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Trava com Abertura por Identificação Biométrica ou

1. 43 Figura 4 Tela de login do software da esta o base 44 Figura 5 Aba de configura es do software da esta o base 45 Figura 6 Tela de captura de impress es digitais i eee eeeeeeeeeeeeeees 46 Figura 7 Aba de CRUD de usuarios do software da esta o base 47 Figura 8 Aba de CRUD para operadores do software da esta o base 48 Figura 9 Aba de registro de entrada e sa da do software da estagao base 49 Figura 10 Aba de registro de eventos de operadores ccceeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 49 Figura 11 Diagrama de casos de uso do sistema embarcado 50 Figura 12 Diagrama de classes do firmware eee 53 Figura 13 Maquina de estados do firmware para recebimento de mensagens 54 Figura 14 M quina de estados do firmware para funcionamento do sensor ejlo Janis Lg e o cesna a a a a 55 Figura 15 Maquina de estados do firmware para monitoramento do bot o 55 Figura 16 Diagrama de blocos do hardware 57 Figura 17 Esquema do optoacoplador erraram 58 Foura te Trava elet C a asni i a a 61 Figura 19 Interior da trava el trica eres erera nana 61 Figura 20 Esquema interno do LM5SDD eee eee reena 63 Figura 21 Esquematico do circuito do microcontrolador cccccseseees
2. 42 Alo Diagrama Ge CIASSEOS sorore fa ee each hacks 43 Add Diagrama dO CSIADOS as sag ssa s asia So cea Dios Ai a et 43 4 2 INTERFACE E USO DO SOFTWARE oraaa aaa aa a Ea 44 5 SISTEMA EMBARCAD Ow scrieri 50 Des FIRMWARE te eee et tt ert r r a nroe ee ninnr erence ee eee ene ee 50 Dido DIAGRAMAS ciuanatnaaaancriteranui tnd O O 50 5 1 1 1 Diagrama de casos de USO eee 50 5 1 1 2 Descri o dos casos de USO ccccecceeeeeeeteeteeteeeeeeeeneeeeeeeees 50 Olio Diagrama Oe CIASSOS susana a 52 5 1 1 4 Diagrama de estados sussa a ES TON 53 Selves IMPICMC MACAO esana hed 53 Diz HARDWARE 2scatgest seni droidai doei pa A EAA 56 dei Diagrama Cm DIOCOS sirrane E 56 5 2 2 Circuito do microcontrolador eres 57 Dice SENSO sui cde ties ese ee 59 dao CCO Ca WAV aie a set het a a shhh ett cate tate 60 dedo TRAVA CIC Assada EEE EE 60 5 2 4 Circuito de alimenta o errar ceras 62 525 Diagramas ClOUNCOS sa antas ST E Ga ns 63 22 0 PrOjCL aS PCBS sair pu trop SS eee 65 5 2 7 Lista de componentes para confec o da PCB completa 66 eo Guia de montagem aneia Bos ita Une A Coca eaaa 68 bi CELULAR cisne e a duniitao Quaid nana nd 71 O DIAGRAMAS ss RU Ansa a dE 71 6 1 1 Diagrama OC CIASSOS maias apa asia 71 6 12 Didoramas Ge Casos JC USC as suma ssa E 71 Bio Descricao do caso CC ISOs sais inss dass igen ta stasedaesioces nd 72 6 2 Caso de uso Solicitar
3. Tenta inicializar DHCP Aguards conex o da Esta o Base RR DHCP fol inicializado J conex o estabelecida conectado true Analisa 1 byte do pacote conectado false sincroniagdo false Aguarda chegada de pacotes pacote 0 77 ackRecebido poe Fecha conex o atual e ipacote recebido acefe 0 8 sincronizado true flempo de espera atingido 6 s Envia pacote de heartbeat pacote 0 1 Lc Armazens impress o digital na mem ria flash Destranca fechadura LN BEST eS Aguarda ACK ae lack recebido Remove impress o digital da mem ria fash SSS 0 timeout 10 sj Figura 33 Maquina de estados do sistema embarcado ao receber uma mensagem da estacao base 83 8 RESULTADOS E CONCLUSOES 8 1 AN LISE DO DESENVOLVIMENTO Durante o desenvolvimento do projeto notou se a import ncia do planejamento e cronograma bem feitos Seguindo o que foi planejado e n o permitindo que atrasos deslocassem demais o cronograma a equipe concluiu o projeto e a documenta o em dia Houve a ocorr ncia de tr s dos dez riscos previstos mas como havia um planejamento de riscos nenhum deles afetou significativamente o trabalho da equipe O planejamento e desenvolvimento do hardware tomou um pouco mais de tempo do que o previsto levando a ocorr ncia de um atraso de aproximadamente cinco dias que foi compensado com um aumento da carga de trabalho e compensado em dois dias Houve tamb m um pr
4. Fluxo B sico 3 1 Operador do software seleciona a op o de remo o de usuarios no software O sistema exibe a tela pedindo informa es do usu rio a ser removido O operador preenche estas informa es O operador confirma estas informa es OY qe 0 O Sistema verifica a exist ncia do usu rio no banco de dados conforme as Regras de neg cio a 6 O operador seleciona o usu rio a ser removido 7 O Sistema remove o usu rio Fluxo Alternativo e A qualquer momento o operador cancela a opera o O Sistema desconsidera as informa es e encerra o caso de uso a Inexist ncia do usu rio a 1 Exibe uma mensagem de inexist ncia do usu rio a 2 Retorna ao fluxo b sico 2 Regras de neg cio 1 O campo CPF deve ser preenchido 4 1 2 3 Caso de uso Consultar usu rios Ator Principal Operador do software Descri o Executado quando se deseja consultar usu rios e Operador tem permiss o para consultar P s condi es e Usu rio s encontrado s ou n o Fluxo B sico 1 Operador do software seleciona a op o de consulta de usu rios no software O sistema exibe a tela pedindo informa es do usu rio a ser consultado O operador preenche estas informa es O operador confirma estas informa es Ol a ee O O Sistema compara as informa es com as presentes no banco de dados conforme Regras de negocio a 6 O Sistema mostra uma tela com a resposta da consulta 38 Fl
5. Mitigar Providenciar rapidamente um novo componente ou usar os reservas Impacto reavaliado 2 m dio baixo Probabilidade reavaliada 3 m dia Elaborado por Data Respostas inclu das Registros adicionais Gionatta M Mocellin 22 01 2013 na WBS Cronograma Verso ou Anexos Laura Wobeto Thayse M Solis Waldir Marin Neto 101 Ms L AS APENDICE C MAQUINA DE ESTADOS COMPLETA DA ESTA O BASE AE aa ea comers U bienes Figura 34 M quina de estados completa da esta o base 102 APENDICE D MAQUINA DE ESTADOS COMPLETA DO FIRMWARE Pac re ceesto con e mte toze Figura 35 M quina de estados completa do sistema embarcado 103
6. esta o base Implementa o do banco de dados e Op es de cadastro remo o e consulta de usu rios 27 03 2013 ee ee er E Gionatta Primeiros testes da comunica o entre esta o base e celular e esta o base recebe os dados de login e senha compara com os presentes no banco de dados e 32 10 04 2013 24 04 2013 envia ao celular um sinal de comando aceito ou nao Ainda nao havera retransmissao para o sistema embarcado do sinal de libera o ou bloqueio do acesso Primeiros testes da comunica o entre esta o base e sistema embarcado e estacao base gt sistema embarcado envio de um nico bit sistema embarcado gt esta o base envio de um nico bit Sistema embarcado e Conex o do microcontrolador com a trava el trica o Ainda n o haver destravamento por biometria Mais testes de comunica o entre esta o base e sistema embarcado e esta o base gt sistema embarcado envio dos dados da impress o digital adquirida durante um cadastro Segundo prot tipo do software da esta o base Laura e Implementa o do cadastro por via biom trica Sistema embarcado e Adi o do bot o ao sistema embarcado com sua fun o implementada Comunica o entre esta o base e sistema embarcado e Sistema embarcado gt esta o base reconhecimento de impress es e envio dos dados dependendo da digital estar ou n o armazenada no sensor para atualiza o do
7. O funcionamento desse dispositivo simples quando um LED presente em seu interior polarizado e emite luz um fototransistor contido tamb m no encapsulamento do optoacoplador tem sua pastilha exposta ao est mulo luminoso e passa a conduzir operando como uma chave Esse tipo de circuito muito utilizado quando se deseja um isolamento el trico entre duas partes de um circuito No que diz respeito a conex o f sica entre os m dulos para comunica o foi usado um conector f mea RJ45 com transformador ligado ao microcontrolador nos pinos Ethernet RD RD TD e TD O conector RJ45 por sua vez foi conectado a um cabo ligado a um roteador presente na rede local Para a conex o com o sensor de reconhecimento biom trico foram utilizados os pinos serial Rx e Tx do microprocessador O sensor precisa de 5V para seu funcionamento sendo ele um dos elementos ligados a sa da do regulador LM 7805 O bot o presente no circuito do sistema embarcado utilizado para liberar a trava do lado de dentro da sala Para cumprir tal tarefa foi acrescentado um push button ao circuito Enquanto ele n o for pressionado o pino do microcontrolador respons vel pelo seu monitoramento receber n vel l gico alto e quando pressionado o pino passar para o n vel l gico baixo O pressionamento do push button informa ao firmware que deve ser executada a rotina de abertura da trava em que um outro pino de sa da tem seu n vel l gico alte
8. Registros adicionais Gionatta M Mocellin 22 01 2013 na WBS Cronograma Verso ou Anexos Laura Wobeto Thayse M Solis Waldir Marin Neto 94 Projeto Trava com Abertura Biom trica ou Remota 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do risco Problemas com o microcontrolador N Identifica o sensor biom trico e ou demais componentes 4 Descri o do risco Danos causados por sobre tens o choques mec nicos corrompimento do sistema operacional no kit do microcontrolador ou qualquer outra causa que o inutilize total ou parcialmente o hardware utilizado 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto S alto 4 m dio alto 3 m dio Li2 m dio baixo baixo Explique O uso incorreto ou a falta de cuidado no manuseio dos componentes pode causar sua perda total ou parcial mas a equipe possui pelo menos um item reserva dos componentes mais caros dificeis de obter Probabilidade 5 alta 4 m dia alta 3 m dia 2 m dia baixa 11 baixa Explique Manuseio transporte e utiliza o ser o feitos cuidadosamente 3 Etapa Desenvolvimento da Resposta ao Risco Estrat gias e A es para eliminar ou reduzir este risco minimizar impacto e ou probabilidade Prevenir Sempre manter os componentes m dulos em superf cie est vel durante seu uso jamais deixar seus cabos pendurados quan
9. um sistema embarcado um celular e um sistema de comunica o composto pelo Protocolo TCP IP por meio da rede Ethernet entre a esta o base e o sistema embarcado e por meio da Internet entre o celular e a esta o base O objetivo deste projeto impedir o acesso de pessoas n o autorizadas a um ambiente restrito produzindo um sistema de desbloqueio de uma tranca el trica atrav s da aquisi o de dados de uma impress o digital por meio de um sensor biom trico O envio destes dados do sistema embarcado at a esta o base ser feito atrav s de transmiss o de dados cabeada usando protocolo Ethernet A libera o do acesso tamb m poder ser feita a partir de um dispositivo remoto celular via Internet Al m disso ha um bot o que habilita a abertura da porta pelo lado de dentro As entradas autenticadas e sa das ser o registradas em um og na esta o base O destravamento externo ser feito por um sensor biom trico integrante do sistema embarcado localizado do lado externo da sala pr ximo tranca ou por um comando enviado remotamente via celular O destravamento interno ser feito atrav s de um bot o localizado do lado interno da sala pr ximo tranca que provocar a abertura e enviar uma notifica o esta o base O bloqueio da tranca ser feito mecanicamente da mesma forma que grande parte dos sistemas de seguran a comerciais O software da esta o base possibilitar o cadastro de novos u
10. ndice B Ocorreram tr s dos riscos previstos Subestimar a complexidade de implementa o do software ou hardware Problemas com o microcontrolador sensor biom trico e ou demais componentes N o cumprimento dos prazos estabelecidos pelo gerente O primeiro ocorreu com o planejamento e desenvolvimento do hardware que tomou um pouco mais de tempo do que o previsto levando ocorr ncia do terceiro risco o prazo das atividades internas da equipe n o foi cumprido Por ltimo houve um problema mec nico com a trava mas que foi solucionado com o apoio do Prof Heitor S Lopes 35 4 ESTACAO BASE 4 1 DIAGRAMAS Esta se o apresenta alguns diagramas relativos a esta o base Sao apresentados apenas os componentes da modelagem que a equipe julgou relevantes para o planejamento e desenvolvimento do software 4 1 1 Diagrama de casos de uso Na Figura 2 apresentado o diagrama de casos de uso da esta o base Para uma melhor visualiza o recomenda se que esta figura seja consultada no CD ROM que acompanha esta monografia Cadastrar lt lt actor gt gt Enviar dados i usu rio D Sistema Embarcado 6 a gt a a gt pecepere Autorizar Validar login e armazenar destravamento senha dados no log E SS SS Operador Consultar C consutariog gt S Receber PEE Atualizar requisi o de cadastro destravamento Figura 2 Diagrama de casos de uso da esta o base 4 1 2 Descri o dos casos de uso 4 1 2 1 Caso d
11. sico 1 Operador do software cadastra ou remove usu rio 2 Operador confirma a a o anterior 3 Esta o base envia dados para sistema embarcado 4 Sistema embarcado atualiza informa es armazenadas no sensor Fluxo Alternativo e qualquer momento o operador cancela a opera o de remover ou cadastrar O Sistema desconsidera as informa es 4 1 2 7 Caso de uso Receber e armazenar dados no log Ator Principal Sistema embarcado Descri o Executado quando um destravamento realizado diretamente no sistema embarcado tanto de entrada quanto de sa da Pr condi es e Houve um destravamento P s condi es e Informa es armazenadas no log Fluxo B sico 1 O Sistema recebe a informa o do sistema embarcado se foi uma abertura por dentro ou por fora a b Fluxo Alternativo a Abertura por dentro bot o 40 a 1 O Sistema armazena a data e hora do destravamento no log a 2 Encerra o caso de uso b Abertura por fora biometria b 1 O Sistema armazena data hora e informa es do usu rio que realizou o destravamento no log b 2 Encerra o caso de uso 4 1 2 8 Caso de uso Autorizar destravamento Ator Principal Sistema embarcado Descri o Executado quando a esta o base recebe destravamento remota Pr condi es e Houve uma solicita o de destravamento remota P s condi es e Destravamento da trava Fluxo B sico 1 Recebe requerimento de abertura de poria ve
12. a metodologia utilizada no desenvolvimento o cronograma planejado e o realizado os gastos previstos e os efetivos assim como o plano de resposta aos riscos desenvolvido para tratar qualquer situa o que tenha atrapalhado o desenvolvimento do projeto Na se o Esta o base s o expostos os diagramas e descri es de casos de uso diagrama de classes e de estados e a descri o da interface e uso do software desenvolvido para a esta o base Em Sistema Embarcado s o mostrados os diagramas relativos ao firmware e hardware assim como detalhes da implementa o do software embarcado explica o dos circuitos diagramas el tricos lista de componentes e guia de montagem do hardware Na se o 6 Celular s o exibidos os diagramas de classe caso de uso e a descri o da interface e uso do software desenvolvido para o aplicativo m vel A seguir na se o 7 apresentam se as informa es relativas ao protocolo de comunica o tanto entre a esta o base e o celular como entre a esta o base e o sistema embarcado Por fim a se o 8 exp e os resultados e conclus es sobre o projeto envolvendo uma an lise do desevolvimento da integra o com outras mat rias do curso de Engenharia de Computa o e ideias para melhorar e ampliar o escopo do projeto em trabalhos futuros 15 2 PLANEJAMENTO 2 1 VIS O GERAL A Figura 1 mostra uma vis o geral do sistema proposto composto por uma esta o base um computador
13. configura o do servidor poss vel escolher em qual porta o servidor ficar escutando conex es Nota se que no roteador para o qual o servidor est conectado esta porta dever estar aberta port forwarding caso contr rio o pr prio roteador barrar conex es externas por quest es de seguran a Assim que o servidor for iniciado o mesmo ficar escutando por conex es at que o operador feche o software ou pare o servidor ou algum motivo externo interrompa o funcionamento do servidor por exemplo uma queda de conex o com a Internet ou um desligamento do roteador ao qual o servidor est ligado O servidor aceita uma conex o remota por vez ou seja a implementa o de sockets n o multi thread Atrav s do endere o IP do servidor e a porta pela qual o servidor est escutando por conex es poss vel utilizar o aplicativo m vel para enviar um nome de usu rio e senha e requisitar o destrancamento da trava Assim que as informa es de autentica o s o preenchidas no celular clica se no bot o Destrancar porta para se conectar ao servidor e enviar usu rio e senha criptografada inseridos no aplicativo m vel e aguarda se num tempo limite de quinze segundos que o servidor autentique a requisi o Caso n o seja poss vel uma conex o com o servidor ou o tempo limite expire uma mensagem de erro mostrada no aplicativo m vel O usu rio enviado como um array de bytes e o servidor converte a informa
