Дипломная работа: Система контроля доступа мобильных пользователей на основе технологии Bluetooth

Теоретически в особо продвинутых бизнес-центрах система контроля доступа также может быть большой, multi-tenant, то есть централизованной, но управляться в пределах отдельных помещений собственниками этих помещений. На практике такие функции встречались только у очень дорогих импортных систем, которые встречались вовсе не в бизнес-центрах.

Существенной функцией СКУД в бизнес-центре (основной системы - на центральной проходной) является автоматизированная система заказа пропусков для посетителей. Решения бывают самые разнообразные - начиная от полностью автоматизированного заказа через Интернет с использованием цифровой подписи, и заканчивая обычными письмами по электронной почте, вручную обрабатываемыми в бюро пропусков. Любой из вариантов вполне приемлем, намного лучше, чем беготня секретарш с бумажками или попытки по телефону продиктовать фамилию охраннику. В конце концов, общее число посетителей в бизнес-центре (ко всем арендаторам) столь велико, что нет смысла ужесточать защиту до такой степени, что даже шпионы, способные подделать обратный адрес электронной почты, не смогут пройти в здание.

Еще одной особенностью охранной системы бизнес-центра является следствие из того же факта, что пользователи (арендаторы) и владелец здания - разные организации. Владелец заинтересован в экономии средств на жизнеобеспечение (освещение, кондиционирование, отопление, вентиляция, водоснабжение), в то время как арендаторам, как правило, до этого нет дела.

Потому управляющая компания бизнес-центра, как правило, по косвенным признакам управляет, например, отоплением. Одним из самых надежных источников данных является именно охранная система. Если все помещения одного крыла здания сданы под охрану, в них можно отключить вентиляцию и, соответственно, снизить расход энергии на отопление. Честно говоря, в большинстве случаев это делается вручную. Чаще всего - совсем по-простецки: в 19-00 вентиляция отключается, в 9-00 включается. Иногда (в более престижных зданиях) алгоритм сложнее.

Таким образом, даже если собственно автоматическая интеграция (типа «умный дом») и не реализуется, все равно данные от охранной системы (или СКУД) исключительно важны для тех, кто желает сэкономить, но не обидеть арендаторов.

Помимо экономии, автоматическое управление освещением просто производит благоприятное впечатление. Наконец, автоматическая интеграция охранных систем с системами жизнеобеспечения позволяет повысить техническую (технологическую) безопасность здания. Снижение давления в водопроводе в нерабочие часы, контроль расхода энергии в отсутствие людей - позволяют предотвратить нежелательные последствия от плохо закрытого крана или забытого включенного чайника. Несущественные мелочи пока вокруг много людей, могут стать источником больших неприятностей, если их никто не видит.

2. Обзор технологии J2ME

Java - это полноценный язык программирования, который был создан в 1995 году. Компания Sun, разработавшая его, создавала язык под влиянием С++. Это было сделано специально, С++ изначально структурирован и разработан программистами, кроме того разработчики могут легко переключиться с этого языка на яву. Основным отличиями явы являются мобильность программного кода и защита от вредоносных программ. В то время как программа, написанная на С++, в конечном счете компилируется в машинный код и исполняется только на той операционной системе, под которую была скомпилирована, программа на яве представляет собой байт-код, который можно выполнить под любой системой, если на ней есть виртуальная ява-машина. Исполнение программы ява-машиной также гарантирует предотвращение вредоносных действий. Кроме того, сам язык построен так, что программист не может сам управлять памятью. Сейчас существует три платформы явы:

 Java 2 Standart Edition (J2SE), предназначенная для обычных PC

 Java 2 Enterprise Edition, разработанная для серверов

 Java 2 Micro Edition, используемая на мобильных устройствах

Java Virtual Machine (Виртуальная ява-машина). Это программа, которая пишется под каждую конкретную операционную систему. Ее цель - исполнение байт-кода ява. Таким образом, если на ОС стоит ява-машина, на ней можно запускать программы на яве, причем выполняться они будут совершенно одинаково на любой машине. Это называется кроссплатформенность. Не нужно писать и адаптировать код программы под различные ОС, программа создается один раз - это одно из важных преимуществ ява.

