Многофункциональное устройство контроля доступа в помещение на
жүктеу/скачать 1.94 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1.2Анализ исходных данных и известных решений
задачи:Обзор существующих решений Разработка схемы устройства Выбор необходимых компонентов Задание алгоритма работы Создание программы работы устройства Изготовление макета устройства Отладка программы и макета 1.2Анализ исходных данных и известных решенийНа сегодняшний день присутствует несколько вариаций замков, которым не требуется ключ в привычном для нас понимании для того, чтобы открыть или закрыть дверь. Есть несколько типов замков – с магнитным ключом, представленным в виде брелка или карточки, похожей на банковскую, или с кодовой комбинацией, которые устанавливаются прямо на дверь, речь о которых пойдет ниже. Современные кодовые замки можно классифицировать по нескольким признакам: по типу установки, способу управления механизмом запирания двери, возможности изменять кодовую комбинацию. По типу кодовые замки подразделяются на навесные и врезные замки. Навесные замки используется в основном для сараев, гаражей, складских помещений, и в других подобных случаях, но для жилых домов и квартир лучше использовать врезные кодовые замки (рисунок 1.1), которые надежней навесных из-за того, что рабочие механизмы такого замка располагаются внутри дверного полотна, защищая его от возможности разбора и взлома извне. Навесные замки можно использовать в качестве дополнительно защиты. Рисунок 1.1 – Замок врезного типа По принципу управления запирающим механизмом замки можно разделить на механические, пример показан на рисунке 1.2, и электронные. В настоящее время механические замки начинают терять свою привлекательность, хотя нельзя с уверенностью говорить, что их уже начинают сильно вытеснять электронные модели, ведь время механики в нашей стране будет еще долго длиться, и трудно точно сказать, когда электроника начнет доминировать сфере замков. Несмотря на это, механические замки имеют свои недостатки, например, они быстрее выходят из строя, вследствие постоянного их использования, также серьезной проблемой является то, что к данным замкам достаточно легко подобрать нужную комбинацию для открытия, по сравнению с другими видами. Рисунок 1.2 – Механический кодовый замок Механические замки имеют кнопочный кодовый механизм или поворотный. На практике кнопочные замки показывают себя хуже всего. Постоянные нажатия на кнопки стирают их верхний слой, и они начинают западать, что дает возможность любому человеку легко подобрать верную комбинацию. Поворотный механизм, в сравнении с кнопочным имеет неоспоримое преимущество – определить, как и сколько раз и в какую сторону нужно повернуть ручку не получиться, несмотря на то, насколько затерты надписи или как часто этим замком пользовались. Существуют также электронные кодовые замки, которые заслуживают отдельного внимания. Электронные кодовые замки имеют одно существенное преимущество перед механическими – блок управления может находиться в удалении от основного устройства. Его можно установить в любом месте – это основа принципа замка – невидимки. Когда нет возможности видеть то, с чем придется иметь дело, становится проблематично вскрыть такое устройство. Кроме того, современный кодовый замок – это высокотехнологичное устройство, управляемое при помощи микропроцессора, а это миллионы различных комбинаций. Все электронные кодовые замки можно разделить на следующие категории: Кнопочные кодовые замки с электронным управлением. Они получили наибольшее распространение, но в то же время это уязвимая группа запирающих устройств. Причина, как и в случае механических замков, та же – стирающиеся и западающие кнопки. В основном их устанавливают там, где не требуется хранить особо ценные предметы. Их используют для предотвращения проникновения в помещение, например в подъезды, складские и подсобные помещения в небольших предприятиях или магазинах. В большинстве случаев пульт управления и сам замок изготавливаются одним блоком, но имеются модели с раздельным оснащением. С развитием технологий кнопочные кодовые замки получили свое логическое продолжение в виде замков с сенсорной панелью. Преимущества перед кнопками здесь очевидны, но есть серьезная проблема с тем, что на марких сенсорных экранах при нажатии остаются отпечатки пальцев, которые становятся заметны под определенным углом обзора. Для избегания взлома комбинации по отпечаткам, требуются различные ухищрения, на которые идут производители замков с сенсорной панелью. Одним из способов сокрытия комбинации