КАРТОЧКА БИОМЕТРИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПО УЧЕТУ РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ

Полезная модель относится к устройствам с биометрической идентификацией личности, в частности, к карточке биометрической идентификации, в которую встроен сканер отпечатков пальцев, обеспечивающий идентификацию личности в реальном времени, и может быть использована для учета рабочего времени работников, исполняющих свои должностные обязанности без привязки к рабочему месту, например, на строительных площадках.
В строительной отрасли существует проблема обеспечения достоверности учета рабочего времени каждого работника и учета численности работников, находящихся на удаленных строительных объектах, что обусловлено спецификой деятельности: работа производится вахтовым методом, в ночное время, во вредных и опасных условиях труда и т.д. Зачастую работники для выполнения своей работы ездят от объекта к объекту, что затрудняет осуществление контроля за их присутствием на рабочем месте. В настоящее время широкое распространение получили системы учета рабочего времени на основе биометрической идентификации личности, способные обеспечить надежный контроль доступа на стройплощадки и повысить уровень безопасности на объектах.
Известна система учета рабочего времени (патент на полезную модель RU №51430, МПК G06K 9/00, 10.02.2006), которая состоит из терминала, содержащего считыватель и контроллер, соединенный с блоком светозвуковой индикации, сетевого адаптера, исполнительного устройства, связанного с контроллером и объектом управления, и сервера, соединенного с сетевым адаптером. При этом считыватель выполнен оптоэлектронным, а в систему дополнительно введен блок обработки дактилоскопической информации, соединенный со считывателем и контроллером. Сетевой адаптер встроен в блок обработки дактилоскопической информации и подключен к серверу с помощью высокоскоростного интерфейса. Контроллер дополнительно снабжен кнопками запроса на «вход» и «выход» и связан с исполнительным устройством релейного типа по выделенному цифровому каналу. В памяти блока обработки дактилоскопической информации с помощью программных средств сформирован буфер событий с неограниченным объемом. Для визуального мониторинга зон контроля в систему учета рабочего времени дополнительно введена видеокамера, соединенная с блоком обработки дактилоскопической информации цифровой или аналоговой связью.
Основным недостатком такой системы является то, что она предназначена для регистрации времени прихода и ухода каждого сотрудника и не позволяет отслеживать перемещение сотрудников по объекту. Существенным недостатком такой системы является стационарное расположение терминала по учету рабочего времени работников, который малоэффективен для строительных площадок, не имеющих единой входной группы.
Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство биометрической идентификации карточного типа (патент на изобретение US №7424134, МПК G06K 9/00, 09.09.2008), которое включает в себя биометрический сканер отпечатков пальцев, модуль управления, беспроводной приемопередатчик, аккумуляторную батарею, разъем, дисплей, кнопку питания. При этом модуль управления включает в себя первый процессор, второй процессор, третий процессор и блок управления питанием. Первый процессор обычно может включать в себя первое запоминающее устройство, а второй процессор может обычно включать в себя второе запоминающее устройство для хранения данных. Аккумуляторная батарея предназначена для питания модуля управления, биометрического сканера и беспроводного приемопередатчика. Беспроводной приемопередатчик предназначен для вывода персональных данных на сервер, включающий в себя основной сервер и клиентский компьютер. Кроме того, длина и ширина устройства биометрической идентификации карточного типа может быть полностью идентична размеру (85 мм × 55 мм) типичной кредитной карты.
Основным недостатком прототипа является отсутствие возможности определения местоположения данного устройства в реальном времени и подачи сигнала о необходимости экстренной помощи, сигнал SOS. Существенным недостатком является то, что модуль управления непосредственно выводит персональные данные и код, которые должны быть идентифицированы, на сервер через беспроводной приемопередатчик, при котором существует вероятность перехвата информации.
Задачей полезной модели является повышение достоверности информации об использовании сотрудниками рабочего времени путем определения его местоположения на контролируемом периметре, осуществление беспроводного контроля каждого сотрудника в реальном времени с заданной периодичностью путем идентификации пользователя по отпечатку пальца. Кроме того, важной задачей, поставленной при разработке заявляемой полезной модели, является соблюдение техники безопасности и охраны труда на контролируемом объекте путем сигнализирования сотрудника о нахождении в зонах, где запрещено находиться.
