Диплом (1230938), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Обзор дифференциальных систем спутниковой навигации позволяет сделать вывод о том, что принципы построения глобальных дифференциальных систем в наибольшей степени соответствуют особенностям и условиям, существующим в России. При огромной и очень неравномерно населенной территории России развертывание плотной сети наземных станций сбора информации, необходимых для вычисления подробных карт вертикальных ионосферных задержек, будет очень дорогостоящим. В глобальных системах дифференциальной навигации ответственность за устранение ионосферных ошибок возлагается на потребителя. Для этого требуется, чтобы пользователи такой системы были снабжены двухдиапазонными навигационными приемниками, что повлияет на стоимость аппаратуры потребителя. Однако можно преположить, что при массовом производстве такой аппаратуры стоимость каждого ее комплекта, по сравнению со стоимостью комплекта однодиапазонной аппаратуры, возрастет незначительно. С учетом введения в ближайшем будущем гражданских модулирующих кодов в GPS и Глонасс, распространение и применение двухчастотной аппаратуры потребителя станет повсеместным [14].
1.3 Система «ВХОД–ВЫХОД»
Система работает на основе баз данных. Информацию о сотруднике заносятся в эту базу, и выдается пропуск со специальным кодом внутри него. В возможности этого устройства входят:
- Точное время прохождения персонала;
- Кто, Когда, и где вошел/вышел.
Принцип работы представлен на рисунке 1.4.
а) Идентификатор;
Основные типы исполнения: метка, брелок, карта. Они являются базовым элементом системы контроля доступа, поскольку хранят код, который служит для определения прав («идентификации») владельца. Это может быть, бесконтактная карта (например,RFID-метка), или устаревающий тип карт с магнитной полосой. В качестве идентификатора может выступать так же код, вводимый на клавиатуре, а также отдельные биометрические признаки человека, такие как отпечаток пальца, рисунок сетчатки или радужной оболочки глаза, трехмерное изображение лица.
Надежность (устойчивость к взлому) системы контроля доступа в большей степени определяется видом используемого идентификатора: например, наиболее распространенные бесконтактные карты могут подделываться в мастерских по изготовлению ключей, на оборудовании, имеющемся в свободной продаже. Поэтому для объектов, требующих более высокого уровня защиты, подобные идентификаторы не подходят. Принципиально более высокий уровень защищенности обеспечивают RFID-метки, в которых код карты хранится в защищённой области и шифруется.
Кроме непосредственного использования в системах контроля доступа, RFID-метки широко распространены и в других областях. Например, в локальных расчетных системах (оплата покупок в магазинах и других услуг), системах лояльности и так далее.
б) Контроллер;
Это «мозговой центр» системы. Именно он определяет, пропустить или нет владельца идентификатора в дверь, так как хранит коды идентификаторов со списком прав доступа каждого из них. Когда человек предъявляет (подносит к считывающему устройству) идентификатор, считанный из него код, сравнивается с кодом хранящимся в базе, на основании чего принимается решение об открытии двери. Контроллер для своей работы требует электропитания, поэтому контроллеры, обычно имеют собственный аккумулятор, который поддерживает его в рабочем состоянии от нескольких часов до нескольких суток на случай отказа электросети.
в) Считыватель с увеличенной дальностью считывания.
Это устройство, которое идентифицирует («считывает») код устройства и передает его в контроллер. Варианты исполнения считывателя зависят от типа идентификатора: для «метки» – это два электрических контакта (в виде «лузы»), для proximity карты, это электронная плата с антенной в корпусе, а для считывания, например, рисунка радужной оболочки глаза в состав считывателя должна входить видеокамера. Если считыватель устанавливается на улице (ворота, наружная дверь здания, отслеживание товара на территории склада), то он должен выдерживать погодные нагрузки: перепады температур, осадки особенно, если речь идет об объектах в районах с суровыми климатическими условиями. А если существует угроза вандализма, необходима ещё и дополнительная защита (стальной корпус). Отдельно можно выделить считыватели для дальней идентификации объектов (с расстоянием идентификации до 50 м.). Такие системы удобны на автомобильных проездах, парковках, на въездах на платные дороги и т. п. Идентификаторы (метки) для данных считывателей, как правило, активные (содержат встроенную батарейку). Общая схема СКУД системы представлена на рисунке 1.4.