14. do circuito do microcontrolador Em seguida s o mostradas a parte superior Figura 24 e inferior Figura 25 da PCB do circuito da trava que dupla face Os desenhos s o representativos e n o indicam o tamanho real da placa O Oo O Oo O O Oo O Oo O 000000 Figura 23 PCB do circuito do microcontrolador 65 Figura 24 Parte superior da PCB do circuito da trava Figura 25 Parte inferior da PCB do circuito da trava 5 2 7 Lista de componentes para confec o da PCB completa Na Tabela 10 sao listados os componentes necess rios para a confec o do circuito do microcontrolador Tabela 10 Lista de componentes para confec o do circuito do microcontrolador Componentes LPC1768 Diodo Zener 12V 66 Diodo 1N4004 Potenci metros 500K Q 330K Q 1 470KQ MOS FET IRF840 E Regulador de Tens o LM7805 s Capacitor Eletrolitico 10uF Push Bottom Conector RJ45 1 Jack Conector bateria Pinos F mea Na Tabela 11 s o listados os componentes necess rios para a confec o do circuito da trava Tabela 11 Lista de componentes para confec o do circuito da trava Componentes Rel 12V 1 5A JW2C Diodo Zener 12V Diodo 1N4004 Potenci metros 500K Q Temporizador LM555 2 67 1 180K Q av MOS FET IRF840 oe Jack Conector bateria Borne Conector fonte Pinos F mea 1 Optoacoplador PC817 1 la 1 5 2 8 Guia de
15. hardware 26 O sistema embarcado ent o foi dividido em tr s subgrupos circuito de alimenta o circuito da trava e circuito do microcontrolador sendo que o circuito do microcontrolador e o circuito da trava possuem alimenta es separadas e independentes mas id nticas no funcionamento Os tr s subgrupos ser o discutidos no pr ximos t picos 4 5V 14V 3 3V 6V ER LPC1768 BIOM TRICO ESTACAO BASE BOT O DE SA DA 12V e 15V RA FONTE RA l LEDS DE INDICA O 12V e 15V i TRAVA CIRCUITO im FONTE EL TRICA TRAVA q BATERIA 12V Figura 16 Diagrama de blocos do hardware BATERIA 5 2 2 Circuito do microcontrolador Conforme discutido na an lise de tecnologias o microcontrolador empregado o LPC1768 Ele requer 5V de alimenta o Dessa forma s o empregados dois reguladores LM7805 ligados em paralelo que regulam os 12 V provenientes da bateria do circuito de alimenta o e fornecem 5V assim com a corrente necess ria para o funcionamento de todos os elementos do circuito O circuito em que se encontra o microcontrolador foi isolado do circuito em que est a trava Para o acionamento dela necess ria uma corrente alta 4 A por se tratar de um componente eletromagn tico e o processador trabalha com correntes mais baixas menores que 500 mA Para esse fim utilizou se um optoacoplador cujo esquema mostrado na Figura 17 57 Figura 17 Esquema do optoacoplador
16. log na esta o e Gionatta Terceiro prot tipo do software da esta o base e Tratamento dos dados recebidos pelo embarcado atualiza o do log de acesso 33 3 3 OR AMENTO E GASTOS Abaixo na Tabela 9 apresentada a lista de componentes com os custos planejados e os custos efetivos Os pre os estimados foram levantados baseando se nos itens escolhidos na An lise de Op es Tecnol gicas considerando os que melhor atendiam aos requisitos do projeto e cujo custo fosse mais baixo Tabela 9 Lista de componentes e seus pre os estimados e efetivamente gastos Quantidade Pre o Pre o real or ado R R Conversor USB Serial 46 00 46 27 Microcontrolador LPC1768 240 00 158 00 Cabo Ethernet 10 00 Conector RJ45 com isolamento 1 20 00 23 50 Placa de circuito impresso 210 00 140 12 componentes com reposi o de pe as Fontes de alimenta o RA 30 00 8 TOTAL 878 00 750 75 Nota se que foi gasto 85 5 do previsto Tal diferen a deve se ao fato 1 2 do microcontrolador n o ter sido taxado pela Aduana e pelo fato da equipe ter planejado um gasto de R 80 00 de reserva para o caso de dano perda extravio de alguma pe a de maior valor 3 4 PLANO DE RESPOSTA AOS RISCOS 34 Riscos estao presentes em qualquer projeto Para evitar surpresas e saber de antem o quais atitudes seriam tomadas em casos de ocorr ncia de algum risco a equipe elaborou um Plano de Resposta aos Riscos presente no Ap
17. meio de destravamento remoto possui como principais requisitos ter acesso internet e apoio uma plataforma de desenvolvimento gratuita Tamb m importante que a linguagem de programa o utilizada no software para celular seja conhecida pelos membros da equipe devido ao prazo de execu o do projeto A seguir mostrado na Tabela 7 um levantamento de vantagens desvantagens em celulares de diferentes plataformas sistemas operacionais Tabela 7 Compara o das caracter sticas relativas aos sistemas operacionais iOS iPhone Windows Phone Linguagem de Java nativamente Objective C NET CH VB NET programa o usando a Dalvik etc C usando Mono for Android IDE gratuita Eclipse Sim XCode Sim Visual Studio ADT Express Desenvolvimento gratuito N o Pre o por N o Pre o por desenvolvedor de desenvolvedor de US 99 00 ano US 99 00 ano Distribui o gratuita N o Taxa nica de N o Cobra se N o Cobra se US 25 00 mais 30 da receita 30 da receita 30 da receita com a venda com a venda com a venda A linguagem Java facilita o trabalho pelos mesmos motivos expostos na se o de escolha da linguagem a ser usada no software da esta o base E importante notar que a nica op o que possibilita desenvolvimento gratuito o 29 Android Por esses motivos escolheu se trabalhar com um celular da plataforma Android cujo desenvolvimento de software pode se
18. o base celular 2 3 1 Esta o base A esta o base um computador onde ser instalado o software utilizado para cadastrar remover usu rios guardar informa es sobre os usu rios cadastrados e armazenar hor rios de abertura da poria A tecnologia estudada nesta etapa envolve a linguagem de desenvolvimento do software que far a interface entre o usu rio e as informa es sobre os usu rios assim como as alternativas para comunica o com o sensor no qual as impress es digitais s o adquiridas durante o cadastro de novos usu rios 2 8 1 1 Linguagem de programa o no computador A linguagem de programa o deve facilitar o trabalho do programador em termos de desenvolvimento e manuten o do c digo assim como resultar em um software de f cil utiliza o pelo usu rio Algumas alternativas seriam as 20 linguagens C C ou Java Outras alternativas poderiam ser Python ou C mas foram descartadas pelo fato de nenhum membro da equipe conhec las em profundidade e n o ser poss vel estud las no intervalo de tempo proposto Apresenta se um resumo da compara o dos crit rios na Tabela 1 Tabela 1 Compara o das caracter sticas relativas s linguagens de programa o Requerimentos N o Computador tem de ter uma adicionais JVM instalada Facilidade de manuten o do c digo API gr fica gt poss vel usar bibliotecas como Allegro GTK entre outras ou a API do sistema operaciona
19. o para uma cadeia de caracteres String a senha criptografada antes de ser enviada ao servidor Ambos s o validados atrav s de uma busca no banco de dados do servidor 74 A requisi o de destrancamento esta impl cita ou seja assim que o servidor receber a requisi o de conex o remota o mesmo iniciar o processo de valida o do nome de usu rio e senha enviados a fim de destrancar a fechadura Se o usu rio e senha forem inv lidos a esta o base envia uma mensagem de n o autentica o para o celular Caso o usu rio e senha sejam v lidos tr s situa es distintas podem ocorrer ha conex o com o sistema embarcado e o pacote de destrancamento da fechadura foi enviado com sucesso h conex o com o sistema embarcado mas o envio do pacote de destrancamento falhou e por ltimo n o h conex o com o sistema embarcado Cada uma das situa es resulta em uma mensagem distinta que ser enviada ao celular O celular recebe cada mensagem e atrav s de uma vari vel do tipo inteiro denominada resultado mostra a mensagem adequada ao usu rio A Tabela 12 relaciona quais mensagens s o enviadas da esta o base para o celular de acordo com a situa o quais s o as mensagens resultantes que ser o mostradas ao usu rio do celular e o valor da vari vel que controla essas mensagens Tabela 12 Mensagens enviadas da esta o base para o celular e descri o de cada uma delas ao usu rio final Mensagem e
20. os 3 3V da placa da trava Trava el trica deve ser conectada no circuito da trava no borne localizado ao lado do rel Cabo Ethernet conectado no conector RJ45 na placa do microcontrolador Passo 3 Conex o da alimenta o Deve se ligar primeiramente a bateria e em seguida a fonte Baterias para ligar a bateria basta observar na placa qual o lado onde o conector se conecta com o terra e qual o lado que se conecta a 12V O pino preto da bateria deve ser ligado ao terra e o vermelho aos 12V O borne encaixa se facilmente ao lado correto das respectivas tens es Para o circuito da trava deve ser ligada a bateria de 7A h bateria maior e para o circuito do microcontrolador deve ser ligada a bateria de 1 3A h Fontes devem ser conectadas diretamente aos pinos jack das duas placas 69 70 6 CELULAR 6 1 DIAGRAMAS 6 1 1 Diagrama de classes Na Figura 26 apresentado o diagrama de classes do celular AsyncTask O C Conexao p String porta int sNomellsuario String MainActivity sSenha String statusConexao boolean false conectar void StatusAutenticacao boolean false criptografarSenha senha String bytel dolnBackground arg Void Integer onProgressUpdate arg Void void onPostExecute result Integer void Figura 26 Diagrama de classes do celular 6 1 2 Diagramas de casos de uso Na Figura 27 apresentado o diagrama de casos
21. os sistemas 53 O microprocessador LPC1 68 tem um recurso chamado WatchdogTimer O WatchdogTimer WDT um timer de hardware que reseta o sistema embarcado se o programa principal n o resetar seu timer periodicamente 6 No firmware do sistema embarcado o Watchdog foi configurado para resetar o sistema embarcado caso ele n o tenha sido servido em 20 segundos ou seja caso seu timer n o tenha sido resetado nesse tempo O reset do watchdog timer vem logo ap s a captura de uma imagem pelo sensor biom trico Dessa forma qualquer problema que possa ocorrer no sensor biom trico fazendo com que o mesmo fique travado nao resetar o timer do Watchdog e o sistema embarcado ser resetado O funcionamento do sistema em alto n vel pode ser visualizado nas m quinas de estado do firmware nas Figuras Figura 13 Figura 14 e Figura 15 Nota se que foram utilizadas threads para atender as especifica es de desempenho esperadas do projeto Para uma melhor visualiza o recomenda se que estas figuras sejam consultada no CD ROM que acompanha esta monografia Figura 13 M quina de estados do firmware para recebimento de mensagens 54 Fecha conex o atual echa conex o atual e n o h conex o com a esta o base timeout 10 s Verifica conex o com a esta o base Ene pacote de notifica o de falha de autentica o biom trica Aguarda ACK ee SS e h conex o com a
22. um sistema microcontrolado circuitos de alimenta o e est conectado a uma trava el trica 1 1 MOTIVA O O interesse da equipe por diferentes meios de autentica o usados em sistemas de seguran a al m da possibilidade de controle dist ncia motivou a escolher um projeto que pudesse solucionar um problema comum o acesso a ambientes restritos Existem ambientes em empresas e lojas que n o podem ser acessados por qualquer funcion rio Um exemplo seria uma sala de servidores em uma empresa de TI o acesso de algu m n o autorizado e com m s inten es poderia comprometer o trabalho de todos Uma poss vel solu o para esse problema seria limitar a entrada atrav s de identifica o biom trica fazendo os devidos registros Al m disso seria interessante habilitar o acesso ao ambiente por algum dispositivo com acesso a Internet caso algum usu rio n o cadastrado necessite acesso e o gerente n o esteja presente para liberar ou realizar o cadastro deste usu rio O projeto inclui um sistema embarcado formado por um microcontrolador um sensor e um bot o que se comunica com uma esta o base computador via transmiss o de dados cabeada Ethernet usando protocolo TCP IP H tamb m comunica o entre um dispositivo remoto celular e a esta o base via sockets Logo s o atendidos os requisitos propostos para o projeto da Disciplina 11 1 2 OBJETIVOS O objetivo geral deste projeto desenvolver um sist
23. 03 2013 26 03 2013 Comunica o esta o base 20 03 2013 27 03 2013 20 03 2013 27 03 2013 lt gt sistema embarcado Diagrama de sequ ncia 20 03 2013 21 03 2013 20 03 2013 21 03 2013 Implementa o da biblioteca de E 21 03 2013 26 03 2013 21 03 2013 26 03 2013 comunica o Firmware 1032018 aoosors raoszors zeosz0 s 89 sistema Manual do desenvolvedor 02 04 2013 04 04 2013 02 04 2013 10 04 2013 Comunica o esta o base 05 04 2013 09 04 2013 05 04 2013 09 04 2013 lt gt celular Testes de comunica o com 05 04 2013 05 04 2013 05 04 2013 05 04 2013 dados reais de projeto Altera o de c digo 08 04 2013 09 04 2013 08 04 2013 09 04 2013 Comunica o esta o base 05 04 2013 09 04 2013 05 04 2013 09 04 2013 lt gt sistema embarcado Testes de comunica o com l 05 04 2013 05 04 2013 05 04 2013 05 04 2013 dados reais de projeto Altera o de c digo 08 04 2013 09 04 2013 08 04 2013 09 04 2013 08 04 2013 09 04 2013 08 04 2013 09 04 2013 Mapa de conex o da PCB com 08 04 2013 09 04 2013 08 04 2013 09 04 2013 demais m dulos Firmware 27 03 2013 09 04 2013 27 03 2013 09 04 2013 27 03 2013 05 04 2013 27 03 2013 05 04 2013 Simula o virtual 08 04 2013 09 04 2013 08 04 2013 09 04 2013 Deliverable 3 10 04 2013 10 04 2013 10 04 2013 10 04 2013 Aplicativo celular 10 04 2013 11 04 2013 10 04 2013 2
24. 1 2 Comunica o com o sensor O sensor escolhido utiliza comunica o serial e requer alimenta o de 3 6 a 5 0 V Logo um conversor USB para serial com a alimenta o adequada necess rio Foi encontrado apenas um item que satisfazia as necessidades conforme a Tabela 2 Tabela 2 Compara o das caracter sticas relativas ao conversor USB para serial Mem Conversor Usb P Serial FTDI Chip Tens o de alimenta o 3 3 0U 5 V RXD TXD RTS e CTS rego S 2 3 2 Sistema embarcado O sistema embarcado o m dulo do projeto que envolve o microcontrolador o sensor biom trico que ficar junto porta a trava el trica e o bot o A escolha correta de cada uma das partes que comp e esse m dulo fundamental para o bom funcionamento do projeto A an lise desta se o est dividida em microcontrolador linguagem de programa o embarcada sensor biom trico e trava el trica 22 2 4 Microcontrolador O microcontrolador o dispositivo principal do sistema embarcado Ele tamb m o respons vel pelo controle dos outros dispositivos empregados no projeto como o LED que acende quando a entrada liberada o circuito que destrava a tranca os dispositivos de comunica o dentre outros Foi feita uma pesquisa incluindo a disponibilidade facilidade de encontrar e custo de microcontroladores e foram selecionados tr s AT89C5131 LPC1768 e ATmega328 Para analisar qual traria um melhor custo benef cio para
25. 6 04 2013 Teste funcional 10 04 2013 11 04 2013 10 04 2013 26 04 2013 Software da esta o base 12 04 2013 15 04 2013 12 04 2013 15 04 2013 Teste funcional 12 04 2013 15 04 2013 12 04 2013 26 04 2013 Comunica o esta o base 16 04 2013 18 04 2013 16 04 2013 03 05 2013 lt gt celular Manual do desenvolvedor 16 04 2013 18 04 2013 16 04 2013 03 05 2013 Comunica o esta o base 19 04 2013 22 04 2013 19 04 2013 03 05 2013 lt gt sistema embarcado Firmware Yoowaore ewa0rs 10082013 26082018 90 Finaliza o do projeto 03 05 13 07 05 13 03 05 13 07 05 13 91 APENDICE B TABELAS DO PLANO DE RESPOSTAS A RISCOS Projeto Trava com Abertura Biom trica ou Remota 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do risco Redu o permanente na equipe N Identifica o causada pela desist nciatrancamento da disciplina ou 1 falecimento de um integrante Descri o do risco Algum membro da equipe pode desistir trancar a disciplina a qualquer momento com ou sem aviso pr vio ou vir a falecer 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto 5 alto 4 m dio alto 3 m dio Li2 m dio baixo 01 baixo Explique Um integrante a menos algo que afeta a equipe toda em aspectos de divis o de tarefas tempo de execu o divis o de recursos e financeiramente Probabilidade 5 alta 4 m d
