Помощь студентам в учебе
Программно-аппаратный комплекс для системы доступа в организацию с последующим контролем перемещения
|
Аннотация 5
ВВЕДЕНИЕ 8
1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 11
1.1 ОБЗОР АНАЛОГОВ 12
1.1.1 СУРВ от компании Tibbo 12
1.1.2 СКУД Esmart 14
1.1.3 RFID-система мониторинга перемещения персонала и контроля
рабочего времени от СМАРТ Системы 15
1.2 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 17
1.2.1 Выбор технологии распознавания 17
1.2.2 Выбор технологии передачи данных 19
1.2.3 Выбор микроконтроллера 19
1.3. ВЫВОД 20
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ 21
2.1 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 22
2.2 НЕФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 24
2.2.1 Конструктивные требования 24
2.2.2 Требования к обработке информации 24
2.2.3 Требования к серверу 25
2.2.4 Требования к RFID меткам 25
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ 26
3.1 АРХИТЕКТУРА ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ 26
3.1.1 АРХИТЕКТУРА АППАРАТНОЙ ЧАСТИ 27
3.1.2 АРХИТЕКТУРА СЕРВЕРНОЙ ЧАСТИ 28
3.1.3 АРХИТЕКТУРА КЛИЕНТСКОЙ ЧАСТИ 29
3.2. АЛГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 30
3.3. ОПИСАНИЕ ДАННЫХ 34
4 РЕАЛИЗАЦИЯ 40
4.1 РЕАЛИЗАЦИЯ МАКЕТА АППАРАТНОЙ ЧАСТИ 40
4.1.1 Микроконтроллер ESP32 DEVKIT V1 40
4.1.2 Плата считывателя RFID-RC522 41
4.1.3 Ethernet контроллер ENC28J60 44
4.1.4 Фоторезистор GL5528 45
4.1.5 Сборка макета 46
4.1.6 Устройство администратора 48
4.2 РЕАЛИЗАЦИЯ СЕРВЕРНОЙ ЧАСТИ 49
4.3 РЕАЛИЗАЦИЯ КЛИЕНТСКОЙ ЧАСТИ 50
4.3.1 Программное обеспечение для администратора 51
4.3.2 Программное обеспечение для составления отчетов 57
5. ТЕСТИРОВАНИЕ 64
5.1. МЕТОДОЛОГИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ 64
5.2. ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕДУРЫ ТЕСТИРОВАНИЯ 64
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
ВВЕДЕНИЕ 8
1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 11
1.1 ОБЗОР АНАЛОГОВ 12
1.1.1 СУРВ от компании Tibbo 12
1.1.2 СКУД Esmart 14
1.1.3 RFID-система мониторинга перемещения персонала и контроля
рабочего времени от СМАРТ Системы 15
1.2 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 17
1.2.1 Выбор технологии распознавания 17
1.2.2 Выбор технологии передачи данных 19
1.2.3 Выбор микроконтроллера 19
1.3. ВЫВОД 20
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ 21
2.1 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 22
2.2 НЕФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 24
2.2.1 Конструктивные требования 24
2.2.2 Требования к обработке информации 24
2.2.3 Требования к серверу 25
2.2.4 Требования к RFID меткам 25
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ 26
3.1 АРХИТЕКТУРА ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ 26
3.1.1 АРХИТЕКТУРА АППАРАТНОЙ ЧАСТИ 27
3.1.2 АРХИТЕКТУРА СЕРВЕРНОЙ ЧАСТИ 28
3.1.3 АРХИТЕКТУРА КЛИЕНТСКОЙ ЧАСТИ 29
3.2. АЛГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 30
3.3. ОПИСАНИЕ ДАННЫХ 34
4 РЕАЛИЗАЦИЯ 40
4.1 РЕАЛИЗАЦИЯ МАКЕТА АППАРАТНОЙ ЧАСТИ 40
4.1.1 Микроконтроллер ESP32 DEVKIT V1 40
4.1.2 Плата считывателя RFID-RC522 41
4.1.3 Ethernet контроллер ENC28J60 44
4.1.4 Фоторезистор GL5528 45
4.1.5 Сборка макета 46
4.1.6 Устройство администратора 48
4.2 РЕАЛИЗАЦИЯ СЕРВЕРНОЙ ЧАСТИ 49
4.3 РЕАЛИЗАЦИЯ КЛИЕНТСКОЙ ЧАСТИ 50
4.3.1 Программное обеспечение для администратора 51
4.3.2 Программное обеспечение для составления отчетов 57
5. ТЕСТИРОВАНИЕ 64
5.1. МЕТОДОЛОГИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ 64
5.2. ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕДУРЫ ТЕСТИРОВАНИЯ 64
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71
Часто на предприятиях и других организациях возникает вопрос о контроле сотрудников: систематические опоздания, уход с работы ранее положенного времени, «разговоры у кулера» и прочие способы уклонения от рабочих обязанностей. Но при приеме сотрудника в штат руководство ожидает другого и не собирается платить деньги за нерабочие дела.
