Программный модуль PNSoft системы
ParsecNET 3 – новое поколение программного
обеспечения интегрированных
систем безопасности и систем управления доступом.
Продукт, созданный с применением новейших
технологий и инструментов разработки,
предоставляет новые возможности, призванные
облегчить и упростить управление системой
непосредственными пользователями, специалистами
служб безопасности или администраторами,
а также сделать более прозрачным и удобным
процесс адаптации и настройки для инсталляторов.
Если сравнивать его с предыдущими версиями
программного обеспечения ParsecNET или актуальными
решениями конкурентов, то можно выделить
ряд существенных преимуществ:
Непревзойдённый уровень масштабируемости. ПО в состоянии обслуживать
как простейшие системы в одномашинной
конфигурации с парой дверей и несколькими
десятками пользователей, так и распределённые
системы с сотнями компьютеров, тысячами
точек прохода и сотнями тысяч персонала.
Повышенная надёжность
и отказоустойчивость, достигнутая за
счет применения распределённых баз данных,
высоконадёжных транспортных механизмов
гарантированной доставки данных, возможности
применения горячего резервирования при
использовании серверных кластеров, а
также множества других архитектурных
решений.
Многопользовательская
система с механизмами блокировки одновременного
изменения данных на рабочих станциях.
Поддержка виртуальных
подсистем для сложных распределённых
объектов, имеющих общую аппаратную часть,
логически разделяемую между группами
пользователей.
Механизмы автоматического
поиска оборудования, позволяющие упростить
ввод системы в эксплуатацию на этапе
монтажа и настройки.
Модульность, позволяющая
компоновать нужные рабочие места применительно
к классу решаемых задач.
Мощные встроенные
механизмы автоматизации, позволяющие
настраивать систему на решение множества
нестандартных задач без перепрограммирования
системы.
Множество интеграционных
сервисов и механизмов, облегчающих стыковку
системы с оборудованием и программным
обеспечением сторонних производителей.
2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ
СХЕМЫ И АЛЬТЕРНАТИВНОГО ВАРИАНТА
СТРУКТУРНОЙ СХЕМА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ТУРНИКЕТАМИ.
2.1.Принцип работы
схемы структурной следующий
В структурной схеме
можно выделить основные блоки:
- Блок сканирования отпечатка
пальцев
- Блок считыватель карточек
- Блок обработки данных
- Блок управления исполнительным устройством
- ЖКИ
В блок сканера отпечатка
пальцев входят биометрический идентификатор
по отпечатку пальца и контроллер. После
того как сотрудник приставляет
палец к сканеру, данные прочитанные
с нихпоступают на контроллер.
В данном случае контроллер
предназначен для обслуживания
USB-протокола.
Рис.2 блок считывания данных
и помощью идентификаторов
Считыватель карточки выходит
из спящего режима при предъявлении
карточки и считывает данные. Контроллер
преобразовывает эти данные в цифровой
вид и отправляет на устройство
обработки информации.
Рис.3 Блок обработки данных
Ядро блока обработки данных
– микроконтроллер, который управляет
работой других блоков в системе, обрабатывает
информацию о предъявленной карточке
или о сканированном отпечатке
пальца. После обработки полученной
информации на табло ( ЖКИ) подается
сигнал позволяющий увидеть вход разрешен
или нет.
Вблок управления исполнительным
механизмом входят датчик положения
турникета, усилители и турникет
(исполнительный механизм). От микроконтроллера
поступает сигнал на усилитель
и тот в свою очередь увеличивает
его мощность сигнала и выдает
его на исполнительный механизм. Датчик
положения турникета фиксирует
поворот и отправляет данные на
МК.
- Анализ и выбор основной структурной
схемы системы управления турникетами
на предприятии
При разработке СКУД придерживаемся
таких параметров как быстродействие,
надежность функционирования и время
регистрации пользователя. И на
основе этого система содержит
следующие преимущество по сравнению
с другими СКУД: имеется считыватель
карточки и биометрические считыватели,
которые позволяют производить быстрое
считывание с электронных карточек
и сканирование отпечатка
пальца для большей безопасности
на территории предприятия.
