Система управления турникетами на предприятиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

«Дагестанский государственный технический университет»

Кафедра ВТ

Курсовой проект

по дисциплине «Методы автоматизированного проектирования средств ВТ»

на тему: « Система управления турникетами на предприятиях»

Выполнила

Амирова Муминат

Махачкала 2013

Содержание

Введение

Глава 1. Анализ технического задания и современное состояние вопроса построения систем управления турникетами

Глава 2. Разработка структурной схемы и альтернативного варианта структурной схема системы управления турникетами

2.1 Принцип работы структурной схемы

2.2 Анализ и выбор основной структурной схемы системы управления турникетами на предприятии

2.3 Альтернативный вариант структурной схемы системы управления турникетами на предприятии

Глава 3. Разработка и описание функциональной схемы системы управления турникетами

3.1 Принцип работы схемы функциональной

Глава 4. Разработка принципиальной электрической схемы системы управления турникетами

4.1 Выбор и обоснование элементной базы построения системы управления турникетами

4.2 Описание электрически-принципиальной схемы системы управления турникетами

Заключение

Список литературы

Введение

Для упорядочения доступа сотрудников и по посетителей (клиентов) на территорию предприятия организуется контрольно-пропускной режим- комплекс организационно-правовых ограничений, устанавливающих порядок пропуска через контрольно-пропускной пункт (КПП) в отдельные здания людей и транспорт. КПР является один из ключевых моментов в организации системы безопасности на предприятиях. С этих позиций он представляет собой комплекс организационных мероприятий (административно ограничительных), инженерно-технических механизм осуществления КПР.

Основывается на применении «запретов» и «ограничений» в отношении субъектов, пересекающих границы охраняемых объектов, для обеспечения интересов предприятия. Такой механизм должен соответствовать требованиям действующего законодательства, уставу предприятия и иным нормативно-правовым актам, регулирующим деятельность предприятия. Основные направления создания КПР на предприятии: определение и оценка исходных данных, разработка мероприятий и нормативных документов, оборудование КПП. Система управления и контроля доступом является третьим рубежом защиты после системы видео наблюдения и охранно-пожарной сигнализации.

Цель и задачи создания КПР. Основными целями создания КПР являются:

· Защита законных интересов предприятия, поддерживание порядка внутри управления

· Защита собственности предприятия, ее рациональное и эффективное распределение

· Защита коммерческих секретов и прав на интеллектуальную собственность

КПР как часть системы безопасности позволяет решить следующие задачи:

· Обеспечение санкционированного прохода сотрудников и посетителей

· Предотвращение проникновения посторонних лиц

· Своевременное выявление угроз интересам предприятия, а так же потенциально-опасных условий способствующих нанесению предприятию материального и морального ущерба.

· Пресечение посягательства на законные интересы предприятия, использование экономических, юридических, организационных и технических и иных средств для выявления и ослабления источника угроз безопасности предприятия.

Существующий ГОСТ Р. 51241-98 «Средства и системы контроля и управлением доступом», который устанавливает классификацию, общие технические требования и методы испытаний, подразделяет СКУД:

· По способу управления

· Числу контролируемых точек доступа

· Функциональным характеристикам

· Виду объектов контроля

· Уровню защищенности системы от не санкционированного доступа

К основным характеристикам СКУД относятся:

· Стоимость

· Надежность функционирования

· Быстродействие

· Устойчивость к злонамеренным действиям

· Вероятность ошибочного отклонения законного пользователя( ошибки 1-го рода)

· Вероятность ошибочного предоставления доступа незнакомому пользователю (ошибки 2-го рода)

Глава 1. Анализ технического задания и современное состояние вопроса построения систем управления турникетами

Современная система контроля и управления доступом представляет собой объединенные в комплексы электронные, механические, электромеханические, аппаратно-программные и иные средства, обеспечивающие доступ определенных лиц в определенные зоны (территория, здание, помещение) или к определенной аппаратуре, техническим средствам и предметам (персональный компьютер, сейф, автомобиль и т.д.) и ограничивающие доступ лицам, не имеющие такие права.

