В статье содержится много картинок!
Не так давно на одном предприятии встал вопрос установки СКУД. До этого на данном предприятии уже были попытки внедрения пропускных систем, но со временем карточки терялись, оборудование выходило из строя. По каким-то причинам не было должного технического обслуживания. Да и те, кто, скажем, контролировал тот самый доступ на территорию, как-то противились нововведениям и, по сути, просто жали кнопку открытия замка для тех кто забыл или потерял пропуск.
Сразу хочу предупредить, что мы ни разу не профессионалы в электротехнике, поэтому в этой статье можно увидеть много «боли» (особенно для электронщиков) и не самых лучших решений. Конструктивная критика приветствуется.
Турникет
Турникет достался нам примерно вот в таком состоянии. По сути там только механика; из электротехнического уцелели светодиоды стрелок-указателей, электромагниты с приводами замков и геркон.
Для управления внутренней начинкой была собрана вот такая схема — это транзисторные ключи с реле. Управлять нам нужно 2-мя зелеными стрелками 2-мя красными и 2-мя электромагнитами для открывания входа или выхода. Итого 4 ключа, два из которых включают зеленую стрелку и электромагнит, два остальных включают красные стрелки (нормальное состояние турникета все замки закрыты).
Да, да, знаю — пайка ужасна.
Разместили готовую плату в корпус который пришелся по размеру.
Контроллер
Итак, теперь у нас работает иллюминация и замки, но этим должен кто-то управлять, получать сигналы от геркона при прокручивании вертушки. Для этого мы использовали Ethernet модуль для управления внешними цепями / нагрузками и мониторинга / измерения различных параметров (напряжение, температура и т.д.) по локальной сети (LAN) Jerome, который был давно куплен и для других целей, но просто пылился.
Краткое описание, что это такое:
- Ethernet (LAN) модуль управления
- Web-интерфейс
- Линии ввода/вывода: 22 штуки
- Счетчик импульсов: 4 штуки
- ШИМ выход, USART, 4 x АЦП
- Открытый командный интерфейс по TCP/IP
- Система CAT — управляемая реакция на события
На момент начала всего этого проекта мы могли зайти в веб-интерфейс и подать сигнал на линию, куда мог быть подключен светодиод, или как в нашем случае, транзисторный ключ и, о чудо!, — светодиод светится, транзисторный ключ срабатывает, реле щелкает.
Кстати вот так он выглядит:
Линии могут работать, либо на вход, либо на выход.
Что бы как то облагородить модуль, разместили плату в корпус от розетки RJ45.
Теперь нужно было организовать подключение к пинам, тут нам в помощь тот же корпус от розетки Rj45 и сами разъемы:
В итоге во второй части нашего импровизированного корпуса для модуля расположились 2 разъемчика RJ 45. Тут, как бы с прицелом на будущее, один для управления турникетом, второй для управления шлагбаумом или воротами. После сборки получаем вот такую коробочку с тремя разъемами Rj45 и одним питание модуля. Получилось компактно и в общем аккуратно:
Считыватель
Как говорилось выше, проект создавался из того, что было на руках и выбирать было особо не из чего, поэтому за основу был взят дешевый RFID считыватель 13,56Mhz rs232. Изначально мы хотели сделать по классике — с каждой стороны (вход\выход) стоит отдельный считыватель, соответственно считали карту на считывателе №1 — значит мы входим на территорию, считали на считывателе №2 — значит выходим с территории. И вот тут встал вопрос каким образом различать считыватели? Возможно, у него есть некий ID? Подключаем читаем карту анализируем данные, нет, считыватель передает только ID карты. На этом казалось бы все. Нужны другие считыватели? Но нет, это не наш путь. Во-первых, мы передумали использовать два считывателя с каждой стороны и установили только один. Это означает, что теперь система следит за тем где находится посетитель на территории или вне ее. Начальное положение не на территории. В этом варианте есть как минусы, так и плюсы.
