                    
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования
«УФИМСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И СРЕДСТВ БЕЗОПАСНОСТИ
VIII студенческая научно – практическая конференция
УФА 2013
Актуальные вопросы информационно-коммуникационных технологий и средств безопасности: Материалы студенческой научно–практической конференции–28 июня 2013 года–Уфа: Издательство УГКР, 2013г.– 85с.
В сборник включены статьи и тезисы выступлений участников студенческой научно–практической конференции, посвященной актуальным вопросам информационно-коммуникационным и компьютерным технологиям под ред. преподавателей спецдисциплин Бронштейн М.Е. и Хакимовой.Г.Г.
Ответственный за выпуск Р.А.Ягафарова
© Уфимский государственный колледж радиоэлектроники, 2013
Разработка лабораторного стенда «Применения и настройка
GSM-сигнализации»
Гималетдинов Р.М., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Арефьев А.В., научный руководитель, преподаватель Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Современные технологии позволяют создавать системы, заблаговременно предупреждающие о наступлении или приближении некоторого события. Широкое разнообразие жизненных ситуаций поднимает проблему своевременного оповещения на новый уровень. Обо всем, начиная от катаклизмов природы, несущими в себе многочисленные негативные последствия, и заканчивая приготовлением тоста, человек может быть проинформирован в определенное время, чтобы избежать неблагоприятных последствий и ускорить приближение удовлетворяющих моментов. В современном мире самое востребованное оповещение – это оповещении о незаконном проникновении в пределы частной собственности.
Актуальность разрабатываемой темы подчеркивается повышением спроса на современные системы защиты, оповещения, безопасности, в том числе с применением популярных технологий, одна из которых система сотовой связи GSM.
Источник питания АТ-12/15
Считыватель Touch memory
Электронный замок ПОЛИС-ТМ
Система кондиционирования
Аккумулятор Long WP7.2-12
GSM - cигнализация Mega SX-150
Оповещатель охранно-пожарный звуковой Иволга (ПКИ-1)
Световое оповещение
Магнитно-контактные извещатель ИО 102-2 (СМК-1)
Объемный извещатель
Pyronix colt10dl
Структурная схема GSM сигнализации
GSM системы можно разделить по наличию дополнительных функций:
- подключение GPS-приемника;
- прослушивание ситуации внутри объекта;
- передача фото или видео;
- управление внешними электроустройствами;
- защита от «глушилок».
GSM системы позволяют не только осуществлять передачу информации, но и с применением дополнительных модулей определять местоположение (чаще всего визуально) объекта/объектов, получать фото или видео информацию из объекта/объектов, удаленно управлять их состоянием. Неотъемлемой частью такой системы является программный продукт (информационная среда), обеспечивающая online слежение за всеми абонентами услуги. Данные системы в основном используются в мониторинге грузоперевозок, такси и в различных профессиональных службах.
Функция аудиоконтроля ситуации внутри объекта существует практически во всех GSM системах и не является дополнительно оплачиваемой опцией. Очень полезная функция, особенно в тех ситуациях, когда пришел сигнал тревоги и нужна 100%-я уверенность во взломе. Единственное отличие этой функции в разных устройствах заключается в том, как она активизируется. В одних системах владелец должен предварительно послать SMS-команду для активизации функции. И тогда либо устройство перезвонит владельцу, чтобы он поднял трубку и слушал, либо владелец должен позвонить на устройство. Различие лишь в том, кому в данном случае удобно платить за соединение. В других системах прослушать ситуацию внутри можно непосредственно в момент прихода звонка тревоги – нужно просто поднять трубку.
Функция передачи фото и видеоинформации возможна лишь в GSM сигнализациях, GSM-модуль и программное обеспечение которых поддерживают пакетную передачу данных по протоколу GPRS. Это сложные системы, но имея такую функцию в своем арсенале, имеется возможность не только online визуально контролировать объект, но и делать запись изображения (при наличии соответствующего устройства записи и хранения информации). В некоторых ситуациях это могло бы существенно облегчить работу правоохранительных органов.