Структурная схема выбранная
для разработки СКУД имеет в составе
устройство обработки информации,
сканер отпечатка пальца, считыватель
карточки, датчик положения турникета
и исполнительный механизм (турникет).Сотрудник
или посетитель приставляет карточку
к считывателю, и этот набор данных
отправляется на УОИ, после обработки
поступившей информации на исполнительный
механизм выдается сигнал
разрешения или же запрета входа. Если
сигнал был положительным,то
положение турникета изменяется
и за этим следит датчик
положения турникета. От УОИ так
же передается сигнал и на
информационное табло, которое
показывает разрешение или запрет
входа.Если же возникли проблемы
при считывании карточки, то распознать
сотрудника можно с помощью
сканера отпечатка пальцев. Для
повышения безопасности на предприятии
можно осуществлять идентификацию
обоими способами. Представим принцип
работы СКУД «POLITEX» в виде алгоритма.
Рис 5. Алгоритм работы СКУД
Где, T-это данные считанные
с электронной карточки, H-это данные, хранящиеся
в базе данных, D-шаблон папиллярных
узлов сотрудников предприятия, F- данные
полученные в результате сканирования
пальца
2.3 Альтернативный
вариант структурной схемы системы
управления турникетами на предприятии
Альтернативный вариант
СКУД представляет собой возможный
вариант реализации системы с аналогичным
принципом работы, но с некоторыми
иными параметрами. Для СКУД «POLITEX»
имеется альтернативный вариант.В
альтернативном варианте в каждом
блоке содержится устройство обработки
информации, сканер карточки, датчик положения
и звуковое устройство. Система работает
следующим образом: сотрудник (посетитель)
приставляет карточку к сканеру
и считанный набор данных отправляется
на УОИ. После обработки данных
на исполнительный механизм отправляется
сигнал запрета или разрешения
входа. В зависимости от сигнала
датчик положения турникета фиксирует
новое положение. От УОИ сигнал
так же поступает и на
звуковое устройство.
Рис. 6 Алгоритм работы альтернативного
варианта СКУД
Проводя анализ между
этими двумя способами реализации
системы, мы выбираем наиболее приемлемый
способ реализации системы управления
турникетами.Достоинством первого
способа является высокое быстродействие
за счет ее параллельной организации,
малое энергопотребление и возможность
идентификации сотрудников двумя
способами. Недостаток этого метода-
высокая стоимость. Достоинством
второго метода является легкость
реализации, малое энергопотребление.
Оба варианта структурной
схемы системы будут представлены
в приложении.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА
И ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ТУРНИКЕТАМИ
3.1.Принцип работы
схемы функциональной.
К основным блокам
функциональной схемы относятся
:
К УОД относятся:
Рис.7 Устройство обработки
данных системы
Системный тактовый
генератор. Предназначен для формирования
прямоугольных импульсов определенной
частоты. Значение частоты генератора
определяется типом процессора и может
составлять от 0 до 100 МГц. Тактовые импульсы
системного генератора могут быть использованы
и для тактового обеспечения периферийных
модулей МПС. В современных МК тактовые
генераторы, в основном, встроены в МК.
Для использования встроенного генератора
на внешние выводы генератора подключают
кварцевый генератор.
Схема сброса используется для установки
МК в исходное состояние.
Микроконтроллер используется для обработки
информации и управления всеми функциональными
узлами и периферийными модулями микропроцессорной
системы. Работает под управлением программы,
прошитой в память программ.
BF – шинный формирователь. Предназначен для организации
двунаправленной шины данных МП системы.
Если выход T=0, то BF работает в режиме ввода
данных, а при T=1 - в режиме вывода данных.
Т=0 при выполнении команды IN, T=1 при выполнении
команды OUT.
Дешифраторы (DС) предназначены для дешифровки
адресов внешних устройств при выполнении
команд IN и OUT, т.е при выполнении команд
чтения данных с внешних устройств (IN)
и команд записи данных во внешние устройства
(OUT).В данном устройстве имеются два дешифратора:
один для считывания данных в процессор
(к этому дешифратору подключается буферный
регистр) и один для записи данных из микропроцессора
(к которому подключаются управляющий
регистр и регистры для работы с ЖКИ).