Минусы:
- нужно запоминать и хранить положение посетителя
- нельзя по одной карте пройти двум и более человекам (точнее можно, но вот вертушку придется прокручивать по нескольку раз, так как замок открывается в зависимости от положения посетителя)
Плюсы:
- нельзя пройти по одной карте двум и более человекам (это важно когда нужен учет «рабочего времени»)
- экономия на считывателях
В процессе эксплуатации при таком режиме мы столкнулись с проблемой. Для сотрудников компании заказчика ведется учет времени (пришел, ушел, сколько был, сколько не был). Помимо работников компании заказчика есть большое количество сотрудников арендаторов для них учет времени не нужен. А для учета времени важен учет направления перехода.
Самые «умные» пытались своим пропуском проводить по несколько человек (исходя, видимо, из раннего опыта в других компаниях), но не тут-то было. При проходе менялся статус перехода «на территории» и при по следующем считывании турникет уже открывался на выход. Это вводило многих в ступор, приходилось объяснять, писать объявления, но были и те кто понимал, прокручивал турникет и считывал снова карту и тогда уже проходил. Но такой режим воспринимался враждебно гневными высказываниями, что система не работает. Понятно, к каким последствиям приводил проход не через проходную, в нашем случае это ворота, которые бывают открытыми, и народ так и норовит проскочить, наживая себе проблемы на проходной. Решение не заставило себя ждать, фильтруем сотрудников по фирмам и те, по кому нужно вести учет, ходят как положено, все же остальные — ходят свободно, для них открываются оба замка независимо от направления перехода. И стал народ ходить толпами по одной карточке.
Гостевые карты
Да, в нашей системе существуют карты для посетителей. Данная карта позволяет посетителю войти на территорию и выйти. И тут встает законный вопрос: как сделать так, что бы карточки не уходили вместе с посетителем? Ведь охрана не всегда на месте (досмотр авто, покурить, туалет и т.д., и т.п.). Естественно нужен картоприемник, это же очевидно для каждого. Но изначально идея была такой — остался (сэкономленный) второй считыватель, предполагалось, что он будет стоять у охраны и при выходе посетитель будет отдавать карту охраннику в руки, а тот будет считывать ее на считывателе, тем самым выпуская посетителя. Но, по уже выше указанным причинам, пришлось отказаться от такого режима. Стали думать, как решить эту задачку. Если брать готовый картоприемник, то ценник очень кусачий, даже на простую модель. Но мы же делаем СКУД из того, что есть под рукой — не стоит забывать об этом! Взяли кусок оргстекла не прозрачного и склеили вот такой желоб.
В нижней части желоба был закреплен считыватель. Идея в том, что посетитель опускает карту в щель, она летит по желобу и, пролетая над считывателем, считывается. Собрали, протестировали — работает. Вот так выглядит уже готовый «картоприемник» (в правой нижней части окна).
Естественно, все как полагается: карточки складываются в лоток.
А вот так это выглядит с внешней стороны:
Единственное, на момент записи видео еще нет лотка для карточек.
Ах, да. Чуть не забыл. Как же мы все таки различаем считыватели? А давайте посмотрим, что внутри у творения «Поднебесной».
Разобрали, ничего особенного. Все! Точно нужны считыватели, которые могут передавать свой ID. Но, «это не наш путь»- подумали мы в очередной раз, и придумали как различать считыватели.
Видите светодиод с тремя ножками? Он двухцветный, обычно горит красным, а при считывании загорается зеленым. Решено, берем сигнал от этого светодиода.
Собираем нехитрую схему оптрон + транзистор. Зачем? О это долгая история, но этот вариант остался исторически, не стали переделывать. Еще эта схема зажигает нам светодиод. так как оригинальный в процессе вышел из строя. Суть в чем? Помните модуль Jerome? У него можно настраивать линии как на выход, так и на вход. Так вот настраиваем нужные линии на вход подключаем схему к соответствующим пинам и ловим входящий сигнал. Точнее Jerome нам сам скажет, когда на нужной нам линии появится сигнал. Таким нехитрым способом мы различаем считыватели.
Так, как вся система у нас построена на TCP технологиях, а считыватели rs232. Было решено использовать rs232/rs485 tcp сервер.