26. Create Read Update and Delete Dynamic Host Configuration Protocol Printed Circuit Board SUMARIO te INTRODU O isa a cai ea ape 11 Tels MOTIVA O osen 11 R2 OBJE TNOST ee 12 1 2 1 Objetivos especificos canciaccertce2eceotenocupateedsceasaed eden tied udonsdedadentacoseentass 12 Se PREMISSAS cesses Ean aa TS nadar esc 12 tas RESTRI ES iii o E 13 12D TRABALHOS CORRELATOS sad 14 LG ESTRUTURA DOTRABALINO gama 15 Zs PLANEJAMENTO cnmassseaniarar natos saias sinistra o ins ESEESE 16 2d VISAO GERAL ottouuirolossi doi sass dia A go doida dd da pb salsa as ago subs sas 16 Ce REQUISITOS ern 18 2 2 1 Requisitos da Esta o Base eres 18 2 2 2 Requisitos do Sistema Embarcado ea 19 229 Requisios do Cella ass S 19 2 2 4 Requisitos da Comunica o Esta o base Sistema Embarcado 19 2 2 5 Requisitos da Comunica o Celular Esta o base 20 23 ALTERNATIVAS TECNOLOGICAS sessao ca oii o Rasa 20 2idds IESIACAO DASE EAE EE A E EE A E A AA yew eee 20 2 3 1 1 Linguagem de programa o no computador 20 2 3 1 2 Comunica o COM O sensor eres 22 2 3 2 BIStema empacado nie E 22 2d Microcontolado r eenn eed de tsk dated cata 23 2 4 1 1 Linguagem de programa o embarcada 25 pede Sensor DIOM NICO pan Sa Gas SN eda Geees 27 2A Lava C NICA RS a Gt cela od ae tot 28 CAAA DANA pusiucaustuanuntosdanepsen
27. Etapa Identifica o do Risco Denomina o do risco Roubo ou extravio parcial ou total do N Identifica o hardware 10 Descri o do risco A qualquer momento um componente pode ser perdido furtado ou ser levado for a por um agente externo 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto S alto 4 m dio alto 3 m dio Li2 m dio baixo baixo Explique A perda de um componente por qualquer meio exige a substitui o do mesmo por um igual ou equivalente Probabilidade 5 alta 4 m dia alta 3 m dia 2 m dia baixa 11 baixa Explique Os componentes ser o bem armazenados levando em considera o o fato que a prefer ncia em um poss vel assalto sejam celulares e carteiras 3 Etapa Desenvolvimento da Resposta ao Risco Estrat gias e A es para eliminar ou reduzir este risco minimizar impacto e ou probabilidade Prevenir Guardar os componentes cuidadosamente em um lugar estipulado para evitar que se esque a onde ele est e seja considerado perdido O s componente s backup devem ser guardados em locais diferentes dos componentes que est o em uso para evitar que um acidente danifique todos eles No caso de mais de um componente back up eles devem ser conservados em locais distintos Evitar trafegar com os componentes por zonas de criminalidade onde o ndice de assaltos seja grande
28. S H C IBIAPINA K O SANTOS NETO E 2011 Sistema de controle do fluxo de funcion rios utilizando leitor biom trico Engenharia De Computa o Em Revista 1 Dispon vel em lt http Awwws iesam pa edu br ojs index php computacao article view 4 2 gt Acesso em 26 fevereiro 20183 3 RxTx dispon vel em lt htip xtx qbang org wikiindex php Main Page gt Acesso em 28 de mar o de 2013 4 Data Encryption standard Disponivel em lt hittp cesrc nist gov publications fips fips46 3 fips46 3 pdf gt Acesso em 26 de abril de 2013 5 Rapid Prototyping for Microcontrollers mbed Dispon vel em lt http mbed org gt Acesso em 26 de abril de 2013 6 WatchDog Timer cookbook Dispon vel em lt http mbed org cookbook WatchDog Timer gt Acesso em 03 de maio de 2013 87 APENDICE A CRONOGRAMAS PLANEJADO E EXECUTADO ee Cronograma planejado Cronograma executado Inicio Termino Inicio Termino planejado planejado executado executado Aplicativo celular 28 02 2013 06 03 2013 28 02 2013 06 03 2013 Estudo sobre desenvolvimento 28 02 2013 01 03 2013 28 02 2013 01 03 2013 para Android Diagramas UML 01 03 2013 05 03 2013 01 03 2013 05 03 2013 Prot tipo da interface 06 03 2013 06 03 2013 06 03 2013 06 03 2013 Software da esta o base 28 02 2013 06 03 2013 28 02 2013 06 03 2013 Diagramas UML 28 02 2013 04 03 2013 28 02 2013 04 03 2013 Prot tipo da int
29. Solis Waldir Marin Neto 96 Projeto Trava com Abertura Biometrica ou Remota 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do risco Redu o moment nea da equipe causada por interven es de ordem f sica integridade dos Identifica o 6 membros Descri o do risco Doen as e acidentes n o fatais podem diminuir temporariamente o n mero de integrantes da equipe 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto S alto 4 m dio alto U3 m dio Li2 m dio baixo baixo Explique A equipe reduzida ter que aumentar o tempo de dedica o a cada tarefa para suprir a falta de um integrante Probabilidade 5 alta 4 m dia alta 3 m dia 2 m dia baixa 11 baixa Explique Doen as e acidentes n o s o previs veis ent o considera se uma probabilidade m dia 3 Etapa Desenvolvimento da Resposta ao Risco A es respons veis e datas de conclus o Estrat gias e A es para eliminar ou reduzir este risco minimizar impacto e ou probabilidade Prevenir Esse tipo de risco de dif cil preven o mas indica se que os membros da equipe tenham cuidado com a sa de e n o se exponham a fatores que possam afetar sua integridade f sica Mitigar As tarefas ser o realocadas aos demais membros assim como o tempo de dedica o ter que ser estendido at o retorno do membro q
30. UNIVERSIDADE TECNOLOGICA FEDERAL DO PARANA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INFORMATICA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE ELETRONICA ENGENHARIA DE COMPUTA O GIONATTA MOCELLIN LAURA WOBETO THAYSE MARQUES SOLIS WALDIR MARIN NETO TABiR TRAVA COM ABERTURA BIOM TRICA OU REMOTA MONOGRAFIA CURITIBA 2013 GIONATTA MOCELLIN LAURA WOBETO THAYSE MARQUES SOLIS WALDIR MARIN NETO TABiR TRAVA COM ABERTURA BIOMETRICA OU REMOTA Monografia apresentada como forma parcial de avalia o a disciplina Oficina de Integra o 3 do curso de Engenharia de Computa o do Campus Curitiba da Universidade Tecnol gica Federal do Paran Orientadores Prof Dr Jo o A Fabro Prof Dr Heitor S Lopes CURITIBA 2013 AGRADECIMENTOS Certamente estes paragrafos nao irao atender a todas as pessoas contribuiram para este projeto Desde ja pedimos desculpas quelas que n o est o presentes entre essas palavras mas elas podem estar certas que fazem parte do nosso pensamento e gratid o Reverenciamos primeiramente os Professores Jo o A Fabro e Heitor S Lopes pela orienta o em cada fase do projeto pelo empr stimo de materiais e tamb m pelo apoio Agradecemos aos demais professores e colegas que de alguma forma ajudaram dando ideias sugerindo melhorias acompanhando o desenvolvimento e dando suporte Professor Ubiradir Mendes Pinto Professor Percy Nohama colegas Felipe Michels Fontoura Michael Brochonski Vinicius Martins e Maysa Ay
31. a localizar o sensor biom trico conectado uma das portas USB da esta o base atrav s de um driver USB Serial visto que o sensor possui conex o serial apenas utilizado no cadastro de novos usu rios 44 Caso ocorra uma ativa o da conex o com o sistema embarcado inicia se o processo de sincroniza o de dados entre a esta o base e o sistema embarcado onde a esta o base envia as min cias de cada impress o digital presente em seu banco de dados ao sistema embarcado de forma a garantir a consist ncia de dados entre ambos As min cias s o pontos formados pelas linhas que est o presentes em todas as impress es digitais Apesar de n o existirem estudos estat sticos suficientes para mostrar a unicidade das min cias elas s o aceitas como uma forma bastante confi vel de comparar impress es digitais S TABIRGUI ua T oa a Habilite o destrancamento remoto iniciando o Conecte se ao sistema embarcado atrav s do IP e servidor em uma determinada porta n mero da porta Endere o IP h 92 168 Porta 9000 Porta COM Cont Localizar sensor biomefrico Figura 5 Aba de configura es do software da esta o base A segunda aba consiste de fun es de Cadastro remo o altera o busca de usu rios CRUD Usu rios foram definidos como sendo entidades que utilizam o sistema desenvolvido neste projeto com o fim de apenas serem autorizados entrarem na sala Para que o u
32. a de impressoes digitais Tamb m podem ser realizadas as fun es de altera o de dados de usu rios j existentes no banco de dados utilizando o bot o de Salvar 46 altera es ou de remo o de usuario do banco de dados utilizando o bot o Remover usu rio ou de busca de usu rio atrav s do campo Nome A tela de CRUD de usu rios pode ser vista na Figura 7 eS Registros de entrada saida Registros de operadores Buscar usu rio por nome Nome CPF Carg a Jidda Jldda Jldda Nom Senh thayse 1 zelad 00 O02 0 thayse solis Nome de usuario Senha Id para impress o digital Status cadastro desabilitado pois o sensor biome trico nao foi encontrado Figura 7 Aba de CRUD de usu rios do software da estagao base A terceira aba consiste das mesmas fun es da segunda entretanto aplicadas aos operadores portanto sem a necessidade de cadastro de digitais Para que o cadastro seja realizado obrigat rio que todos os campos tenham sido preenchidos Operadores foram definidos como entidades que operam diretamente sobre o software realizando as fun es presentes na primeira aba al m de poder cadastrar usu rios ou outros operadores A interface de terceira aba pode ser visualizada na Figura 8 47 TABIRGUI ss Configura es CRUDUsuario CRUD Operador Registros de entrada saida Registros de operadores Nome do usuario Buscar ope
33. ame Takeuchi Nossos agradecimentos aos funcion rios da Universidade Tecnol gica Federal do Paran pelo empr stimo de materiais e pela libera o do espa o para realiza o de testes Agradecemos aos professores da banca examinadora pela aten o e contribui o dedicadas a este trabalho Gostar amos de deixar registrado tamb m nosso reconhecimento aos nossos pais amigos e parentes que deram suporte emocional apoiaram e entenderam nossa aus ncia durante o per odo de desenvolvimento do projeto pois acreditamos que sem o apoio deles seria muito dif cil vencer esse desafio RESUMO L Controle de acesso um problema comum em diversos tipos de ambientes Existem diversas solu es que implementam esta funcionalidade que v o desde simples fechaduras at sistemas mais elaborados de controle biometrico O projeto descrito uma fechadura controlada por um sistema embarcado que se baseia tanto na identifica o da impress o digital quanto em comandos recebidos de algum dispositivo remoto para abri la O sistema dividido em quatro m dulos o sistema embarcado que inclui a fechadura o sistema de comunica o a esta o base e um aplicativo m vel O sistema embarcado deve estar conectado a esta o base para que o sistema funcione adequadamente Todo usu rio que for cadastrado na esta o base pode abrir a fechadura atrav s da coloca o de um de seus dedos sobre o sensor biom trico a ela conectado Alternati
34. ao O primeiro caso consiste em verifica o da presen a ou nao das min cias da digital inserida com alguma presente na mem ria flash e posterior setagem do pino 21 para zero em caso de autentica o que causar via hardware o destravamento da porta o acendimento do LED verde e o envio esta o base de uma mensagem contendo o ID associado a digital analisada Caso n o seja encontrada a digital na mem ria flash ou seja o usu rio n o est cadastrado portanto n o tem permiss o para destravar a porta O pino 27 setado para zero acendendo o LED indicativo vermelho rejeitando o destravamento e enviando esta o base uma mensagem constando que houve uma falha na autentica o biom trica O segundo caso consiste em a partir de uma mensagem recebida da esta o base que s ser enviada se o usu rio remoto que solicitou o destravamento for autenticado pela esta o base setar o pino 21 para zero destrancando a porta e enviando a mensagem de ACK esta o base O terceiro caso consiste em a partir de uma thread dedicada ao bot o ler o valor do pino conectado ao bot o e se esse valor for zero setar o valor do pino de destravamento pino 21 para zero destravando a porta Ap s feito isso o firmware envia uma mensagem esta o base notificando a que houve um destravamento interno 5 2 HARDWARE 5 2 1 Diagrama em blocos A Figura 16 mostra o diagrama de blocos com os elementos presentes no
35. ava com Abertura Biom trica ou Remota 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do risco Subestimar a complexidade de N Identifica o implementa o do software ou hardware 3 Descri o do risco Algumas etapas do projeto podem parecer primeira vista mais simples do que realmente s o 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto S alto 4 m dio alto U3 m dio Li2 m dio baixo 0 1 baixo Explique Considerar uma tarefa mais simples do que ela pode levar a atrasos na implementa o Probabilidade 5 alta 4 m dia alta 13 m dia 12 m dia baixa 11 baixa Explique Devido inexperi ncia em determinadas reas poss vel que algumas tarefas tenham sua complexidade subestimada 3 Etapa Desenvolvimento da Resposta ao Risco A es respons veis e datas de conclus o Estrat gias e A es para eliminar ou reduzir este risco minimizar impacto e ou probabilidade Prevenir Sempre que poss vel conversar com quem tem mais experi ncia procurar pesquisar e planejar antes de come ar a fazer algo novo Mitigar Buscar ajuda com quem tem mais experi ncia juntar a equipe para focar na tarefa complexa mas sem interromper o desenvolvimento do restante do projeto Impacto reavaliado 3 m dio Probabilidade reavaliada 3 m dia Elaborado por Data Respostas inclu das
36. ca de informa es entre esta o base e sistema embarcado e esta o base e celular inviabilizada 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto S alto 4 m dio alto 3 m dio Li2 m dio baixo L1 baixo Explique Sem comunica o o sistema fica inoperante Probabilidade 5 alta 4 m dia alta 13 media 2 m dia baixa 11 baixa Explique A comunica o exige conhecimento de protocolos de comunica o e de tecnologias necess rias sua implementa o 3 Etapa Desenvolvimento da Resposta ao Risco Estrat gias e A es para eliminar ou reduzir este risco minimizar impacto e ou probabilidade Prevenir Deve ser realizado um plano backup antes que ocorra qualquer problema Estudar cuidadosamente as tecnologias a serem utilizadas assim como os protocolos necess rios para a comunica o entre a esta o base e o sistema embarcado e entre a esta o base e o celular Mitigar Migra o para outras tecnologias e protocolos vi veis j estudados anteriormente Impacto reavaliado 3 m dio Probabilidade reavaliada 2 media baixa Elaborado por Data Respostas incluidas Registros adicionais Gionatta M Mocellin 22 01 2013 na WBS Cronograma Verso ou Anexos Laura Wobeto Thayse M Solis Waldir Marin Neto 100 Projeto Trava com Abertura Biom trica ou Remota 1
37. cado optou se pela programa o em linguagem C 2 4 1 2 Sensor biom trico O sensor biom trico o perif rico do sistema embarcado respons vel pela aquisi o das impress es digitais armazenamento e pelos dados que ele coleta que o sistema ir permitir ou n o a abertura da tranca A Tabela 5 mostra alguns dos sensores pesquisados assim como algumas caracter sticas dos mesmos Tabela 5 Compara o das caracter sticas relativas aos sensores biom tricos Leitor Leitor Leitor Biometrico Leitor biom trico Biom trico Biom trico All in one ZFM 20 Suprema Bioprint USB APC Adafruit Fingerprint SFM3520 Datasheet APC Touch sensor SFM3520 OP Biometric Pod Password Manager Captura Sim imagem Armazena Sim at 10 Sim at 20 Sim at 162 Sim at 9000 banco de impress es impress es impress es impress es digitais Identifica Sim digitais Interface de USB driver USB driver Serial RS 232 Serial RS232 comunica o Windows Windows RS422 ou RS485 98 XP MAC OS 2 Proprietario Proprietario Exemplo em codigo Nenhum apenas aberto BSD para especifica o Arduino Pre o m dio 80 00 102 00 105 00 R 170 00 R Tendo em vista o aspecto de que j h software de exemplo de conex o com um microcontrolador e a quantidade de impress es que podem ser armazenadas o sensor mais adequado para o projeto o ZFM 20 que apenas 3 rea
