WallaFelipedeMattosEstavanati

CONTROLEDEACESSOCOMRFIDUSANDOARDUINO

RioPomba,MG2013

WallaFelipedeMattosEstavanati

CONTROLEDEACESSOCOMRFIDUSANDOARDUINO

TrabalhoFinaldeMetodologiaCientficaapresentadoaoCursodeCinciadaComputao,doInstitutoFederaldeEducao,CinciaeTecnologiadoSudestedeMinasGeraisCmpusRioPomba,comorequisitoparcialaprovaonamatriadispostasobaorientaodaProf.AlessandraMartinsCoelho.

RioPomba,MG

2013

SUMRIO1INTRODUO...01

2PROBLEMATIZAO..01

3JUSTIFICATIVA02

4OBJETIVOS...02

4.1OBJETIVOGERAL....02

4.2OBJETIVOSESPECFICOS.....02

5REVISODALITERATURA..03

6MATERIALEMTODOS03

7CRONOGRAMA...07

REFERNCIAS....07

1INTRODUO

Anecessidadedeequipamentosqueauxiliemetornemmaisfcilasaesdemonitoramentoeacionamentodesistemasdeseguranatemimpulsionadoumaprocuracrescentedenovassoluesetecnologias.Estasdevemresponderaosdesafiosexistentesnocontroledeacessoaambientese,simultaneamente,devemsertecnicamenteeficientes,defcilutilizaoebaixocusto[6].

Opensamentoemautomaorealadonestetrabalho.Estafezsepossvelemtodasasreascomaevoluodaeletrnicaedainformtica.Praticamentetodosossetorespodemserparcialoutotalmenteautomatizados,adequandodeumamaneirageral,maioragilidade,segurana,confortoeeconomia.Osurgimentodomicrocontroladorcontribuiuenormementeparaadisseminaodaautomao,principalmenteforadosambientesindustriais[2].Assim,aautomaopodeteratuaotambmemambientesresidenciais,sendochamadadedomtica.

Fazendoousodemicrocontroladores,projetosqueenvolvemeletrnicatornamsebastantefacilitados,poissestecomponente,podesubstituircircuitoseletrnicoscontendoumgrandenmerodeoutroscomponentes.Microcontroladorumcomponentequepossuitodososperifricosdosmicroprocessadorescomunsembutidosemumaspastilha,facilitandoassimodesenvolvimentodesistemaspequenosebaratos,emboracomplexosesofisticados[7].

Nombitoescolar,muitasvezesprecisoregistraroacessodeumprofessoraumasaladeaula,afrequnciadebolsistasemumlaboratrioouverificarapresenaindevidadealgumemumadeterminadasala,porexemploeumamaneiraprticaerpidadefazeristocomoauxliodaeletrnica.Estavemsedestacandobastanteemmeioaoavanotecnolgiconocampodainformtica.Atendnciaque,nocasodocontroledeacessoouarmazenamentodedados,substituaseoregistroempapelporcircuitoseletrnicos.

Otermocontroledeacessoumarefernciaprticadepermitiroacessoaumlocal,comoumapropriedade,prdio,ousala,somenteparapessoasautorizadasoucadastradas.Ocontrolefsicodeacessopodeseradquiridoatravsdepessoas,atravsdemeiosmecnicos,comofechadurasechaves,ouatravsdemeiostecnolgicos,comosistemasbaseadosemcartesdeacessoouleiturabiomtrica[1].

Osmicrocontroladoresestosendomuitoutilizadosatualmente,poisamaioriadosaparelhoseletrnicosmodernossocontroladosporummicrocontrolador.Comseuusofoipossveldesenvolversistemasmaiscompactosemaisversteis,comumbaixocusto[2].Dosvariadosmicrocontroladoresdisponveisnomercado,podemoscitarARMCortexM3,PIC,AtmelAVR,8051,MPS430,etc.Nesteprojeto,usaremosoArduino,poiseletemsedestacadonocenriomundialpelafacilidadedeprogramao,versatilidadeebaixocusto[3].OArduinoummicrocontroladordeplacanicaeumconjuntodesoftwareparaprogramlo.Ohardwareconsisteemumprojetosimplesdehardwarelivreparaocontrolador,comumprocessadorAtmel

AVResuporteembutidodeentradaesada.Osoftwareconsistedeumalinguagemdeprogramaopadro,baseadonalinguagemC,edobootloaderquerodanaplaca[4].

