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无线射频技术在智能家居中的应用

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能家居行业目前除了技术、产业链方面没完善的原因,还有是用户家庭安装智能家居产品和系统,却因为老式住宅,布线分配安装条件落后,实现全宅智能生活会遇到很大阻碍。


这次要谈到的一种智能家居技术:家庭无线射频技术,适合为已装修完成,但未预先布线的房屋。


何为无线射频技术?


无线射频技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术。这种射频技术的优点是部分产品无需重新布线,利用点对点的射频技术,实现对家电和灯光的控制,安装设置都比较方便,主要应用于实现对某些特定电器或灯光的控制,成本适中。


这类系统功能比较弱,控制方式比较单一,且易受周围无线设备环境特别是同频及阻碍物干扰和屏蔽;较适用于新装修户和已装修户。


这也就是家庭网络中所提到的有线网络和无线网络的区别。

  家里的电器设备很多,灯光、冰箱、空调、电脑、家庭影院……有些属于本身就带有遥控能力的,比如空调、电视机……有些是不具备遥控功能的,比如热水器、微波炉、电饭煲、冰箱……而不同的遥控设备又带有不同的遥控器,相互间又不能通用,于是家里光遥控器就有四五个。

  那么如何遥控不具备遥控功能的设备?以及如何让一个遥控器实现多个遥控器的功能呢?从上面的介绍我们知道,基于无线射频技术的产品是能帮我们解决这些问题的,但他们是如何实现的呢?

  智能家居无线网络主要包括了一个家庭网关以及若干个无线通讯子节点。在家庭网关上有一个无线发射模块,每个子节点上都接有一个无线网络接收模块,通过这些无线网络收发模块,数据就在网关和子节点之间进行传送。

基本的RFID安全协议


基于Hash函数的安全协议


由于安全问题愈发突出,针对这些安全问题的安全协议也相继而出,这些安全协议主要针对应用层的安全问题。多安全协议都是基于密码学中的hash函数来展开的,hash函数通过相应算法的可以将任意长度的消息或者明文映射成一个固定长度的输出摘要。因为hash函数的特性,常常被应用于消息认证和数字签名中,最常用的hash函数有MD5与SHA-1。


1.Hash-Lock协议


为了防止数据信息泄露和被追踪,Sarma等人提出了基于不可逆hash函数加密的安全协议hash-lock。RFID系统中的电子标签内存储了两个标签ID,metaID 与真实标签ID,metaID与真实ID一一对应,由hash函数计算标签的密钥key而来,即metaID=hash(key),后台应用系统中的数据库也对应存储了标签的(metaID、真实ID、key)。当阅读器向标签发送认证请求时,标签先用metaID代替真实ID发送给阅读器,然后标签进入锁定状态,当阅读器收到metaID后发送给后台应用系统,手机射频后台应用系统查找相应的key和真实ID最后返还给标签,标签将接收到key值进行hash函数取值,然后与自身存储的meta值是否一致。如果一致标签就将真实ID发送给阅读器开始认证,如果不一致认证失败。