Технический результат достигается тем, что в карточку биометрической идентификации по учету рабочего времени, включающая биометрический сканер отпечатков пальцев, блок обработки дактилоскопической информации, модуль управления, беспроводной приемопередатчик, выполненный с возможностью передачи информации на сервер, дисплей, аккумуляторную батарею, блок управления питанием и кнопку питания, согласно настоящей полезной модели, введены датчик спутниковой навигации, выполненный с возможностью получения данных геолокации, и датчик акселерометра, выполненный с возможностью измерения своего положения в пространстве и расстояния перемещения, подключенные к входам-выходам модуля управления, один из входов-выходов которого соединен с беспроводным приемопередатчиком, кроме того, к входам-выходам модуля управления подключены аккумуляторная батарея и блок управления питанием, при этом дисплей подключен к выходу модуля управления, выход биометрического сканера отпечатков пальцев соединен со входом блока обработки дактилоскопической информации, а аккумуляторная батарея соединена с блоком управления питанием, при этом карточка биометрической идентификации дополнительно содержит звукоизлучатель, выполненный с возможностью сигнализирования пользователя, и модуль бесконтактного взаимодействия, выполненный с возможностью считывания и записи биометрических данных пользователя через мобильный терминал, причем модуль бесконтактного взаимодействия соединен с блоком обработки дактилоскопической информации через входы-выходы упомянутого модуля управления, один из выходов которого подключен к звукоизлучателю. Звукоизлучатель выполнен в виде пьезоэлектрического излучателя.
Таким образом, технический результат достигается за счет размещения в карточке дополнительных датчиков, реализующие основные возможности по осуществлению удаленного мониторинга на сервере (ЭВМ) за перемещением пользователя карточки на контролируемом объекте и сигнализированию пользователя карточки о нахождении его в опасной зоне.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан внешний вид карточки биометрической идентификации по учету рабочего времени, а на фиг. 2 показана блок-схема карточки биометрической идентификации по учету рабочего времени.
На фиг. 1-2 цифрами обозначены: 1 - карточка биометрической идентификации; 2 - технологическое отверстие под петлю; 3 - кнопка питания; 4 - дисплей; 5 - биометрический сканер отпечатков пальцев; 6 - блок обработки дактилоскопической информации; 7 - модуль управления; 8 - беспроводной приемопередатчик; 9 - сервер (ЭВМ); 10 - аккумуляторная батарея; 11 - блок управления питанием; 12 - датчик спутниковой навигации; 13 - датчик акселерометра; 14 - модуль бесконтактного взаимодействия; 15 - мобильный терминал; 16 - звукоизлучатель.
Карточка биометрической идентификации 1 по учету рабочего времени включает в себя биометрический сканер отпечатков пальцев 5, блок обработки дактилоскопической информации 6, модуль управления 7, беспроводной приемопередатчик 8, выполненный с возможностью передачи информации на сервер 9, дисплей 4, аккумуляторную батарею 10, блок управления питанием 11 и кнопку питания 3.
Отличием предлагаемой карточки биометрической идентификации 1 является то, что в нее введены датчик спутниковой навигации 12, выполненный с возможностью получения данных геолокации, и датчик акселерометра 13, выполненный с возможностью измерения своего положения в пространстве и расстояния перемещения. Датчики 12 и 13 подключены к входам-выходам модуля управления 7, один из входов-выходов которого соединен с беспроводным приемопередатчиком 8. К входам-выходам модуля управления 7 подключены аккумуляторная батарея 10 и блок управления питанием 11, при этом дисплей 4 подключен к выходу модуля управления 7. Выход биометрического сканера отпечатков пальцев 5 соединен со входом блока обработки дактилоскопической информации 6, а аккумуляторная батарея 10 соединена с блоком управления питанием 11.
