Контроллер доступа своими руками

Контроллер доступа своими руками

Модель системы контроля и управления доступом на предприятии на базе Arduino

С изобретением и широким распространением микроконтроллеров появились небывалого разнообразия возможности для развития пользовательской электроники. Одна из сфер применения программируемых чипов – различные СКУД. Такие системы разрабатываются и продаются, но цены на готовые комплексы представляются чрезмерно большими. Например, стоимость минимального комплекта программного обеспечения (ПО)SP09 от ведущего российского производителя систем безопасности – PERCoсоставляет 265 евро [1].

Необходимость расходов, которые несут потребители для того, чтобы возместить производителям постоянные затраты материальных, человеческих ресурсов (на производство преграждающих устройств, замков, печатных плат и т.д.) не вызывает сомнений. Однако, в смете имеет место и программное обеспечение. Проприетарное, не обновляемое,оно, единожды окупив продажей некоторого количества своих лицензий затраты на разработку, далее не может справедливо также высоко цениться. Тем временем по всему миру разворачиваются проекты категории freeandopen-sourcesoftware(FOSS), а исходный код различных уважаемых, известных платных решений становится общедоступным.Последнее нередко происходит в связи с давлением перспективы быть вытесненными с рынка за нерентабельностью использования в сравнении с применением свободных аналогов. В связи с этим мы считаем, что создание программно-аппаратного решения с открытыми исходным кодом и архитектурой поможет решить выше описанную проблему.

В ходе разработки нами были изучены:

1. Touch memory –технология, Touch memory key,
2. OneWire – технология, протокол взаимодействия,
3. Промышленные аналоги СКУД,
4. Проектировочная платформа Arduino.

Основой нашего программно-аппаратного комплекса стал контроллер ATMega328p, используемый на плате Arduino. Основной причиной его использования послужил низкий порог вхождения в процесс разработки: готовые IDE (англ. IntegratedDevelopmentEnvironment), набор открытых библиотек и примеров к ним, дешевизна оборудования для программирования контроллера.

1-Wire(OneWire) – технология, изобретённая для упрощения и удешевления подключения небольших, не требующих высокой мощности питания и пропускной способности канала устройств. Данная технология позволяет подключать по одному физическому каналу несколько устройств, управляющихся одноимённым протоколом[2].Эта возможность обеспечивается используемым принципом передачи данных. Биты синхронизируются временными слотами (TimeSlots) и определяются их продолжительностью. Для работы проекта потребуется библиотека OneWire[3].

Устройством для хранения UIDTouchmemoryилиiButton[4] — оригинальное семейство микросхем, разработанных и выпускаемых фирмой DallasSemiconductor, USA. Каждая такая микросхема заключена в стальной герметичный цилиндрический корпус, служащий для защиты. Нами были использованы ключи, относящиеся к семействуDS1990Aс восьмибайтовым ПЗУ [5, 6]. В младшем байте содержится код семейства, для DS1990A он всегда будет равен 01h.В шести последующих байтах содержится серийный номер ключа (уникальный 48-битный код). Последний байт называется cyclicredundancycheck (CRC) — это контроль четности, обеспечивающий подлинность переданных данных (рис. 1).

Рис. 1. Структура ПЗУ ключа

Работа контроллера состоит из считывания идентификатора ключа, сигнализирования, отправки информации контролирующему СКУД устройству посредством интерфейса USB, получения от последнего команды (на открытие, игнорирование и ожидание нового ключа или просто на игнорирование) и реакции на команду. Со стороны ПО на персональном компьютере пользователям, в соответствии с уровнем их прав, предоставляются различные возможности взаимодействия со СКУД. При получении данных от контроллера производится сверка UID (англ. UserIdentifier – идентификатор пользователя) с хранимыми в базе данных и, в случае совпадения, на мониторе отображается информация. Был разработан простой протокол взаимодействия. Для определения, вход или выход совершается сотрудником, используется дополнительный байт. Чтобы ускорить процесс реализации, была создана визуализация протокола в виде блок-схемы (рис. 2).