Такие системы могут осуществлять контроль перемещения людей и транспорта по территории охраняемого объекта, обеспечивать безопасность персонала и посетителей, а так же сохранность материальных и информационных ресурсов предприятия. Системы контроля и управления доступом используются на примышленных предприятиях, офисах, магазинах, автостоянках, в жилых домах. Интерес к системе контроля и управления доступом растет еще и потому, что наличие такой системы важно для эффективной работы предприятия. Контроль не только повышает уровень безопасности, но и позволяет оперативно реагировать на поведение персонала и посетителей. Так же важной задачей для многих предприятий является необходимость контролировать график и вести учет рабочего времени. Особое внимание уделяется системам, позволяющим выстраивать необходимые конфигурации из стандартных блоков, учитывая все особенности предприятия. Разработка СКУД для ВУЗов носит динамический характер, так как необходимо обновлять базу данных каждый месяц. К примеру, если мы для сравнения возьмем СКУД «Проходная 1» и систему разрабатываемую нами, то мы имеем большие преимущества.

Система «Проходная1» предназначена для решения задачи автоматизированного контроля и управления проходом на территорию предприятия и выходом с нее персонала и посетителей через одну точку прохода турникет. Число контролируемых пунктов прохода может быть легко увеличено включением в систему дополнительных контроллеров и оборудования точек прохода. Система также позволяет организовать учет рабочего времени сотрудников и может быть использована на небольших предприятиях и организациях. Структурная схема СКУД «Проходная 1» приведена на рис. 1

Рис. 1 СКУД «Проходная»

У входа на предприятие на панели турникета или рядом с ним устанавливаются считыватели, которые считывают с карточек их код и передающие эту информацию в контроллер системы. Работник организации или посетитель, имеющий электронный ключ, подходит к турникету и предъявляет его считывателю. Одновременно с этим на экране компьютера, установленного на проходной, появляется изображение и основная информация о владельце «ключа», занесенная в базу данных системы. В системе каждому коду поставлена в соответствие информация о правах доступа владельца карточки. На основе сопоставления этой информации и ситуации, при которой была предъявлена карточка, система принимает решение: контроллер открывает или блокирует проход через турникет.

Однако, карточка может быть украдена или умышленно передана другому человеку, и в этом случае в СКУД «POLITEX» предусмотрено и биометрическое распознавание сотрудника. Шаблон папиллярных узоров пальцев каждого сотрудника имеется в базе данных. Распознавание с помощью карточки безусловно является быстрым способом, но сканирование отпечатка пальца дает нам большую гарантию безопасности (это необходимо бывает на особо охраняемых объектах). Так эти же два способа идентификации дают возможность быстрого распознавания, что позволяет избежать больших очередей. Работа турникетов организована таким образом, что бы большинство из них работали на вход когда ожидается основной приток сотрудников, и только один на выход. А при окончании рабочего дня или рабочей смены большинство турникетов работают на выход, и только один на вход. Считыватели карточек и сканер отпечатка пальцев работают двунаправленном режиме. Режим работы устанавливается в диспетчерском центре. В данной системе предусмотрены действия турникета при ЧС. При возникновении пожаров, землетрясений и т.д. створ турникета отпускается и можно свободно перемещаться. Системное обеспечение для данного СКУД мы выбирали с руководствуясь критерием усовершенствованной СО для СКУД.

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 Parsec NET 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.

Глава 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:

1. Блок сканирования отпечатка пальцев

2. Блок считыватель карточек

3. Блок обработки данных

4. Блок управления исполнительным устройством

5. 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.

В блок 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.

2.2 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.

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.

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. 4. 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 дисплей подключается к МК для отображения информации о запрете/разрешении входа на территорию предприятия.

Рис. 5. 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. 6. 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. 7. 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

4.1 Выбор и обоснование элементной базы построения системы управления турникетами

Исходя из функциональной схемы необходимо, чтобы у микроконтроллера были реализованы следующие функциональные узлы:

1. Один интерфейс UART- для подключения считывателя карточки. Для этого нам нужны два вывода параллельного порта. Последовательный порт UART используется для организации обмена данными между несколькими устройствами в последовательном коде. Для этого используются отдельные линии связи.

2. Для графического дисплея LCD используется интерфейс IIC. Интерфейс предназначен для организации двунаправленной передачи данных по принципу ведущий/ведомый.

3. Для управления турникетами используется два вывода параллельных порта.

4. Интерфейс IIC для управления часами. Для этого мы используем два вывода параллельных порта.

5. Три интерфейса USB- для считывателя отпечатка пальцев, для вывода сигнала на информационное табло.

Микроконтроллер -- микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, может содержать ОЗУ и ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи.

