摘 要

随着全球经济的快速发展，智能化的门禁系统在日常生活中的需求正在逐步扩大。而二维码技术的成熟发展使其能够较好的与门禁系统相结合。在此基础上本论文主要研究基于二维码的安全门禁系统的设计开发与实现。

本系统分为客户端、门禁端以及服务端。客户端基于Android Studio开发实现。服务端基于Java平台使用spring boot框架搭建本地后台，使用MySQL数据库进行数据存储。门禁端基于Android Studio开发实现，模拟实现解锁功能。客户端实现了用户信息的存储，根据用户信息进行登录注册，快速响应二维码的生成。智能门禁端实现了快速扫描二维码并对二维码进行解析、用户验证等功能。服务端的设计实现了对客户端app、门禁端app的请求响应，对用户进行审查判断用户是否具有进入门禁的权限。为了提高系统的安全保密性，客户端与服务端之间的通信进行了加密处理，并对用户解锁二维码设置了刷新周期。本系统界面设计简约、大方、美观，操作简单方便,是一款适合普通智能门禁日常事务管理的系统。

经过测试，该门禁系统具有较好的安全性、保密性，能够保证信息在传输过程中能够不被别人窃取。同时手机产生的二维码当作门禁系统的开锁凭证，减少钥匙、IC卡的使用，便于用户携带。该智能门禁系统利用这些特点有了较好的实用性以及可推广性。

关键词：二维码；加密解密；安全门禁；图像识别

Abstract

With the rapid development of global economy, the demand of intelligent access control system in daily life is gradually expanding. The mature development of two-dimensional code technology enables it to better integrate with access control system. On this basis, this paper mainly studies the design, development and implementation of security access control system based on two-dimensional code.

The system is divided into client, access control and service. The client is developed and implemented based on Android Studio. The server uses spring boot framework to build local background based on Java platform and MySQL database to store data. The access control terminal is developed and implemented based on Android Studio, and the unlocking function is simulated. The client realized the storage of user information, registered according to user information, and quickly responded to the generation of two-dimensional code. Intelligent access control terminal realizes the functions of fast scanning two-dimensional code, parsing two-dimensional code, user identification and so on. The design of server implements the response of client app, access control app and the matching of user's two-dimensional code. In order to improve the security and confidentiality of the system, the communication between the client and the server is encrypted, and the refresh cycle of the two-dimensional code is set. The interface of this system is simple, generous, beautiful and easy to operate. It is a system suitable for the daily affairs management of general intelligent access control.

After testing, the access control system has good security and confidentiality, which can ensure that information can not be stolen by others in the transmission process. At the same time, the two-dimensional code generated by the mobile phone is used as the unlocking voucher of the access control system, which reduces the use of keys and IC cards and makes it easy for users to carry. The security access control system has better practicability and generalization by utilizing these characteristics.

Key words: two-dimensional code; encryption and decryption; security access control,;image recognition

目 录

第1章 绪论 1

1.1 背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 二维码的发展 1

1.2.2 门禁系统的发展 2

1.3 本文工作及组织结构 3

第2章 系统分析 5

2.1 可行性分析 5

2.1.1 经济可行性 5

2.1.2 操作可行性 5

2.1.3 调度可行性 5

2.2 需求分析 6

2.2.1 需求描述 6

2.2.2 功能需求 6

第3章 系统设计 7

3.1 系统总体设计 7

3.1.1 系统总体框架图 7

3.1.2 系统数据库设计 7

3.2 模块设计 9

3.2.1 客户端设计 9

3.2.2 门禁端设计 9

3.2.3 服务端设计 10

3.3 通信协议设计 10

3.3.1 客户端与服务端通信协议设计 11

3.3.2 门禁端与服务端通信协议设计 12

第4章 系统实现 13

4.1 客户端app设计开发 13

4.1.1 用户登录 14

4.1.2 用户注册 14

4.1.3 用户生成二维码 15

4.2 门禁端设计开发 16

4.3 服务端设计 18

第5章 系统测试 20

5.1 客户端app测试 20

5.2 门禁端测试 23

5.3 服务端测试 25

第6章 总结与展望 27

参考文献 29

致谢 30

第1章 绪论

1.1 背景

随着全球经济的高速的发展，自动化识别技术逐步开始发展，并且已广泛应用到人们生活中衣食住行等各个领域以及方面，并且在人类生产生活中扮演重要的角色，给人们生活带来了极大的便利。生产力以及生产方式的快速发展要求人们能够对生活中产生的各种各样的信息进行快速、正确、有效的获取。这种广泛社会需求进一步催生了自动化识别技术的诞生。基于这项技术，二维码技术也在飞速发展中。无论是商场超市中的商品还是路边小摊都在使用二维码技术。二维码成本低、识别速度快、可以简单的储存处理一些基本的信息。

门禁是指人们关于“门”的禁止权限，是对“门”内事务的保护以及防范处理。近些年，门禁技术飞速发展，从机械钥匙到密码锁，慢慢逐步发展步入各种含有芯片的卡片。但是这些技术存在一些不稳定的安全隐患和不便。传统机械门锁的钥匙保管处理，电子密码锁密码保护不受到泄露，电子磁卡锁的信息保护不要受到外人的复制，这都是一些常见的安全隐患问题。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 二维码的发展