Рис. 2. Блок-схемы визуализации протокола

Выбранная в качестве базы для разработки системы платформа Arduino снабжена специализированным ПО [7].

Бесплатно распространяемая интегрированная среда разработки Arduino IDE 1.6.1предоставляет условия для удобных написания, компилирования и загрузки управляющего кода.

Ниже представлены схема сборки и внешний вид аппаратной части системы (рис. 3,4).

Рис. 3. Принципиальная схема

Рис. 4. Внешний вид результата сборки

Пользователи ПО могут обладать одним из 3х типов привилегий: администратор, директор, охранник. Для каждого из них предусмотрен индивидуальный интерфейс, позволяющий охраннику сверять фотографию на мониторе с лицом проходящего через контрольно-пропускной пункт (КПП), директору – просматривать журнал посещения предприятия сотрудниками, администратору – обеспечивать работоспособность системы.

Рис. 5. Интерфейс формы охранника

Для примера возьмем комплект ПО и оборудования PERCo-KT02.3 с активированным PERCo-SP13,его стоимость составит 1135 евро [8].Стоимость же компонентов для нашей СКУД составит:

Источник

Создаем своими руками систему контроля и управления доступом к ПК

реклама

Здравствуйте, дорогие читатели!

В этот раз мы отойдем от статей на тему компьютерной помощи и проведем эксперимент, и создадим (не будем врать, изобретать и созидать мы ничего не станем, мы просто соберем из доступных компонентов) ни много, ни мало – систему контроля и управления доступом к ПК!

Вы спросите, а зачем, собственно это делать? А я отвечу – совершенно не зачем, но мы сделаем это, просто потому, что можем.

Итак, для создания СКУД для ПК нам потребуется:

реклама

1. Контроллер. В нашем случае это IronLogic Z-5R – один из самых доступных контроллеров на рынке
2. Считыватель карт доступа. У нас это IronLogic Matrix II, не очень дешев (1350р.), но в отличии от доставшегося бесплатно, работает со всеми картами и «таблетками» что у меня есть.
3. Реле 4 контактное, нормально-разомкнутое. Приобретается в автомагазине. На авторынке, где я его приобрел, продавцы совершенно обнаглевшие. Данное реле, оптовыми партиями от 20 штук, в интернете продается по 25 рублей, а на авторынке оно стоит уже 100р. В поисках наидешевейшего варианта обошел весь рынок, но цена у всех одна и та же – 100 рублей. Обдираловка!
4. Блок питания 220В – 12В.
5. Самодельная разъем-розетка, из выдранного из БП из прошлых статей, разъема подключения сетевого кабеля, с припаянными отрезками кабеля ПВС 2х0.5.
6. Сетевой кабель, немного витой пары, кнопка включения МП из какого-то старинного корпуса, кусачки, нож, паяльник, фен, флюс, припой, изолента, термоусадка.

Не так уж много нам и потребуется, найдется практически в каждом доме.

Приступим. Первым делом подключаем наш блок питания 220В-12В к разъем-розетке. Прикручиваем провода, в данном БП не имеет значения где будет фаза, а где ноль. Но, встречаются блоки питания, где необходимо соблюсти полярность ввода, в этом случае к списку необходимого инструмента присоединится индикаторная отвертка.

реклама

Далее, подключаем провода для подключения потребителей – контроллера, считывателя и реле.

Минусовой (коричневый) провод, сразу подключаем к контроллеру, более нигде он не потребуется.

реклама

А плюсовой подключаем к клеммнику, и делаем перемычку ко второму клеммнику, т.к. +12В потребуют уже контроллер, считыватель и реле, а из-за толщины провода в один разъем клеммника они все не влезут.

Залуживаем и припаиваем +12В от клеммника к 85 или 86 контакту реле, в этом реле полярность подключения к контактам также не имеет значения.