является ввод дополнительных ненужных символов вначале или в конце основного кода. Кодовые замки с магнитным носителем комбинации. Это очень надежные замки, вскрыть которые можно, если заполучить сам магнитный носитель. В этой роли могут выступать: пластиковая карточка, небольшой брелок, пульт дистанционного управления, передающий код приемнику радиосигналом или сигналом в инфракрасном спектре, легко перехватываемый и декодируемый. Комбинированные замки (рисунок 1.3). Данный вид замков наиболее распространен на сегодняшний день. Попасть внутрь помещения можно только при использовании последовательно нескольких различных открывающих устройств, например, кодовой комбинации и пластиковой карты, что делает комбинированные замки очень надежной системой. Их особенностью является то, что разблокировать дверь невозможность только при помощи одного ключа, потребуется пройти все последовательные действия, необходимые для открытия, а также то, что ключи от других производителей будут игнорироваться при попытке их использования. Рисунок 1.3 – Электронный кодовый замок с сенсорной панелью ввода производства компании Samsung Устройство электронного замка состоит четырех частей: Запирающий механизм. Чтобы он открылся или закрылся, на него подают короткий электрический импульс. Когда кодовая комбинация совпадет с заданной, замок откроется. Считыватель кода или пульт управления. Это считывающее устройство – электроники управления в нем нет. С помощью этого устройства вводится код и направляется в блок управления. Блок управления. Он распоряжается вопросом, подавать или не подавать импульс для срабатывания запирающего механизма. В основном замки закрываются автоматически как, в принципе, и любой другой механический захлопывающийся замок. Источник бесперебойного питания (ИБП). Наличие ИБП в таких замках обусловлено тем, что во время отключения электроэнергии попасть в дом будет затруднительно, ведь при отсутствии электричества замки автоматически блокируются. С его помощью кодовый электронный замок проработает автономно несколько суток. Обычно ИБП располагается в тайном месте, там же, где и блок управления. В сети Интернет также можно найти различные схемотехнические решения для реализации электронных кодовых замков, например, как на рисунке 1.4. Данная схема представляет собой устройство, состоящее из: двух КМОП микросхем 561ЛА7 и одной 561ЛЕ5, транзисторы VT1-VT3 – КТ361, или КТ3107, транзистор VT4 –КТ315, транзистор VT5 – КТ815. Вторичная обмотка трансформатора Т1 рассчитана на 12 вольт. Трансформатор Т1 выбирается достаточной мощности, обеспечивающей срабатывание исполнительного устройства, диоды VD3-VD7 выбираются выпрямительные FR107, обеспечивающие достаточный ток нагрузки исполнительного устройства. Диоды VD8-VD20 – маломощные импульсные КД521. В качестве аккумуляторной батареи используется малогабаритная щелочная батарея, используемая в источниках бесперебойного питания. Набор кода осуществляется при помощи кнопочной панели SA1. Рисунок 1.4 – Схема электрическая принципиальная электронного кодового замка Заявленными преимуществами данной схемы по сравнению с другими схемотехническими решениями, доступными в сети Интернет являются: высокая защищенность от взлома обманными кнопками, при нажатии на которые замок блокируется на некоторое время, кнопочная панель располагается отдельно от основного устройства, благодаря чему взлом при помощи измерительной аппаратуры становится невозможен, питание от аккумулятора на 12 вольт, или от сети переменного тока 220 вольт. Несмотря на это, представленная выше схема кодового замка имеет свои недостатки как электронный замок: чувствительность к электромагнитным помехам, тяжелым погодным условиям, требование к бесперебойной подаче питания. Но главным фактором является то, что для создания подобных схемотехнических решений требуются глубокие познания в схемотехнике и в микросхемной логике, нужен точный подбор элементов для правильной работы, поэтому из-за всего вышеперечисленного достаточно тяжело рассматривать этот тип замка в качестве учебного ознакомления. Поэтому в качестве основы для этой работы был выбран электронный замок на микроконтроллерном управлении. Для того чтобы реализовать устройство контроля доступа на микроконтроллерном управлении, в качестве исходных данных были выбраны способы управления при помощи кодовой комбинации, реализуемой при помощи кнопок, а также радиочастотная идентификация, реализуемая с помощью специально разработанных для работы с микроконтроллерами модулями радиочастотной идентификации. Рассмотрим более