38. cado dever ter indicadores luminosos para mostrar se o mesmo esta ligado e para sinalizar autoriza o nega o da entrada 2 2 3 Requisitos do Celular O celular dever ter acesso a Internet n o cabeada Wi Fi ou 3G O celular deve ter um sistema para o qual seja poss vel desenvolver software gratuitamente O celular dever comunicar se com a esta o base quando necess rio O software do celular possibilitar o desbloqueio da tranca pela inser o de um login e uma senha 2 2 4 Requisitos da Comunica o Esta o base Sistema Embarcado A comunica o entre esta o base e sistema embarcado dever ser bidirecional 19 e comunica o entre esta o base e sistema embarcado dever ser via rede local cabeada 2 2 5 Requisitos da Comunica o Celular Esta o base e A comunica o entre esta o base e celular dever ser bidirecional A comunica o entre esta o base e celular dever ser via Internet 2 3 ALTERNATIVAS TECNOL GICAS Durante a an lise de op es tecnol gicas s o apontadas alternativas vi veis e exploradas novas ferramentas para solucionar um problema em especial Al m disso discutido um plano alternativo no caso de falha da primeira escolha minimizando os riscos do projeto Apresentam se a seguir as alternativas tecnol gicas em cinco grupos esta o base sistema embarcado celular comunica o esta o base sistema embarcado e comunica o esta
39. cket uint8_t timeout uint16 t uint8_t deleteModel id uint16 t uint8_t downChar bytes uint _t uint _t kick s float void enviarPacote tipoPacote int void loopldentificarDigital void loopAtenderBotao void main void identificarDigital void inicializarEthernet void Figura 12 Diagrama de classes do firmware 5 1 1 4 Diagrama de estados O diagrama de estados do firmware est presente no Ap ndice D Como o diagrama muito grande recomenda se que sua visualiza o seja feita atrav s da figura original contida no CD ROM que acompanha esta monografia 5 1 2 Implementa o O firmware foi implementado em linguagem C utilizando a biblioteca de fun es do sensor biom trico Adafruit para Arduino adaptada para o microcontrolador do projeto Foi utilizado o ambiente de desenvolvimento online MBED 5 espec fico para desenvolvimento em microcontroladores ARM como o utilizado no projeto Suas principais fun es s o destravar a porta controlar os LEDs que servem de identificadores visuais de aceita o ou rejei o aos usu rios que requisitam o destravamento da porta al m de fun es internas como controle de envio e recebimento de pacotes um watchdog debounce para o bot o e troca de informa es com o sensor no caso de um cadastro ou remo o de usu rio na esta o base para garantir a sincroniza o dos dados presentes em ambos
40. conhecimento de iris utiliza o de um cart o magn tico ou at mesmo um sistema de reconhecimento de voz Outra id ia interessante seria adicionar um teclado n merico para digita o de uma senha pessoal que complementa a autentica o biometrica No cadastro poderiam ser definidas duas senhas uma para uso normal e outra para uso apenas em uma situa o de risco Como situa o de risco considera se algum caso em que a pessoa que est autenticando est sendo acuada ou for ada a abrir a sala Essa senha de emerg ncia poderia acionar um alarme silencioso ou ao menos registrar um evento cr tico no log Outro ponto importante seria o design de uma estrutura para proteger o sistema de forma que n o fique com os circuitos expostos e tenha apenas as partes que exigem contato com o usu rio ou conex es entre m dulos expostas Poderia tamb m ser feita uma expans o do servidor para que funcione como um servidor central para v rias travas em portas diferentes Os cadastros de usu rios poderiam ser feitos em diferentes clientes mas os logs seriam salvos nesse servidor centralizado aumentando a seguran a 86 9 REFERENCIAS 1 COELHO J F MAIA V D Projeto de uma trava eletrica microprocessada Disponivel em lt http www dombosco fag edu br coor coopex 5ecci Trabalhos Engenharias C omunicacao ELETR D4NICA 20INDUSTRIAL 20SISTEMAS 20E 20CO NTROLES 20ELETR D4NICOS 687 pdf gt Acesso em 36 fevereiro 2013 2 NUNE
41. controlador para a trava O rel utilizado para acionar a trava a partir da bateria A bobina do rel saturada no momento que o transistor do optoacoplador est saturado assim ele referenciado ao terra gerando um fluxo de corrente Enquanto o pino do microcontrolador tem sua sa da em n vel l gico alto n o h passagem de corrente no optoacoplador pois n o existe diferen a de potencial entre os dois pontos de entrada do circuito da trava Quando o microcontrolador seta o pino de acionamento para n vel l gico baixo a trava acionada 5 2 3 1 Trava el trica A fechadura el trica Figura 18 um dispositivo normalmente utilizado na entrada de edif cios onde se requer um n vel m nimo de seguran a 60 Figura 18 Trava el trica Seu funcionamento baseado em uma parte mec nica e uma magn tica conforme pode ser observado na Figura 19 Figura 19 Interior da trava el trica Quando h uma corrente el trica passando pelo indutor presente no interior da fechadura este gera um campo magn tico que ativa a trava interna e dispara um processo mec nico da porta Na parte mec nica h uma mola que fica comprimida enquanto a porta estiver fechada em contato com o batente dependendo da lingueta menor A lingueta maior depende da mola e em consequ ncia tamb m dependente da lingueta menor Enquanto a mola n o estiver comprimida a lingueta maior 61 tem liberdade total para se movim
42. de longo alcance que aumentaria os custos do projeto O registro do destravamento da porta feito pelo lado de fora inclui data e hora de entrada nome do funcion rio e seu ID no banco de dados As informa es armazenadas no destravamento feito pelo lado de dentro da sala s o data e hora de sa da Os registros na esta o base ser o feitos em um log de dados sequencial H um bot o no lado de dentro da sala protegida pr ximo tranca H um sensor biom trico do lado de fora da sala protegida pr ximo tranca Caso a entrada seja permitida um indicador luminoso LED verde ser aceso caso contr rio um indicador luminoso LED vermelho acender indicando que o usu rio n o recebeu autoriza o para entrar Sempre que a esta o base se conectar com o sistema embarcado ocorrer a sincroniza o das impress es digitais presentes nos arquivos bin rios da esta o base 1 4 RESTRI ES O tempo dispon vel para realiza o do projeto impacta na coloca o de restri es sobre seu funcionamento S o elas O travamento da tranca feito mecanicamente apenas necess rio puxar a porta com as m os para que ela tranque A identifica o biometrica realizada apenas do lado de fora da sala protegida O destravamento pelo lado de dentro da porta feito atrav s de um bot o O computador da esta o base deve ter pelo menos uma porta acess vel pela rede p blica N o ser poss vel o destra
43. de forma a possibilitar o destrancamento da porta dist ncia N o h limite para essa dist ncia desde que o celular e a esta o base estejam conectados Internet H uma senha que o usu rio do celular deve digitar para que o aplicativo libere a op o de destrancamento remoto da porta O administrador do sistema pode autorizar usu rios a destravar a porta pelo celular criando para eles uma senha no momento de seu cadastro Sistema Embarcado Figura 1 Vis o geral do projeto 17 2 2 REQUISITOS A seguir serao apresentados os requisitos do projeto Os requisitos sao condi es do projeto necess rias para alcan ar um objetivo satisfazer um padr o ou fun o Os requisitos foram divididos em cinco categorias esta o base sistema embarcado celular comunica o esta o base sistema embarcado e comunica o esta o base celular 2 2 1 Requisitos da Esta o Base e A esta o base dever ter suporte e possuir mouse teclado e monitor e O computador da esta o base dever ter sistema operacional Windows XP ou superior e A esta o base dever ter porta USB universal serial bus e O software da esta o base dever manter um registro das aberturas da porta pelo lado de fora e das aberturas pelo lado de dentro Esse registro ser representado por texto e A esta o base dever ter acesso Internet com uma porta p blica dispon vel para uso pelo software e A esta o base dev
44. de uso do celular Solicitar lt lt actor gt gt destrancamento Estacao Base Operador Figura 27 Diagrama de caso de uso do celular 11 6 1 3 Descri o do caso de uso 6 2 Caso de uso Solicitar destrancamento Ator Principal Usu rio Descri o Executado quando deseja se executar um destrancamento remotamente P s condi es e Recebimento de mensagem de autoriza o ou rejei o Fluxo B sico 1 O usu rio preenche as informa es pedidas pelo software de acordo com as regras de neg cio 2 O usu rio confirma as informa es 3 O Sistema manda uma requisi o para a esta o base 4 O Sistema recebe uma mensagem de autoriza o ou rejei o Regras de neg cio 1 Todos os campos s o obrigat rios 6 3 INTERFACE E USO DO SOFTWARE O software m vel foi desenvolvido para a plataforma Android por raz es expostas no plano de projeto O software oferece suporte para vers es no m nimo 2 2 at 4 1 do sistema operacional Android N o se garante a compatibilidade do software com vers es Android acima da 4 1 Essas informa es foram retiradas da pr pria ferramenta de desenvolvimento que est sendo utilizada pela equipe O software do celular permite o destravamento da porta remotamente caso a esta o base autentique o usu rio Nesse caso ser mostrada uma mensagem no aplicativo indicando se o destravamento foi ou n o foi realizado por algum motivo Caso a esta o base rejeit
45. dente do funcionamento da rede el trica por m juntamente com a alimenta o fornecida pela bateria existe um circuito de monitoramento alimentado por uma fonte que verifica se a bateria est carregada Caso ela n o esteja o pr prio circuito de monitoramento carrega a bateria fazendo com que ela se mantenha carregada enquanto a rede el trica estiver ligada O circuito de monitoramento tem como elemento principal o LM555 O LM555 consiste em dois comparadores de tens o um flip flop um transistor de descarga e uma malha divisora resistiva usada para fixar os n veis de tens o dos comparadores Figura 20 62 3 Output 7 Discharge TECT Figura 20 Esquema interno do LM555 Como as tr s resist ncias sao de valor igual 5KQ o comparador superior C1 internamente referenciado a 2 3 da tens o VCC e o Comparador C2 referenciado a 1 3 de VCC As sa das dos dois comparadores est o ligadas s entradas do flip flop RS que definem se a sa da pino 3 est no estado alto ou baixo Existe ainda uma sa da complementar pino 7 que est ativa quando pino 3 est no n vel baixo e vice versa Os n veis de compara o de 1 3 e 2 3 de VCC existem quando o pino 5 Control n o se encontra ligado Neste projeto foi utilizada uma tens o de refer ncia de 12V no pino 5 fornecida pelo diodo zener logo necess rio fornecer uma tens o de entrada aos pinos 2 e 8 que indicam ao LM555 a tens o de corte e ac
46. destrancamento c ccccccseeeecseeeeeeeeeeeaees 72 Bio INTERFACE E USO DO SOFTWARE crisisen in ea 72 7 PROTOCOLO DE COMUNICA O cccsecscessseeeesssneeeensncesennsnnesenssneesensas 74 74 COMUNICA O ENTRE ESTA O BASE E CELULAR 74 7 2 COMUNICA O ENTRE ESTAGAO BASE E SISTEMA EMBARCADO 78 8 RESULTADOS E CONCLUSOEG sssssssessnnsnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nnne 84 8 1 ANALISE DO DESENVOLVIMENTO cisien 84 8 2 UINTEGRA O sis nee eee a a ad ee eee eee oe 85 0 3 TRABALHOS FUTUROS asia ADS 86 9 dar ere re errr ere errr a aaa aeaaaee eii 87 APENDICE A CRONOGRAMAS PLANEJADO E EXECUTADO 88 AP NDICE B TABELAS DO PLANO DE RESPOSTAS A RISCOS 92 AP NDICE C M QUINA DE ESTADOS COMPLETA DA ESTA O BASE 102 AP NDICE D M QUINA DE ESTADOS COMPLETA DO FIRMWARE 103 1 INTRODUCAO O projeto da Trava com Abertura Biom trica ou Remota TABIR foi desenvolvido para a disciplina Oficina de Integra o 3 do curso de Engenharia de Computa o durante o segundo semestre letivo de 2012 Os m dulos requeridos para projeto s o uma esta o base um sistema embarcado e um sistema de comunica o A equipe optou por adicionar um quarto m dulo um aparelho celular que tamb m se conecta com a esta o base Na esta o base encontra se o software respons vel pela interface com o usu rio O sistema embarcado constitu do por
47. do estiverem conectados Ao serem transportados o kit do microcontrolador e o sensor biom trico devem ser alocados de forma a prevenir choques mec nicos preferencialmente em embalagem anti est tica Conferir o projeto e a montagem antes de alimentar o circuito Esta sempre ser feita por mais de um integrante havendo assim uma supervis o m tua a fim de evitar poss veis erros Haver pelo menos um componente reserva dos itens mais caros dif ceis de obter para o caso de perda Mitigar Devem ser verificados quais componentes foram perdidos e no caso de ser poss vel a troca deve se proceder com o que for necess rio Caso haja perda total deve ser empregado o componente reserva Impacto reavaliado 3 m dio Probabilidade reavaliada 2 media baixa Elaborado por Data Respostas inclu das Registros adicionais Gionatta M Mocellin 22 01 2013 na WBS Cronograma Verso ou Anexos Laura Wobeto Thayse M Solis Waldir Marin Neto 95 Projeto Trava com Abertura Biometrica ou Remota 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do risco N o cumprimento dos prazos estabelecidos pelo gerente Identifica o 5 Descri o do risco Os membros da equipe podem descumprir os prazos estipulados pelo gerente e assim comprometer o andamento do projeto 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto S alto 4 m dio alto U3 m dio Li2 m dio baixo baixo Explique O n o cumprimento dos prazos das etapas int
48. e de heartbeat esta o base se ficar aguardando a chegada de um pacote por mais de cinco segundos Ap s o envio aguarda o ACK e caso n o receba fecha a conex o atual e volta ao estado de espera por conex es da esta o base 80 Similarmente a esta o base envia um pacote de heartbeat ao sistema embarcado caso fique aguardando a chegada de um pacote por mais de dez segundos Ap s o envio aguarda o ACK e caso n o receba fecha a conex o A conex o ao sistema embarcado dever ser feita pelo operador atrav s da aba de Configura es do software da esta o base A Figura 31 mostra a m quina de estados da esta o base para o envio de uma mensagem ao sistema embarcado A Figura 32 apresenta a m quina de estados da esta o base na situa o de recebimento de uma mensagem do sistema embarcado J a Figura 33 mostra a m quina de estados do sistema embarcado ao receber uma mensagem da esta o base Para uma melhor visualiza o recomenda se que estas figuras sejam consultada no CD ROM que acompanha esta monografia Figura 31 M quina de estados da esta o base para um envio de mensagem ao sistema embarcado 81 lagaj 0PpRPSUCS Cpepeuo gt pa opu OPED QAI 998 HGF OF PON SORE zaguna uns J Figura 32 Maquina de estados da esta o base para o recebimento de mensagens do sistema embarcado 82 DHCP n o fot inicializado
49. e o destravamento devido a um usu rio n o cadastrado mostrada uma mensagem indicando que n o foi poss vel destravamento devido a problemas de autentica o 72 Problemas de conexao com o servidor ou campos em branco sao indicados atraves de mensagens de erro tambem A interface do aplicativo m vel que pode ser observada na Figura 28 constitu da de quatro campos onde poss vel inserir o endere o IP do servidor esta o base porta para conex o nome de usu rio e senha um bot o Destrancar porta e um campo de texto Status que mostra mensagens indicando erros conex o com o servidor sem acesso Internet entre outros se o usu rio foi autenticado ou n o e se a fechadura foi destrancada ou nao S TABiRAndroid TABiRAndroid Endere o IP do servidor Porta Nome de usuario Senha Destrancar porta Status Nao conectado Figura 28 Interface do aplicativo movel 73 7 PROTOCOLO DE COMUNICACAO 7 1 COMUNICA O ENTRE ESTA O BASE E CELULAR A comunica o entre esta o base e celular foi implementada utilizando um modelo cliente servidor Isso foi poss vel atrav s do uso de sockeis sobre o protocolo TCP em que a esta o base o servidor e o celular o cliente O software da esta o base que representa o servidor possui op es para iniciar o servidor onde aceita uma conex o remota e parar o servidor onde a comunica o remota desativada Na aba de
