基于双音频的智能广播系统信号传输安全技术研究

摘要

近年来频繁出现的自然灾害和社会公共事件给我国经济带来难以估量的损失，这些事件都警醒了我们对于如何应对突发事件的深思，对于突发事件的快速有效的处理变得尤为重要。当突发事件来临时，应急指挥部不受地域和环境的影响，远距离地对公众进行指挥和广播，对于处理应急事件有其无可替代的功效。本文所研究的是基于双音频信号控制的智能应急广播系统，该双音频作为控制信号可以在有线网络或无线网络中通过广播形式发出，即可实现有效的通信识别和可靠的远程控制，以保证广播系统运行的安全和稳定。在突发事件来临时，指挥者可以用手机登录本系统，通过密码和身份识别后，指挥者可以继续用电话按键进行远程控制，强行启动指定区域所有目标用户的接收机，切换到公共突发事件广播专用频道，用电话向接收机用户进行语音广播。
　　本文主要研究基于双音频(DTMF)信号控制的公共突发事件广播系统的通信安全问题。首先介绍了整个应急广播系统的总体结构，接着对系统的接收机和广播控制中心的工作原理及工作过程进行了描述，之后对系统的信号传输安全的设计与实现进行了详细的描述。本系统使用双音频信号作为广播控制中心和智能接收机进行通信识别和控制响应的握手信号;增加了系统日常巡检功能来防止外来DTMF双音频信号对系统的干扰和攻击;采用级别地址编码方法来实现瞬间接收端的大面积启动;使用虎符码鉴别双音频控制指令真伪和验证登录用户的级别。对通信过程中控制信号经过DES加密算法来对其加密后经专用频点FM调制器调制后由混频发射器发出。接收机经过解调解密后得到原来的控制信号，这样更能保证信号传输的安全性。最后为了验证所采用的安全机制的有效性，搭建了测试平台，对于实验所用到的设备及实验方法进行了详细的描述，并对实验结果进行了分析。
　　为了保证通信安全，系统采用的日常巡检机制保证系统在无电话打入时安全、可靠地运行;虎符码验证机制保证系统在激活状态下接收机能够安全准确的工作;控制信号自动加密和解密机制增加了控制信号被破译的难度;重置虎符码机制，有效地防止了系统被恶意攻击，由此确保系统运行的安全性。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 课题研究背景

1．1．1 广播系统的国内外发展现状

1．1．2 信息安全技术的发展现状

1．2 课题研究目的与意义

1．3 本文的主要研究内容

1．4 论文的组织结构

第二章 相关理论介绍

2．1 DTMF概述

2．1．1 DTMF定义

2．1．2 DTMF编解码器

2．1．3 DTMF的特点与应用

2．2 加密算法介绍

2．2．1 消息和加密

2．2．2 常用加密算法

2．2．3 DES算法

2．3 共缆传输

2．4 本章小结

第三章 智能应急广播系统简介

3．1 系统的总体结构

3．1．1 系统总体概述

3．1．2 广播控制中心发送设备

3．1．3 传输媒介

3．1．4 接收机的构成

3．2 系统工作原理及实现方式

3．2．1 控制中心工作原理及实现方式

3．2．2 接收机的工作原理及实现方式

3．3 本章小结

第四章 系统通信安全的设计与实现

4．1 系统通信安全的总体设计方案

4．2 系统的日常巡检机制

4．3 系统虎符码验证机制

4．3．1 虎符码的命名来由

4．3．2 系统虎符码验证机制

4．4 虎符码远端重置功能

4．5 控制信号自动加密和解密机制

4．6 本章小结

第五章 实验系统与实验结果分析

5．1 实验系统

5．1．1 实验系统的总体结构

5．1．2 实验系统设备

5．2 实验条件

5．3 基本功能测试

5．3．1 实验方法

5．3．2 实验结果

5．4 安全性测试

5．4．1 测试平台说明

5．4．2 测试方法及测试结果分析

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文