Мидлет - это разновидность программы на яве, которая предназначена для мобильных устройств. Отличие такой программы состоит в том, что в ней нет определенной точки входа (стартовой точки), а есть несколько методов, которые вызываются AMS (Application Management Software - системой управления программами телефона). Другими разновидностями обычной программы являются апплет (для веб-страниц) и сервлет (предназначен для серверов).

Java 2 Micro Edition - подмножество технологий фирмы Sun Microsystems, основанное на концепции Java-платформы и предназначенное для выполнения приложений, написанных на языке Java, на устройствах бытовой электроники, например мобильных телефонах, пейджерах, смарт-картах, органайзерах, миникомпьютерах. Отличительной особенностью этих устройств является ограниченная вычислительная мощность, небольшой объем памяти, малый размер дисплея, питание от портативной батареи, а также низкоскоростные и недостаточно надежные коммуникационные возможности. Типичный современный мобильный телефон содержит внутри 32-разрядный RISC-процессор с тактовой частотой 50 МГц, имеет объем оперативной памяти около 4 Мбайт, цветной дисплей размером 4 дюйма и оснащен возможностью GPRS-соединения с интернетом со скоростью максимум 172 кбит/с (которое при этом фундаментально ненадежно, скорость передачи данных может неожиданно упасть или соединение может быть вообще полностью потеряно). Основой J2ME является виртуальная машина, способная исполнять байт-код языка Java.

J2ME специфицирует две базовые конфигурации, которые определяют требования к виртуальной машине (иначе говоря, определяют подмножество стандартного языка Java, которое виртуальная машина способна выполнять), а также минимальный набор базовых классов. В настоящее время в J2ME имеется две конфигурации: CLDC (Connected Limited Device Configuration - конфигурация устройства с ограниченными коммуникационными возможностями) и CDC (Connected Device Configuration - конфигурация устройства с нормальными коммуникационными возможностями).

J2ME также определяет несколько так называемых профилей (profiles), которые дополняют и расширяют упомянутые выше конфигурации, в частности определяют модель приложения (программы на языке Java, совместимой с конкретным профилем), возможности графического интерфейса (то есть отображения информации на дисплее устройства и способы получения команд от пользователя), включая коммуникационные функции (например, доступ к интернету) и пр.

В настоящее время самой распространенной конфигурацией является CLDC, для которой разработан профиль MIDP (Mobile Information Device Profile - профиль для мобильного устройства с информационными функциями). MIDP определяет понятие мидлета (MIDlet) - компактного приложения на языке Java, имеющего небольшой размер, что делает его пригодным для передачи по сети и установке на мобильном устройстве. Другим популярным профилем для J2ME/CLDC является DoJa, разработанный фирмой NTT DoCoMo для ее собственного сервиса iMode. iMode весьма распространен в Японии и в меньшей степени в Европе и на Дальнем Востоке.

Конфигурация CLDC успешно используется в большинстве современных мобильных телефонов и портативных органайзеров. По данным компании Sun Microsystems к концу 2004 года в мире было выпущено более 570 миллионов мобильных устройств с поддержкой этой конфигурации Java. Это делает J2ME доминирующей технологией Java в мире. Объемы производства мобильных телефонов значительно превышают количество других компьютерных устройств, способных исполнять приложения на Java (например, персональных компьютеров).

2.1 Java API for Bluetooth

Системные требования

Все низкоуровневые реализации Blutooth должны удовлетворять набору требований, который сводится к поддержке ряда стандартных профилей и протоколов.

Таблица 3.1

Кроме того, Bluetooth устройства должны поддерживать так называемый Bluetooth Control Center (BCC), который позволяет проводить настройку локальных параметров Bluetooth устройства. BCC не является частью Bluetooth Java API, но Bluetooth Java API использует его для установки рабочего уровня и настройки параметров безопасности.

Организация и пакеты

Java API for Bluetooth представляет собой дополнительный пакет для Java Community Process (JSR-82). Этот дополнительный пакет предоставляет разработчику общий API для работы с Bluetooth. На следующем рисунке показано отношение между Java API for Bluetooth и платформой J2ME, использующей Mobile Information Device Profile (MIDP) и Connected Limited Device Configuration (CLDC).