Osensorreedswitchumcontatonormalmenteaberto,quenopossuialavancadeacionamento.Essecontatofeitodeummaterialferromagnticoesefechaquandoestnapresenadeumcampomagntico[5].

OsensorRFID(doingls"RadioFrequencyIDentification"),umaformadeidentificaoautomticaatravsdesinaisderdio,reassumindoegravandodadosremotamenteatravsdedispositivosconhecidoscomotags(etiquetaousenha)RFID.Aplicadaemdiversasreascomohospitalar,veicular,implanteshumanos,industrial,desporto,comercial,usoembibliotecas,segurana,identificaoanimal,manutenoentreoutros[4].

Nesteprojetoserpropostoelaboraodeumprottipousandoumsistemadecontroledeacessocomfinalidadedeassegurardedeterminadosambientespormeiodeumcadastrodopessoalquefarousodolocaleliberandochavesatravsdecrachscomsenhasderadiofrequncia.Almdissoserregistradonumbancodedadosodia,horrioelocaldequemacessouasala.

2PROBLEMATIZAO

Oproblemaatualdasociedademodernaestassociadofaltadeseguranapessoaledebens.Tendoemvistaquenosltimosanosacriminalidadevemaumentando,aatuaodesistemasquemonitoramentodaentradaesadadepessoasemambienteseaseguranaemgeral,estosetornandocadavezmaiscomuns.Almdeque,osgastoscomseguranaagregavaloresexpressivos,nacontrataodeservioseficientesdemonitoramentoevigilncia.

Mecanismosdecontroledeacessosonecessriosparaseguranamaterialoupessoal.Emalgumasreasderisco,emambientesindustriais,oacessoficarestritopessoastreinadasecomcapacidadeparaestaremnaquelesambientes,sejamambientesinsalubresouperigosos.Emambientescomerciais,parapreservaropatrimnio,algumasreassorestritasparaacessoexclusivodealgunsfuncionrios[1].Emlaboratriosdefsica,deautomao,deeletrnica,dequmica,demquinaseltricas,dehidrulica,depneumtica,deinstrumentao,decomputao,etc.nogeralesseslaboratrios,fazseessencialconteraqualidadeeaquantidadedoscomputadoreseferramentasexistentesemcadaumdeles,almdissomantlosemorganizaoparaquecadaprofessorpossaministrarsuadisciplinaadequadamente.Emdeterminadoslaboratriosencontramosmquinasrotativas,produtosqumicos,correnteeltricaetenseseltricaselevadas,fluidoscomprimidosemaltaspresseseequipamentoscomexcessodepeso,osquaispodemgerardanosestruturais,fsicosemateriais.Eventualmentealgumaschavesdesaparecem,professoresesquecemdevolvlaseoutrasvezesoslaboratriosficamabertossemquenenhumresponsvelestejaporperto.Defrontedestesepisdiosconstatousecontrolaroacessoemambientes.

3JUSTIFICATIVA

Osistemapropostonestetrabalhoumequipamentodemonitoramentoecontrolede

acessonointuitodepromoverumregistrodeentradaesadadepessoasemdeterminadosambientes.AlmdoregistrodastagsdeRFIDdosusurios,adataeahoratambmsoarmazenadasnamemriaexternadeformaamanterumcontrolemaisrgido.4OBJETIVOS4.1OBJETIVOGERAL

Analisarearquivar,assimassegurandooacessoaambientesusandoRFIDatravsdacriaodeumprottipodesoftwareehardwareparaoacompanhamento.4.2OBJETIVOSESPECFICOS

Entrevistarpessoasquetenhamproblemasnocontroledeacessibilidadeparadetectardetalhes.