Особенно проблема дисциплины труда актуальна в деятельности государственных учреждений, в обязанности которых входит решение задач в интересах общества и защита прав граждан, а также самого государства. Работники в таких организациях являются представителями государства, а, значит, для поддержания статуса правительства кадры должны быть профессиональными и не нарушать трудовой распорядок. Дисциплина труда не складывается без какого-либо контроля.
По данным социологических опросов, наиболее типичные нарушения трудовой дисциплины связаны с нарушениями трудового распорядка (80 %), из которых большая часть приходится на опоздания (около 60 %). Решение личных вопросов в ходе рабочего дня составляет (5 %); затраты времени на походы в магазин, частые и продолжительные перекуры, разговоры по телефону на посторонние темы, использование компьютера в личных целях отнимают около 3 % рабочего времени; отсутствие на рабочем месте в положенное время и прогулы - примерно 4%; несвоевременный приход и преждевременный уход с работы с разрешения руководства - около 1,5 % [1].
Исходя из приведенных данных, видно, что не все сотрудники добросовестно исполняют трудовые обязанности. За ними требуется контроль: приход/уход, перемещения, длительность отсутствия на рабочем месте и подобное.
Как этого добиться? Стоит начать с определения способа контроля. Например, организовать некоторую информационную систему с контрольно - пропускным режимом, которая будет отслеживать перемещения работников по зданию организации, включить в нее все помещения, коридоры.
Необходимо проводить отслеживание перемещений сотрудников по зданию в рабочие часы, тем самым контролируя трудовой распорядок и занятость работника. Осуществлять это можно различными способами. На рынке множество разнообразных систем учета рабочего времен, но почти все они обладают рядом недостатков: передача карт другим сотрудникам, путаница между выбором режимов приход/уход, скопление большого количества персонала на проходных.
Целью данной выпускной работы является построение такого программно - аппаратного комплекса, который будет наблюдать за перемещениями сотрудников, выяснять на рабочем ли месте находится человек, а также собирать полученные данные в статистику, которая поможет в формировании различного рода отчетов. По выбранной технологии необходимо построить некоторое аппаратное средство, которое распознает передвижения и отправляет данные на сервер. Последний, в свою очередь, принимает и обрабатывает пришедшую информацию и записывает всё в базу данных. В качестве интерфейса для конечного пользователя предлагается ПО для создания требуемых отчетов, а также для работы с базой данных
Для получения результата необходимо выполнить следующие задачи:
1. Выполнить анализ рынка и рассмотреть коммерческие предложения, предлагаемые компаниями для полноценного или частичного решения поставленной проблемы.
2. Провести анализ технологий, позволяющих построить собственный программно-аппаратный комплекс, решающий максимально приближенно поставленную задачу.
3. Разработать архитектуру проекта с учетом серверной, аппаратной и пользовательской частей.
4. Провести анализ работоспособности полученного программно¬аппаратного комплекса в различных условиях, максимально приближенных к реальным.
5. Провести анализ полученных результатов, при выявлении каких-либо недостатков - попытаться исправить.