Но вот незадача — разъем rs232 один, а считывателей два. Но есть еще rs485, опаньки вспоминаем, что на rs485 можно «вешать» много устройств. Делаем по нашему, покупаем преобразователи интерфейсов rs232 to rs485 и подключаем параллельно, считываем по очереди — оба считывателя работают, ура! Так, что все хорошо.
Внутренности шкафчика:
Планшет
Ну и наконец, центром всей нашей системы является планшет на Android. Для него написано приложение. В рамках этой статьи я не буду описывать приложение, его работу и внутреннее устройство, так как это тянет на отдельную статью. Ограничусь лишь фотографиями и видео демонстрацией работы. Если кому интересно у нас Хабре уже опубликовано две статьи (раз, два) посвященные этому проекту. Там описаны структурная и динамические модели СКУД. Отдельно стоит упомянуть, что для разработки данного приложения был использован букет технологий Apache Cordova, JXCore (это node.js для мобильных платформ) ну и, куда же без них, — HTML и CSS. Зато у нас кроссплатформенность! В нашем случае есть две версии приложения и обе работают. Это Android версия (основная) и для ПК Windows. Что дает возможность при выходе из строя либо планшета, либо ПК быстро восстановить работу СКУД.
В общем и целом, не смотря на столь малый практический опыт во всех областях, которые затронул данный проект, нам удалось построить СКУД которая реально внедрена и работает по сей день на реальном предприятии в реальных условиях. Используя при этом не самое лучшее оборудование и не самые лучшие решения, а возможно и лучшие в данном контексте. Спасибо, за внимание будем рады ответит на вопросы.
Комментарии (51)
Foggy4
07.07.2016 14:49+1Не обижайтесь, но в качестве курсовой работы в институте это было бы еще приемлемо, а внедрять такое в качестве ACS на реальном предприятии можно только от крайней степени отчаяния (хотя может так у вас и было).
DMGarikk
07.07.2016 14:56+1В реальных предприятиях бывает всё гораздо хуже
например вообще никакой системы контроля доступа кроме охранника с сотовым и особого скилла зрительной памяти (для ускорения)
LRpro
07.07.2016 15:36Не обижаемся. Учитывая теоретическую основу (статья 1, статья 2) думаем, что тянет не только на курсовую.
Foggy4
07.07.2016 18:19Поясните все же какие были причины для проекта, как обосновали руководству? Это образовательный проект/не хватало каких то фич в готовых СКУД/не было 15 тыс рублей на дешевый готовый контроллер/при этом были деньги на квалифицированного программиста/от нечего делать?
LRpro
07.07.2016 18:43Причина состоит в том, что данная СКУД является частью масштабного проекта, по предоставлению дополнительных услуг для арендаторов, а так же контроля за арендаторами и их клиентами на территории предприятия.
Barafu
07.07.2016 15:56+4Под каждой статьёй о самоделке есть такой комментарий, и никогда внятно не написано, в чём проблема, кроме «Серьёзные дяди систему не за 100500 баксов не используют». Что за нафиг? Работает? Да! Задачу выполняет? Да! Надёжность? Достаточная для данной цели, потому что даже если что-то сломается — убытков не будет. Взломоустойчивость? модули считывания фабричные, ковырятся в проводах охранник не позволит.
Ну и?
dkv
07.07.2016 17:55+1В данном случае не раскрыта суть — зачем люди ломали голову и тратили время на эту систему. Реализация получилась вполне себе нормальной для прототипа, да ещё и работающего в режиме реальной эксплуатации. Хотелось бы ещё немного информации про учёт рабочего времени. Есть ли выгрузка данных в 1с? И тп.
LRpro
07.07.2016 18:38Есть выгрузка в Excel. Так же есть возможность выгружать сырые данные, а уже из этих данных получить любые отчеты.
Foggy4
07.07.2016 18:15Как и все кастомные решения это решение в результате обойдется дороже заказчику, чем что-то серийное. Кастомные решения безусловно лучше справляются со своими обязанностями, но в долгосрочной перспективе менее выгодны с точки зрения бизнеса. Простой вопрос — кто будет поддерживать и развивать все это после увольнения LRpro? Достаточно ли нам будет junior-админа или потребуется дорогостоящий программист?