Рисунок 3.1 Отношение между Java API for Bluetooth и платформой J2ME

Как видите, внизу у нас расположились hardware, operating system и Bluetooth stack; выше находятся конфигурация (в нашем случае это CLDC) и профиль (MIDP), а также дополнительные пакеты. В самом верху располагается собственно MIDP приложение (MIDlet).

Таблица 3.2

В рамках Java APIs for Bluetooth определяется новый протокол соединения для GCF и Object Exchange (OBEX) API на основе спецификации IrDA Data Association.

Анатомия MIDlet-ов, использующих JSR 82

На следующем рисунке показаны все интерфейсы и классы, которые можно использовать в JSR-82 мидлете.

Рисунок 3.2 Классы и интерфейсы JSR 82

2.2 Использование Java APIs for Bluetooth

Использование Java APIs for Bluetooth состоит из нескольких отдельных этапов:

-   Инициализация Bluetooth стека.

-   Поиск устройств.

-   Поиск сервисов.

-   Открытие соединения.

-   Закрытие соединения.

-   Ожидание соединения.

-   Инициализация соединения.

-   Выполнение операций ввода-вывода.

На приведенном ниже рисунке схемотично показано приложение, использующее Bluetooth.

Рисунок 3.3 Жизненный цикл Bluetooth-приложения

Bluetooth Control Center

Инициализация Bluetooth, как правило, влечет за собой установку параметров. В частности необходимо задать имя устройства, настройки безопасности, включить или выключить Bluetooth радио канал. Все это можно сделать с помощью Bluetooth Control Center (BCC), который представляет собой набор панелей управления, которые являются основным механизмом управления параметрами Bluetooth устройства.

С помощью Bluetooth Control Center Вы можете задать несколько дополнительных настроек, в частности имя, которое будут видеть другие устройства, или режим доступности другим устройствам. Вы также можете выполнить поиск других Bluetooth устройств, задать условия соединения, соединиться и отключиться от устройства.

Регистрация сервиса

Все необходимые действия по регистрации сервиса берет на себя Java Bluetooth API. Вызов метода Connector.open() автоматически задает сервисную запись. Затем вызывается метод StreamConnectionNotifier.acceptAndOpen() или L2CAPConnetionNotifier.acceptAndOpen(), который добавляет ее в Service Discovery Database (SDDB). С этого момента устройство может подключаться к другим устройствам и отвечать на попытки подключений клиентов.

Обзор Device и Service Discovery API

Процесс поиска доступных по Bluetooth устройств и сервисов является, пожалуй, наиболее сложной частью Java APIs for Bluetooth. API для поиска устройств включает в себя класс DiscoverAgent и интерфейсы DiscoveryListener, RemoteDevice, ServiceRecord.

MIDlet

JSR-82 совместимый мидлет использует DiscoveryAgent, который предоставляет методы, позволяющие осуществлять поиск устройств и сервисов. Мидлет должен использовать интерфейс DiscoveryListener, для того чтобы узнать о найденном устройстве. Чтобы получить DiscoveryAgent устройства, необходимо вызвать метод LocalDevice.getDiscoveryAgent().

Мидлет начинает фазу поиска с вызова метода DiscoveryAgent.startInquiry(), который переводит устройство в режим "запроса". Как только устройство или сервис будут найдены, DiscoveryAgent уведомит об этом мидлет, вызвав callback методы deviceDiscovered() и servicesDiscovered(). Поскольку выполнение запросов требует времени, перед инициализацией режима запроса, мидлет обычно вызывает методы retrieveDevices() и searchServices() класса DiscoveryAgent, чтобы произвести поиск в локальногм кэше обнаруженных ранее устройств и сервисов. На следующей диаграмме показана последовательность действий при поиске.

3. Технология беспроводной связи Bluetooth

Bluetooth (англ. синий зуб) — производственная спецификация беспроводных персональных сетей (PAN).

Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как карманные и обычные персональные компьютеры, мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты и наушники на надёжной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи. Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе до 10 - 100 метров друг от друга (дальность очень зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.

Таблица 4.1

Таблица 4.2

Эта спецификация была разработана компанией Ericsson, позднее оформлена группой Bluetooth Special Interest Group (SIG).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8