核心硬件组件
硬件是系统的物理基础，负责执行具体的感知、处理和执行任务。
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蓝牙门禁读卡器
- 技术核心：内置低功耗蓝牙芯片（如 Bluetooth LE 5.0/5.2/5.3），这是整个系统的“眼睛”和“耳朵”,负责与用户的移动设备进行无线通信。
- 功能：
- 扫描与广播：主动扫描周围的蓝牙设备，或接收来自门禁控制器的指令,向特定区域广播蓝牙信号。
- 数据解析：接收来自手机的蓝牙凭证（如加密的密钥、动态令牌）,并将其解析成控制器可以识别的指令。
- 状态反馈：通过指示灯（如绿灯/红灯）和蜂鸣器向用户反馈门禁状态（如“开门成功”、“权限不足”）。
- 形态：可以是壁挂式、立柱式,也可以是嵌入式的模块。
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蓝牙门禁控制器
- 技术核心：通常是微控制器单元，作为读卡器和门锁之间的“大脑”。
- 功能：
- 协议转换：将读卡器接收到的蓝牙指令转换为控制门锁的信号（如 Wiegand 协议、RS485 或干接点信号）。
- 权限管理：存储和管理用户权限信息，它决定哪个蓝牙凭证有权开门,并执行开门或拒绝开门的操作。
- 联动控制：可以连接并控制多种类型的电子锁，如电磁锁、电控锁、电机锁等。
- 本地存储：即使与后端服务器断开，也能存储一定数量的开门记录和用户权限,保证系统离线可用。
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电子锁
- 技术核心：执行机构，如电磁铁、电机等。
- 功能：接收来自控制器的开门信号，驱动锁舌缩回或旋转,从而实现门的物理开启。
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管理终端
（图片来源网络，侵删）- 技术核心：运行管理软件的计算机、平板电脑或专用设备。
- 功能：供管理员进行系统配置、用户管理、权限分配、门锁状态监控、开门记录查询等操作。
软件系统
软件是系统的灵魂，负责处理所有逻辑、数据和用户交互。
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移动端 App (用户侧)
- 技术核心：运行在智能手机上的原生应用（iOS/Android）或小程序。
- 功能：
- 用户注册与认证：用户通过手机号、身份信息等完成注册和实名认证。
- 凭证生成与管理：将用户的数字凭证（如密钥、动态密码）安全地存储在手机的安全元件中（如 Apple 的 Secure Enclave，Android 的 Keystore）,防止被恶意软件窃取。
- 蓝牙通信：通过操作系统提供的蓝牙 API，与门禁读卡器进行配对、连接和数据交换。
- 开锁操作：当用户靠近门禁时，App 可以自动或手动发起开锁请求。
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后台管理系统 (管理侧)
- 技术核心：部署在云服务器或本地服务器上的 Web 应用。
- 功能：
- 集中管理：管理所有门禁设备、用户、权限和组织架构。
- 权限分配：可以为用户或用户组分配特定门、特定时间段的开门权限。
- 远程监控：实时查看门锁状态（如在线/离线、电池电量、门磁状态）。
- 数据分析：查询和导出门禁记录，用于审计、安全追溯和访客管理。
- 系统维护：进行固件升级、设备配置等。
核心通信与协议
协议是硬件和软件之间沟通的“语言”,确保数据能够被正确地传输和解析。
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蓝牙通信协议
- 核心技术：低功耗蓝牙,这是蓝牙门禁系统的基石。
- 工作模式：
- iBeacon / Eddystone (广播模式)：读卡器作为 Beacon，持续广播一个特定的 UUID 和 Minor/Major 值，手机 App 扫描到此广播，判断自己是否在有效区域内，然后发起连接和开锁请求，这种方式功耗低，但安全性相对较低，常用于“无感通行”场景。
- GATT (通用属性配置文件) (连接模式)：手机 App 主动连接读卡器，通过 GATT 服务和特征进行双向数据交换，这种方式更安全，可以进行更复杂的身份验证和指令传递,是目前主流的方式。
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数据传输协议
- 技术核心：在蓝牙之上定义的应用层协议。
- 规定了手机 App 和读卡器之间传输的数据格式，
- 认证信息：用户的唯一ID、时间戳、签名等。
- 开锁指令：一个经过加密和签名的指令包。
- 心跳包：用于保持连接和检测设备在线状态。
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设备管理协议
- 技术核心：用于后台管理系统与门禁控制器/读卡器之间的通信。
- 常用协议：
- MQTT：轻量级的发布/订阅模式消息协议,非常适合物联网设备的远程控制和状态上报。
- HTTP/HTTPS：传统的 Web 协议，用于设备配置、固件升级、数据上报等。
- TCP/UDP：底层的传输协议,为上层应用提供数据传输服务。
安全机制
安全是门禁系统的生命线,蓝牙门禁系统通常采用多层防护策略。
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蓝牙安全
- 配对与绑定：设备首次使用时，需要进行配对，建立信任关系，后续连接可以基于此信任关系,无需每次都重新配对。
- 数据加密：蓝牙链路本身提供 AES-CCM 等加密算法,确保数据在传输过程中不被窃听或篡改。
- 防中继攻击：通过测量信号往返时间来检测是否存在中继攻击设备,防止攻击者在远处模拟合法用户。
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凭证安全
- 动态令牌：开锁凭证不是一成不变的，而是基于时间或事件动态生成的（每 30 秒 变化一次），即使被截获,也很快会失效。
- 硬件级安全存储：如前所述，用户的密钥存储在手机的安全元件中，App 本身无法直接读取,大大降低了密钥泄露的风险。
- 数字签名：每次开锁请求都附带一个由私钥生成的签名，读卡器用对应的公钥验证签名,确保指令的来源合法且未被篡改。
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系统安全
- 双向认证：不仅手机认证读卡器，读卡器也可以认证手机,防止连接到伪造的恶意读卡器。
- 传输加密：后台管理系统与门禁设备之间的通信（如 MQTT over TLS）也必须加密,防止数据在公网中被截获。
- 权限最小化：系统设计遵循最小权限原则,每个组件和用户只能访问其必需的资源。
一个现代化的蓝牙门禁系统,其技术组成是一个高度集成的体系：
- 硬件层：以 蓝牙读卡器 和 控制器 为核心,感知并执行物理操作。
- 软件层：以 移动端 App 和 后台管理系统 为核心,提供用户交互和集中管理。
- 协议层：以 BLE GATT 和 MQTT 等协议为核心，确保各组件间高效、可靠地通信。
- 安全层：贯穿所有层面，通过 动态令牌、硬件密钥、数据加密 等技术,构建起坚实的安全防线。
这些技术共同协作，实现了便捷、安全、可管理的无感门禁体验。