Соответственно к оставшимся контактам лудим и припаиваем управляющий «минус», а к контактам 87 и 30 – небольшой кусок витой пары, совершенно не важно какой куда. Силовые контакты +12В и управляющий «минус» изолируем термоусадкой. Мы же не умалишенные, рисковать при работе с электричеством!

Подключаем считыватель: к разъему +12В – провод от клеммника, GROUND (он же управляющий «минус») – один из проводов витой пары, к DATA0 – оставшийся провод той же витой пары.

И «женим» считыватель и контроллер, подключая те же что и у считывателя провода витой пары к разъемам DALAS (название может варьироваться в зависимости от используемого контроллера) и ЗЕМЛЯ.

К разъему ЗАМОК присоединяем управляющий «минус» ранее припаянный нами к реле.

Провода от контактов реле с номерами 87 и 30 лудим и спаиваем с проводами кнопки включения МП. Полярность не имеет значения.

В итоге получаем что-то похожее на это:

Подключаем блок питания нашей СКУД в сеть 220В, а колодку «M/B SW» от управляемых контактов реле к контактам включения МП. И, естественно, проверяем:

Вообще, при первом включении контроллера СКУД, его память пуста, и он будет истошно вопить зуммером, ожидая поднесения мастер-карты. После записи мастер-карты, в память контроллера надо записать простую карту, а также настроить время открытия замка, иначе заводские 3 секунды подачи питания на реле приведут к включению и выключению ПК. И так по кругу. Ну и, самое важно, без чего вся эта система работать не будет в принципе – переткнуть перемычку режимов работы контроллера в положение работы с электромеханическим замком. Ну, или использовать реле с нормально-замкнутыми управляемыми контактами, а оно наверняка стоит еще дороже.

Если кому-то интересно, что за комп у меня на видео – это AMD Athlon II X3 455 или 450, разблокировкой ядра в биосе превращенный в Phenom II X4 B55 в разгоне до 3.6ггц – больше выжать не смог, 6 gb DDR3, и гретая AMD Radeon 6950 от ASUS, после прогрева которой прошло 3 месяца, бублик в течение часа и бенчмарк WoT EnCore проходит без проблем.

Источник

Система ограниченного доступа вашего дома

В настоящее время, уже каждый владелец частного дом согласиться, что ограничение доступа на свой земельный участок оказывает большую роль в обеспечении собственной безопасности. Профессиональное оборудование и услуги по монтажу системы ограниченного доступа не совсем дешевое удовольствие. Сейчас в продаже появились видеодомофоны, которые в комплекте уже имеют не только цветные экраны, но и вызывные панели, а также электромеханические замки. На базе данных наборов можно смонтировать эффективную систему ограниченного доступа к частному дому.

Рассмотрим основные элементы системы ограниченного доступа, которые понадобятся для монтажа:
— электромагнитный или электромеханический замок (например, Полис-1М);
— многожильный щестипроводный силовой медный провод (двойная изоляция) сечением 0,5 кв.мм, если расстояние от вызывной панели до домофона будет небольшим можно применить обычную витую пару сетевого исполнения (четыре от видеодомофона вызывной панели и два питания от ИБП к контроллеру);
— источник бесперебойного или резервного питания (ИБП), с аккумулятором заданной мощности, с целью обеспечения определенного периода питания без внешней домашней сети (например, СКАТ-1200);
— двухжильный силовой медный провод (двойная изоляция) сечением сечением 0,75 кв.мм (питание ИБП);
— двухжильный силовой медный провод (двойная изоляция) сечением сечением 0,5 кв.мм (от ИБП к домофону);
— вызывная панель, с кнопкой вызова, имеющая микрофон и видеокамеру;
— считыватель ключа доступа и соответственно сами ключи Далласа для считывателя;
— контроллер Z-5R;
— видеодомофон с монохромным или цветным экраном.