В качестве ядра системы используем МК ATMega8

МикроконтроллерATMega8 (мега8, mega8) от компании AVR выбирают тысячи радиолюбителей и профессионалов по всему миру благодаря идеальному сочетанию цены, функциональности и простоте применения в проектируемых электронных устройствах. Для прошивки микроконтроллераATMega8не требуется сложного специализированного оборудования - программаторы для ATMega8просты в устройстве и могут быть изготовлены и самостоятельно

Отличительные особенности:

· 8-разрядный высокопроизводительный AVR микроконтроллер с малым потреблением

· Прогрессивная RISC архитектура, 130 высокопроизводительных команд, большинство команд выполняется за один тактовый цикл 32 8-разрядных рабочих регистра общего назначения. Полностью статическая работа. Приближающаяся к 16 MIPS (при тактовой частоте 16 МГц) производительность. Встроенный 2-цикловый перемножитель.

· Энергонезависимая память программ и данных 8 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash памяти (In-SystemSelf-ProgrammableFlash). Обеспечивает 1000 циклов стирания/записи. Дополнительный сектор загрузочных кодов с независимыми битами блокировки. Обеспечен режим одновременного чтения/записи (Read-While-Write). 512 байт EEPROM- обеспечивает 100000 циклов стирания/записи 1 Кбайт встроенной SRAM. Программируемая блокировка, обеспечивающая защиту программных средств пользователя

· Встроенная периферия. Два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения. Один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предварительным делителем и режимами захвата и сравнения. Счетчик реального времени с отдельным генератором. Три канала PWM. 8-канальный аналого-цифровой преобразователь (в корпусах TQFP и MLF).6 каналов с 10-разрядной точностью. 2 канала с 8-разрядной точностью. 6-канальный аналого-цифровой преобразователь (в корпусе PDIP). 4 канала с 10-разрядной точностью.2 канала с 8-разрядной точностью. Байт-ориентированный 2-проводный последовательный интерфейс. Программируемый последовательный USART. Последовательный интерфейс SPI (ведущий/ведомый). Программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором

Встроенный аналоговый компаратор

· Специальные микроконтроллерные функции. Сброс по подаче питания и программируемый детектор кратковременного снижения напряжения питания. Встроенный калиброванный RC-генератор. Внутренние и внешние источники прерываний. Пять режимов пониженного потребления: Idle, Power-save, Power-down, Standby и снижения шумов ADC

· Выводы I/O и корпуса 23 программируемые линии ввода/вывода 28-выводной корпус PDIP, 32-выводной корпус TQFP и 32-выводной корпус MLF

· Рабочие напряжения 2,7 - 5,5 В (ATmega8L) 4,5 - 5,5 В (ATmega8)

· Рабочая частота 0 - 8 МГц (ATmega8L) 0 - 16 МГц (ATmega8)

Микросхема для считывания отпечатков пальцев FDC4A14 фирмы Atmel

Рис. 7. Внешний вид микросхем FDC4A14

FDC4A14 имеет малый размер считывающей поверхности - 0,4x14 мм, что объясняет достаточно низкую цену микросхемы. Стоимость его составляет от 10v30$, в зависимости от количества поставляемых изделий. Считывание рисунка происходит во время движения пальца по поверхности сенсора. Максимальная скорость движения пальца не должна превышать 53,4 см/с (~2 км/ч). Разрешающая способность схемы - 500 dpi. Для уменьшения потребляемой энергии в схеме предусмотрен так называемый "nap" режим - режим "засыпания". Для его активации необходимо выполнить следующие установки:

· установить RST в "1", при этом все внутренние аналоговые части схемы отключаются от цепей питания;

· установить PCLK в "1" или "0" - отключаются цифровые схемы;

· установить TPE в "0" или отключить TPP;

· установить OE в "1", так как ток может также протекать через выходные элементы.

Рис.8

LCD Дисплея является универсальным:

EDM1070AR-01 Displaymodule - встраиваемый дисплейный модуль на базе 7” сенсорного дисплея и процессорного модуля Mini4357 ProcessorCard. Процессорный модуль выполнен на базе микроконтроллера LPC4357FET256, 128 МБ NAND Flash, 32 МБ SD RAM. Модуль имеет богатый набор периферии и найдет свое применение в таких областях, как промышленная автоматизация, HMI панели, системы умный дом, станки с ЧПУ, лифтовое оборудование, вендинговые аппараты и др.

Для подключения внешних устройств, дисплейный модуль имеет следующие интерфейсы: последовательный интерфейс, RS-485, 2 интерфейса CAN2.0, USB, 10/100 Мбит/с Ethernet, слот для TF карты, стандартный ARM-JTAG интерфейс, 4 входа/выхода GPIO, 8-канальный АЦП интерфейс, ЦАП интерфейс, IIC интерфейс, I2S интерфейс, высокоточные часы реального времени.