Структура данной выпускной работы следующая:
1. Анализ предметной области
Подразумевает под собой анализ уже представленных решений и технологий на рынке технологий, решающие полностью или частично поставленную проблему.
2. Определение требований
Необходимо выделить функциональные и конструктивные требования к программно-аппаратному комплексу.
3. Проектирование.
Провести проектирование всех модулей разрабатываемой системы: аппаратные средства, серверное ПО, пользовательский интерфейс
4. Реализация системы.
5. Тестирование
Повести разностороннее тестирование полученного комплекса для выяснения уязвимостей и их устранения.
6. Заключение
Подведение итогов о проделанной работе.
Особенно проблема дисциплины труда актуальна в деятельности государственных учреждений, в обязанности которых входит решение задач в интересах общества и защита прав граждан, а также самого государства. Работники в таких организациях являются представителями государства, а, значит, для поддержания статуса правительства кадры должны быть профессиональными и не нарушать трудовой распорядок. Дисциплина труда не складывается без какого-либо контроля.
По данным социологических опросов, наиболее типичные нарушения трудовой дисциплины связаны с нарушениями трудового распорядка (80 %), из которых большая часть приходится на опоздания (около 60 %). Решение личных вопросов в ходе рабочего дня составляет (5 %); затраты времени на походы в магазин, частые и продолжительные перекуры, разговоры по телефону на посторонние темы, использование компьютера в личных целях отнимают около 3 % рабочего времени; отсутствие на рабочем месте в положенное время и прогулы - примерно 4%; несвоевременный приход и преждевременный уход с работы с разрешения руководства - около 1,5 % [1].
Исходя из приведенных данных, видно, что не все сотрудники добросовестно исполняют трудовые обязанности. За ними требуется контроль: приход/уход, перемещения, длительность отсутствия на рабочем месте и подобное.
Как этого добиться? Стоит начать с определения способа контроля. Например, организовать некоторую информационную систему с контрольно - пропускным режимом, которая будет отслеживать перемещения работников по зданию организации, включить в нее все помещения, коридоры.
Необходимо проводить отслеживание перемещений сотрудников по зданию в рабочие часы, тем самым контролируя трудовой распорядок и занятость работника. Осуществлять это можно различными способами. На рынке множество разнообразных систем учета рабочего времен, но почти все они обладают рядом недостатков: передача карт другим сотрудникам, путаница между выбором режимов приход/уход, скопление большого количества персонала на проходных.
Целью данной выпускной работы является построение такого программно - аппаратного комплекса, который будет наблюдать за перемещениями сотрудников, выяснять на рабочем ли месте находится человек, а также собирать полученные данные в статистику, которая поможет в формировании различного рода отчетов. По выбранной технологии необходимо построить некоторое аппаратное средство, которое распознает передвижения и отправляет данные на сервер. Последний, в свою очередь, принимает и обрабатывает пришедшую информацию и записывает всё в базу данных. В качестве интерфейса для конечного пользователя предлагается ПО для создания требуемых отчетов, а также для работы с базой данных
Для получения результата необходимо выполнить следующие задачи:
1. Выполнить анализ рынка и рассмотреть коммерческие предложения, предлагаемые компаниями для полноценного или частичного решения поставленной проблемы.
2. Провести анализ технологий, позволяющих построить собственный программно-аппаратный комплекс, решающий максимально приближенно поставленную задачу.
3. Разработать архитектуру проекта с учетом серверной, аппаратной и пользовательской частей.
4. Провести анализ работоспособности полученного программно¬аппаратного комплекса в различных условиях, максимально приближенных к реальным.
5. Провести анализ полученных результатов, при выявлении каких-либо недостатков - попытаться исправить.
Структура данной выпускной работы следующая:
1. Анализ предметной области
Подразумевает под собой анализ уже представленных решений и технологий на рынке технологий, решающие полностью или частично поставленную проблему.
2. Определение требований
Необходимо выделить функциональные и конструктивные требования к программно-аппаратному комплексу.