Ввод данных в МПС производится при выполнении
команды IN. В этом случае процессор на
шину адреса выставляет адрес внешнего
устройства, откуда в данный момент считывается
информация. Этот адрес поступает на адресные
входы дешифратора в сопровождении сигнала
«Ввод» (RD), который разрешает работу одного
из дешифраторов по входу E. После поступления
сигнала RD на одном из выходов активного
дешифратора формируется сигнал чтения
данных из внешнего устройства в МП. Номер
активного выхода дешифратора определяется
двоичным кодом адреса на адресных входах
дешифратора. В данном случае, на адресный
вход дешифратора поступает двоичный
код числа 1, поэтому активным будет выход
дешифратора 1, подключенный к управляющему
входу OEбуферного регистра. По этому
сигналу данные считываются в МК и обрабатываются
им.
Вывод данных из МПС производится по команде OUT.
В этом случае процессор формирует адрес
внешнего устройства на шине адреса, а
через некоторое время выставляет на ШД
данные в сопровождении сигнала «вывод»
(WR). По этому сигналу данные записываются
во внешний регистр, выбранный с помощью
дешифратора.
Устройство отображения
информации.
LCD дисплейподключается к МК для отображения
информации о запрете/разрешении входа
на территорию предприятия.
Рис.8 Схема подключения
LCD дисплея к МК
Входы:
D- информационные входы
Е – вход выбора (активации)
ЖКИ.
Е=1 – в/из ЖКИ можно записать/прочитать
данные
Е=0 – запрещаются запись/считывание
в/из ЖКИ
W/
– вход записи/чтения.
W/
=1 - запись данных в ЖКИ
W/
=0 – чтения данных из ЖКИ
D/
- вход выбора данных или команды.
D/
=1 – в ЖКИ записываются данные для
отображения
D/
=0 – в ЖКИ записываются команды
Устройства считывания
данных
Рис.9 Схема подключения сканера
отпечатка пальцев к МК
После включения питания схемы
подается сигнал Reset. Для более устойчивой
работы его можно подавать перед каждым
считыванием кадра, однако это не является
необходимым условием.
Начальная последовательность
операций может быть следующей :
установка на выводе RST состояния
высокого уровня;
установка RST в состояние низкого
уровня;
посылка 4-тактовых импульсов
(связано с конвейеризацией);
посылка импульсов для пропуска
первого кадра, так как он никогда не бывает
корректным.
Рис.10 Режим работы сканера
отпечатка
Кадр состоит из 280 действительных
+ 1 фиктивной точек. Так как две точки выводятся
одновременно, система должна посылать
281x4 = 1124 импульса для чтения одного кадра.
Reset в это время должен быть установлен
в состояние логического нуля.
Входные импульсы считываются
во время спада, данные поступают на выход
во время переднего фронта. После стартовой
последовательности, по каждому импульсу
на выходах Do0-3, De0-3 появляется новый байт
изображения. Этот байт содержит две точки:
4 бита на Do0-3 (нечетный пиксел) и 4 бита
на De0-3 (четный пиксел). Для вывода данных
необходимо установить вход OE в состояние
низкого уровня. Когда на PCLK "1", выходы
Do0-3, De0-3 находятся в состоянии высокого
импеданса, что позволяет подключать микросхему
непосредственно на шину микропроцессора
без использования внешней логики.
Считыватель работает в
двунаправленном режиме. При считывании
карточки данные преобразовываются
в цифровой код и подаются на
порт PB3и PB4 .
Питается устройство от четырех
1,5 В элементов питания. В качестве памяти
используется последовательная микросхема
энергонезависимой памяти типа 24LC65 объемом
64 Кбита. Этого объема достаточно для хранения
в памяти до 450 меток и журнала событий
до 1400 записей. Микроконтроллер устройства
находится всегда в режиме Sleep, и выходит
из этого режима по прерыванию при предъявлении
электронного идентификатора. Проводит
обработку полученного номера, производит
запись времени предъявления и номера
идентификатора в журнал событий и переходит
опять в режим Sleep. Использование такого
алгоритма позволяет существенно сократить
потребление тока устройством.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА
ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ТУРНИКЕТАМИ.