Электронная метка

Полезная модель относится к техническим средствам для охраны и контроля различных объектов с целью регистрации персонала, обслуживающего объекты при контрольных обходах, а также регистрации несанкционированного отпирания замков на объектах посторонними лицами, при нештатных ситуациях  и т.п.
Известна система идентификации субъекта на обслуживаемом объекте, включающая интеллектуальный ключ и устройство санкционирования доступа, в котором устройство санкционирования доступа выполнено в виде идентификатора, содержащего встроенную микросхему с индивидуальным кодом, а интеллектуальный ключ выполнен на базе GSM-модема с SIM-картой и индивидуальным номером, содержит считыватель информации - микроконтроллер, приемопередатчик и светодиод, при этом интеллектуальный ключ на входе имеет прямую и обратную связи с идентификатором, закрепленным на объекте, а на выходе через канал мобильной связи - с диспетчерским центром, причем микроконтроллер интеллектуального ключа выполнен с возможностью считывания индивидуального кода идентификатора, передачи указанного кода и индивидуального номера SIM-карты в виде контрольной кодовой информации в диспетчерский центр, принимающий решения о достоверности полученной информации и посылающий через приемопередатчик сигнал на светодиод интеллектуального ключа (патент на полезную модель РФ № 79915, опубл. 20.01.2009).
Известен электронный модуль бесконтактной идентификации, содержащий подложку для монтажа микросхемы, которая выполнена с возможностью подсоединения к антенне, полностью расположенной на подложке и содержащей витки катушки, выполненные на плоскости подложки, микросхема и антенна расположены на противоположных сторонах подложки, контактные клеммы антенны подсоединены к выводам микросхемы через каналы, проделанные в подложке, где внутренний вывод катушки является одним из монтажных выводов микросхемы, второй монтажный вывод является продолжением внешнего вывода катушки, который размещен на гибком лепестке подложки и соединен с монтажным выводом через отверстия в подложке, загиб лепестка выполнен с радиусом перегиба не менее толщины вывода (патент на изобретение РФ № 2286600, опубл. 27.10.2006).
В результате патентных исследований выявлены следующие технические решения в данной области техники: FR 2738436, WO/2014/148272, US 20090273443, CA 2924381.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является носитель информации на основе flash-памяти с расширенным набором функций информационной безопасности, содержащий в своем составе энергонезависимую память, средства управления на основе цифровой кнопочной клавиатуры, средства индикации в виде трехцветного светодиода, который сигнализирует о текущем состоянии портативного носителя данных, микроконтроллер, реализующий функции взаимодействия с внешними устройствами по интерфейсу USB и шифрование сохраняемой на несущем данные цифровом запоминающем устройстве информации, микроконтроллер управления, выполняющий функцию аутентификации пользователя, разъем USB, предназначенный для подключения портативного носителя к внешним устройствам, внутренний источник автономного питания, и характеризующийся тем, что он имеет встроенный механизм контроля и управления доступом и аппаратный модуль криптографической защиты данных, при этом основной контроллер соединен с разъемом USB, энергонезависимой памятью и микроконтроллером управления, органы управления (цифровая кнопочная клавиатура и средства индикации) и источник питания подключены к микроконтроллеру управления (патент на полезную модель РФ № 150868, опубл. 27.02.2015).
Недостатком данного устройства является недостаточно высокая надежность работы, особенно для удаленных объектов охраны. Необходимость использования встроенного источника питания создает высокий риск отключения питания извне, что выводит известное устройство из эксплуатации. Удаленность объекта охраны приводит также к высоким трудо- и материальным затратам на подведение кабелей для электропитания объекта охраны, а также требуют повышенных затрат на техническое обслуживание электропитания удаленного объекта охраны.
Техническая проблема – обеспечение возможности надежной работы с удалёнными объектами.
Технический результат – расширение арсенала эффективных средств для контроля и охраны различных, преимущественно удаленных объектов.
Эффективность заявляемых средств контроля и охраны объектов обеспечивается повышением надежности устройства за счет исключения возможности несанкционированного отключения от внешних источников питания за счет исключения зависимости от стационарных внешних источников питания и аккумуляторных батарей при одновременном сокращении трудо- и материальных затрат на обслуживание удаленных объектов охраны.
Заявленный технический результат достигается тем, что заявляется электронная метка, содержащая блок управления с программируемым микроконтроллером, один выход которого соединен с электропроводящим разъемом, предназначенным для подключения внешнего электронного ключа со встроенным источником питания, второй выход соединен с органами управления и средством индикации, при этом дополнительно содержит накопитель энергии, выход с которого соединен с входом блока управления, и радиомодуль, выполненный с возможностью передачи и приема сигналов с удаленного поста охраны, выход с радиомодуля соединен с входом блока управления, а между электропроводящим разъемом и блоком управления установлена гальваническая развязка, причем электронная метка размещена в едином закрытом корпусе, на переднюю панель которого выведены органы управления.
В качестве органов управления предпочтительно используется  кнопочная клавиатура. Также могут быть использованы сенсорные органы управления.
В качестве электропроводящего разъема предпочтительно используется USB-разъем, который обеспечивает соединение с внешним электронным ключом посредством электрического кабеля.