Функция управление внешними устройствами подразумевает подключение к GSM сигнализации таких устройств как, например электрозамок, сирена, электронасос, видеокамера и т.п. В автомобильных вариантах это может быть управление блокировкой двигателя или других его элементов. В некоторых случаях требуется подключение реле либо какого-то внешнего силового блока между управляемым устройством и GSM сигнализацией.
Функция защиты от «глушилок» пока еще редкость среди GSM сигнализаций. Может потому, что взломы с помощью GSM-глушилки пока не распространены, а может потому, что нет реальной защиты от них. Но вероятность такого взлома действительно существует. GSM-глушилки подавляет все мобильные телефоны и GSM устройства в радиусе нескольких десятков метров. Принцип подавления основан на постановке узкополосной помехи приемному каналу GSM устройства, попросту говоря, телефон теряет сеть. На сегодняшний день подавителей GSM устройств большое множество и основное их использование заглушать мобильные телефоны на совещаниях, конференциях, библиотеках, театрах и т.п. Однако это не мешает применять их и для плохих целей. Их применение не останется не замеченным для операторов мобильной связи. Другое дело, как скоро эта ситуация будет проанализирована и будут предприняты соответствующие действия. Но владельцу GSM устройства рассчитывать на помощь операторов не следует.
Для оповещения владельца о несанкционированном проникновении на охраняемый объект сигнализация использует GSM-канал мобильной связи. Информирование о тревоге происходит при срабатывании датчиков с помощью дозвона или посылкой SMS-сообщения на запрограммированные пользователем телефонные номера, а также звуковым и световым оповещением. Управление сигнализацией происходит с помощью мобильного или стационарного телефона (в тоновом режиме) через голосовое меню или SMS-сообщения.
Фотография стенда GSM-сигнализации
Функциональные возможности стенда:
- настройка сигнализации с помощью одного SMS-сообщения;
- постановка и снятие с охраны с помощью электронных ключей Touch Memory;
- постановка и снятие с охраны с помощью Proximity карт EM-marine (выходной протокол
Touch Memory);
- постановка и снятие с охраны с помощью SMS-сообщения;
- постановка и снятие с охраны с помощью дозвона на голосовое меню;
- постановка и снятие с охраны с помощью выключателя (кнопки);
- оповещение о срабатывании датчиков дозвоном на 3 телефонных номера,
запрограммированных пользователем;
- оповещение о срабатывании датчиков посылкой тревожного SMS-сообщения на 3
телефонных номера, запрограммированных пользователем;
- проверка состояния датчиков сигнализации, посредством дозвона на номер SIM - карты
сигнализации и прослушивания голосового меню;
- прослушивание охраняемого объекта, посредством дозвона на номер
SIM-карты сигнализации и активации работы микрофона;
- дистанционное включение сирены или других исполнительных устройств;
- подключение 5-ти входов, на каждый вход до 10 датчиков;- Подключение 4-х исполнительных устройств (4 выхода);
- подключение резервного источника питания с функцией подзарядки;
- подключение алкалиновой батарейки в качестве резервного питания;
- оповещение пользователя о пропадании или восстановлении питающего напряжения
(при подключении резервного аккумулятора или батарейки);
- оповещение пользователя о разряде алкалиновой батарейки (при использовании ее в
качестве резервного питания);
- подключение температурного цифрового датчика типа DS18S20, до 5-ти датчиков;
- информирование о температуре воздуха посредством дозвона на номер SIM-карты
сигнализации или прослушивания голосового меню;
- перепрограммирование алгоритма работы сигнализации путем изменения кода на SIM-
карте.
В рамках проекта собран лабораторный стенд, который будет использован для проведения практических и лабораторных работ студентами Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники специальности «Информационная безопасность».
Разработка ультразвуковой системы экстренного торможения автомобиля – робота
Горбунов А.А., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники.