二维码的研究发展最早开始于20世纪80年代末，一维码的出现得到了世界各国的关注与重视，但是随着一维码的发展，人们开始逐渐地发现了一维码存在的各种各样的问题，比如说一维码可存储的信息容量的限制或者说一维码的存储信息的密度较低，同时一维码的所产生的标识仅仅是对物的标识，它必须依赖数据库的使用，一定程度上造成了资源的浪费。而二维码具有信息量大，高密度，纠错能力强，高可靠性，识读速度快，全方位识读等特点[^[1]]。由于二维码存在的这些特点使得其可以解决一维码存在的一些问题二维码逐步开始引起世界各国的科技人员的注意力。欧、美、日等高科技国家逐步开始对二维码技术的研究使用，利用二维码具有的特性，将二维码技术运用到军事、公安、外交等国际事务上来，同时税收、财政、政府机构等对各类财务数据、报表的管理也逐步开始使用二维码技术对其进行合理化的管理处置[^[2]]。快递运输、信件邮政都在使用二维码技术对信件、物品进行管理，自动化技术也正在逐步加深与二维码技术联系趋向自动化。世界各国都在依赖于二维码技术，寻求各种设备、装备的进一步发展，简约资源，减少人力、财力、物力的浪费。综上所述，二维码技术对如今的世界非常重要，所以我们国家也需要对二维码技术给予一定的重视，加强对二维码技术的扩展研究，争取走在世界各国的前面。

我国最早在1993年左右开始进行对二维码技术的研究使用。随着国家加深对二维码体制的管理与研究，我国的二维码有了比较规范合理的发展。随着我国经济的快速发展以及信息存储的逐步扩大，国家各个行业对二维码的应用需求都在逐步增大。国内的各个企业都在找寻合理高效使用二维码技术的方法，提高自己的企业竞争力。正是由于这一现象的产生，二维码开始出现在大街小巷，甚至在一维码、传统的存储媒体技术都无法涉及到的角落都出现了二维码技术的身影。国内各家企业加快了应用二维码技术的硬件设备、软件设备的开发。支付宝、网银、微信、QQ都在扩大二维码技术的使用范围，二维码技术平台逐步演变成一个新的技术平台，这一技术平台目前被广大行业给予认可。一些新型创新企业、小众企业都在利用二维码技术开发设计便利、简单的设备、系统来扩大用户的使用面。

在我们日常的生活中处处可以找到二维码的身影，电子公交卡、支付宝收款码、机票、火车票等等证件上都有二维码，这些二维码存储着我们的信息。当前国内各家企业运用二维码技术的能力水平有了很大的提升，二维码技术与各个行业相结合，逐步呈现了二维码行业的百家争鸣的局面，使用二维码技术的商家、店铺也在渐渐增多，目前基本上路边的小摊、各个大型百货、购物街都在使用二维码进行收银、会员管理，与二维码技术相关的创意应用也在逐步增多，二维码发展呈现出繁荣的景象。

综上所述，二维码技术凭借它区别与一维码的优势，已经被越来越多的国家接受认同。我们国家只有加大二维码技术的研发力度，才能逐步缩小与美国、日本等国家企业的差距，不断拓宽二维码技术的使用层次以及使用面积，完成技术创新上、中、下游的对接与耦合。同时从国家安全和用户安全的角度来说，存储在二维码中的信息安全非常重要。二维码技术的安全保密与人们的财产安全有着很紧密的关系，它已经成为国家信息安全中很重要的一部分，所以利用二维码技开发系统软件时一定要注意用户信息的安全、保密性。

关于二维码技术未来的发展，要要注意与前沿科技相结合。人工智能、深度学习、机器学习、自动驾驶等等这些正在高速发展，受到社会各界的广发关注，这些技术都可以与二维码技术相结合。

1.2.2 门禁系统的发展

近几年，随着感应式技术、识别技术的发展，门禁系统得到了飞速的发展，进入了成熟期，出现了机械锁门禁、指纹门禁、虹膜门禁、脸部识别门禁、感应卡门禁等等各种技术的门禁，但这些门禁都需要提前让业主或者物业管理人员提前采集他们的信息，在采集过程中可能出现信息泄露以及无法正常采集用户信息等问题，造成了一定的不便。发展到如今，门禁可以分为以下几类：

（1）机械锁门禁：机械锁门禁是出现最早的门禁系统，需要运用物理设备，用户需要携带钥匙进行开锁。这种机械锁由于出现的时间早，到目前为止有很长的历史，所以机械锁已经被广泛使用。但是钥匙极易丢失、被仿制，所以存在一定的不安全性，但由于机械锁便宜、安装简单，目前仍有许多场合使用机械锁。

（2）密码指令门禁：密码指令门禁是出现比较早、较容易操作的智能门禁。密码指令的门禁系统是将输入的密码指令与存储在门禁端的密码指令进行对比来对人员进行核查，从而实现门禁功能。密码指令门禁系统的优点是设计原理简单且容易操作，通常情况下门禁需要物理密码键盘，用户只要输入密码指令就可以打开门禁，进入想要进入的空间范围。密码指令门禁的物理及人工成本低于其它门禁，并且密码指令门禁不需要携带门卡、钥匙等。

（3）IC 卡片式门禁：非接触式、接触式 IC卡门禁是当今使用比较多的智能门禁系统，地铁站口、校园门口以及宾馆客房等公共场所都经常使用IC卡门禁系统，非接触式、接触式 IC卡门禁在日常生活中随处可见。非接触式、接触式IC卡门禁有其专属的优点。首先使用方便，只要轻轻触碰刷卡就可以打开门禁系统，给人们减少麻烦。其次两种IC卡门禁可以记录外来人员的来访信息和记录，大型的公司和企业往往采用两种IC卡对员工的上班情况、打卡考勤情况进行记录查看，校园、小区住宅也经常使用IC卡门禁。

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