В качестве электронного ключа может быть использовано любое устройство, имеющее источник питания, штекер под USB-разъем, который обеспечивает возможность электрического соединения с заявляемой электронной меткой. В качестве внешнего электронного ключа к заявляемому устройству могут быть использованы любые известные устройства, например, мобильный телефон, планшет и иные аналогичные устройства. Все указанные примеры электронных ключей имеют встроенную аккумуляторную батарею и разъем, через который они могут быть подсоединены к электропроводящему разъему заявляемого устройства посредством кабеля.
Блок управления  представляет собой печатную плату с реле, транзисторами и иными известными радиоэлементами, обеспечивающими управляющие функции блока управления. На печатной плате закреплен программируемый микроконтроллер.
В качестве средства индикации может быть использован светодиодный индикатор.
Заявляемое устройство разработано для повышения качества контроля охраняемых объектов. Основным преимуществом бесперебойной работы заявляемого устройства является отсутствие у него собственного встроенного источника питания, который может быть выведен из строя злоумышленниками, не функционировать при низкой температуре и под действием иных неблагоприятных факторов. Заявляемое устройство запитывается на период выполнения операций от внешнего электронного ключа, который снабжен встроенным источником питания. Это позволяет использовать контроль на удаленных объектах без дополнительных затрат на подведение электропитания от стационарных источников или стационарных  аккумуляторных батарей.
Принцип работы заявляемого устройства.
На объектах контроля рабочий персонал должен иметь при себе электронный ключ с источником питания- персональный мобильный телефон или планшет. При подключении электронного ключа посредством кабеля к электропроводящему разъему заявляемой электронной метке, основной блок управления электронной метки запитывается от него (примерно 1-2 сек.), о чем извещает светодиодный индикатор. Это означает, что электронная метка подключена к источнику питания и готова к работе. Затем посредством программируемого микроконтроллера блока управления осуществляется идентификация электронного ключа по схеме «свой-чужой». Если код электронного ключа соответствует коду, записанному в память программируемого микроконтроллера, то блок управления включается на функцию приема команд сотрудника (обходчика)- владельца электронного ключа. Команды задаются посредством кнопочной или сенсорной клавиатуры, размещенной на лицевой стороне корпуса. Все действия и команды с блока управления электронной метки передаются посредством встроенного радиомодуля на удаленный пост охраны, где производится обработка поступившего сигнала и осуществляется идентификация электронной метки, идентификация электронного ключа сотрудника и проверка полномочий сотрудника на доступ к данной электронной метке. В случае подтверждения всех пунктов проверки, удаленный пост охраны дает команду на выполнение дальнейших операций, которая принимается посредством радиомодуля и передается на блок управления заявляемой электронной метки.
На рисунке показана блок-схема заявляемой полезной модели.
Устройство содержит корпус 1 электронной метки, USB-разъем 2, выход с которого соединен с входом гальванической развязки 3, в качестве которой может быть использован, например, модуль  гальванической развязки WAD-A-MAX, выход с которого  соединен со входом блока управления 4, в котором размещен программируемый  микроконтроллер  (например, PIC16). Блок управления 4 представляет собой печатную плату (не показана) с радиоэлементами (реле, транзисторы), обеспечивающими управляющие функции блока управления 4. В корпусе 1 размещен накопитель энергии 5, в качестве которого может быть использован ионистер или конденсатор электролитический 10000 мкф или иной аналогичный накопитель, выход с которого соединен с входом блока управления 4. Также выходы с блока управления 4 соединены соответственно с входом радиомодуля 6, светодиодным индикатором 7 и кнопочной клавиатурой 8. На рисунке также показаны электронный ключ 9, в качестве которого может быть использован, например, сотовый телефон или другой гаджет, с собственным микроконтроллером 10 и источником питания 11, и приемопередатчик 12 удаленного поста охраны 13.
Устройство работает следующим образом.
Питание от электронного ключа 9 подается на блок управления 4 через USB-разъем 2. Защитное устройство электрической цепи -  гальваническая развязка 3 снабжено шиной данных и защищает от электрических повреждений, например короткого замыкания, превышения допустимого напряжения. Накопитель энергии 5, подключенный к элементу питания 11 электронного ключа 9 через гальваническую развязку 3, накапливает заряд и обеспечивает питанием блок управления 4. Данные электронного ключа 9 передаются на программируемый микроконтроллер блока управления 4, зашифрованный код считывается программируемым микроконтроллером после полной зарядки накопителя энергии 5. Программируемый микроконтроллер блока управления 4 выводит на светодиодный индикатор 7  состояние готовности накопителя энергии 5 и считывает коды команды, вводимые сотрудником с кнопочной клавиатуры 8. Программируемый микроконтроллер блока управления 4  осуществляет связь с удаленным постом охраны 13 через радиомодуль 6 и приемопередатчик 12 удаленного поста охраны. После отключения электронного ключа 9 от электронной метки, накопитель энергии 5 прекращает питание блока управления 4.
Заявляемое устройство позволяет обеспечить эффективный контроль на удаленных объектах охраны, не требует наличия собственного источника питания, что исключает возможность повреждения токоподводов от стационарного источника питания, обеспечивая бесперебойную работу устройства только лишь при наличии внешнего электронного ключа.