50. e uso Cadastrar usu rio Ator Principal Operador do software Ator de Suporte Usu rio Ator de bastidor Sistema embarcado Descri o Executado quando deseja se cadastrar um usu rio 36 P s condi es e Usu rio cadastrado Fluxo B sico 1 Operador do software seleciona a op o de cadastro de usu rios no software O sistema exibe a tela pedindo informa es do usu rio a ser cadastrado O operador preenche estas informa es O operador confirma estas informa es Ol ae ee IN O Sistema verifica a validade das informa es conforme as Regras de neg cio a O Sistema pede a impress o digital do usu rio O usu rio coloca sua digital no sensor ligado esta o base O Sistema confere os metadados da digital lida b O Sistema cadastra o usu rio e an ODE E a 0 0 Sistema manda os metadados do usu rio cadastrado para o Sistema embarcado Fluxo Alternativo e A qualquer momento o operador cancela a opera o O Sistema desconsidera as informa es e encerra o caso de uso a Informa es incorretas a 1 Retorna ao fluxo b sico 2 b Falha na leitura de dados b 1 Exibe uma tela de informa o sobre a falha na leitura b 2 Retorna ao fluxo b sico 6 Regras de neg cio 1 Todos os campos s o obrigat rios 4 1 2 2 Caso de uso Remover usu rio Ator Principal Operador do software Descri o Executado quando deseja se remover um usu rio P s condi es e Usu rio removido
51. eeeeeeeeees 64 Figura 22 Esquem tico do circuito da trava ans 64 Figura 23 PCB do circuito do microcontrolador e 65 Figura 24 Parte superior da PCB do circuito da trava 66 Figura 25 Parte inferior da PCB do circuito da trava 66 Figura 26 Diagrama de classes do celular eee 71 Figura 27 Diagrama de caso de USO do celular erram 71 Figura 28 Interface do aplicativo m vel eee 73 Figura 29 Maquina de estados do aplicativo m vel ccccceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 76 Figura 30 M quina de estados da esta o base para o recebimento de requisi o enviada pelo celular erre rena ore reranerando 11 Figura 31 M quina de estados da esta o base para um envio de mensagem ao sistema CMD al CaCO sus a ss Os Ss Ea Ds E e Rae 81 Figura 32 M quina de estados da esta o base para o recebimento de mensagens do sistema CMDACACO cccccccceecccececeececeuceceueeceueeceueecsueessneesseees 82 Figura 33 M quina de estados do sistema embarcado ao receber uma mensagem da esta do DaSE aria 83 Figura 34 M quina de estados completa da esta o base 102 Figura 35 Maquina de estados completa do sistema embarcado 103 TI LED CRUD DHCP PCB LISTA DE SIGLAS ABREVIATURAS E ACR NIMOS Tecnologia da informa o Light emitting diode
52. ela 13 apresenta o cronograma cumprido nos Deliverables durante o per odo de desenvolvimento do projeto Todas as etapas foram cumpridas conforme planejado Os cronogramas completos de atividades tanto o planejado quando o executado podem ser visualizados no Ap ndice A As linhas destacadas em vermelho representam atrasos e as em verde cumprimento dos prazos Os atrasos na elabora o dos manuais deve se ao fato de que a equipe preferiu progredir com o desenvolvimento para documentar um volume maior de informa o O atraso no final do cronograma foi devido ao fato de ter sido dada uma reserva de tempo para verifica o de tudo o que foi feito realiza o de mais testes e dedica o s demais disciplinas no final do semestre Tabela 8 Descri o dos deliverables Auxiliar do Deliverable Descri o do artefato gerente Primeiro prot tipo do software da esta o base e Diagramas UML casos de uso classe sequ ncia do software da esta o base e Vers o inicial da interface gr fica Apresentar a janela de cadastro de usu rios Apresentar a janela onde ser mostrado o log de entrada e sa da Alguns bot es ainda n o s o funcionais 13 03 2013 Ainda n o haver comunica o com o Waldir celular Primeiro prot tipo do software do celular e Diagramas UML casos de uso classe sequ ncia entidade relacionamento do software do celular e Interface com o usu rio Ainda n o haver comunica o com a
53. elo celular onde a esta o base que manda a requisi o ao sistema embarcado b c Localmente pelo sensor biom trico localizado do lado externo da sala c 3 O Sistema acende um LED de autoriza o 4 O Sistema realiza o destravamento 5 O Sistema envia informa es sobre o destravamento para a esta o base Fluxo Alternativo a Pula para o fluxo b sico 3 b Pula para o fluxo b sico 3 c O Sistema captura a digital e compara com as existentes na mem ria do sensor biom trico Pode haver c 1 Falha no reconhecimento da impress o c 1 1 O Sistema Embarcado acende o LED de nega o de autoriza o c 1 2 O Sistema Embarcado comunica a tentativa falha de entrada esta o base c 2 Sucesso no reconhecimento da impress o c 2 1 Pula para o fluxo b sico 3 Caso de uso Receber metadados do usu rio cadastrado Ator Suporte Esta o base Descri o Executado quando feito um cadastro de um novo usu rio no banco de dados Pr condi es e Usu rio cadastrado no banco de dados P s condi es e Usu rio cadastrado no sensor 51 Fluxo Basico 1 O Sistema recebe os metadados do usu rio cadastrado da esta o base 2 O Sistema insere esses na mem ria do sensor Caso de uso Apagar metadados do usu rio removido Ator Suporte Esta o base Descri o Executado quando feito uma remo o de usu rio do sistema Pr condi es e Usu rio removido do banco de dados P s condi
54. ema que possibilita acesso uma sala restrita por meio de dados biom tricos ou remotamente 1 2 1 Objetivos espec ficos e Permitir a entrada em um ambiente restrito pela aquisi o de impress o digital junto porta e Permitir a libera o da porta por um comando remoto enviado pelo celular a qualquer dist ncia da esta o base desde que haja uma rede m vel dispon vel e Permitir a sa da do ambiente protegido pelo pressionamento de um bot o e Registrar em um log na esta o base as entradas com os dados de autentica o e as sa das e Cadastrar atualizar e remover dados de um usu rio deste sistema na estacao base e Registrar em um og as modifica es que um operador deste sistema fizer 1 3 PREMISSAS e A esta o base estar sempre ligada e conectada a Internet e O sistema embarcado deve ter uma fonte de alimenta o e O celular deve possuir acesso a Internet e O desbloqueio da trava realizado via celular ser feito assim que a esta o base receber o comando e repassar ao sistema embarcado e O cadastro de um novo usu rio ser feito na esta o base com o apoio de um sensor id ntico ao do sistema embarcado e digita o dos dados complementares atrav s de um teclado e A esta o base estar conectada ao sistema embarcado atrav s de uma rede local cabeada Foi adotada a op o de conex o cabeada Ethernet pelo fato da implementa o de uma rede sem fio depender de um roteador
55. entar para fora ou para dentro A partir do momento em que a mola comprimida a lingueta maior permanece fora da fechadura sem mobilidade Enquanto a porta estiver fechada e n o houver uma corrente el trica passando pela bobina a mola n o tem como sair do estado de compress o mantendo a lingueta maior para fora e a porta fechada Se a porta estiver aberta e a bobina n o saturada a lingueta menor tem mobilidade a mola fica expandida a lingueta maior tamb m tem mobilidade Para esse caso se a trava for liberada nada acontece pois todos os elementos internos j est o liberados Se a porta estiver fechada e a bobina for acionada com uma passagem de corrente a mola expandida e a lingueta maior liberada A fun o da lingueta menor para esse caso deslocar a porta no sentido da sua abertura No momento em que a lingueta maior liberada n o existe nada que impe a a porta de abrir Quando a porta est fechada a lingueta menor pressionada por um rolamento que gera uma forca centripeta que empurra a lingueta para fora do rolamento 5 2 4 Circuito de alimenta o De acordo com a especifica o o sistema embarcado deve manter seu funcionamento por algum tempo no caso de falta de energia na rede el trica acionando uma bateria automaticamente ao ser detectado tal comportamento A estrat gia utilizada foi um circuito conhecido como circuito caixa d gua Todo o sistema sempre alimentado pela bateria indepen
56. entre a esta o base e o celular 30 3 EXECUCAO 3 1 METODOLOGIA Para o desenvolvimento do projeto foi escolhido um modelo de processo iterativo e incremental com varias itera es no tempo gerando novas vers es a cada release O risco de implementar o software inteiro de uma s vez maior do que ir planejando e desenvolvendo aos poucos o retrabalho de uma corre o do software inteiro muito maior do que de partes mais simples As vantagens do processo incremental e iterativo s o e possibilidade de avaliar mais cedo os riscos e pontos cr ticos do projeto e identificar medidas para os eliminar ou controlar e existe sempre algo para mostrar ao cliente sponsor a ltima itera o e menor tempo de desenvolvimento do projeto como um todo porque a equipe trabalha de maneira mais eficiente quando pretende alcan ar resultados de escopo pequeno e claro e baseia se na participa o e uma boa comunica o entre desenvolvedores e ao fim de cada itera o pode se ter um feedback para acompanhar como est o projeto mesmo se n o estiver de acordo com o proposto ainda h tempo para mudan as e os testes em cada itera o s o mais simples As desvantagens desse modelo s o e dificuldade em prever as dura es dos ciclos afinal o n mero de ciclos e sua temporiza o depende do avan o do projeto e problemas que aparecem durante o desenvolvimento podem atrasar um ciclo 3 2 CRONOGRAMA 31 A Tab
57. er ter um sensor biometrico igual ao do sistema embarcado e A esta o base dever ser capaz de comunicar se com o sistema embarcado atrav s de sockets TCP e A esta o base dever ser capaz de aceitar conex es provenientes do celular usando sockets e O software da estacao base devera permitir cadastro remocao e consultas de usuarios e O log salvo na esta o base dever incluir data e hora de entrada nome do funcion rio e seu ID no banco de dados no caso de um destravamento feito pelo lado de fora da sala e O log salvo na esta o base dever incluir data e hora de sa da no caso de um destravamento feito pelo lado de dentro da sala 18 O log salvo na esta o base sera armazenado em formato de texto 2 2 2 Requisitos do Sistema Embarcado O sistema embarcado dever acompanhar uma tranca el trica O sistema embarcado dever ter um sensor de digital posicionado do lado de fora da tranca O sistema embarcado dever abrir pelo lado de fora se um usu rio cadastrado posicionar os mesmos dedos que foram cadastrados sobre o sensor de digital O sistema embarcado dever ter um mecanismo de abertura pelo lado de dentro bot o O sistema embarcado dever armazenar os dados de impress es cadastradas mesmo depois de desligado O sistema embarcado dever ter uma fonte alternativa de alimenta o al m da forma principal que alimente o circuito temporariamente no caso de falta de energia O sistema embar
58. erface 05 03 2013 05 03 2013 05 03 2013 05 03 2013 05 03 2013 06 03 2013 05 03 2013 06 03 2013 Bancodedados de dados 06 03 2013 08 03 2013 06 03 2013 08 03 2013 aa do cadastro de 06 03 2013 07 03 2013 06 03 2013 07 03 2013 usu rios Modelagem do og de entrada 3 08 03 2013 08 03 2013 08 03 2013 08 03 2013 sa da Comunica o esta o base 07 03 2013 07 03 2013 07 03 2013 07 03 2013 lt gt Celular Estudo sobre sockets 07 03 2013 07 03 2013 07 03 2013 07 03 2013 Comunica o esta o base 08 03 2013 08 03 2013 08 03 2013 08 03 2013 lt gt sistema embarcado Estudo sobre Ethernet 08 03 2013 08 03 2013 08 03 2013 08 03 2013 28 02 2013 07 03 2013 28 02 2013 07 03 2013 Diagrama em blocos 28 02 2013 04 03 2013 28 02 2013 04 03 2013 Lista de componentes 88 Implementa o da biblioteca de 20 03 2013 20 03 2013 20 03 2013 20 03 2013 modelagem do log Teste de log com dados mata 21 03 2013 25 03 2013 21 03 2013 25 03 2013 ict cios Altera o de c digo 26 03 2013 26 03 2013 26 03 2013 26 03 2013 Comunica o esta o base 20 03 2013 26 03 2013 20 03 2013 26 03 2013 lt gt celular Diagrama de sequ ncia 20 03 2013 20 03 2013 20 03 2013 20 03 2013 Implementa o da biblioteca de eee 21 03 2013 25 03 2013 21 03 2013 25 03 2013 comunica o Teste de comunica o de bits 26 03 2013 26 03 2013 26
59. ermedi rias ir interferir no prazo final de entrega do projeto podendo ocasionar sua inviabiliza o Probabilidade 5 alta 4 m dio alta 3 m dia 2 m dia baixa 11 baixa Explique O gerente acompanhar o andamento das tarefas de forma a orientar a equipe para uma melhor condu o dos trabalhos 3 Etapa Desenvolvimento da Resposta ao Risco Estrat gias e A es para eliminar ou reduzir este risco minimizar impacto e ou probabilidade Prevenir Deve haver comprometimento da equipe com o projeto adiantando sempre que poss vel suas tarefas O gerente deve motivar o grupo para que haja satisfa o em cada etapa do trabalho O planejamento das atividades realizadas em cada semana deve ser detalhado Os prazos devem ser estabelecidos com alguma folga para evitar constantes atrasos Mitigar Deve haver comunica o constante entre os membros da equipe para solucionar o problema de forma pr tica e satisfat ria evitando atrasos e incentivando a constante troca de ideias entre os membros No caso de atraso o tempo de dedica o tarefa deve ser estendido Impacto reavaliado 3 m dio Probabilidade reavaliada 2 media baixa Elaborado por Data Respostas incluidas Registros adicionais Gionatta M Mocellin 22 01 2013 na WBS Cronograma Verso ou Anexos Laura Wobeto Thayse M
60. ervidor porta int void pararSemdor void enviarRespostaAoCelulanautentcou boolean int cadastrarUsuario void removerUsuario void atualizarCadastroUsuario void cadastrarQperador void ramoverOperador void atualizarCadastroOperador void buscarCadastro void lerBancoDeOperadores void lerBancoDelisuanos void validarOperador nome Sinng senha String boolean validar AutenticacaoRemota nome String senha String boolean adicionerEventoLogEntradaSaida evento String void adicionarEventoE stacaoBase evento String void adicionar ventoLogOperador evento String void conectarSistemaEmbarcado void desconectarSistemaEmbarcado void byesParaStnngHexa byes bytel String stringHexaParaBytes s String bytel localizarSensorBiometrico void sincronizarSensor void cnptografarDescnptogratar key Stnng mode int is InputStream os OutputStream void TabServidor E I TabLogOperador a TabLogOperador void getPaineY JComponent TabServidor void getPainell JComponent getPorta void getipSistemaEmbarcado void getPortaSistemaEmbarcado void TabCRUDUsuario TabCRUDOperador TabLogEntradaSaida i o O TabCRUDUsuano void TabCRUDOperador void TabLogEntradaSaida void getPainel JComponent getPainel JComponent gatPainal JComponent Figura 3 Diagrama de c
61. es e Usu rio removido do cadastro do sensor Fluxo B sico 1 O Sistema recebe os metadados do usu rio cadastrado da esta o base 2 O Sistema procura os metadados correspondente 3 O sistema exclui usu rio com metadados correspondentes 5 1 1 3 Diagrama de classes Na Figura 12 apresentado o diagrama de classes do firmware Para uma melhor visualiza o recomenda se que esta figura seja consultada no CD ROM que acompanha esta monografia 52 m_sensor Mutex m envio Mutex device Serial pc Serial ledAchouSensor DigitalOut pinoTrava DigitalOut ledVermelho DigitalOut pinoBotao Digitalln ledTentandoDHCP DigitalOut ledClienteConectado DigitalOut Sensor Serial void ledDHCP DigitalOut begin baudrate uint16 t void cliente TCPSocketConnection verifyPassword bool sensor Sensor getlmage uint8_t fingerlD uint16_t confidence uint16_t templateCount uint16_t password uint32 t address uint32 t serial Serial conectado bool false image2Tz slot uint8_t uint8_t aguardandoAck bool false createModel uintS t ackRecebido bool false emptyDatabase uint8_t sincronizado bool false storeModel uintS t kick void fingerFastSearch uint8_t getTemplateCount uint8_t writePacket addr uint32 t packettype uint8_t len uint16_t packet uint8_t void getReply pa