Аналогия как с линуксом — он вроде как и бесплатен, но в энтерпрайзе все пользуются Windows, т.к кастомизация и поддержка линукса выйдет дороже. В данном же конкретном случае кроме как стремлением поучиться делать СКУД мне нечем со стороны оправдать этот проект, LRpro не приводит какого-то внятного обоснования.LRpro
07.07.2016 18:55Из статей, что публиковались на Хабре (раз, два), видно, что структурная модель данной СКУД очень проста. Поэтому для поддержки данной системы не потребуется высококвалифицированный специалист. С поддержкой вполне справится программист обладающий базовыми навыками Javascript и сопутствующих ему технологий которые я указывал в статье.
Alexeyslav
07.07.2016 15:04+1Подобрать контроллер с двумя UART-ами и не надо было городить костыли и темболее переходники RS-232<->TCP. Кстати же, их эти переходники нельзя настроить на разные порты, и таким образом распознавать откуда пришли данные?
LRpro
07.07.2016 15:39Да да. Но на момент начала ничего не было под рукой. А в последствии выяснилось, что у модуля Jerome есть USART, так что можно и его использовать.
dueler
07.07.2016 15:15Вас понять можно, я бы тоже с радостью… Но как Вы убедили руководство не покупать готовое решение? Скажите, есть понимание по общей стоимости комплектующих и трудозатратам?
LRpro
07.07.2016 15:45Скажу так, цена ниже, а возможности шире. Этим и убедили.
DMGarikk
07.07.2016 16:03+1Главная проблема в таких решениях, что люди увольняются со временем и поддержка самопальной системы превращается… нивочто… её выкидывают и по старинке работают
LRpro
07.07.2016 16:07Тоже верно, но как показала практика и не самопальное оборудование выкидывается, как в нашем случае.
Alexeyslav
08.07.2016 09:04+1Вобщем-то оно выкидывается только если нет денег на поддержку и производитель прекратил своё существование. Собственно, вероятность этих событий гораздо меньше чем увольнение сотрудника сделавшего кастомную систему без документации и модульности.
Например, выйдет из строя какой-то незначительный блок… насколько быстро и вообще возможно ли его будет заменить на аналогичный по функциональности?
Реле например выйдет из строя, или транзистор им управляющий. А если платка-контроллер? Сейчас может её можно будет ещё достать за 2-3 дня и прошить, а через 2 года, 5 лет? Все эти 2-3 дня система не будет функционировать. Когда это критично то будет полная Ж… даже при остановке системы на пару часов.
Час-пик, на проходной на завод 4000 человек, система не работает а охранник один…
Поэтому… 1) документация 2) модульность 3) карта диагностики для поиска неисправностей(в т.ч. и механических) 4) 1 или 2 резервных полностью рабочих комплекта.
Тут ещё работы в 3-4 раза больше чем на разработку системы.LRpro
08.07.2016 09:47В общем согласны с такими замечаниями, но наша компания обеспечивает полную поддержку данного проекта несмотря на его некоторую уникальность. Документация составлена, дублирующие компоненты и обслуживающий персонал имеются.
Alexeyslav
08.07.2016 11:16А, и ещё… защищать надо коммуникации от вторжения. Ладно там когда схема находится возле турникета и все коммуникации на виду и под контролем охранника. Но когда турникетов несколько, точек прохода много и коммуникации не под постоянным наблюдением существует вероятность что кто-то захочет внедриться в протоколы связи и сделать себе «постоянный пропуск» путём анализа протокола — например считать коды пропусков руководства и т.д.
Насколько я знаю, у нас используются вплоть до защищённых от вторжения кабелей — с датчиками повреждения внешней изоляции — даже иголкой не проткнуть без ведома охраны. Ну и опять же, бывает необходима защита от вторжения даже со стороны охраны, чтобы не имели возможность «пропустить знакомого» без какой-либо фиксации события или согласия ответственного за охрану объекта лица.LRpro
11.07.2016 13:22В нашем случае оборудование расположено через стену от турникета. И в этом помещении находится охрана. Для защиты других турникетов, можно воспользоваться опытом компаний устанавливающих СКУД. Не вижу с этим проблем.
dkv
07.07.2016 15:49Сильно ;) Несмотря на возникающий вопрос, зачем было городить этот самопал для предприятия, меня порадовала скорость работы интерфейса. Задержки между событием в реальном мире и отображением на экране стремятся к нулю. В нормальных системах это редкость.
me21
07.07.2016 18:21Здорово! Объясните только, как два считывателя заработали по RS-485, если в них нет никакого ID? Как отличить, от какого считывателя пришло уведомление о поднесённом пропуске?