Для отладки и программирования рекомендуется использовать аппаратные программаторы-отладчики J-LINK, J-LinkPlus, J-LINK ULTRA, J-LINK ULTRA+, J-LINK PRO, ULINK2.

Отличительные особенности:

* микроконтроллер LPC4357FET256, 32-bitARMCortex-M4/M0 DualCore, 204 МГц;

* 128 MB Nand Flash;

* 32 MB SDRAM;

* 4 MB SPI Flash (reserved);

* 2 Kb EEPROM;

* 7” сенсорный TFT дисплей, разрешение 800x480;

* три последовательных интерфейса, вынесенных на phoenix разъем;

* трехпроводный UART0, уровни RS-232;

* трехпроводный UART2, уровни RS-232;

* трехпроводный UART3, уровни RS-232;

* интерфейс RS-485 на phoenix разъеме;

* два CAN 2.0B интерфейса на phoenix разъеме;

* USB 2.0 Device, high-speed, 480 Мбит/с;

* USB 2.0 Host, Full-speed, 12 Мбит/с;

* 10/100 Мбит/с Ethernet;

* слот для TF карты;

* ARM JTAG разъем;

* 4 входа/ выхода GPIO;

* интерфейс 8-канального АЦП;

* IIC интерфейс;

* высокоточные часы реального времени;

* диапазон рабочих температур 0…+70 °C.

Комплектация:

1. дисплейныймодульEDM1070AR-01 Displaymodule;

2. компакт-диск.

Область применения:

* промышленная автоматизация,

* HMI панели,

* системы "умный дом",

* станки с ЧПУ,

* лифтовое оборудование

Описание Считыватель Matrix-II-K:

Варианты создания автономной системы на одну дверь: A. Организация входа и выхода из помещения по карточкам/брелкам стандарта EM-Marine на входе в помещение устанавливаются -считыватель MATRIX-II (или считыватель CP-Z при скрытой установке) на выходе - считыватель/контроллер MATRIX-II-K + блок питания + электромагнитный/электромеханический замок Б. Вход по карточкам/брелкам стандарта EM-Marine, выход с помощью кнопки открытия двери. На входе в помещение устанавливается - считыватель/контроллер MATRIX-II-К, на выходе - кнопка открытия двери+блок питания + электромагнитный/электромеханический замок

В рабочем состоянии горит красный светодиод, сигнализируя о наличии питания. Режимы работы:

1. Карточка есть в базе считывателя. Мигает зелёный светодиод, звучат сигналы зуммера, замок открыт - на установленное время открытия (или по срабатыванию дверного датчика).

2. Карточки нет в базе считывателя. Три-четыре раза мигает светодиод (1 раз - зелёным, далее красным), звучат сигналы зуммера.

Подключаемые устройства:

· электромагнитный/электромеханический замок;

· кнопка открывания замка (нормально разомкнутая);

· внешний зуммер, внешний светодиод;

· датчик открытой двери.

· дополнительный считыватель, имеющий выход DS1990A, для организации прохода в двух направлениях (считыватели Matrix-II, CP-Z).

Таблица 1. Технические характеристики: Считыватель Matrix-II-K

Входной протокол	EM-Marine, 125 кГц
Выходной протокол	DallasTouchMemory
Дальность считывания карты, мм	не менее 80
Подтверждение считывания карты	сигнал зуммера, трхцветный светодиод
Тип подключаемого замка	электромагнитный/электромеханический
Максимальное количество карточек в базе, шт.	680 ( мастер, простые, блокирующие)
Дополнительные режимы	Блокировка, Accept, Триггер
индикация режимов работы	световая и звуковая индикация
Установка длительности открывания замка, сек	0-220 (заводское - 3)
Напряжение питания, В	8 - 18 постоянного тока
Потребление тока в режиме ожидания карты, мА	не более 45
Рабочая температура (в помещении), С	от -40 до + 50
Относительная влажность, %	не более 95
Размеры, мм	85х44х18

4.2 Описание электрической принципиальной схемы системы управления турникетами

Все периферийные устройства, подключенные к микроконтроллеру управляются им.

Подключение сканера отпечатка пальцев

Сканер отпечатка пальцев соединяется с МК по интерфейсу USB. Под управлением встроенных программ посылает данные в USB-кабель, а со стороны PC посредством драйвера осуществляется прием данных. Обмен данными должен происходить с постоянным и достаточным трафиком для обеспечения равномерности считывания и отсутствия пропуска кадров.