62. ess rias comunica o serial entrada e sa da de dados etc A compara o dos crit rios respectivos s linguagens apresenta se resumida na Tabela 4 Tabela 4 Compara o das caracter sticas relativas s linguagens de programa o embarcadas Linguagem Assembly Depend ncia da Alta Baixa Baixa arquitetura Tipo Baixo n vel Procedural Procedural e orientada a objetos Nivel de abstra o Complexidade Ala Aa Mii 29 Familiaridade M dia MCS 51 Media Alta Nenhuma Nenhuma Cortex M 3 M 3 ae am dispon vel A linguagem Assembly apresenta um conjunto de mnem nicos conhecidos como opcodes equivalentes a instru es em linguagem de maquina Assembly possibilita a cria o de programas muito eficientes por se programar diretamente em instru es do processador mas s vezes a complexidade torna se muito grande Portanto a dificuldade de programa o faz com que o trabalho demande mais tempo e que haja menos confiabilidade no software resultante Tamb m necess rio considerar que a linguagem Assembly diferente para cada fam lia de microcontroladores pois seus conjuntos de instru es sao diferentes Dessa forma ao optar se pelo uso de Assembly dependendo da op o de microcontrolador adotada pode ser poss vel que seja necess rio aprender o Assembly daquela arquitetura Atualmente os membros da equipe t m familiaridade apenas com o Assembly da arquitetura Intel MCS 51 A l
63. esta o base n o ha dedo sobre o sensor biom trico Reseta timer do watchdog TT n o encontrou modelo de min cias semelhante Compara min cias na mem ria flash e La dedo presente sobre o sensor biom trico encontrou modelo de min cias semelhante ftimeok 10 s Verifica conex o com a estacdo base Erma pacote de notifica o de autentca o biom tnca me e ha conex o com a esta o base fack recebido n o h conex o com a esta o base Figura 14 M quina de estados do firmware para funcionamento do sensor biom trico pinoTrava 1 da n o ha canaio com a esta o basa verifica pino da bot o pe EE ack recebido _ pingTreva 0 s mA Farha conanto atual Destranca fechadura So Enis pacata de notifica o da sakla gamta ACK SA O GI as h corendo com a esta bese 1 fomeout 10 si Figura 15 Maquina de estados do firmware para monitoramento do botao 55 A maquina de estado apresentada na Figura 13 apresenta o funcionamento do firmware no caso de um recebimento de mensagem A maquina de estado da Figura 13 consiste no funcionamento do sensor biometrico no sistema embarcado Na Figura 15 esta a maquina de estado da thread que monitora o botao Conforme definido no Plano de Projeto existem 3 tipos de abertura que podem ocorrer tratadas de formas diferentes Biom trica remota via celular e interna via bot
64. genharia de Software Disciplinas como Fundamentos de circuitos e Eletr nica 1 tamb m tiveram seus conhecimentos aplicados no projeto de confec o do hardware alimenta o dos circuitos posicionamento de componentes b sicos etc Para o firmware muitos conhecimentos de Sistemas Microcontrolados foram utilizados desde o contato b sico com um microcontrolador at sua programa o utiliza o de pinos como entrada e sa da Para a comunica o aplicou se conceitos de Comunica o de Dados para formatar as mensagens definir um cabe alho padr o Na transmiss o de dados tamb m foram lembrados conceitos de Redes de Computadores 1 os acknowledges enviados para informar que uma mensagem foi recebida Conceitos de sistemas operacionais foram aplicados quando foram utilizados sem foros e um watchdog para monitorar o sistema embarcado Conhecimentos de Seguran a e Auditoria de Sistemas tamb m foram aplicados at mesmo na ideia do projeto quando se empregou mais de um meio de autentica o em diferentes casos via impress o digital something you are e via uma senha enviada pelo celular something you know al m da criptografia dos dados Notou se a necessidade de maior profundidade nos conhecimentos de hardware em geral funcionamento de um sistema microcontrolado e sobre transmiss o de dados 85 8 3 TRABALHOS FUTUROS Como trabalhos futuros poderiam ser adicionados outros meios de autentica o como re
65. ia alta 3 m dia 2 m dia baixa 11 baixa Explique Imprevistos e problemas pessoais s o os principais deflagradores de uma desist ncia trancamento E uma morte normalmente n o pode ser prevista 3 Etapa Desenvolvimento da Resposta ao Risco Estrat gias e A es para eliminar ou reduzir este risco minimizar impacto e ou probabilidade Prevenir Os integrantes devem manter o esp rito de grupo comunicando se com frequ ncia para evitar qualquer imprevisto No caso de uma desist ncia ela deve ser comunicada o mais cedo poss vel para que seja feito um replanejamento Devem ser evitados locais situa es e qualquer fator que ponha em risco a vida dos integrantes Mitigar As tarefas ser o realocadas aos membros que continuarem o projeto o tempo de dedica o ter que ser estendido os recursos sofrer o nova divis o Impacto reavaliado 4 m dio alto Probabilidade reavaliada 3 m dia Elaborado por Data Respostas inclu das Registros adicionais Gionatta M Mocellin 22 01 2013 na WBS Cronograma Verso ou Anexos Laura Wobeto Thayse M Solis Waldir Marin Neto 92 Projeto Trava com Abertura Biom trica ou Remota 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do risco Perda do software por falha no N Identifica o dispositivo de armazenamento 2 Descri o do risco O software desenvolvido pode ser perdido caso haja alguma falha dano na me
66. inguagem C e seus dialetos apresentam a facilidade de terem uma sintaxe mais amig vel permitindo programa o em mais alto n vel que aquela realizada em Assembly j que poss vel fazer um programa mais independente da arquitetura Al m disso a maioria dos compiladores permite a adi o de trechos de c digo em Assembly dentro de um programa em linguagem C Portanto a linguagem C geralmente uma op o melhor que a linguagem Assembly Em compara o com a linguagem C a linguagem C apresenta algumas desvantagens s o elas o n vel de abstra o mais baixo n o existem os conceitos de orienta o a objetos como classes objetos e m todos e o fato de o grupo ter menos familiaridade com ela Algumas bibliotecas que acompanham a IDE da mbed s o feitas em C A linguagem C foi desenvolvida com base na linguagem C mas n o propriamente uma extens o dela ja que um c digo C pode precisar de adapta o para ser utilizado em C Ainda assim para a maioria dos usos simples C pode ser vista como uma extens o de C Dessa forma a 26 linguagem C acaba sendo uma op o melhor visto que um codigo feito em C geralmente pode ser utilizado em um programa feito em C mas o contr rio normalmente imposs vel Dessa forma poss vel que as bibliotecas da mbed s sejam utiliz veis atrav s de c digo C Ap s ponderar as vantagens e desvantagens das op es tecnol gicas para a programa o do software embar
67. ionamento do flip flop Se a bateria come ar a descarregar as tens es diminuir o implicando que os comparadores setem o flip flop liberando tens o para o carregamento da bateria A sa da do LM555 foi ligada a um MOS FET que ao ser acionado libera a tens o de 15V para carregar a bateria Tanto o circuito de alimenta o do microprocessador quanto o da trava funcionam da mesma maneira 5 2 5 Diagramas el tricos A Figura 21 mostra o diagrama el trico do microcontrolador 63 eae Q1 C_FONTE IRF840 rl D1 vCC BAT gt 1N4004 1 _FONTE 2 IND AY 3 DCJ0202 JP5 E VCC BAT SINAL BO GND 3V3 SINAL_TRAVA_M mosi miso SPI sck A O CH oHOH GHG Fal SI U 09 Ol BRANCO_SENSOR VERDE_SENSOR Left LED D VERMELHO E Doo a Cara H NAL BOTAO J1011F21P PO O PDO PT DOT PS PDO ID PO CO S 07 OO o Ho NO O Figura 21 Esquem tico do circuito do microcontrolador A Figura 22 mostra o diagrama el trico do circuito da trava V FONTE JP3 oo BAT E EL mM VCC BAT 1N4004 CORTE 555 Jo FONTE DCJ0202 Figura 22 Esquematico do circuito da trava 64 5 2 6 Projeto das PCBs Foram elaboradas duas placas de circuito impresso no intuito de minimizar interfer ncias entre componentes A partir dos diagramas el tricos foram elaboradas as PCBs equivalentes A Figura 23 mostra a PCB
68. is mais caro que o leitor APC mas que possui caracter sticas melhores Na verdade nenhum sensor que usa protocolo USB com driver propriet rio adequado para uso no projeto O sensor SFM3520 foi descartado por n o ter software de exemplo e devido a seu pre o elevado 70 mais caro que o ZFM 20 2 4 1 3 Trava el trica O destravamento da trava el trica ser acionado pelo microcontrolador no sistema embarcado importante que o mecanismo envolvido n o seja muito complexo e que o pre o seja o menor poss vel As travas pesquisadas possuem pre os e caracter sticas muito parecidas logo o crit rio para compra foi a reputa o do vendedor e o frete mais barato A trava escolhida do fabricante Morelle e destrancada com a aplica o de 12V mecanismo simples que facilita o projeto e o custo de 64 reais 2 4 1 4 Bateria A bateria ser respons vel pela alimenta o do circuito caso a alimenta o da rede falhe As baterias pesquisadas foram as apresentadas na Tabela 6 Tabela 6 Compara o das caracter sticas relativas s baterias Planet Battery Unipower Up1213 Unipower Up1270 Flutua o 13 5 V 13 8 V 13 5 V 13 8 V 13 5 V 13 80 V 28 0 39 A Max 0 52 A Max 21 A Max Pre o m dio R 36 70 47 50 48 00 L A bateria escolhida a Unipower Up127 0 uma vez que n o possui pre o t o mais elevado que as demais e sua corrente m xima maior 2 4 2 Celular O celular como
69. izando o protocolo TCP de modo que o sistema embarcado seja o servidor e a esta o base o cliente podendo enviar min cias para cadastro requisi es para remo o de digitais ou envio de uma requisi o de abertura via celular No sentido inverso do sistema embarcado para a esta o base s o enviadas informa es sobre a ocorr ncia de um destravamento externo aceito ou rejeitado ou interno via bot o para serem armazenados no arquivo de log da esta o base Portanto existem nove mensagens formatadas em tamanho fixo de 1028 bytes cada que podem ser trocadas entre a esta o base e o sistema embarcado mostradas na Tabela 13 Tabela 13 Mensagens trocadas entre a esta o base e o sistema embarcado Cabe alho 1 Par metro 2 Par metro Mensagem 1 byte 3 bytes 1024 bytes Armazenar digital 0x01h Id da digital Min cias hexa Remover digital 0x02h ld da digital Vo fo od Notificar falha de tu ao ua DR 0x05h autentica o biometrica Liberar fechadura 0x06h o ACK 0x07h Heartbeat 0x09h Ao Mensagem Armazenar digital Assim que se tenha sido completo um cadastro das 4 digitais na esta o base as min cias dessas impress es ser o enviadas ao sistema embarcado de forma sequencial cada digital representa uma mensagem para armazenamento na memoria flash do sensor onde a cada digital a esta o base esperar o recebimento de uma mensagem de ACK do sistema 78 embarcado antes de envia
70. l de destino Suporte a N o nativa mas poss vel N o nativa mas poss vel comunica o serial utilizando bibliotecas externas utilizando biblioteca RxTx como a Boost Boost Software LGPL License ou a API do sistema operacional de destino Gerenciamento de Gerenciamento expl cito Possui garbage collector mem ria Documenta o N o possui um mecanismo de Padr o de documenta o documenta o inline padr o mas Javadoc poss vel usar Doxygen em C Familiaridade dos membros da equipe A programa o de interfaces em linguagens C ou C bem mais complexa e dependente de bibliotecas externas O c digo n o facilmente port vel como o em Java e a manuten o mais trabalhosa o gerenciamento de mem ria tem que ser expl cito sua documenta o n o padronizada 21 A linguagem Java apresenta se como uma alternativa para a confeccao da interface grafica Java apresenta uma API simples e bem documentada para a cria o de interfaces tornando a programa o mais simples Java tamb m tem a vantagem de ser facilmente port vel os arquivos n o s o compilados para linguagem de m quina e sim para um c digo intermedi rio bytecode que executa sobre uma m quina virtual sendo poss vel usar um mesmo execut vel em Java em qualquer sistema para o qual haja uma m quina virtual compat vel Optou se portanto pelo uso de Java na programa o da interface com o usu rio 2 3
71. lasses da esta o base 4 1 4 Diagrama de estados O diagrama de estados da esta o base est presente no Ap ndice C Como o diagrama muito grande recomenda se que sua visualiza o seja feita atrav s da figura original contida no CD ROM que acompanha esta monografia 43 4 2 INTERFACE E USO DO SOFTWARE O software da estacao base foi desenvolvido em Java conforme definido na etapa do Plano de Projeto Foi utilizado o ambiente de desenvolvimento Eclipse para a sua implementa o durante todo o projeto O software consiste de uma interface grafica com suas principais fun es separadas por abas Para o reconhecimento de dispositivos serial foi utilizada a biblioteca RxTx 3 para Java dispon vel tanto para sistemas 32 bits quanto 64 bits Primeiramente deve se logar como um operador para que o software possa ser de fato iniciado para sua utiliza o conforme mostrado na Figura 4 TABIRGUI Login 5 Nome de usuario operador Edmin Senha de usuario operador a Figura 4 Tela de login do software da esta o base A primeira aba mostrada na Figura 5 possibilita que o operador realize opera es de abertura de porta para habilitar o recebimento de requisi es de destravamento do celular via Internet conex o ou desconex o com o sistema embarcado utilizado no projeto sendo necess rio saber o seu IP e a porta no momento da conex o para que a ela possa ser estabelecid
72. m ria em que est armazenado 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto S alto 4 m dio alto 3 m dio Li2 m dio baixo baixo Explique A perda do software desenvolvido implica em refazer toda a programa o necess ria Isso pode levar algumas horas ou dias dependendo do tamanho do programa Probabilidade 5 alta 4 m dia alta 3 m dia 2 m dia baixa 11 baixa Explique N o h como prever se um dispositivo de mem ria ir falhar Isso pode acontecer a qualquer momento inclusive horas antes da entrega do projeto 3 Etapa Desenvolvimento da Resposta ao Risco Estrat gias e A es para eliminar ou reduzir este risco minimizar impacto e ou probabilidade Prevenir Fazer back up de tudo que for feito de cada vers o e preferencialmente em diferentes dispositivos como pendrives HDs internos armazenamento na nuvem CDs DVDs entre outros Mitigar A nica forma de resolver o problema da perda de um programa sem back up faz lo novamente No caso de haver back up basta restaurar o arquivo desejado Impacto reavaliado 1 baixo Probabilidade reavaliada 1 baixa Elaborado por Data Respostas inclu das Registros adicionais Gionatta M Mocellin 22 01 2013 na WBS Cronograma Verso ou Anexos Laura Wobeto Thayse M Solis Waldir Marin Neto 93 Projeto Tr
73. montagem A montagem do sistema embarcado depende dos componentes listados na Tabela 10 e Tabela 11 al m dos seguintes componentes e 2 Fontes 15V e 1 Bateria 12V 1 5A h e 1 Bateria 12V 7A h e 2 cabos para as baterias e 1 cabo f mea f mea para dois pinos e 1 sensor biom trico e 1 trava el trica e 1 cabo de par trancado direto Passo 1 Regular tens es de corte e acionamento do LM555 Para cada uma das placas conectam se a fonte e a bateria e verifica se os valores de tens o presentes no pino 6 e no pino 2 pinos de corte e de acionamento respectivamente O pino 6 deve apresentar a tens o de aproximadamente 12 6V e o pino 2 aproximadamente 6V Caso estejam desregulados deve se se ajustar os potenci metros Figura 21 para cada um dos pinos 68 Passo 2 Conex o dos elementos Ap s realizar o passo 1 os circuitos devem ser desligados da bateria e fonte para serem conectados os demais elementos Sensor para conectar o sensor deve se observar na placa qual o pino de 5V e qual se refere ao terra o cabo vermelho do sensor deve ser ligado ao pino 5V e o preto com o terra Microcontrolador deve ser instalado de forma que o conector USB fique ao lado dos potenci metros Cabo f mea f mea deve ser instalado ligando a Pplaca do microcontrolador com a placa da trava Deve se prestar aten o pois n o uma liga o direta o cabo deve ser cruzado para que ligue 0 3 3V da placa do microprocessador com
74. no IDE i linguagens desenvolvimento linguagens C C linguagem C Assembly C Aprox R 150 00 sem Custo total do kit Aprox R 100 00 imposto ou R 240 00 com imposto Aprox R 255 00 Arduino Ethernet Como o microcontrolador dever controlar o destrancamento da trava a emiss o de luz do LED indicador de permiss o o recebimento dos comandos de abertura da trava e efetuar comunica o com a esta o base de forma simult nea do ponto de vista da percep o humana foi estimado mantendo uma boa margem de seguran a que o microcontrolador dever possuir no m nimo uma capacidade de processamento de 0 1 MIPS ou seja 100 mil instru es por segundo Nesse aspecto todos os microcontroladores apresentados na tabela 3 servem com bastante folga com destaque para o LPC1768 que possui um clock de 100 MHz Outra importante caracter stica levantada refere se ao controlador Ethernet j no processador uma vez que sem o mesmo necess rio comprar um m dulo externo e eventualmente implementar uma pilha TCP ou UDP ou usar uma pilha pronta o que leva muito tempo e trabalhoso Nesse quesito o At89C5131 est descartado uma vez que n o possui controlador Ethernet no O At89C5131 tem mem ria expandida on chip de forma que os primeiros 1 kB que seriam da mem ria externa podem ser acessados a partir da RAM interna Alternativamente poss vel combinar Arduino Uno Mega Arduino Ethernet Shield obtend