При этом карточка биометрической идентификации 1 дополнительно содержит звукоизлучатель 16, выполненный с возможностью сигнализирования пользователя, и модуль бесконтактного взаимодействия 14, выполненный с возможностью считывания и записи биометрических данных пользователя через мобильный терминал 15, причем модуль бесконтактного взаимодействия 14 соединен с блоком обработки дактилоскопической информации 6 через входы-выходы упомянутого модуля управления 7, один из выходов которого подключен к звукоизлучателю 16. Звукоизлучатель 16 выполнен в виде пьезоэлектрического излучателя.
Корпус карточки биометрической идентификации 1 выполнен из полиуретаного пластика типа Smooth-Cast 305 и имеет следующие габаритные размеры 106×67×16 мм. В корпусе предусмотрены технологические отверстия (как показано на фиг. 1) под биометрический сканер отпечатков пальцев 5, выполненный по технологии полупроводникового емкостного сканера с размером 16×16 мм, под дисплей 4, выполненный по технологии OLED экрана с размером 15,5×11,6 мм, под кнопку питания 3, предназначенная для включения и выключения питания, и под петлю 2 для удобства ношения.
Таким образом, к входам-выходам (как показано стрелками ↓ на фиг. 2) модуля управления 7 подключены следующие элементы схемы: блок обработки дактилоскопической информации 6, беспроводной приемопередатчик 8, аккумуляторная батарея 10, блок управления питанием 11, датчик спутниковой навигации 12, датчик акселерометра 13 и модуль бесконтактного взаимодействия 14. При этом дисплей 4 и звукоизлучатель 16 подключены к выходам (как показано стрелками I на фиг. 2) модуля управления 7. Предлагаемая карточка биометрической идентификации по учету рабочего времени работает следующим образом.
Принцип работы карточки 1 основан на биометрической идентификации сотрудника. Приходя на работу, каждому сотруднику необходимо включить свою карточку биометрической идентификации 1 путем нажатия на кнопку питания 3 и пройти идентификацию личности путем приложения своего пальца к биометрическому сканеру отпечатков пальцев 5. В данном случае при приложении пальца к емкостному сканеру 5 между каждым чувствительным элементом и выступом-впадиной папиллярного узора образуется емкость, величина которой определяется расстоянием между рельефной поверхностью пальца и элементом. Матрица этих емкостей преобразуется в изображение отпечатка пальца. Данные полученные от сканера 5 поступают в блок обработки дактилоскопической информации 6 типа микросхемы QS808, в котором эти данные подвергаются обработке и сравнению идентифицируемых биометрических данных с авторизованными биометрическими данными.
Авторизованные биометрические данные записаны и хранятся на внутренней памяти типа EEPROM модуля бесконтактного взаимодействия 14. Считывание данных с внутренней памяти модуля 14 осуществляется по запросу блока обработки 6 через входы-выходы модуля управления 7, представляющий собой микроконтроллер типа STM32L4x2CxU6. Микроконтроллер может включать в себя несколько портов ввода-вывода, где каждый порт это некоторый именованный набор из 16-ти (как правило) ног контроллера, каждая из которых может работать в режиме: входа и выхода. Когда нога контроллера настроена на выход - к ней можно подключить любой потребитель, в данном случаи подключен дисплей 4 и звукоизлучатель 16, выполненный в виде пьезоэлектрического излучателя HPS13C.
В отличие от прототипа (US №7424134) блок обработки 6 не передает никаких данных об отпечатке пальца на внешние устройства, кроме данных о результате выполнения операции. При успешной идентификации на дисплее 4 появляется изображение в виде символа галочки (v). Если на дисплее 4 появляется изображение в виде символа крестика (х), то необходимо процедуру идентификации повторить заново.
В случаи успешной идентификации блок обработки 6 разрешает модулю управления 7 отправить информацию на сервер (ЭВМ) 9 через беспроводной приемопередатчик 8 об успешной идентификации. На сервере 9 фиксируется дата и время прихода или ухода сотрудника.
Для осуществления периодического контроля сотрудников в течение рабочего дня, например, через каждые 2 часа, предусмотрена функция сигнализирования пользователя карточки 1 о необходимости осуществления идентификации личности через сканирование отпечатка пальца. В этом случае сервер 9 инициализирует запрос на модуль управления 7 карточки 1 через беспроводной приемопередатчик 8, который выполнен в виде приемопередатчика типа Semtech SX1276, использующий энергоэффективный сетевой протокол LoRaWAN. При этом модуль управления 7 карточки 1 одновременно производит подачу видеосигнала на дисплей 4 и звукового сигнала на звукоизлучатель 16, тем самым сигнализируя пользователя о необходимости осуществления идентификации личности. Сама процедура идентификации осуществляется аналогично представленному описанию выше.
