طراحی و ساخت سیستم کنترل ورود و خروج

طراحی و ساخت سیستم کنترل ورود و خروج

اسلاید 1: فهرست مطالبسیستم های دیجیتال و دنیای امروزEmbedded Systemsسیستمهای کنترل و نظارت بر ورود و خروجمعرفی کارت های هوشمند (Smart Cards)انواع دستگاه های کارت خوانمعرفی میکروکنترلرهای AVRطراحی سیستم - اهداف و امکانات اولیهطراحی و ایده اولیهطراحی نهاییطراحی شبکه انتقال داده و کنترلرهادعوت به همکاری1 of 35

اسلاید 2: سیستم های دیجیتال و دنیای امروزدنیای دیجیتالEmbedded Systems چیست؟دستگاه های ATM و انواع ربات هاانواع سیستم های قابل حمل (Cell Phone، PDA، Mp3 Player و ...)سیستم های کنترل (اجاق های ماکروویو، یخچال ها، ترمز ABS و ...)دستگاه های شبکه و پزشکی (Routers، Digital ECG و ...)2 of 35

اسلاید 3: Embedded Systemsسیستم هایی که حداقل شامل یکی از عناصر هوشمند زیر باشند:Microprocessor (General purpose processors, DSPs)Microcontroller (AVR, 8051 , …)FPGA (Field Programmable Gate Array)ASIC (Application Specific Integrated Circuit)3 of 35

اسلاید 4: Embedded Systems Embedded Systems (ES) در برابر General Porpose Systemsمزایای ESطراحی ساده و پیاده سازی سریعهزینه نهایی بسیار پایینمصرف توان پاییندر موارد خاص بسیار High Performanceمعایب ESتنها برای یک یا چند کار خاصعیب یابی نسبتا“ مشکل4 of 35

اسلاید 5: نمونه ای از یک Embedded System (مسیریاب شبکه)5 of 35

اسلاید 6: نمونه ای از یک Embedded System (مسیریاب شبکه)1 - قطعه الکترونیکی دیکوپلینگ تلفن (برای خطوط ADSL )2 - دیود نورانی رنگی برای نمایش وضعیت شبکه3 دیود نورانی تک رنگ برای نمایش وضعیت پورت USB4 - پردازنده اصلی؛ پردازنده TNETD7300GDU از شرکت Texas Instruments5 - اتصال JTAG برای برنامه ریزی و تست سیستم6 - یک تراشه RAM با حافظه 8MB7 - یک تراشه حافظه فلش8 - تنظیم کننده ولتاژ منبع تغذیه9 - فیوز اصلی منبع تغذیه10- اتصال ورودی برق11- دکمه ریست12- کریستال کوارتز برای تنظیم کلاک سیستم13- پورت اترنت14- مبدل اترنت؛ تراشه Delta LF850515- فرستنده و گیرنده لایه فیزیکی اترنت16- پورت USB17- پورت تلفن RJ1118- فیوز­های پورت تلفن6 of 35

اسلاید 7: سیستمهای کنترل و نظارت بر ورود و خروج (Entrance Access Control Systems)گونه ای خاص از سیستم های پیچیده امنیتی الکترونیکی / مکانیکی / کامپیوتری می باشند که با هدف نظارت بر دسترسی افراد به یک محیط یا سیستم خاص در محیطی سخت افزاری-نرم افزاری تحت سیاست های مدیریتی خاص ایجاد می شوند. استفاده از دوربین های مدار بسته و مادون قرمز، سیستم های تشخیص حرکت لیزر، دستگاه های کارت خوان با تکنولوژی های گوناگون، تشخیص دهنده های هویت توسط اثر انگشت و الگوی عنبیه چشم اشخاص و ... نمونه هایی از این گونه سیستم ها می باشند.7 of 35

اسلاید 8: سیستمهای کنترل و نظارت بر ورود و خروج (Entrance Access Control Systems)8 of 35

اسلاید 9: سیستمهای کنترل و نظارت بر ورود و خروج (Entrance Access Control Systems)نمونه ای از معماری یک سیستم نظارت و کنترل9 of 35