LRpro
07.07.2016 18:29+1В статье описано каким образом мы различаем считыватели, если по внимательнее прочитать. Ищите момент где картинка разобранного считывателя. и слова: «Ах, да. Чуть не забыл. Как же мы все таки различаем считыватели?»
jumpjet67
07.07.2016 22:57Вот этот момент я не очень хорошо понял. Сигнал ловится только с одного из считывателей? Или сигнал генерируют оба считывателя, а ловится он на разных пинах jerom'a?
Вообще очень оригинальное получилось решение. Люблю наблюдать, как из спичек и желудей при помощи смекалки собирают нечто, не уступающее готовому решению, при этом на порядок ниже ценой (в то же время не менее работоспособное)LRpro
07.07.2016 23:02Да, верно. В каждом из считывателей есть схема с оптроном и транзистором, которая собственно и подает сигнал на конкретный пин Jerom'a. А уже Jerome в свою очередь говорит нам на какой линии появился сигнал (линия 1 или 2 например). Ну а дальше собственно получаем и обрабатываем данные считанной карты.
Vicktorych
07.07.2016 18:49Во сколько обошлась СКУД заказчику?
LRpro
07.07.2016 18:52К сожалению, данный вопрос может обсуждаться только с заказчиком (в том числе и с будущим :) ).
Vicktorych
07.07.2016 22:33Просто интересно сравнить. Я прикинул материальные затраты если разворачивать к примеру на сфинксе.
Закрыть 1 турникет, поставить 2 считывателя:
Контроллер Е500 (езернетовский) на турникет к нему по вейганду можно цеплять до 4 считывателей (13500 руб)
2 считывателя тех же айронлоджиковских SP-Z2MF (1100*2=2200 руб),
1 настольный Z-2 USB MF (4500 руб)
блок питания что то типа СКАТ-1200Д с АКБ — 2800 руб.
ПО — 12500.
Итого 35500 на материалы.
Добавить 2..2,5 тыс на часы/трусы в общем на материалы 38 тыс. Монтаж тысяч 5..10. Внесение в базу — заказчик дает персонал в экселе — вы его просто экспортируете.
Установить подключить — пол дня.
В результате имеете полноценный СКУД с возможностью наращивания мяса, интеграциям хоть с бухгалтерией, хоть со столовой, хоть с ОПС, отчетами, да и не надо над логикой скакать.
LRpro
07.07.2016 23:14Сам турникет забыли.
Vicktorych
08.07.2016 17:18+1Я его и не рассматривал т.к. его в затраты ставить невозможно в силу того что у вас это чисто разовая работа-повезло, что нашли ушатанный. В другое время не найдете. Да и вообще по поводу турникета. Он у вас стоит до первого визита МЧСника который тут же вкатает нарушение по п. 53 ППБ 01-03. Так что лучше не рассматривать.
Теперь по поводу считывателя. Охранник визуализирует сходство «человека с картой» с реальным персонажем? Проще говоря не могли бы скриншот программы показать с карточкой персонала?LRpro
11.07.2016 13:18Проходная находится на границе забора. Это небольшое помещение через которое нужно пройти, что бы попасть на территорию. Для эвакуации людей с территории при возникновении опасности используются ворота. Это оговорено и закреплено с МЧС.
OtshelnikFm
08.07.2016 11:34Работал с PERCo, стрельцом — проблем никаких не замечал. Все расширяется и работает. Ничего не надо паять. Удивляет как на предприятии могут использовать самоделки. Что все так плохо? Соглашусь с комментатором выше, про курсовую или дипломную для студента.