Интерфейс USB подключен к выводам параллельных портов МК( PB2 и PB3) и реализован программно).

Рис. 9. Схема подключения сканера отпечатка пальцев

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.

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.

Схема подключения дисплея к МК

Физически, шина I2C представляет собой два провода, притянутые к плюсу резисторами R11,R12,которые являются опорными резисторами. Один провод -- шина данных(SDA --SerialDATA), второй -- тактирование(SCS --SerialCLock).I2C интерфейс реализован программно с использованием выводов параллельных портов.Для того чтобы настроить порт на вывод устанавливаем `0' на портах.

На линии обычно есть один Мастер(Master) -- МК и некоторое количество периферийных устройств. Так как линии у нас подтянуты к питанию, то устройствам остаётся только заземлять их, когда хочется передать ноль и просто отпустить -- чтоб единицу. Отсюда важный вывод о совместной работе устройств с таким включением (называется -- монтажное “И”) -- если кто-то выставил ноль -- остальным придётся подождать.

Итак, тактирование всегда осуществляет ведущий, передачу начинает тоже всегда он, предварительно уточнив, что линия свободна (единицы на SDA и SCL), формирует СТАРТ-условие (S) -- прижимает линию SDA (1->0). Потом, надо передать адрес того устройства к которому мы хотим обратиться. При передаче по I2C есть два правила: Во-первых, данные считываются только при единичном состоянии SCL, а меняться могут, только при нулевом состоянии SCL. Во-вторых, данные идут начиная со старшего бита. 7 битов адреса, восьмой -- признак R/W -- если хотим читать 1, записать 0.

Приняв восьмой бит, ведомая микросхема должна подтвердить получение, если всё понятно -- послать сигнал подтверждения (ack, acknowledge) -- прижав линию SDA (отпущенную ведущим) на время 9-го такта на SCL. Мастер это дело выслушает и ждёт пока микросхема отпустит SDA).

Если ack нет (называется nack) -- значит ведомому что-то не понятно, тогда нужно (можно) сформировать СТОП и повторить передачу. Затем, мастер либо посылает байт данных ведомому, и снова дожидается подтверждения,либо принимает от него байт и уже сам выдаёт подтверждение.

Рис. 10. СТАРТ-адрес (запись/чтение) - подтверждение-данные-подтверждение - СТОП

Подключение считывателя

Считыватели снабжены 8-ми кабелем, с помощью которого производиться подключение к контроллеру. Назначение выводов приведено в таблице

Рекомендуемый тип кабеля между считывателем и контроллером- неэкранированный многожильный сигнальный кабель с сечением каждого провода 0,22 кв.мм. При использовании такого кабеля максимальное расстояние между считывателем и контроллером -100 метров. Для реализации функции блокирования чтения карт и режима взаимной синхронизации предназначен синий провод считывателя. Если этот провод ни к чему не подключен, считыватель работает в обычном режиме. При соединении провода HOLD /SYNS с общим проводом чтение карт прекращается.

управление турникет электрический схема

Заключение

При выполнении курсового проекта был подробно рассмотрен вопрос построения системы управления турникетами на предприятии относящийся к сфере СКУД. Был проведен анализ современного состояния построения подобных систем, выявлены некоторые недостатки и достоинства и разработана новая система с учетом определенных требований предъявляемые на предприятии. Данная система по сравнению с подобными системами имеет преимущество: использование биометрического идентификатора отпечатка пальцев, который гарантирует высокую безопасность на территории предприятия.

В начале работы была разработана структурная схема, показывающая из каких блоков состоит вся система. Далее на функциональном уровне рассматривается, как соединяются блоки между собой системы, и как они взаимодействуют. И потом уже на электрической принципиальной схеме мы показываем подробную работу системы. Все схемы разработаны на системе автоматизированного проектирования P-CAD.

Данная система позволяет вести учет рабочего времени сотрудников и выявить недобросовестных работников.

Список литературы

1. Магомедов И.А., Магомедов К.А. Микропроцессорные устройства систем управления. Микропроцессоры и микроконтроллеры. Кн. 1. Учебное пособие, Махачкала, 2004

2. Ремивзович Т.В. Микроконтроллеры для встраиваемых приложений. - М.: 2000

3. В.А. Воронова, В.А. Тихонов Системы контроля и управлением доступа - М.: 2010

Размещено на Allbest.ru