اسلاید 10: معرفی کارت های هوشمند (Smart Cards)کارت هوشمند (که با نام‌های کارت چیپ‌دار یا کارت با مدار مجتمع هم شناخته می‌شود) کارتی است که بر روی آن مدار مجتمع نصب شده است. از این نوع کارت می‌توان به‌جای کارت اعتباری و کارت پول یا در سیستم‌های امنیتی کامپیوتری، سیستم‌های تشخیص هویت و بسیاری موارد دیگر استفاده کرد.10 of 35

اسلاید 11: معرفی کارت های هوشمند (Smart Cards)کارت های مقوایی همراه با بارکد (Barcode Cards)کارت های مغناطیسی PVC (Magnetic Stripe Cards)کارت های هوشمند بدون تماس کلاس A / B(Contact less Cards)کارت های هوشمند حافظه (Memory and CPU Cards)11 of 35

اسلاید 12: معرفی کارت های هوشمند (Smart Cards)معماری داخلی یک تراشه کارت هوشمند12 of 35

اسلاید 13: انواع دستگاه های کارت خواندستگاه های کارت خوان بنا به داشتن قابلیت خواندن انواع کارت های هوشمند به دسته های زیر تقسیم می شوند:دستگاه های کارت خوان نوار مغناطیسیدستگاه های کارت خوان هوشمنددستگاه های کارت خوان بدون تماس13 of 35

اسلاید 14: دستگاه کارت خوانی که در این پروژه استفاده شده استدر این پروژه از دستگاه های کارت خوان ساخت شرکت مهندسی دنا به مدل p-3500 استفاده شده است که قابلیت خواندن انواع کارت های هوشمند را دارند. این دستگاه به واسطه ارتباط سریال به پورت RS-232 کامپیوتر متصل شده و به راحتی به کمک توابع کتابخانه ای از پیش تعریف شده (API ها) با نرم افزاری که به یک زبان سطح بالا مانند C، C++، C#، Java و ... نوشته شده است، تبادل اطلاعات می کند. 14 of 35

اسلاید 15: طراحی سیستم - اهداف و امکانات اولیهطراحی و پیاده سازی سیستمی بود که به کمک آن بتوان ورود و خروج دانشجویان و سایر اشخاص را از/به اتاق ها و سالن های بخش کامپیوتر تحت نظر داشته و بر روی آن کنترل مدیریتی اعمال شود. 15 of 35

اسلاید 16: طراحی سیستم - اهداف و امکانات اولیهتنها یک کامپیوتر برای مدیریت وجود دارد و آن هم با یک یا دو پورت سریالتعداد درها و در نتیجه سیستمهای توزیع شده می توانست هر تعدادی باشد و در طرح باید قابلیت افزودن یک در جدید به سیستم را می داشتسیستم ارتباطی و شبکه­ی انتقال داده می بایست توانایی پشتیبانی از تعداد زیادی گره متصل را داشته باشد و فواصل این گره ها تا کامپیوتر مرکزی به چند ده مترمی رسیدمسائل امنیتی مربوط به شبکه انتقال داده، امنیت سیستم کنترل و قابلیت اطمینان بالا نیز بایستی مد نظر قرار گرفته می شدسیستم می بایست از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشدوجود قطعات مورد نیاز طرح پیشنهادی در بازار ایران16 of 35

اسلاید 17: معرفی میکروکنترلرهای AVRمیکروکنترلر های هشت بیتی از شرکت ATMELقابلیت برنامه نویسی  توسط کامپایلر زبان های سطح بالا (HLL ) معماری RISCحجم کد تولید شده کم و سرعت اجرای برنامه بالا شامل 3 خانواده AT90S، TinyAVR و MegaAVR17 of 35

اسلاید 18: سیستم برنامه ریز میکروکنترلرهای AVR : پرشیادر این پروژه از دستگاه پروگرامر پرشیا (Persia Microcontroller Programmer) و نرم افزار مربوطه برای برنامه ریزی تراشه های میکروکنترلر بهره بردیم. با استفاده از یک کابل سریال (RS-232) که به همراه سیستم موجود است و به کامپیوتر متصل میشود، می توان از طریق نرم افزار پرشیا تراشه های گوناگون را برنامه ریزی کرد. 18 of 35

اسلاید 19: قفل الکتریکی (Electrical Lock)19 of 35

اسلاید 20: طراحی سیستم - اهداف و امکانات اولیهطراحی و پیاده سازی سیستمی بود که به کمک آن بتوان ورود و خروج دانشجویان و سایر اشخاص را از/به اتاق ها و سالن های بخش کامپیوتر تحت نظر داشته و بر روی آن کنترل مدیریتی اعمال شود. 20 of 35