Для определения местоположения пользователя карточки 1 на контролируемом периметре (объекте) используется встроенный в карточку 1 датчик спутниковой навигации 12, выполненный в виде миниатюрного GPS/ГЛОНАСС приемника на базе чипсета МТЗЗЗЗ. Таким образом, датчик спутниковой навигации 12 осуществляет прием сигналов с ближайших спутников, записывает время приемки каждого сигнала и его содержание передается на модуль управления 7 в текстовом формате типа NMEA. Модуль управления 7 осуществляет обработку полученных данных и оправку их в требуемом формате на сервер (ЭВМ) 9 через беспроводной приемопередатчик 8. Сервер 9 принимает полученные данные и сохраняет их в базе данных. Установленное программное обеспечение на сервере 9 позволяет в реальном времени обрабатывать сохраненную информацию, формировать маршруты передвижения сотрудников на карте, строить различные отчеты об эффективности использования сотрудником своего рабочего времени. Отдельно необходимо отметить возможности осуществления мониторинга на опасных предприятиях, где может возникнуть внештатная ситуация, например, в случае пожара отдел охраны труда может оперативно увидеть, сколько человек находится на производстве и сколько уже покинуло опасную зону.
Для своевременного выявления несчастных случаев на производстве используется встроенный в карточку 1 датчик акселерометра 13 типа LIS3DH, способный измерять ускорение или вибрацию в одном или одновременно двух и трех направлениях. Акселерометр, установленный в карточке 1 пользователя, позволяет определять его положение и ускорение, с которым объект движется. При этом появление ускорения может быть также обусловлено внешними воздействиями на объект - изменением положения, ударами, встряхиваниями, любыми неоднородностями движения объекта или выводом его из состояния равновесия. Данные значения смещений подвергаются измерению и преобразуются в аналоговые или цифровые выходные сигналы, которые обрабатываются модулем управления 7 и передаются на сервер (ЭВМ) 9 через беспроводной приемопередатчик 8. В случае фиксирования на сервере 9 нетипичных для человека параметров ускорения или обездвиживания пользователя карточки 1 посылается запрос на модуль управления 7 карточки 1 для осуществления идентификации личности через сканирование отпечатка пальца, чтобы исключить вероятность того, что работник просто заснул на работе. При игнорировании пользователем карточки 1 звукового сигнала о необходимости осуществления идентификации личности принимается решение об оказании ему помощи. Также предусмотрена возможность самостоятельного осуществления подачи сигнала SOS на сервере 9 в случае получения травмы на рабочем месте, чтобы вызвать помощь. Для этого пользователю карточки 1 необходимо нажать 5 раз подряд на кнопку питания 3, при котором активируется команда SOS.
Модуль бесконтактного взаимодействия 14 представляет собой RFID-передатчик со встроенным в него памятью типа EEPROM, в котором хранятся авторизованные биометрические данные, записанные с помощью мобильного терминала 15, представляющей собой смартфон со встроенным NFC (Near field communication, переводится как: «коммуникация ближнего поля») модулем. При этом запись и считывание авторизованных биометрических данных через модуль 14 осуществляется на расстоянии до 20 см, что в отличие от прототипа (US №7424134) существенно снижает вероятность перехвата информации. Так же существует возможность использования карточки пользователя в качестве электронного паспорта, путем считывания авторизованных биометрических данных пользователя с помощью различных мобильных или стационарных терминалов 15 со встроенными в них NFC модулями.
Автономность работы карточки биометрической идентификации 1 обеспечивается за счет встроенной в нее аккумуляторной батареи 10 типа ROBITON LP503759 на 1200 мАч. Для осуществления подзарядки аккумуляторной батареи 10 от внешнего источника питания (не показано на фиг. 1-2) используется блок управления питанием 11 типа LTC3553EUD#PBF.