подробно основные принципы организации радиочастотной идентификации. RFID – радиочастотная идентификация является фундаментальной и недорогой технологией, осуществляющей беспроводную передачу данных. Раньше эта технология не так часто использовалась в индустрии в связи с отсутствием стандартизации в производственных компаниях. RFID – технологии эффективней и надежней, по сравнению с другими. С RFID – технологией беспроводная автоматическая идентификация принимает очень специфичный вид: объект, местоположение, или индивид маркируются уникальным идентификационный кодом, содержащимся в RFID - метке, которая каким-то образом прикреплена или вдавлена в объект. Радиочастотная идентификация представляет собой не отдельный продукт, а полноценную систему. Типичная RFID - система включает в себя три базовых элемента: RFID-метку (транспондер), считыватель (трансивер, запросчик) и серверную программу (базу данных), которая запрашивает поддержку компьютерной сети. Программное обеспечение используется для управления, контроля, оперирования, обработки, ведения учета различных пользователей. Цифровая система блокировки дверей осуществляется и управляется при помощи RFID – считывателя, который проводит проверку и аутентификацию пользователя и автоматически открывает дверь. Он также сохраняет данные о регистрации пользователя. Очень важно провести аутентификацию пользователя до открытия охраняемого помещения и радиочастотная идентификация позволяет сделать это. Система позволяет пользователю регистрироваться в быстрых, безопасных удобных условиях. Система блокировки дверей открывает их только тогда, когда пользователь поместит свою метку на считыватель, а данные о пользователе сравнятся с теми, что хранятся в базе данных. Радио частотная идентификация контролирует открытие и закрытие двери. В зависимости от источника электрической энергии, метки RFID классифицируются как активные или пассивные. Активные метки используют батарею для питания и передачи информации метки по запросу считыватель. Однако эти теги очень дороги и редко используются. С другой стороны, пассивные метки получают энергию от считывателя для питания их схемы. Эти метки очень рентабельны и, следовательно, большинство приложений используют их. Главными преимуществами пассивной технологии являются низкая стоимость и небольшие габариты. Пассивная метка RFID передает информацию считывателю, когда она попадает в электромагнитное поле, генерируемое считывателем. Явление основано на законе электромагнитной индукции Фарадея. Ток, протекающий через катушку считывателя, создает магнитное поле, которое соединяется с катушкой транспондера, тем самым создавая ток в катушке транспондера. Затем катушка транспондера изменяет этот ток, изменяя нагрузку на свою антенну. Это изменение фактически является модулированным сигналом, который принимается катушкой считывателя посредством взаимной индукции между катушками. Катушка считывателя декодирует этот сигнал и передает его на компьютер для дальнейшей обработки. Дополнительное подсоединение антенны позволяет уменьшить размеры устройства. Существует несколько типов классификации меток. Широко известная и распространенная разделяет метки на чиповые (рисунок 1.5) и бесчиповые (безмикросхемные), изображенные на рисунке 1.6. Рисунок 1.5 – Чиповая RFID-метка Рисунок 1.6 – Бесчиповая RFID-метка Чиповые метки содержат интегральную микросхему – чип, а бесчиповые – нет. Вторая классификация разделяет типы меток на пассивные, полуактивные и активные. В состав пассивных меток не входит встроенный источник питания и активный передатчик; полуактивные метки содержат элемент питания, но не имеют активного передатчика; активные метки содержат оба элемента. В еще одной классификации метки подразделяются на только считываемые (read only) и считываемые/записывающие (read/write). Только считываемые метки получают свой идентификационный код на производстве. Память данного типа меток или только читаемая (ROM) или однократно программируемая и многократно читаемая (WORM), т.е. в ходе работы с WORM памятью, идентификационный код данного типа меток можно перезаписать один раз. Считываемые/записывающие метки могут многократно перепрограммироваться в процессе эксплуатации, и на них можно записать дополнительную информацию, а не только серийный номер или код. По рабочей частоте метки делятся на метки низкочастотного диапазона LF (125—134 кГц), высокочастотного диапазона HF (13,56 МГц), и сверхвысокочастотного диапазона UHF (860—960 МГц). жүктеу/скачать 1.94 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|