Построение open source системы обработки биометрических данных

Аннотация. В статье рассматривается разработка open source системы обработки биометрической информации. И описываются примеры интеграции системы с существующими системами контроля учёта доступа. В настоящий момент нет определённого стандарта описывающего методы взаимодействия периферийных устройств с центральным узлом. Таким образом, в полной мере реализовать интеграцию с существующими СКУД позволит только open source система.

Аbstract. The article discusses the development of open source biometric information processing system. And examples of integrating the system with existing access control systems. At the moment, there is no specific standard describing the methods of interaction of peripheral devices with the central node. Thus, to fully implement the integration with existing access control systems will allow only open source system.

Ключевые слова: биометрические данные, open source, интеграция, совместный доступ. 

Введение. В существующих системах обработки биометрической информации наблюдаются следующие недостатки: отсутствие поддержки открытого стека протоколов, невозможность интеграции с периферией широкого числа вендоров, ограниченная свобода в адаптации программных параметров, невозможность прямого изменения программного кода под нужды клиента. При таком наборе недостатков возникают трудности при интеграции биометрических сенсоров в существующие сети Enterprise сегмента. Описываемое ниже приспособление позволяет устранить вышеперечисленные недостатки, при этом сохранив относительную дешевизну. Этим обусловлена научная новизна устройства, представленного в статье. В работе исследуется электронная схема, которая позволит устранить недостаток обусловленный закрытым стеком протоколов и низкой степенью интеграции с существующими сетями.

Данный способ борьбы с проблемой, основанный на внесении изменений в конструкцию, предлагается выполнить по схеме эксперимента, приведенной на рисунке 1.

Рисунок 1.  Схема конечного устройства обнаружения

На рисунке 1 представлена схема предлагаемого устройства.

Из рисунка 1 видно, что оно включает МК, логику, генератор для МК, датчик отпечатков пальцев, подключение к ПК по средствам UART.

Рисунок 2 . Блок схема подключения биометрического сканера к сетевой инфраструктуре.

На рисунке 2 представлена блок схема подключения аппаратной части (сервер включает в себя аппаратный сканер отпечатков пальцев и оболочку интерпретатор, написанный на Java – для высокоуровневого взаимодействия с MySQL базами данных)

В статье рассматривается возможность удалённого мониторинга активности людей, на основании биометрических данных. А так же интеграция с существующими СУКД по средствам UART или UDP/IP[5] стеков.

Контроль работы устройства выполняется монитором последовательного порта. Общие характеристики: использование специального протокола для пересылки информации с контроллера на сервер. С возможностью отображения детализированной информации в реальном времени. Поддержка анимации в главном меню. Аналоговое и цифровое представление информации.

Рисунок 3. Поток анализируемой информации

На рисунке 3 представлен поток служебной информации, от аппаратной части в сторону Front End. Форма предоставления данных представляет собой фиксированное разделение по слотам информационных сегментов, разделённых специальным символом “|”.

Шаблон обработки информации на Front End: |Fingerprint ID|PIR|Gyro Z axis|Gyro Y axis|.

Где:

Первый слот Fingerprint ID == индекс отпечатка пальца, полученный после сканирования.

Второй слот PIR == Boolean переменная, принимающая значения true/false. Которая позволяет избежать срабатывания от ложного муляжа с имитацией отпечатка пальца.

Третий слот Gyro Z axis == значения положения в пространстве по оси X, от электронного 3-х осевого гироскопа. Позволяет заблокировать систему, в случае физического проникновения злоумышленника к сенсорам.

Четвертый слот Gyro Y axis == значения положения в пространстве по оси Y, от электронного 3-х осевого гироскопа. Так же позволяет заблокировать систему, в случае физического проникновения злоумышленника к сенсорам.

Рисунок 4. Графическая форма представления информации

Для организации user friendly interface, в данную систему интегрирован графический модуль. Причём исходный код модуля открыт, что отвечает требованиям разработки open source системы. Таким образом достигается высокая степень интегрируемости системы с уже существующими платформами. На данном GUI есть возможность отображения в реальном времени данных об аутентификации и авторизации. А так же, для повышения надёжности и защищённости системы – проверка наличия инфракрасного излучения во время сканирования. В целях защиты от доступа по муляжам отпечатков пальцев. Так же в графической форме представлены данные о пространственном положении считывающего устройства.

Выводы:

В ходе реализации эксперимента было установлено, что использование предложенной схемы увеличивает степень интеграции системы к уже существующим сетям, не имеющим биометрических датчиков. А так же широкие возможности адаптации к конкретным требованиям заказчика. Так же в силу использования дополнительных датчиков, таких как инфракрасный сканер – достигается повышенная надёжность системы.

Список литературы:

1. http://fritzing.org/projects/motion-alarm-w-fingerprint-sensor
2. http://digitrode.ru/computing-devices/mcu_cpu/1238-arduino-i-skaner-otpechatkov-palcev.html
3. Улли Соммер; Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino.
4. Теро Карвинен, Киммо Карвинен, Вилле Валтокари; Проекты сенсорных устройств на базе Arduino и Raspbery Pi.
5. RFC768 – User Datagram Protocol