Sistema de controlo de acessos RFID

As tecnologias permitem desenvolver grandes projectos, modernizar e aumentar a qualidade das interacções no nosso dia a dia. Este projecto que mostramos hoje, da responsabilidade de Diogo Pinho, Fred Gomes, César Sousa, Ricardo Pina e Nuno Gamelas, alunos da ESTGA, é por si um exemplo de como se pode de forma simples aplicar tecnologias modernas a funcionalidades que podem parecer banais.

Vamos mostrar então o desenvolvimento de um sistema destinado ao controlo da abertura de cacifos das salas da ESTGA, onde os utilizadores têm que ser identificados através do seu cartão de estudante/docente recorrendo à tecnologia RFID.

Sendo assim, deve existir uma base de dados que contém a identificação de cada utilizador, onde serão geridas todas as ordens de acesso. O sistema deve ainda garantir a abertura de cada cacifo, alimentação e a comunicação dos mesmos com o master, responsável pela gestão de todo o processo.

Cartões

Cartões que utilizam a tecnologia MIFARE, baseada na norma ISO 14443 Type A 13.56 MHz (contactless smart card standard). Esta tecnologia refere-se quer ao nível dos cartões, quer dos leitores, pelo que as soluções de controlo de acessos a utilizar terão de compatibilizar estas duas vertentes. É das mais utilizadas em todo o mundo, com mais de 500 milhões de chips e 5 milhões de leitores vendidos. O chip contactless disponível nos cartões com tecnologia MIFARE, permite leitura por aproximação.

Leitor

O circuito integrado utilizado possui duas saídas de dados auxiliares (OP0 e OP1). A figura abaixo representa o sinal correspondente ao número de série de um cartão. À semelhança do microcontrolador utilizado, também a corrente máxima de saída é de 25 mA. Além disso, o cartão pode estar no máximo 10 centímetros afastado da antena que está interligada a este CI.

Controlo de acessos

O sistema de controlo de acesso concebido divide-se essencialmente em três blocos principais: cacifos, comunicação e base de dados. Em cada cacifo encontra-se uma antena, um circuito integrado que fornece o código do cartão (Micro RWD), um microcontrolador PIC18F2520, um trinco eléctrico e uma fonte que alimenta todo o cacifo.

O administrador do sistema tem uma interface com o computador através do software LabVIEW. Para tal, é necessário também um microcontrolador, outra antena e o circuito integrado que fornece o código do cartão.

LabVIEW

Para a realização do sistema é necessário a existência de uma base de dados, pois se assim não fosse não seria possível identificar os utilizadores com acesso a um determinado cacifo. Esta também tem como função gravar a data em que um utilizador acedeu a um cacifo, bem como fornecer a informação para abertura do mesmo. Devido à necessidade de efectuar esta interface, decidiu utilizar-se o programa LabVIEW.

O painel frontal visualizado pelo administrador permite efectuar as seguintes acções:

• Adicionar novo utilizador;
• Visualizar o número de série do cartão em decimal;
• Dar/remover acessos a determinados cacifos;
• Visualização da hora/data do acesso;
• Indicador de acesso concedido/negado;

Custo dos componentes:

Em resumo...

O uso da tecnologia RFID está cada vez mais presente na sociedade actual e parece querer fazer deste pequeno, mas revolucionário, dispositivo electrónico, um modo de identificar, localizar e armazenar informação. As simulações realizadas neste protótipo com recurso ao Arduino, desde os testes individuais até ao exemplo de um sistema com dois cacifos, revelaram resultados bastante fiáveis, viabilizando assim a sua aplicação na ESTGA.

O compromisso entre dados úteis, segurança e fiabilidade, aproximadamente 10%, revela-se um valor plausível face aos protocolos de comunicação standard (20%).

O tempo que vai desde que o utilizador passa o cartão no leitor até que o cacifo é aberto é de aproximadamente 200 ms, valor que é relativamente baixo, diminuindo assim a probabilidade de conflito de erros e tornando o sistema prático. Além disso, os dois métodos para detecção de erros utilizados, asseguram que a probabilidade de ocorrência de erro fosse praticamente nula.

Após a análise prática, concluiu-se que a potência consumida em cada cacifo, quando não estão em actividade, é elevada (aproximadamente 100 mA), sendo este um factor a ser melhorado.

Mais informações: Esquema eléctrico global.