3. Проектирование.
Провести проектирование всех модулей разрабатываемой системы: аппаратные средства, серверное ПО, пользовательский интерфейс
4. Реализация системы.
5. Тестирование
Повести разностороннее тестирование полученного комплекса для выяснения уязвимостей и их устранения.
6. Заключение
Подведение итогов о проделанной работе.
В ходе выполнения данной выпускной квалификационной работы был проанализирован рынок продуктов, решающих поставленную задачу. В результате было выяснено, что ни одно решение не позволяет добиться в полной мере контроля за передвижениями сотрудников в организации. Всё это привело к описываемому программно-аппаратному комплексу.
В ходе выполнения работы был разработан макет устройства, которое считывает идентификатор RFID метки проходящего, проверяет момент прохода через дверной проем и отправляет POST запросом данные на сервер. В ходе разработки аппаратной части пришлось прибегнуть к некоторым упрощениям:
- использовать маломощный считыватель;
- использовать фоторезистор с низкой скоростью изменения сопротивления;
- использовать Ethernet контроллер низкого качества.
Упрощения были приняты в связи с макетированием. На данной стадии разработки не так важна скорость работы системы, сколько проработка алгоритма.
В ходе разработки серверной части был использован программный комплекс, позволяющий развернуть локальный сервер на машине с операционной системой Microsoft Windows без особых усилий.
Больший объем работы составляла разработка программного обеспечения. Для администратора составлена программа для управления базой данных, а также разработано специальное устройство, позволяющее привязывать метки к сотрудникам или наоборот отвязывать их. Также было разработано ПО для составления отчетов различного характера: о передвижениях сотрудника, о нарушениях в организации и о истории посещении помещения. Такой функционал позволит проконтролировать следование сотрудников организации внутри уставного регламента.
По итогам выполнения работы была установлена связь между модулями для взаимодействия и работы системы.
В дальнейшем планируется:
1. Использовать более качественное оборудование, которое могло бы использоваться в реальных условиях.
2. Использовать физический отдельный сервер, который бы использовался в реальных условиях.
3. Добавить шифрование при передаче данных.
4. Добавить пользовательское приложение для получения заданий от начальника, которое было бы связано с системой. Таким образом можно достигнуть максимальной гибкости системы, которая будет знать, где должен находиться сотрудник в конкретное время с учетом динамических изменений.
В ходе выполнения работы был разработан макет устройства, которое считывает идентификатор RFID метки проходящего, проверяет момент прохода через дверной проем и отправляет POST запросом данные на сервер. В ходе разработки аппаратной части пришлось прибегнуть к некоторым упрощениям:
- использовать маломощный считыватель;
- использовать фоторезистор с низкой скоростью изменения сопротивления;
- использовать Ethernet контроллер низкого качества.
Упрощения были приняты в связи с макетированием. На данной стадии разработки не так важна скорость работы системы, сколько проработка алгоритма.
В ходе разработки серверной части был использован программный комплекс, позволяющий развернуть локальный сервер на машине с операционной системой Microsoft Windows без особых усилий.
Больший объем работы составляла разработка программного обеспечения. Для администратора составлена программа для управления базой данных, а также разработано специальное устройство, позволяющее привязывать метки к сотрудникам или наоборот отвязывать их. Также было разработано ПО для составления отчетов различного характера: о передвижениях сотрудника, о нарушениях в организации и о истории посещении помещения. Такой функционал позволит проконтролировать следование сотрудников организации внутри уставного регламента.
По итогам выполнения работы была установлена связь между модулями для взаимодействия и работы системы.
В дальнейшем планируется:
1. Использовать более качественное оборудование, которое могло бы использоваться в реальных условиях.
2. Использовать физический отдельный сервер, который бы использовался в реальных условиях.
3. Добавить шифрование при передаче данных.
4. Добавить пользовательское приложение для получения заданий от начальника, которое было бы связано с системой. Таким образом можно достигнуть максимальной гибкости системы, которая будет знать, где должен находиться сотрудник в конкретное время с учетом динамических изменений.
