/topics/connectivity/bluetooth.html 图1 身份认证的三要素 图2 过多的卡片给生活带来不便 蓝牙通信 图5 电控锁 图4 Arduino Duemilanove 图7 九点阵算法的演示效果 图6 代码片段,主要响应手指滑动这一事件(handleActionMove) 图9 单片机程序中蓝牙扩展板与 主控板通信的配置语句 图8 蓝牙扩展板堆叠在主控板上 图11 信号放大电路实物图 图10 电控锁内部结构实物图 图12 智能家庭门锁成品实物图

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