DMGarikk
08.07.2016 12:27Удивляет как на предприятии могут использовать самоделки
Хех, а меня например удивляет как на многих предприятиях вместо серверов обычные десктопные компы покупают, и ещё приходится месяцами доказывать начальству необходимость кондиционера в серверной.
Такое вообще сплошь и рядом. помоему сложнее найти контору где наоборот всё хорошо.OtshelnikFm
08.07.2016 12:33Ок — покупают то, что дешевле. Но не заставляют паять радио 86РК, и из старого холодильника делать кондиционер. Хотя я бы почитал про такие интеграции (не в свой дом/гараж, а на предприятие)
DMGarikk
08.07.2016 12:51никто не заставляет конечно, зачастую вообще ничего не делают.
как вы считаете лучше вообще ничего и шлагбаум руками открывают или такая самоделка?Vicktorych
08.07.2016 17:10в данном случае — лучше вручную. Т.е. эксплуатация завязана на специалиста со специфической квалификацией в отличии от классического СКУДа, ведение которого не требует каких либо спецпознаний.
calvin_rus
09.07.2016 18:04Очень неплохо, несмотря на некоторые нюансы. Сам некоторое время занимался СКУДом ОПСом и СВН, и по описанию система очень не плохая. Особенно пульт турникета порадовал.
Но главный минус подобных систем — это сложность поддержки, о чем уже писалось выше. Покупая сфинкс\болид ты всегда будешь уверен, что есть в твоем городе фирма, которая за разумные деньги сделает ТО, расширение, интеграцию и что угодно. И даже если ее услуги перестанут устраивать, то всегда можно найти другую. Все проблемы давно уже изучены, а «детские болезни» этих систем вылечены.
Я работал на фирму которая производила свои контролеры и писала свое ПО. В итоге наши спецы ездили по всей России и «оседали» на объектах, так как дать такому спецу ставку было все-равно дешевле чем подписывать контракт на ТО, а разобраться с большой и интегрированной системой человеку «с улицы» не так просто.
Встречал я и контроллеры совсем уж редких фирм, и общался с их разработчиками. Особенно порадовали товарищи которые вчетвером сколотили фирму, разработали контроллеры для ОПС и ставили их окрестным областям. Контроллеры, честно скажу, не плохие. Но, во-первых, фирма развалилась, а, во-вторых, они не были должным образом сертифицированы. Что сейчас делают заказчики — вопрос хороший.
В любом случае, любой путь начинается с первого шага, хочется пожелать удачи!
Garbus
Хм, не по глазам, или после БП решили не ставить предохранитель на «силовую» часть? Так же интересно, сколько кушает электромагнит во «включенном» виде? А то небольшое сомнение в долговечности реле при активном использовании.
LRpro
На счет реле, уже полгода работает в активном режиме полет нормальный. Предохранитель пожалуй было бы разумнее поставить. Электромагнитов 2 шт. потребляют по 12Вт каждый.
dkv
Главное диоды не забыть поставить для шунтирования обратки от катушки. Хотя, и без них реле живут по паре лет.
Garbus
Жаль у меня на работе не так. Там конечно ток до 10А и не в турникете, но при 2000 срабатываний в день помирают за 2-12 месяцев. Тут 12 ватт выглядят не слишком серьезной нагрузкой, так что конечно жить будет гораздо дольше. Но плата слишком уж… плохо будет его перепаивать.
Просто опасаюсь, что при залипании реле запросто может сгореть магнит в турникете, особенно если нет возможности оперативно отключить устройство. И если нет защиты от низковольтного КЗ, запросто задымится БП.
dkv
О, соленоиды в турникетах горят на счёт раз, если они в состоянии блокировки без напряжения. Если же соленоид в нормальном состоянии под напряжением, то ничерта ему не будет, они на это и рассчитаны. В электромагнитных замках на дверях потребление порядка полуампера. Недавно вот пришлось перекидывать замок на дублирующее реле в очень проходном месте, где он отстоял пару лет без защитного диода. Если техника будет вечной, некому будет её обслуживать.
LRpro
В данном турникете электромагнитам приходится быть постоянно включенными в случае когда необходимо обеспечить свободный проход. А так их постоянно притягивает пружина когда замок должен быть закрыт.