Analisarosresultadosdasentrevistasparaidentificarosproblemasdaformadetrabalhoatual.

Conheceroprocessoatualdoplanejamentoecontroledeacessodoambienteparapoderdesenvolveroprottipo.

EstudaroprotocolodefuncionamentodehardwareesoftwareRFIDparapoderdefinirqualoequipamentoqueirmelhorseadequaraoprottipo.

DesenvolverumprottipodehardwareparacoletarosdadosdeacessocomousodeRFID.

DesenvolverumprottipodesoftwareparacoletarosdadosdohardwaredeRFID.Elaborarumplanoparademonstrarasvantagensoudesvantagensemsubstituiro

processoatualporRFID.5REVISODALITERATURA

Porsetratardeumprottipodesoftwareehardwarederastreamentodeacessibilidade,serabordadonestecaptuloconceitosdeaplicaodecontroledeacessoesuasmetodologiascomsistemasutilizadosatualmente.

Em2005,naUniversidadeRegionaldeBlumenau,VilsondoCarmo,graduandonocursodeBacharelemCinciadaComputao,apresentoucomoTrabalhodeConclusodeCursooProttipodeControledeAcessoparaAcademiasdeGinsticaUltilizandoMicrocontroladorPICeopadroRS485.Comodesenvolvimentodotrabalhoeleapresentouumprottipoparacontroledeacessodealunosefuncionriosemumaacademiadeginstica[2].Oprottipotinhacomoprioridadepermitiraconexodeumaoumaiscatracascomcontroleemfunodecartodecdigodebarrasbarras,interligadasaummicrocomputadoratravsdeumarededecomunicaoserialutilizandoopadroRS485.Umsoftwareintegradoaummicrocomputadorqueenviamensagenspelocanaldecomunicaoserialparacontrolarascatracas,permitindoounooacessodareferidacatraca.Almdissoessesoftwarepermitetambmqueoprofessorcadastreosdadosdosalunos,assriedeexercciosqueestedeverrealizareopagamentodasmensalidades.

Noprojeto45,docaptulo16dolivroArduinoBsico,oautormostraumexemplodeSistemadeControledeAcessoutilizandooArduino.Nesteprojeto,oautorutilizaumleitorRFIDID12,umArduinoUno,umafechaduraeltricade12Vealgunscomponenteseletrnicosparamontarocircuitodepotncia.Oautormostraopassoapassodemontagemdocircuito,mostraocdigofontedoprogramaeexplicadetalhadamentecadatrechodocdigo.6MATERIALEMTODOS

O projeto consiste de um prottipo de uma porta. Como exemplo demonstrativo, nesta porta foi instalado um sensor reed switch e uma fechadura eltrica 12Vcc. Foi instalado um im no batente da porta deste prottipo alinhado com o sensor reed switch para que o sensor possa atuar na presena do campo magntico do im. Os detalhes construtivos do prottipo da porta medindo 400mm de largura por 500mm de altura e a posio da fechadura podem ser visto na figura1.

(a)(b)

Figura1(a)Ladoexternodoprottipodaporta.(b)Ladointernodoprottipodaporta.

Foi necessrio abrir a fechadura e passar os dois fios do sensor por dentro da mesma para instalar o sensor reed switch. Como o sensor uma chave que fecha o contato na presena de um campo magntico, foi instalado um im no batente da porta, que ficasse alinhado com o sensor, conformefigura2.

(a) (b) (c)Figura2(a)Detalhedosfiosdosensorreedswitchpassandopordentrodafechadura.(b)Localizaodoimnobatente.(c)Localizaodosensorreedswitch.

