"System kontroli dostępu wykorzystujący karty zbliżeniowe"
Cel projektu
Celem projektu jest zaprojektowanie, implementacja oraz analiza działania systemu kontroli dostępu zbudowanego z wykorzystaniem prostego układu mikroprocesorowego ATMega128, czytnika kart RFID NFC 122S oraz kart bezstykowych Mifare 1K.
O projekcie
Karta bezstykowa jest to plastikowa karta elektroniczna z wbudowanym mikroprocesorem, pamięcią oraz anteną. Fizycznie nie różni się zbytnio od znanej wszystkim karty płatniczej. Informacje na niej zawarte odczytywane są bezprzewodowo poprzez indukcję elektromagnetyczną ( nie ma potrzeby wkładania karty do czytnika ! ). Standardowo karty działają na odległość od kilku do kilkunastu centymetrów. Cewka czytnika wzbudza cewkę karty, co zasila układ elektroniczny, który moduluje sygnał generowany przez cewkę karty, w celu jego odpowiedniej interpretacji przez czytnik. Karty bezstykowe są bardzo proste w obsłudze oraz, co bardzo ważne, znacznie trwalsze od kart magnetycznych
i chipowych, które ulegają mechanicznemu zużyciu. Budowa kart zbliżeniowych regulowana jest przez rodzinę standardów ISO/IEC 14443. Najpopularniejszym standardem stosowanym do ich obsługi jest standard Mifare wprowadzony przez firmę Philips.
Zastosowanie :
- legitymacja studencka, karta biblioteczna, karta parkingowa
- identyfikatory i przepustki (np. pracowników w dużych przedsiębiorstwach, kibiców na stadionach)
- elektroniczne portmonetki (np. do regulowania opłat za płatny parking w mieście)
- elementy systemów bezpieczeństwa (alarmów, zabezpieczeń drzwi wejściowych, bram wjazdowych, zamków)
- nośniki biletów komunikacji miejskiej np. Krakowska Karta Miejska
Specyfika oraz pojemność kart zbliżeniowych sprawia, że mogą one spełniać jednocześnie kilka z powyższych zadań.
Najpopularniejszym zastosowaniem czytników RFID jest rejestracja czasu pracy. Rejestratory działają w następujący sposób: odczytywany numer identyfikacyjny karty porównywany jest z numerami kart w bazie danych i w momencie poprawnej weryfikacji następuje otwarcie drzwi i zarejestrowanie zdarzenia dla danego pracownika. Rejestrowany jest numer karty i dokładna godzina jej przyłożenia. W bazie danych numer karty powiązany jest z nazwiskiem pracownika i w ten sposób mamy pełną informację o godzinie rozpoczęcia (zakończenia) pracy przez posiadacza karty.
W naszym projekcie zajmujemy się bardzo podobnym zastosowaniem – systemem kontroli dostępu. Podobnie jak w przypadku rejestratora czasu pracy, także tu dane z karty porównywane są z danymi zawartymi w bazie danych i jeśli weryfikacja zakończy się pomyślnie następuje otwarcie drzwi.
Karty bezstykowe są bardzo prężnie rozwijającą się obecnie technologią. Polska jest pierwszym krajem Europy Środkowej, w którym banki wprowadziły karty umożliwiające dokonywanie płatności właśnie poprzez ich zbliżenie do czytników. Dzięki temu transakcja trwa krócej, nie trzeba jej też potwierdzać PIN-em. Bezstykowe transakcje, o ile nastąpi upowszechnienie się czytników tego rodzaju kart, to rozwiązanie, które ma szansę wyprzeć obrót gotówką. W przedsiębiorstwach różnego rodzaju karty bezstykowe są także powszechnie stosowane. Używa się ich m.in. przy wspomnianej już rejestracji czasu pracy. Temat naszego projektu jest więc bardzo „na czasie”, gdyż z pewnością nasza przygoda z kartami zbliżeniowymi nie zakończy się wraz z końcem semestru.
Zadania zaplanowane w ramach projektu
1. Obsługa karty.
a. Projekt struktury karty.
- Określenie rodzaju danych przechowywanych na karcie oraz struktury pamięci karty.
b. Implementacja programu do personalizacji karty.
-Program powinien spełnia m.in. następujące funkcjonalności: możliwości nawiązania i konfiguracji połączenia z czytnikiem, odczytywanie i modyfikacja danych zawartych na karcie.
2. Obsługa komunikacji mikrokontrolera z czytnikiem.
a. Implementacja programu interpretującego komendy APDU.
- Program powinien konwertować podany na wejściu ciąg znaków komendy APDU do kodu hex oraz obliczać sumę kontrolną komendy na podstawie algorytmu podanego w dokumentacji czytnika kart.
b. Obsługa transmisji szeregowej RS-232.
- Wykonanie kabla połączeniowego czytnik RFID <-> port RS-232 na mikrokontrolerze oraz wysyłanie i odbiór danych przy pomocy przerwań systemowych.
3. Zaprojektowanie schematu płytki.
4. Obsługa komunikacji mikrokontrolera z baza danych.
a. Zaprojektowanie protokołu komunikacyjnego.
b. Zaprojektowanie i implementacja bazy danych.
c. Implementacja programu do obsługi Ethernetu.
Kamienie milowe
1. 24.03.2010 – Zapoznanie się z dokumentacją oraz opracowanie harmonogramu zadań.
2. 12.04.2010 – Projekt struktury karty, implementacja programu do personalizacji karty, przygotowanie płytki do pracy.
3. 25.04.2010 – Projekt komunikacji czytnika z mikrokontrolerem.
4. 16.05.2010 – Opracowanie protokołu komunikacyjnego, projekt i implementacja bazy danych oraz obsługa Ethernetu.
5. 20.05.2010 – Ukończenie projektu płytki.
6. 07.06.2010 – Przeprowadzenie ostatecznego testu systemu oraz ukończenie dokumentacji.