Рисунок 1.4 – Принцип работы системы «вход – выход»
За счет чего осуществляется работа системы «Вход-выход»? Взаимодействие происходит во время взаимодействие электронной карты и считывающего устройства. На рисунки 1.5 представлены электронные карты.
Рисунок 1.5 – Электронные карты
Электронные пропуска относят к СКУД устройствам. Рассмотрим тот же самый пример, но чисто с технической стороны.
При поднесении карты к считывающему устройству турникета происходит следующее: считыватель, вырабатывает электромагнитное излучение определенной частоты, дает энергию для активации встроенного чипа, который находится внутри карты. Активация происходит за счет внутренней антенны пропуска.
При получении необходимой энергии чип передает сигнал определенной формы и частоты. Этот сигнал принимает считывающее устройство, шифрует его и передает уже непосредственно на «выход» (компьютер). Таким вот образом и осуществляется передача информации на расстоянии.
Для осуществления прохода предусмотрено устройство «переменного напряжения». То есть в этом случае карта и считывающее устройство как «плюс» и «минус». Напряжение, вращающее электропривод, возникает за счет взаимодействия этих двух элементов [3].
1.4 Принцип работы и применение системы «RFID»
RFID (Radio Frequency Identification), метод автоматической идентификации объектов посредством радиосигналов. В своем минимальном составе система идентификации объектов, использующая технологию RFID, состоит из RFID меток, RFID считывателей с антеннами и хост компьютера. RFID метка состоит из двух частей: чипа для хранения и обработки информации и антенны для приема и передачи данных. RFID считыватель дает возможность получать и обрабатывать данные с RFID метки, а также записывать данные на RFID метку. Вся получаемая записываемая информация автоматически поступают на сервер.
RFID системы используются в различных областях, и эффективно выполняют поставленные задачи. Среди таких систем автоматизация производства, местонахождение различных объектов, контроль подлинности объектов, инвентаризация основных средств и товаров, отслеживание цепи поставок для логистических компаний. Не менее эффективно RFID может использоваться в медицинской сфере, библиотеках, системах контроля доступа и системах лояльности.
Очень широкое и разнородное применение RFID технологий обусловлено целым рядом его преимуществ. К важнейшим из них можно отнести отсутствие в необходимости прямой видимости считываемого объекта. Благодаря этому метки могут читаться через упаковку, что делает возможным их скрытое размещение и обеспечивает для них дополнительную безопасность. Другим важным преимуществом является поддержка RFID терминалами чтения сразу нескольких меток, так что, например, современные терминалы промышленного класса могут считывать более тысячи RFID меток в секунду. Среди других, но не менее существенных, плюсов – возможность перезаписи информации. Больший, по сравнению со штрихкодом, объем хранения данных, большая долговечность, устойчивость к климатическому воздействию. Все это вместе обеспечивает точность и простоту инвентаризаций, полный контроль над товаром, ускорение обслуживания клиентов и, как следствие, повышение их лояльности. Нельзя также не упомянуть и об укреплении имиджа предприятия, обусловленное относительной новизной RFID технологий.
Однако при всех преимуществах существует и ряд недостатков. Среди них, сложность производства идентификаторов и их большая стоимость по сравнению с более традиционным штрихкодом. Сложность использования RFID меток на металлических и «околометаллических» поверхностях, недоверие к RFID технологиям пользователей, что связано с теоретической возможностью использования RFID для сбора данных о людях. В то же время ни один из этих недостатков не является абсолютным. Так, дорогостоящие технологии гарантируют больший уровень защиты объектов, для размещения меток на металлических и «околометаллических» поверхностях существуют специальные корпусные метки, позволяющие добиться удаления антенны с чипом от поверхности металла на большее расстояние для уверенного прочтения. Что касается «психологического» недостатка, связанного с недоверием к RFID технологиям пользователей, то совершенно очевидно, что это частная проблема, неактуальная для целого ряда приложений RFID.
Рисунок 1.6 – Принцип работы RFID меток
Система RFID состоит из:
- «Ридера» - считывателя информации;
- Транспондера метки;
- Программного обеспечения.
Считыватель занимается вырабатыванием и распространением электромагнитных волн в окружающее пространство. Такой сигнал принимается RFID меткой, которая создает обратный сигнал, улавливающийся антенной считывающего устройства. Затем полученная информация проходит расшифровку и обрабатывается электронным блоком. Объект, оснащенный RFID-меткой, идентифицируется с помощью уникального цифрового кода, который хранится в памяти электронной метки. К примеру, можно в считанные мгновения получить индивидуальные данные пользователя или идентификационный номер того или иного товара [5].
