Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ RFID ТЕХНОЛОГИИ

Авторы:
Город:
Калуга
ВУЗ:
Дата:
28 января 2017г.

Введение. Одним из самых актуальных направлений научно-технического процесса является автоматизация. Автоматизация позволяет повысить производительность труда, улучшить качество продукции, оптимизировать процессы управления и отстранить человека от производств, опасных для здоровья. Одним из самых перспективных и многофункциональных является способ автоматизации с применением RFID технологии. RFID системы могут применяться как для автоматизации производства, так и для контроля доступа, контроля подлинности объектов, инвентаризации, отслеживания цепи поставок и т.д. Также данная технология может успешно использоваться и в других сферах деятельности человека. Разнообразие способов применения RFID технологии (рис. 1) обуславливается целым рядом преимуществ, такими как: отсутствие необходимости прямой видимости считываемого объекта, что позволяет метки считываться через упаковку; поддержка RFID терминалами чтения сразу нескольких меток; возможность перезаписи информации; объем хранимых данных больше чем у штрих-кода; достаточно большой срок работы; устойчивость к воздействию окружающей среды. Все это в комплексе обеспечивает точность и простоту инвентаризаций, полный контроль над товаром, ускорение обслуживания клиентов и, как следствие, повышение их лояльности. Нельзя также забывать и об укреплении имиджа предприятия, обусловленное относительной новизной RFID технологий.


Описание системы. В данной работе исследуется возможность применения RFID технологии к системе контроля доступа на предприятии. Параллельно были решены вопросы автоматизации доступа автомобильного транспорта на территорию предприятия.

Использование RFID технологий, а конкретно, контактный способ идентификации, имеет в данном случае положительный аспект: транспортное  средство вынуждено  совершить остановку,  что позволяет обеспечить как дополнительную безопасность с помощью визуального контроля, так и исключить возможный проезд неучтенного транспортного средства «в потоке».

Соответственно, структура системы будет включать в себя не только датчик RFID, но и собственно, сами средства автоматизации, комплекс датчиков и исполнительных устройств. Структурная схема системы приведена на рис. 2. Выделим следующие блоки и опишем их назначение:

-        RFID-метка – есть у каждого работника предприятия. Метка имеет уникальный идентификационный номер, хранит в себе данные о рабочем (ФИО, должность, уровень доступа, дату последнего использования и т.д. ).

-     RFID-сканер необходим для считывания информации с метки, располагается на входах на территорию предприятия.

-    МК (микроконтроллер) считывает RFID-метку, выполняет обмен информацией с приложением, работающим с БД (базой данных), обрабатывает информацию с датчиков, выполняет вывод информации на LCD-дисплей, управляет приводами. Нами использовалась платформа Arduino UNO.

-     БД SQL. Мы использовали service-based SQL DB. Преимуществами данной базы данных является возможность синхронизации с SQL-server и MC Access. Работа с БД осуществляется через приложение, пример интерфейса которого представлен на рисунке 3. Функционал приложения может быть расширен для выполнения конкретной поставленной задачи. Так же в БД могут быть добавлены дополнительные поля, такие как должность, паспортные данные, личный транспорт и другие. Эти параметры могут быть использованы для контроля доступа внутри предприятия, а также автоматизации других процессов.

-     датчики необходимы для управления приводами и обеспечения безопасности на проходной. Например, ультразвуковой датчик определяет, что транспорт проехал и можно закрывать ворота.

-    LCD дисплей использован для вывода информации о работнике и последующего визуального контроля. Кнопки нужны для ручного управления приводами в случае экстренных ситуаций.

-       Пьезоэлемент и светодиоды применены для звукового и визуального оповещения о возможности/невозможности проезда на территорию предприятия.




Практическая часть. Была спроектирована структурная и функциональная схема системы контроля доступа, её электронная часть, модули управления приводами, логика работы. Для ускорения проектирования использовались стандартные модули на платформе Arduino.

Для считывания меток использован RFID-сканер RC522, работающий на частоте 13,56 МГц. Считывание метки происходит на расстоянии 0-25 мм со скоростью передачи информации 106, 212, 424, 848 кбит/с. Поддерживаемые классы карт: S50, S70, Ultralight, Pro, DESFire. Схема подключения представлена на рисунке 4.


Разработаны алгоритмы работы системы, как на уровне МК, так и для части ПК (персонального компьютера), проработан интерфейс, позволяющий включать новых пользователей, которые имеют собственные разграничения прав.

Программа на МК выполняет считывание меток и датчиков, обмен информацией с ПК. При получении информации о работнике, МК выполняет её преобразование, отправку на ПК, вывод на LCD экран. Информирование пользователей об ответе ПК (доступ разрешён/не разрешён) происходит при помощи светодиодов и звукового сигнала. В случае, если доступ разрешён, МК выполняет алгоритм управления двигателями, открывающими ворота. Предусмотрена система безопасности, которая проверяет наличие транспорта на пути ворот, так же есть возможность принудительной остановки/запуска системы смотрящим для предотвращения аварий и открытия ворот при экстренных ситуациях.

ПО (программное обеспечение), установленное на ПК, выполняет считывание данных из виртуального COM-порта, предусматривает занесение меток в БД и поиск пользователя в ней. В зависимости от результата поиска программа отправляет соответствующий ответ микроконтроллеру.

Для ускорения работы системы хранение и обработка данных на ПК спроектировано на основе СУБД

service-based SQL. Данная база данных обладает рядом преимуществ, описанных выше.

На данный момент системы проходит тестирование и апробацию работы в реальной системе контроля доступа на парковку.

Заключение. В результате данного исследования была разработана система автоматизации с применением RFID технологии. В нашем случае была реализована система автоматизации для контроля доступа на парковку. Такая система является легко модернизируемой за счёт  подключения различных модулей к МК и применения разного ПО.

Список литературы

 

1. Дорф Р.К., Бишоп Р.Х. Современные системы управления // Москва, Лаборатория базовых знаний, 2002, 832 с.

2. Дьяконов В.П., Круглов В.В. MATLAB. Анализ, идентификация и моделирование систем //Санкт-Петербург, Питер, 2001, 448 с.

4. Кригель А., Трухнов Б. SQL. Библия пользователя, 2-е издание // Пер. с англ. — М. : ООО “И.Д. Вильямс”, 2010, 752 c.

5. Соммер У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino // СПб.: БХВ- Петербург, 2012, 256 с

6. Цыпкин Я. З. Информационная теория идентификации // Москва, Наука, 1995, 336с

7. RFID: принцип работы, применение, преимущества и недостатки [Электронный ресурс]. URL:http://www.tendo.ru/rfid.html

8. RFID-системы для различных отраслей и областей применения [Электронный ресурс]. URL:http://www.itproject.ru/otraslevye_resheniya