Feito o prottipo, em seguida foi elaborado um projeto de um circuito eletrnico capaz de

acionar a fechadura eltrica atravs de um rel que ser acionado pelo Arduino. No Arduino, ser conectado um display de LCD que servir de interface com o usurio para saber data e hora de acesso ao laboratrio. Tambm ser conectado ao Arduino, um leitor de carto RFID que far a leitura do crach do professor que deseja acesso um determinado laboratrio e ter o acesso liberadocasoseucrachestejacadastradonobancodedadosdosistema,conformefigura3.

Figura3PlacaArduinocomEthernetShieldecircuitodecomandoedepotncia.

Oesquemadafigura4representaamontagemcompletadoprojetoparaum

laboratrio.Nesteesquema,podeseverqueoArduinofazaleituradoleitorRFIDedosensorreedswitcheenviasinalparaafechaduraeltricaeparaodisplayLCD.Almdisso,oArduinosecomunicacomumcomputadorpelaIntranet,atravsdaplacadeexpansochamadadeEthernetShield.

Figura4Esquemticodamontagem.

Aps os testes com o primeiro prottipo, os demais sero montados idnticos ao primeiro

etodosseroconectadosemredeconformefigura5.

Figura5Esquemticodamontagemdarede.

7CRONOGRAMAfuturo

Paradesenvolveroprottipo,precisopesquisaralgunstrabalhoscorrelatos.Atravs deste trabalho ser possvel explorar bem o funcionamento de

microcontroladores, de linguagens de programao como C++ e HTML, leitores de carto RFID e eletrnica bsica. Ser possvel verificar a versatilidade dos microcontroladores, a tima relao custo/benefcio e como estes componentes tornam possvel a implantao de sistemas compactos e a um baixo custo, para a resoluo de problemas de automao relativamente complexos.

Com o desenvolvimento desse trabalho verificaremos tambm o quanto a automao pode beneficiar nossas vidas, tornando algumas tarefas mais cmodas de serem realizadas e de maneiramaiseficiente. Aautomaosemdvidaumassuntoextremamenteinteressante,eainteraoentrecomputadoredemaisequipamentospormeiodaintranetdeveserdominadoporquemoptaporestareadeatuao.

DATAINICIAL(ms/ano):Fevereiro/2014 DATA FINAL (ms/ano): Janeiro/2015

NmerodeIntegrantes: 1

ATIVIDADES\MSDETRABALHO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 Levantamentodeliteratura x

2 MontagemdoProjeto x

3 Coletadedados x x x

4 Tratamentodosdados x x x x

5 ElaboraodoRelatrioFinal x x x

6 Revisodotexto x x

7 Entregadotrabalho x

REFERNCIAS[1]PDUA,F.deMaterialDidtico:AutomaoResidencialePredial.Cuiab,2011,21p.ApostiladoCursoTecnlogoemAutomaoIndustrialInstitutoFederaldeEducao,CinciaeTecnologiadeMatoGrossoCampusCuiab.[2]CARMO,V.ProttipodeControledeAcessoparaAcademiasdeGinsticaUtilizandoMicrocontroladorPICeoPadroRS485.2005.61f.TrabalhodeConclusodeCurso(Graduao)CursodeCinciasdaComputao,DepartamentodeCentrodeCinciasExataseNaturais,UniversidadeRegionaldeBlumenau,Blumenau,2005.[3]CAVALCANTE,M.A.TAVOLARO,C.R.C.MOLISANI,E.FsicacomArduinoparainiciantes.Rev.Bras.EnsinoFs.[online].2011,vol.33,n.4,pp.45034503.ISSN18061117.[4]MCROBERTS,M.ArduinoBsico.SoPaulo:Novatec,2011.[5] PAZOS, F. Captulo 4: Sensores. In: PAZOS, F. Automao de Sistemas & Robtica. Rio de Janeiro:AxcelBooks,2002.150p.[6]FREITAS,S.PETUCO,L.DENARDIN,G.CARATI,E.G.MduloMicrocontroladoparasimulaodepresenaemonitoramentodesegurana.2006.9p.[7]JNIOR,V.P.S.MicrocontroladoresPIC:teoriaeprtica.SoPaulo:Editorarica,1998.