1.4.1 Классификация RFID
Существует несколько способов систематизации RFID-меток и систем:
- По рабочей частоте;
- По источнику питания;
- По типу памяти.
а) По рабочей частоте:
- Низкочастотные (125-134 КГц);
- Высокочастотные (13,56 МГц);
- Ультра-высокочастотные (860-960 МГц);
- Микроволны(2,4 ГГц).
б) По типу источника питания RFID метки делятся на:
- Пассивные;
- Активные;
- Полупассивные.
- Пассивные RFID-метки не имеют встроенного источника питания. Электрический ток, индуцированный в антенне электромагнитным сигналом от считывателя, обеспечивает достаточный заряд для функционирования кремниевого чипа, расположенного в метке, и передачи обратного сигнала. Основная проблема RFID-устройств заключается в том, что правильной работы нужна внешняя антенна, которая по размерам превосходит чип в лучшем случае в восемьдесят раз.
Пассивные метки УВЧ и СВЧ диапазонов (860—960 МГц и 2,4-2,5 ГГц) передают сигнал методом модуляции отражённого сигнала несущей частоты. Антенна считывателя излучает сигнал несущей частоты и принимает отражённый от метки модулированный сигнал. Пассивные метки ВЧ диапазона передают сигнал методом модуляции нагрузки сигнала несущей частоты. Каждая метка имеет индивидуальный номер. Пассивные метки могут содержать перезаписываемую энергонезависимую память EEPROM-типа. Дальность действия меток составляет 1—200 см (ВЧ-метки) и 1-10 метров (УВЧ и СВЧ-метки);
- Активные RFID-метки имеют собственный источник питания и не зависят от энергии считывателя, вследствие чего они читаются на дальнем расстоянии, имеют большие размеры и могут быть оснащены дополнительной электроаппаратурой. Однако, такие метки наиболее дороги, а у батарей ограничено время работы. Активные метки чаще всего более надежны, чем пассивные, благодаря особому порядку связи между меткой и устройством считывания. Активные метки, имеющие собственный источником питания, также могут вырабатывать выходной сигнал большего уровня, чем пассивные, позволяя применять их в более сложных для радиочастотного сигнала средах: воде, металлах (корабельные контейнеры, вагоны, автомобили), для больших расстояний на воздухе. Активные метки обычно имеют гораздо больший радиус считывания и объём памяти, чем пассивные, и способны хранить больший объём информации для отправки приемопередатчиком;
- Полупассивные RFID-метки, также называемые полуактивными, сильно похожи на пассивные метки, но оснащены батарей, которая обеспечивает чип энергопитанием. При этом дальность действия этих меток зависит только от чувствительности приёмника «ридера» и они могут работать на большем расстоянии и с лучшими характеристиками.
в) По типу используемой памяти RFID метки делятся на:
- RO (англ. Read Only) – информация записывается только один раз, сразу при изготовлении. Такие метки пригодны только для идентификации. Никакую дополнительную информацию в них записать нельзя, и их практически невозможно подделать.
- WORM (англ. Write Once Read Many) – кроме уникального идентификатора эти метки содержат блок однократно записываемой памяти, которую в дальнейшем можно многократно читать.
- RW (англ. Read and Write) – такие метки содержат идентификатор и блок памяти для чтения и записи информации. Данные в них могут быть перезаписаны многократно. На рисунке 1.7 представлена классификация RFID систем [15].
Рисунок 1.7 – Классификация RFID [15]
Основной принцип работы RFID устройств показан на рисунке 1.8.
Рисунок 1.8 – Принцип работы RFID
1.4.2 Использование RFID на железнодорожном транспорте
RFID оборудование является эффективным инструментом для создания систем слежения за локомотивами, пассажирскими и грузовыми вагонами, но в тоже время за их составными частями, например, колесными парами. Применение RFID оказывается достаточно полезным и в логистике. На основе RFID решаются такие задачи, как обнаружение положения вагонов, определение направления движения состава. Эффективно решается задача складского учета. Одно из главных преимуществ RFID – возможность применения в процессах технического обслуживания, ремонта и эксплуатации:
- Обслуживание операторов железнодорожных перевозок;
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