اسلاید 21: طراحی سیستم - اهداف و امکانات اولیهتنها یک کامپیوتر برای مدیریت وجود دارد و آن هم با یک یا دو پورت سریالتعداد درها و در نتیجه سیستمهای توزیع شده می توانست هر تعدادی باشد و در طرح باید قابلیت افزودن یک در جدید به سیستم را می داشتسیستم ارتباطی و شبکه­ی انتقال داده می بایست توانایی پشتیبانی از تعداد زیادی گره متصل را داشته باشد و فواصل این گره ها تا کامپیوتر مرکزی به چند ده مترمی رسیدمسائل امنیتی مربوط به شبکه انتقال داده، امنیت سیستم کنترل و قابلیت اطمینان بالا نیز بایستی مد نظر قرار گرفته می شدسیستم می بایست از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشدوجود قطعات مورد نیاز طرح پیشنهادی در بازار ایران21 of 35

اسلاید 22: طراحی و ایده اولیهایده ی کلی سیستم پیشنهادی اولیهMultiplexer22 of 35

اسلاید 23: معماری کلی طرح نهاییدر این طرح، برای هر در یک دستگاه کنترلر در نظر گرفته شد این دستگاه کنترلر از یک میکروکنترلر، یک صفحه کلید 12 تایی (برای دریافت اطلاعاتی مانند رمز عبور و ...)، یک عدد صفحه نمایش LCD 2*16 و تعدادی تراشه مورد نیاز برای تبدیل پروتکل های ارتباطی تشکیل شده است وظیفه­ی این دستگاه (یک مدار واسط) از طرفی کنترل اتصال دستگاه های کارت خوان به گذرگاه مشترک کارت خوان­ها به منظور ارتباط مستقیم با کامپیوتر مرکزی و از طرف دیگر کنترل باز و بسته شدن در مربوطه، گرفتن رمز عبور و نمایش پیام های آگاهی گرفته شده از کامپیوتر بر روی LCD23 of 35

اسلاید 24: معماری کلی طرح نهایی24 of 35

اسلاید 25: معماری کلی سیستم کنترلر25 of 35

اسلاید 26: طراحی شبکه انتقال دادهطراحی شبکه انتقال داده این سیستم بر اساس مدل مرجع OSI طراحی شده استلایه فیزیکی و انتقال داده : RS-485لایه های بالاتر : به صورت خاص طراحی شده اندخصوصیات پروتکل RS-485مناسب برای استفاده در محیط های صنعتیقابلیت اتصال تا 32 گیرنده و فرستندهقابلیت افزایش طول گره های شبکه تا 1500 مترDisplay Message28 ByteCommand2 ByteDevice ID2 Byte26 of 35

اسلاید 27: طراحی کنترلرها27 of 35

اسلاید 28: برنامه نویسی سمت کنترلربرنامه ای که در داخل میکروکنترلر قرار داده می شود، به زبان Basic نوشته شده و پس از کامپایل توسط نرم افزار Bascom به کمک پروگرامر پرشیا به روی تراشه منتقل شده است. قسمت هایی که امکان تکمیل دارند:قسمت مدیریت (منطبق با برنامه سمت سرور)تکمیل پروتکل های ارتباطیافزودن موارد امنیتی در سطح کنترلرپیاده سازی سیستم برای تعداد 32 سیستم28 of 35

اسلاید 29: برنامه نویسی سمت سروربرنامه اصلی که وظیفه کنترل و مانیتورینگ را در کامپیوتر مرکزی نوشته شده است به زبان C# نوشته شده است. این برنامه نیاز به تکمیل دارد:قسمت مدیریتقسمت پایگاه داده و امنیت29 of 35

اسلاید 30: ساخت کنترلرها30 of 35

اسلاید 31: ساخت کنترلرها31 of 35

اسلاید 32: حکایت همچنان ... میتواند ادامه داشته باشد !!!گزارش کامل پروژه به صورت فایل pdf برای علاقه مندان بر روی سایت زیر قرار دارد:http://cse.shirazu.ac.ir/~ramtinraji  Documents32 of 35

اسلاید 33: پرسش ؟34 of 35

اسلاید 34: پایان از حضور و توجه شما سپاسگزاریم ...35 of 35