75. nviada da Valor da Mensagem Situa o esta o base para o vari vel mostrada no celular celular resultado Usu rio v lido h conex o com o Usu rio foi sistema embarcado e o autenticado e a pacote de fechadura foi destrancamento foi destrancada enviado com sucesso Usu rio v lido h conex o com o e Envio do pacote ao sistema embarcado e s p NOK sistema embarcado falhou o envio do i falhou pacote de destrancamento 19 Usuario valido mas Nao ha conexao nao ha conexao com o SEDESCONECTADO entre esta o base e sistema embarcado sistema embarcado Erro ao se Usu rio inv lido USUARIOINVALIDO autenticar Caso estoure o tempo limite de aguardo no aplicativo m vel de quinze segundos a vari vel resultado assume valor igual a 2 e a seguinte mensagem mostrada ao usu rio Tempo limite esgotado A Figura 29 mostra a m quina de estados para a requisi o de destrancamento da fechadura enviada pelo celular J a Figura 30 mostra a maquina de estados da esta o base na situa o em que uma requisi o remota ser atendida Aguarda informa es de login do usuario informa es inseridas e bot o Destrancar porta pressionado Verifica conex o com a Internet O h conex o com a internet Tenta se conectar esta o base n o h conex o com a internet resultado 1 conex o n o foi estabelecida re
76. nvolver um sistema de seguran a de baixo custo cuja interface homem maquina consiste num teclado e um display LCD As senhas para destrancar a trava s o constitu das de seis n meros de zero a nove e o projeto permite at tr s tentativas para destrancar a porta Caso a terceira tentativa falhe um alarme sonoro disparado O projeto n o faz uso de uma esta o base que se comunica com o sistema embarcado nem permite o destravamento remoto O projeto Sistema de controle do fluxo de funcion rios utilizando leitor biometrico 2 foi desenvolvido por estudantes do Instituto de Estudos Superiores da Amaz nia e consiste em um simulador de um sistema de controle que compara a digital de um funcion rio com a de um banco de dados 14 e libera ou n o o acesso deste determinado local O sensor biom trico utilizado conectado diretamente ao computador via USB onde est rodando o software de registro e acesso N o utilizado nenhum sistema mec nico ex trava ou catraca e nenhum dispositivo m vel utilizado apenas um Arduino como simulador desse sistema mec nico onde h dois LEDs verde e vermelho que acendem nos casos de libera o e bloqueio de acesso respectivamente 1 6 ESTRUTURA DO TRABALHO Na pr xima se o ser apresentado o planejamento do projeto contendo uma vis o geral do que foi proposto e os requisitos que levaram a um estudo de alternativas tecnol gicas Na se o 3 Execu o apresentada
77. o as funcionalidades do sistema P s condi es e Acesso as funcionalidades do sistema Fluxo B sico 1 O operador inicia o software 2 Insere seu login e sua senha 3 Os dados s o verificados 4 Operador tem acesso ao sistema Fluxo Alternativo a Informa es incorretas a 1 O Sistema envia mensagem de rejei o a tela inicial do programa a 2 Encerra caso de uso 42 4 1 3 Diagrama de classes Na Figura 3 apresentado o diagrama de classes da esta o base Para uma melhor visualiza o recomenda se que esta figura seja consultada no CD ROM que acompanha esta monografia ry ip String Socketsenver aguardandoAck boolean false StreamReceiver ackRecebido boolean false E e rum void SocketServer porta int void run void terminate void ni void descnptogratarSenhaCelular senha bytel bytel SocketChentfip String porta int void run void terminate void enviarPacote pacote char boolean i operadorCorente String sensorEncontrado boolean false conectado AoSistemaEmbarcado boolean false nomeArquivoLogES Sting nomeArquivoLogOperador Stnng tabServidor TabServidor tabCRUDUsuano TabCRUDUsuario tabCRUDOperador TabCRUDOperador tabLogES TabLogEntradaSaida tabLogOperador TabLogOperador Main void cnarFrameLogin void cnarFramet void iniciarS
78. o projeto contando n o somente custo financeiro mas tamb m o quanto cada op o ir impactar no poss vel tempo de aprendizado do mesmo a Tabela 3 abaixo apresenta uma compara o entre eles Tabela 3 Compara o das caracter sticas relativas aos microcontroladores AT89C5131 Datasheet LPC1768 Datasheet ATmega328 Datasheei Microcontrolador ATMEL AT89C5131 NXP LPC1768 ATmega 328 fam lia MCS 51 fam lia Cortex M3 fam lia megaAVR 48MHz modo X1 24MHz modo X2 100MHz externo N o mas alguns kits Controlador Arduino j v m com Ethernet controlador ethernet o mene 26 pinos de I O no kit da mbed mas o Portas de I O de uso geral 34 pinos de I O controlador permite 23 pinos de I O uso de at 70 pinos de GPIO 1 inclui biblioteca para fazer por software em outros pinos Vers o antiga da ulP oe n o mantida para usar Em Biblioteca para Biblioteca acompanha Biblioteca acompanha a com controlador ethernet a IDE IDE ENC28J60 requer RAM externa 23 Memoria ISP 32 kB 512 kB 32KB kB Memoria interna Capacidade 7 N o tem suporte direto N o tem suporte direto M xima de a endere amenio a endere amento Endere amento externo externo Externo Mem ria RAM 64 kB 256 B 64 kB 2 kB Total M xima Kit de mbed NXP LPC1768 7 interfaceamento P51USB Arduino Ethernet prototyping board e grava o Keil uVision 4 Ferramenta de mbed Compiler Ardui
79. o resultado semelhante mas com maior custo 24 kit As outras duas alternativas LPC1768 e ATmega328 s o vi veis uma vez que j trazem esse recurso em seus kiis Outro recurso importante referente ao protocolo Ficou definido que seria utilizado protocolo TCP IP para a comunica o entre o sistema embarcado e a estacao base O LPC1768 ja contem as pilhas do protocolo implementadas economizando assim tempo no decorrer do projeto para a realiza o de outras implementa es Fora isso o controlador da fam lia Cortex M3 em compara o com o ATmega328 tamb m possui maior n mero de portas de entrada e sa da de dados para que possam ser acessados lidos e controlados os perif ricos utilizados no sistema embarcado E em rela o ao pre o tamb m o LPC1768 uma melhor alternativa que o ATmega328 Analisados esses aspectos a equipe chegou conclus o que o microcontrolador que dever ser utilizado para o projeto o LPC1768 pois al m dele cumprir todas as caracter sticas necess rias para que o mesmo seja utilizado no projeto tamb m o que possui melhor custo benef cio 2 4 1 1 Linguagem de programa o embarcada Para a programa o em sistemas embarcados algumas op es de linguagens s o Assembly e C Outras alternativas como a linguagem Ada nao ser o levadas em conta devido ao fato de serem incomuns ou pouco conhecidas Todas as linguagens apresentadas permitem usar o hardware para as funcionalidades nec
80. oblema mec nico com a trava mas que foi facilmente solucionado com o apoio do Prof Heitor S Lopes Erros ocorreram durante a montagem mas n o representaram grande perda de tempo ou de recursos financeiros Como a equipe tinha uma reserva financeira e apenas componentes de valor baixo foram danificados esse tipo de falha n o trouxe impactos relevantes De in cio o d ficit de conhecimento parecia imenso para um grupo com pouca experi ncia de hardware e quase nenhuma de firmware Mas conforme o semestre avan ou e foram aparecendo os primeiros artefatos viu se que o medo de enfrentar um desafio como o desse projeto era maior do que a falta de conhecimento Al m disso as demais disciplinas seguiram e trouxeram novos conhecimentos que complementaram pesquisas e facilitaram a compreens o dos assuntos envolvidos e o desenvolvimento A integra o da equipe embora boa desde o in cio pareceu melhorar conforme o projeto avan ou Os membros sempre tiveram uma boa comunica o o que reduziu consideravelmente o tempo que poderia ser perdido com mal entendidos e informa es incompletas Durante o desenvolvimento todo cada membro se esfor ou e trabalhou corretamente o que resultou em facilidade ao acoplar os m dulos do projeto 84 8 2 INTEGRA O A integra o deste projeto com as demais disciplinas ficou clara desde O in cio quando era necess rio definir um m todo de trabalho e requisitos aplicando conhecimentos de En
81. os realizados por operadores Estes eventos tamb m atualizam o arquivo de log de eventos de operadores Para cada se o iniciada por um operador criado um arquivo de log em formato texto txt O nome desse arquivo formado pelo nome de usu rio do operador e a data dia m s ano e hor rio em que o operador entrou no sistema 05 05 2013 as 15 28 08 BRT operador admin entrou no sistema Figura 10 Aba de registro de eventos de operadores 49 5 SISTEMA EMBARCADO 5 1 FIRMWARE 5 1 1 Diagramas 5 1 1 1 Diagrama de casos de uso Na Figura 11 mostrado o diagrama de casos de uso do sistema embarcado que realiza cada um dos casos com o suporte do firmware Autorizar destravamento Receber metadados do E sql usu rio stacao Base cadastrado Apagar metadados do usu rio Figura 11 Diagrama de casos de uso do sistema embarcado 5 1 1 2 Descri o dos casos de uso 2 4 Descri o dos casos de uso do diagrama do sistema embarcado Caso de uso Autorizar destravamento Atores Principais Esta o base Descri o Executado quando uma tentativa solicita o de destravamento detectada Pr condi es 50 e Tentativa solicita o de destravamento P s condi es e Trava destravada Fluxo B sico 1 O Sistema reconhece uma tentativa requisi o de destravamento 2 Se o destravamento feito a Localmente pelo bot o localizado do lado interno da sala a b Remotamente p
82. quando h um destravamento interno via bot o Ao recebimento desta mensagem a esta o base envia uma mensagem de ACK e adiciona o evento de abertura interna via bot o ao log 19 Mensagem Notifica o de falha de autentica o biom trica Enviada esta o base quando houver uma tentativa de destravamento e a digital analisada pelo sensor biom trico n o reconhecida Mensagem Liberar fechadura Enviada ao sistema embarcado quando houver uma requisi o de destravamento via celular autenticada pela esta o base Mensagem ACK Enviada como resposta todas as outras mensagens deste protocolo Sempre que o emissor enviar uma mensagem que n o seja um ACK este aguarda 10s por uma mensagem ACK do receptor Se o tempo se esgotar e o ACK n o seja recebido a transfer ncia interrompida e o emissor assume que a conex o foi perdida voltando ao estado desconectado A conex o necessita ser refeita manualmente pela esta o base Mensagem Terminou sincroniza o Enviada pela esta o base para indicar que a sincroniza o dos dados foi finalizada O sistema embarcado s poder enviar notifica es de entrada sa da ou falha ap s a sincroniza o dos dados Mensagem Heartbeat A mensagem Heartbeat enviada tanto pela esta o base quanto pelo sistema embarcado e tem o objetivo de detectar o estado de conex o O sistema embarcado envia um pacot
83. r a pr xima No caso da ocorr ncia de uma interrup o na conex o as min cias ser o reenviadas na pr xima sincroniza o ativada quando a esta o base se conectar com o sistema embarcado novamente Mensagem Remover digital Quando for realizada uma remo o de um usu rio na esta o base sera enviada uma mensagem por digital ao sistema embarcado contendo o ID da digital a ser apagada da mem ria flash do sensor conectado ao sistema embarcado e a esta o base ficar na espera de um ACK A remo o do usu rio e dos arquivos bin das suas digitais associadas s feita quando todos os 4 ACKs forem recebidos portanto garantindo a consist ncia de dados Nota se que a remo o foi implementada de maneira que ela s pode ser realizada se houver conex o entre o sistema embarcado e a esta o base Mensagem Notificar entrada Enviada do sistema embarcado para a esta o base quando ocorrer um destravamento via biometria digital indicando o ID da digital que realizou tal destravamento de forma que a esta o base ao receber envia um ACK ao sistema embarcado e associa o ID presente na mensagem com um usu rio presente no banco de dados de forma a mostrar a ocorr ncia do destravamento no log com a indica o do hor rio em que foi recebida essa mensagem e o nome do usu rio associado ao ID recebido Mensagem Notificar sa da Enviada do sistema embarcado esta o base
84. r feito sem custo adicional com IDE e licenga Em especial a maior vantagem da plataforma Android o fato de a programa o ser em linguagem Java j conhecida da equipe 2 4 3 Comunica o esta o base sistema embarcado A comunica o entre a esta o base e o sistema embarcado o que possibilitar a esses dois m dulos trocar informa es para que a entrada seja liberada e os logs de acesso sejam gravados Ser feita via cabo Ethernet Conforme a se o 2 2 o microcontrolador ter integrado um controlador Ethernet enquanto a esta o base deve ter uma interface de rede Ambos devem estar ligados a um switch ou um roteador Nesse caso o nico custo adicional com um conector RJ45 com isolamento magn tico conector RJ45 com transformador para a conex o do cabo Ethernet junto ao controlador Esse item custa aproximadamente 20 reais 2 4 4 Comunica o celular esta o base A comunica o entre a esta o base e o celular figura 1 ser feita por meio de sockets O roteador que liga o computador da esta o base ao celular deve ter uma porta de acesso p blico aberta que o conecia Internet O computador ira escutar atrav s dessa porta aguardando uma poss vel conex o feita pelo celular Esse mecanismo independe de hardware adicional considera se que o roteador j faz parte da infra estrutura b sica dispon vel logo n o h custo a ser acrescentado ao projeto proveniente da comunica o
85. rado estimulando o optoacoplador que liga os dois circuitos Por fim h tamb m os leds indicadores de autentica o bem sucedida verde ou mal sucedida vermelho Um de seus terminais est o ligados aos 3 3 V de sa da fornecido pelo microcontrolador e mudam de estado acendem 58 assim que o outro terminal a que est o ligados passa para o nivel l gico baixo permitindo a passagem de corrente 5 2 2 1 Sensor biom trico O sensor utilizado recebe comandos e transfere dados por serial Por padr o BAUD RATE 5 7600 8 databits 1 startbit 1 stopbit sem paridade A comunica o com o sensor come a com a mensagem VFYPWD na qual manda se uma senha para ele A senha padr o 0x00000000 O sensor possui um buffer de imagem onde cabe uma digital de 256x288 Al m disso h 2 buffers de chars Bytes cada um com 512 B O procedimento de captura de uma digital envolve a coleta da imagem do digital e o armazenamento no buffer de imagem O conte do dos buffers vol til Existe uma opera o que extrai informa es sobre a imagem no buffer de imagem e coloca em um dos buffers de char O modelo da digital gerado combinando as informa es extra das de 2 coletas diferentes da mesma digital O sensor n o armazena as imagens das digitais na sua flash apenas os modelos Para gravar uma digital na base de dados do sensor preciso primeiramente haver um modelo Para que este seja gravado ele deve estar num dos char buffer
86. rador por nome Remover operador Figura 8 Aba de CRUD para operadores do software da esta o base A quarta aba apresentado na Figura 9 mostra os eventos de entrada sa da salvos em um arquivo de log em formato texto txt O nome desse arquivo de log formado pela data dia m s ano e hor rio em que o operador entrou no sistema Assim que os eventos v o surgindo na aba de registros de entrada sa da o arquivo de log vai sendo atualizado Dentro desse arquivo de log de eventos de entrada sa da cada evento registrado de acordo com o hor rio em que o pacote que identifica esse evento ou a requisi o chegou esta o base Para OS casos em que houve uma autentica o biometrica no sistema embarcado tanto o nome de usu rio quanto o n mero ID de sua digital s o registrados no log al m do hor rio J para os casos em que houve uma tentativa de autentica o biom trica registrada a informa o de que houve essa tentativa al m do hor rio Em casos de autentica o remota registrado o nome de usu rio que foi autenticado e o hor rio de autentica o 48 o a M y lj TABRGL 7 Qe EEE CRUD Operador Registros de entrada saida Registros de operadores 23 04 2013 s 22 43 59 BRT usu rio com ID 005 entrou na sala Figura 9 Aba de registro de entrada e sa da do software da esta o base A quinta aba mostrada na Figura 10 consiste em mostrar event