Туктаров Р. Ф., научный руководитель, кандидат технических наук УНЦ РАН.
Принцип работы устройства заключается в обнаружении впереди идущего автомобиля либо любого препятствия с помощью ультразвуковых датчиков. В случае вероятной аварии (интенсивного сокращения расстояния между автомобилями) система реализует максимальное тормозное усилие, останавливает автомобиль. Даже если столкновение произошло, последствия его будут значительно меньше.
В качестве инструмента получения информации о расстоянии до препятствия использовались ультразвуковые датчики расстояния , принцип работы которого заключается в излучении короткого ультразвукового импульса, который отражается от объекта и принимается сенсором. Расстояние рассчитывается исходя из времени до получения эха и скорости звука в воздухе.
В качестве основного инструмента разработки была выбрана аппаратная вычислительная платформа Arduino.
Рисунок 1 - Аппаратная вычислительная платформа Arduino.
Arduino применяется для создания электронных устройств с возможностью приема сигналов от различных цифровых и аналоговых датчиков, которые могут быть подключены к нему, и управления различными исполнительными устройствами. Проекты устройств, основанные на Arduino, могут работать самостоятельно или взаимодействовать с программным обеспечением на компьютере (напр.: Flash, Processing, MaxMSP).
Цель заключалась в разработке устройства и создание программного обеспечения для аппаратной вычислительной платформы Arduino.
Язык программирования Arduino является реализацией Wiring, схожей платформы для «physical computing», основанной на мультимедийной среде программирования Processing.
Разработка устройств и программного обеспечения в среде Arduino становится актуальным в настоящее время, как для начинающих пользователей, так и для опытных.
Несколько достоинств из-за чего Arduino приобретает актуальность :
Кросс - платформенность – программное обеспечение Arduino работает под ОС Windows, Macintosh OSX и Linux.
Простая и понятная среда программирования – среда Arduino. основана на среде программирования Processing;
Программное обеспечение с возможностью расширения и открытым исходным текстом, добавление библиотек С+.
Рисунок 1- Интерфейс среды разработки Arduino.
В разработанном программном обеспечении использовались внутренние методы подающие импульсы, а так же считывающие высокие импульсы с цифрового порта Arduino и возвращающие продолжительность импульса в микросекундах, так же использовались методы переводящие расстояние, полученное в виде продолжительности импульса в микросекундах в сантиметры либо в дюймы,
Данные переведённые в требуемую систему счисления (сантиметры) выводятся в последовательный порт для отладки и наглядного представления работы устройства.
Разработка устройства для воспроизведения аудиофайлов в wav формате на базе микроконтроллера ATmega32
Гумеров А.Ф., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
Литвинова И.В., научный руководитель, преподаватель Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники
В современных торговых центрах и офисных зданиях обязательно используются системы оповещения. Это неотъемлемая черта систем безопасности мест большого скопления людей. В «мирное время» системы оповещения используются для передачи фоновой музыки или объявлений служебного или рекламного характера, однако приоритетное назначение системы оповещения — это предупреждение людей о пожаре или другой экстренной ситуации.
Конструктивно системы оповещения представляют собой один радиоэлектронный блок, который подключается к общей системе трансляции звука здания, и который принимает аварийный сигнал от системы пожарной или любой другой сигнализации, затем автоматически переходит в режим оповещения. В режиме оповещения система определяет приоритет и место происхождения сигнала, затем начинает воспроизводить ранее записанную для этого случая информацию.