Территория частного дома по периметру ограждается забором, а ворота для въезда автотранспорта и входная калитка замыкаются изнутри, и оборудуются системой ограничения доступа. На входных воротах устанавливается вызывная панель, считыватель ключей и электромеханический или электромагнитный замок. Электромагнитный замок должен быть постоянно запитан, он держит калитку посредством электромагнитных сил, следовательно, более энергозависим.

Контроллер можно установить в защитный короб или водонепроницаемый корпус и служит для управления работой замка, позволяет по касанию ключа до считывателя открывать его.

Источник бесперебойного питания монтируется в помещении недалеко от щита ввода электричества с пакетными выключателями. Прокладка электрических проводов будет в таком порядке:
— 4-х проводная линия от видеодомофона к вызывной панели;
— 2-х проводная усиленная линия к ИБП от бытовой электросети, 220 вольт;
— 2-х проводная линия от ИБП для питания контроллера, 12 вольт;
— 2-х проводная линия от ИБП для питания видеодомофона, 12 вольт.
Видеодомофон устанавливается в любом удобном вам месте. В качестве домофона я применил недорогой аппарат китайского производителя Eplutus EP-2288 с цветным дисплеем и вызывной кнопкой оборудованной камерой и микрофоном. У него вызывная панель с камерой хорошего разрешения, заключенная в антивандальный влагозащищённый корпус. Для общения с визитером отсутствует аудио трубка, так как в данной модели реализована громкая связь. Кроме того, видеодомофон оснащен двумя аудио-видеовходами, благодаря чему можно подсоединить дополнительно еще две видеокамеры и увеличить обзор охраняемого участка.
Использование системы ограниченного доступа происходит следующим образом, при нажатии кнопки на вызывной панели двери ограждения территории участка подается сигнал на видеодомофон. В домофоне автоматически активируется функция видео и включается микрофон. Для дистанционного открытия замка на калитке входных ворот достаточно нажать кнопку домофона. Кроме того, установленные контроллер и считыватель ключей Далласа позволяет размыкать замок снаружи охраняемой территории с помощью зашифрованных электронных ключей. В этом случае при необходимом уровне защищенности территории участка, эффективно ограничивается проникновение посторонних лиц.

Чтобы обеспечить питание данной системы потребовался источник бесперебойного питания, выдающий напряжение 12 вольт, способный питать домофон, контроллер и электромеханический замок, даже при отсутствии внешнего питания. Если у вас отключили внешнюю электросеть, то источник резервного питания в течение суток и более обеспечит работу от аккумуляторной батареи всей системы.

Смонтированный в отдельном корпусе контроллер используется для обеспечения срабатывания замка, работы считывателя и программирования ключей. Подключение к контроллеру всех элементов осуществляется по инструкции находящейся в комплекте. С помощью заданного алгоритма, указанного в ней же, возможно копирование ключей доступа, например, при необходимости расширить круг лиц на вход в территорию или при утере. Ключи для считывателя программируются в любом количестве, и вы можете их раздать всем имеющим доступ на территорию участка дома. Стоимость ключа доступа, к тому невелика, соответственно запрограммировать ключ можно всем лицам, которые смогут проходить на участок беспрепятственно в любое время. Кстати, пусть вас не волнует возможность попасть к вам не желательных гостей, даже имеющих ключ доступа, например, при его утере. Вы легко можете перепрограммировать все ключи в считанные минуты или воспользоваться мастер-ключом для блокировки открытия замка всеми остальными ключами, достаточно будет одного касания к считывателю. Вся эта система может быть оснащена охранными датчиками, присоединенными к контроллеру, которые подадут сигнал на оповещатель при размыкании двери или окна.

При монтаже всей системы я столкнулся с некорректной работой контроллера и видеодомофона с электрозамком. После нескольких проб и ошибок, я определил причину. Подача напряжения с видеодомофона на замок и со считывателя ключей не разделены (это как бы две системы работающие параллельно), для того чтобы разделить их достаточно было поставить простые диоды, которые пропускают ток только в одну сторону, позволяя ему срабатывать отдельно.

Источник