87. rante a etapa de desenvolvimento em especial requisitos que aumentem demais a complexidade exijam muitos mais componentes ou muito tempo de trabalho Mitigar Planejar rapidamente no que o novo requisito afeta o projeto incluir as mudan as e j realocar tempo e pessoas assim como adquirir os recursos necess rios Impacto reavaliado 3 m dio Probabilidade reavaliada 2 m dia baixa Elaborado por Data Respostas inclu das Registros adicionais Gionatta M Mocellin 22 01 2013 na WBS Cronograma Verso ou Anexos Laura Wobeto Thayse M Solis Waldir Marin Neto 98 Projeto Trava com Abertura Biom trica ou Remota 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do risco Atraso na entrega de componentes N Identifica o importados 8 Descri o do risco Dependendo da origem do componente esse pode levar meses para ser entregue ficar retido na alf ndega ou mesmo perder se no caminho at o Brasil 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto S alto 4 m dio alto 3 m dio Li2 m dio baixo baixo Explique O n o recebimento de algum componente importado implica na mudan a do projeto e r pido planejamento de novas alternativas Contudo a equipe j possui uma unidade do componente mais cr tico a ser importado Probabilidade I5 alta 4 m dia alta 3 m dia L2 m dia baixa 11 baixa Explique N o h como saber o p
88. razo exato de entrega de um pedido internacional nem prever uma perda do mesmo 3 Etapa Desenvolvimento da Resposta ao Risco Estrat gias e A es para eliminar ou reduzir este risco minimizar impacto e ou probabilidade Prevenir Dar prefer ncia a produtos nacionais ou que estejam dispon veis em estoque brasileiro evitar compras no exterior com valor igual ou acima de cinquenta d lares americanos para que n o fiquem retidos na aduana E no caso de componentes que vem do exterior adquirir pelo menos um a mais de reserva em compras diferentes Mitigar Caso haja atraso na entrega de um componente providenciar uma nova compra do mesmo pois n o se sabe se ele n o foi perdido Adiantar as demais etapas do projeto que n o dependam do componente atentando ao prazo m ximo para se for o caso buscar uma alternativa que substitua o componente faltante Impacto reavaliado 2 m dio baixo Probabilidade reavaliada 4 m dia alta Elaborado por Data Respostas inclu das Registros adicionais Gionatta M Mocellin 22 01 2013 na WBS Cronograma Verso ou Anexos Laura Wobeto Thayse M Solis Waldir Marin Neto 99 Projeto Trava com Abertura Biom trica ou Remota 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do risco Problemas com a comunica o de N Identifica o dados 9 Descri o do risco Dificuldade de implementar a comunica o sem a qual a tro
89. rificado requisi o de 2 Envia solicita o de abertura de porta para sistema embarcado 3 Sistema embarcado retorna a esta o base informando que houve abertura de porta 4 Esta o base envia retorno ao celular informando que a porta foi aberia Fluxo Alternativo e Rompimento da comunica o entre o sistema embarcado e a esta o base e Solicita o expira o tempo para a conex o e Retorna informando timeout da opera o para estacao base e Envia informa es de falha na comunica o com o sistema embarcado para celular 4 1 2 9 Caso de uso Receber requisi o de destrancamento remota 41 Descri o Executado quando a esta o base recebe uma requisi o de destrancamento remota P s condi es e Autoriza o de destravamento Fluxo B sico 1 O Sistema recebe uma requisi o de destravamento 2 O Sistema compara os dados de login e senha recebidos com os presentes no banco de dados a 3 O Sistema envia mensagem de destravamento ao sistema embarcado 4 O Sistema envia mensagem de volta ao celular de autoriza o do destravamento 5 O Sistema armazena no log as informa es do destravamento Fluxo Alternativo a Informa es incorretas a 1 O Sistema envia mensagem de rejei o ao celular a 2 Encerra caso de uso 4 1 2 10 Caso de uso Validar login e senha Ator Principal Operador Descri o Executado ao iniciar o software da estacao base para dar acess
90. s Para que isso ocorra ou ele foi gerado anteriormente a partir de uma digital ou foi recebido de algum lugar como o caso do sensor presente no sistema embarcado O procedimento de gera o do modelo tem as seguintes etapas 1 Coleta da imagem da digital no buffer de imagem 2 Extra o das informa es no char buffer 1 3 Coleta da mesma digital novamente 4 Extra o doas informa es no char buffer 2 5 Combina o das informa es dos char buffers 1 e 2 em um modelo unificado que ocupa os char buffers O software da Esta o Base realiza os cinco passos anteriores mas n o salva o modelo na flash do seu sensor pois n o necess rio Ele tamb m transfere do sensor o modelo conte do dos 2 buffers de chars 59 O software embarcado deve receber da esta o base via socket o modelo n o as imagens Em seguida este enviado aos char buffers do sensor do sistema embarcado Ap s o sistema embarcado manda o sensor gravar o modelo em sua flash Para identificar uma digital captura se sua imagem via sensor s o extra das as informa es em um dos char buffers e procura se na flash um modelo que corresponda a digital O sensor vai responder ou que n o achou o modelo ou o n mero do modelo que ele achou e o grau de confiabilidade 5 2 3 Circuito da trava Este circuito tem dois componentes de destaque o optoacoplador e o rel O optoacoplador tem a fun o de isolar a corrente que passa do micro
91. sesvedasieunessueunedenmeeveiesuensteseansetesmasnenosaes 28 242 COMA sspieaiceceiesiiavatenidaraiencdavaiantiessiavepunt tention tet ianiinsiiesticsiasiientaas 29 2 4 3 Comunica o esta o base sistema embarcado 30 2 4 4 Comunica o celular esta o base iii 30 dm EXECU O sondas dna dad SDS OUSADO a GS RR 31 Sds METODOLOGIA sagrado eaten 31 de CRONOGRAMA meree a Pa E 31 do ORCAMENTO EGASTOS asas nee 34 3 4 PLANO DE RESPOSTA AOS RISCOS ns nin 34 4 ESTA O BASE cccsscccsnseccsnseccnnsececnsecennsecenasecenssecensseccnssecenssscenssseness 36 dd DIACRAN O a Re RR AEE 36 4 1 1 Diagrama de casos de USO eee errar 36 4 1 2 Descri o dos casos de USO eee rerer ceras 36 4 1 2 1 Caso de uso Cadastrar usu rio eterna 36 4 1 2 2 Caso de uso Remover usu rio eee 37 4 1 2 3 Caso de uso Consultar usU rios erre 38 4 1 2 4 Caso de uso Consultar log erre 39 4 1 2 5 Caso de uso Atualizar cadastro eee 39 4 1 2 6 Caso de uso Enviar dados eee 40 4 1 2 7 Caso de uso Receber e armazenar dados no log 40 4 1 2 8 Caso de uso Autorizar destravaMent0 ccccceeceeeeseeeeeeeees 41 4 1 2 9 Caso de uso Receber requisi o de destrancamento remota 41 4 1 2 10 Caso de uso Validar login e senha
92. su rio seja cadastrado os campos Nome CPF Cargo ID devem ser preenchidos os campos Login e Senha utilizados na autentica o via celular n o s o obrigat rios Nota se que o ID a ser inserido deve ser um multiplo de 4 e menor ou igual a 160 devido s restri es da 45 memoria flash do sensor e do fato de serem cadastradas 4 digitais por usuario conforme definido previamente nos requisitos do projeto Al m disso o sensor deve estar conectado esta o base e j deve ter sido localizado na aba de Configura es para que o cadastro de usu rios seja habilitado Ap s preenchida estas informa es o processo de cadastro das digitais pode ser iniciado utilizando o bot o Inserir iniciando com o ID inserido no campo e somando se 1 a cada digital Com isso o usu rio utiliza o sensor biom trico instalado na esta o base para o cadastro de suas digitais Figura 6 seguindo as instru es da tela de cadastro de digitais e ap s o t rmino desse cadastro os dados do usu rio s o inseridos no banco de dados do projeto sendo este um arquivo no formato txt utilizando o m todo de criptografia DES 4 As min cias de cada digital dos usu rios s o armazenadas em arquivos de extens o bin sendo um arquivo para cada impress o digital pi wii i if jap pi il i y My Mv TN dt 1 j ji N MN y Nan mt yt iM Wy j ie ra l il at 4 Figura 6 Tela de captur
93. su rios autorizados a entrar assim como a remo o usuarios j registrados far o registro das entradas e sa das atrav s dos dados recebidos do sistema embarcado e armazenar esses dados em um log O cadastro de novos usu rios ser feito atrav s da aquisi o das digitais dos dedos polegar e indicador tanto da m o esquerda como da direita no sensor da esta o base al m da inser o de informa es como nome CPF e cargo dentro da empresa N o h fotos dos funcion rios no banco de dados 16 A entrada na sala consiste na an lise da impress o adquirida pelo sensor Habilita se a entrada ou n o de acordo com a compara o dos dados recebidos e dos presentes em um banco de digitais armazenado no sistema embarcado O usu rio recebe uma indica o se a entrada foi permitida ou n o atrav s de um sinal luminoso acendimento de um LED verde no caso de acesso permitido ou de um LED vermelho no caso de acesso negado No caso da sa da da sala um bot o ser pressionado e os dados trocados com a esta o base servir o apenas para registro de uma sa da e n o para autentica o do usu rio que deixou o ambiente uma vez que n o h controle do agente que acionou o bot o Os dados armazenados durante uma abertura por fora s o data e hora de entrada nome do funcion rio e seu ID no banco de dados As informa es armazenadas na abertura por dentro s o data e hora de sa da O software do celular ser desenvolvido
94. sultado 5 conex o estabelecida Envia informa es de login Aguarda resposta da esta o base timeout 15 s resultado 2 recebeu resposta EB e SE est o desconectados resultado 4 fechadura foi destrancada houve perda de pacote entre EB e SE resultado 3 usu rio inv lido Mostra mensagem no celular TT EB Esta o Base SE Sistema Embarcado O Figura 29 M quina de estados do aplicativo m vel 76 LTT HON 6sw S 04 Nosuun XO Bsu opiqe2e 432 OOO O A Jna oe WebesuEW eug Jenas oe we esuaw ewwa Mow epuenby eng opej29U02 OPe 2euo0 Ope Wequs ewaSIS JEM oe weGesusw erug EINPEWIS Juegsap EJed BjoIed ewwa O0 LOINOOS303S sw esje opejssu0s opejosuoIssp opesequis ewasis opea ouensn OGMYVANIOINWNSN sw opijgaui ouensn OPEUEQWS BUWA SIS O WOJ OBXBUOD BIYUSA Jejnj22 08 webesuew SUSI opesed i0 Jopvues uibo ep seg5euuojui e og isnbas naqaaaa PT OUENSN epee JOPIMBS O noui JOpeledo Jenie op oeSisinbas epienBy K JOP WSS O GDI JOpeJado o enb epuenBy JEIN BD GI Ojnpoyy Sopeysyaqeuinbeyy wys Figura 30 M quina de estados da esta o base para o recebimento de requisi o enviada pelo celular Tf 7 2 COMUNICAGAO ENTRE ESTA O BASE E SISTEMA EMBARCADO A comunica o entre a esta o base e o sistema embarcado foi feita util
95. ue estiver afastado Impacto reavaliado 3 m dio Probabilidade reavaliada 3 m dia Elaborado por Data Respostas inclu das Registros adicionais Gionatta M Mocellin 22 01 2013 na WBS Cronograma Verso ou Anexos Laura Wobeto Thayse M Solis Waldir Marin Neto 97 Projeto Trava com Abertura Biom trica ou Remota 1 Etapa Identifica o do Risco Denomina o do risco Altera es significativas nos requisitos N Identifica o 7 Descri o do risco Ap s definidos os requisitos se houverem mudan as o desempenho da equipe ser diretamente afetado 2 Etapa Avalia o do Risco Impacto S alto 4 m dio alto U3 m dio Li2 m dio baixo baixo Explique Ap s definidos os requisitos mudan as nos mesmos podem ocasionar atrasos dificuldades t cnicas e falta de material Probabilidade 5 alta 4 m dia alta 3 m dia 2 m dia baixa 11 baixa Explique N o h como prever exatamente qual a probabilidade de uma altera o nos requisitos mas ela deve ser evitada 3 Etapa Desenvolvimento da Resposta ao Risco Estrat gias e A es para eliminar ou reduzir este risco minimizar impacto e ou probabilidade Prevenir Procurar definir cautelosamente cada requisito refletindo suas consequ ncias em todo projeto Evitar que sejam inclu dos novos requisitos du
96. uxo Alternativo e A qualquer momento o operador cancela a opera o O Sistema desconsidera as informa es e encerra o caso de uso Regras de neg cio 1 Todos os campos s o opcionais 4 1 2 4 Caso de uso Consultar log Ator Principal Operador do software Descri o Executado quando se deseja consultar o log de entrada e sa da Fluxo B sico 1 Operador do software seleciona a op o de consulta do log no software 2 O sistema exibe a tela do log 4 1 2 5 Caso de uso Atualizar cadastro Ator Principal Operador do software Descri o Executado quando deseja se atualizar um cadastro Pr condi es e Usu rio cadastrado P s condi es e Cadastro atualizado Fluxo B sico 1 Operador do software seleciona a op o de atualiza o de cadastro no software O sistema exibe a tela para escolha do cadastro a ser atualizado O operador preenche as informa es O operador confirma estas informa es oh ar A 0 O Sistema confirma a atualiza o Fluxo Alternativo e A qualquer momento o operador cancela a opera o O Sistema desconsidera as informa es e encerra o caso de uso 39 4 1 2 6 Caso de uso Enviar dados Ator Principal Operador do software Descri o Executado quando opera o de cadastro e remo o de usu rio finalizada e consolidada Pr condi es e Usu rio cadastrado e Usu rio removido P s condi es e Cadastro atualizado no sistema embarcado Fluxo B
97. vamente a fechadura pode ser aberta a partir de um aplicativo m vel que se comunica com a esta o base Sendo idealizado como um sistema de seguran a toda a o realizada no sistema embarcado esta o base ou aplicativo m vel registrada para permitir posterior auditoria ABSTRACT Access control is a common concern in various environments There are many ways to implement this from simple locks to elaborate biometric systems The project described here is a lock controlled from an embedded system based both on fingerprint recognition and on commands from a remote device The system is divided in four modules embedded system which includes the lock itself communication system base station and mobile device The embedded system must be connected to the base station so the system can properly function Any user previously registered at the base station can open the door by putting their finger over the attached fingerprint sensor It is also possible that the lock is opened remotely from a mobile device which communicates to the base station The project intention is to function as a security system so all actions are logged and therefore it is possible to audit it LISTA DE FIGURAS Figura 1 Vis o geral do projeto cccscccceeecceeeeceeecceeeeceeeecseeeceeesseeeceeeeseeeesaes 17 Figura 2 Diagrama de casos de uso da esta o base 36 Figura 3 Diagrama de classes da esta o base
98. vamento via celular se a esta o base n o estiver operando ou n o possuir acesso internet N o ser poss vel o destravamento via celular se este n o possuir acesso Internet N o h comunica o direta entre o celular e a tranca 13 e Quando o destravamento ocorrer pelo celular nao sera realizada identifica o biometrica atrav s do sensor localizado do lado de fora da Sala e Durante o funcionamento do sistema os cabos de rede nao devem ser desconectados uma vez que a obten o dos endere os IP da esta o base e do sistema embarcado feita via DHCP e O n mero m ximo de usu rios que podem ser cadastrados para reconhecimento biom trico 40 uma vez que o sensor armazena no m ximo 160 impress es digitais Por decis o de projeto s o armazenadas 4 impress es digitais de 4 dedos diferentes para cada usu rio e O ID inicial para cadastro das impress es digitais de um usu rio na esta o base deve ser um n mero m ltiplo de quatro e menor que 157 e O ID de cada impress o digital unico e Usu rios s poder o ser cadastrados se o sensor biom trico foi localizado pelo software da esta o base e Usuarios s poder o ser removidos se houver conex o entre esta o base e sistema embarcado 1 5 TRABALHOS CORRELATOS O trabalho Projeto de uma trava el trica microprocessada 1 desenvolvido por J nior Freire Coelho e V nio da Maia faz o uso de um microcontrolador PIC para dese

Trava com Abertura por Identificação Biométrica ou

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