Структурная схема устройства для воспроизведения аудиофайлов в wav формате на базе микроконтроллера ATmega32 представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Структурная схема устройства для воспроизведения аудиофайлов в wav формате на базе микроконтроллера ATmega32
Структурная схема устройства для воспроизведения аудиофайлов в wav формате состоит из следующих блоков:
КП – карта памяти – служит для хранения файлов для последующего воспроизведения;
ИК – инфракрасный приемник – принимает и обрабатывает инфракрасный сигнал управления от пульта дистанционного управления;
МК – микроконтроллер – предназначен для преобразования цифровой информации в аудио-сигнал для воспроизведения на колонках. Программа, записанная в МК, считывает данные с карты памяти, преобразовывает их и выдает сигнал на звуковой выход, к которому подключаются динамик или наушники;
КР - кварцевый резонатор – используется для задания тактовой частоты МК;
Д – дисплей – жидкокристаллический индикатор, предназначенный для визуального отображения информации;
АВ – аудиовыход – разъем для подключения динамика или наушников;
БП – блок питания – предназначен для обеспечения электрическим питанием;
БК – блок кнопок – предназначен для управления устройством.
Принципиальная схема представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Принципиальная схема устройства для воспроизведения аудиофайлов в wav формате на базе микроконтроллера ATmega32
Основой устройства является микроконтроллер ATmega32 (на схеме DD1).
К линиям РВ4-РВ7 микроконтроллера (контакты 5-8 соответственно) подключены выводы разъема XS1для карты памяти ММС. Выводы РВ4, РВ5, РВ7 подключаются к соответствующим выводам разъема через резистивные делители напряжения для снижения уровня сигнала. Вывод РВ6 подключается напрямую. Записанные на карту памяти данные передаются в микроконтроллер по линии данных, обрабатываются и на выходы PD3 и РВ7 подается аудио-сигнал. Эти выходы подключаются к разъему аудиовыхода XS2 через RC-фильтры.
Отображение информации при инициализации карты и названий проигрываемых файлов осуществляется жидкокристаллическим дисплеем WH1602D-YYK-CTK. Его входы данных DB4-DB7 подключаются к выходам РС0-РС3 микроконтроллера соответственно. Управляющие выводы RS и Е подключаются к выводам PD6 и PD5 соответственно. Входы R/W, DB0-DB3 заземлены. К выводам V0, Vdd, Vss подключается потенциометр на переменном резисторе R15, обеспечивающий регулировку яркости подсветки дисплея.
Управление работой устройства осуществляется при помощи кнопок и пульта дистанционного управления. Кнопки SB1 и SB2 подключаются к входам PD3, PD2 микроконтроллера соответственно.
Для получения сигналов с пульта дистанционного управления в схеме имеется инфракрасный приемник TSOP 4836. Его сигнальный выход (вывод 1) подключается к входу РВ1 микроконтроллера, вывод 2 заземляется, на вывод 3 подается напряжение питания через фильтр низких частот на полярном конденсаторе С2.
Для индикации приема сигнала пульта дистанционного управления используется светодиод VD1, подключенный к выходу РВ0 микроконтроллера через ограничительный резистор R12.
Для задания рабочей частоты микроконтроллера к выводам XTL1 и XTL2 (контакты 13 и 12 соответственно) подключается кварцевый резонатор ZQ1.
Напряжение питания 5 В подается на 10 и 30 выводы микроконтроллера через фильтры низких частот на конденсаторах С1 и С3. Выводы 11 и 31 заземляются
На 4 контакт разъема XS1 карты памяти подается напряжение питания. Так как остальная часть схемы питается напряжением 5 В, а для карты памяти необходимо напряжение 3,3 В, питание подается через резистивный делитель на резисторах R7, R8. Контакт 3 разъема заземляется.
Разработанное устройство для воспроизведения аудиофайлов в wav формате на базе микроконтроллера ATmega32 имеет ряд преимуществ перед аналогичными устройствами. Возможно управление устройством посредствам пульта дистанционного управления. Пультом можно переключатся между следующим и предыдущим файлом, включать воспроизведение, ставить на паузу, включать некоторые эффекты, такие как увеличение или уменьшение скорости воспроизведения. Так же, в отличие от аналогов, к устройству возможно подключение внешнего дисплея. Дисплей используется для отображения сообщений об ошибках или навигации по памяти. |
