Устройство ввода идентификационного признака в средствах контроля и управления доступом

Изобретение относится к оптическим устройствам ввода идентификационных признаков в средствах контроля и управления доступом. Техническим результатом является обеспечение повышенной защищенности от подделок и помехоустойчивости к электромагнитным полям. Устройство ввода идентификационного признака для средств контроля и управления доступом содержит идентификатор в виде герметичной металлической или пластиковой капсулы, в которой находятся элемент электрического питания источника опорного оптического излучения, источник опорного оптического излучения, подающий опорный оптический сигнал в сердцевину фотонно-кристаллического волновода с полой сердцевиной, фотонно-кристаллический волновод, преобразующий спектр опорного оптического сигнала, кварцевая пластина, защищающая фотонно-кристаллический волновод от влаги и загрязнения, при этом преобразованный фотонно-кристаллическим волноводом спектр в качестве уникального идентификационного кода проходит через кварцевую пластину и регистрируется устройством считывания в составе приемной камеры с ограничителем, коллиматором, оптическим анализатором с интерфейсным модулем и передается в управляющий контроллер в точке доступа для сравнения с эталонным кодом. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к оптическим устройствам ввода идентификационных признаков (УВИП) в средствах контроля и управления доступом (СКУД).

Предлагаемое изобретение используется в СКУД в качестве носителя идентификационного признака с соответствующим устройством его считывания для дальнейшей идентификации.

Уровень техники.

Существующие на данном этапе оптические УВИП представляют собой нанесенные на поверхности или внутри идентификатора метки, имеющие различные оптические характеристики в отраженном или проходящем оптическом излучении, предназначенные для контроля доступа к охраняемому объекту (карты со штриховым кодом, голографические метки и т.д.).

Известны идентификаторы со штрихкодом, представляющие собой карточку с нанесенными на поверхность контрастными полосами (иного цвета, чем остальная поверхность), ширина и расстояние между которыми представляют код. Он в дальнейшем считывается инфракрасным или лазерным устройством. Недостаток подобных УВИП состоит в том, что данный штрихкод легко подделывается - иногда достаточно распечатать фотокопию и приклеить к чистой карте.

Известна модификация УВИП, в которой штрихкод закрывается материалом, прозрачным только в инфракрасном свете, соответственно считывание происходит в инфракрасной области. Код при этом образуется за счет «темных» и «светлых» полос при прохождении инфракрасного излучения через карточку и обладает более высокой степенью защищенности от подделки. СКУД на основе подобных идентификационных карточек выпускаются несколькими фирмами, в частности Intelligent Controls Inc., Henderson Access Control Systems (США).

Известна также группа оптических УВИП - голографические. Используемые при изготовлении таких идентификаторов трехмерные голограммы формируются на основе интерференции двух или нескольких когерентных волновых полей, что обеспечивает более повышенную, чем штрихкодовые, защищенность от подделки, так как техническая реализация методов топографии требует применения достаточно сложной специальной аппаратуры.

Существует разновидность оптических УВИП на основе идентификационных карточек с оптической памятью. Кодирование информации на таких карточках осуществляется по аналогии с записью данных на оптические диски для компьютерных носителей. Считывание производится лазером. Современная технология обеспечивает очень высокую плотность записи, поэтому емкость памяти таких карточек исчисляется мегабайтами. Это позволяет хранить не только буквенно-цифровые данные, но и изображения и звуковую информацию. Карточки этого типа имеют низкую стоимость и высокую степень защищенности от несанкционированного копирования. Однако высокая плотность хранения информации требует достаточно бережного отношения и сложных считывающих терминалов. Изготавливаются корпорацией Drexler Technology Corp., США (карточка LaserCard) и торонтской фирмой Optical Recording Corp.

Раскрытие изобретения.

В основу изобретения положена задача разработки УВИП на базе фотонно-кристаллического волновода (ФКВ), изготовленного по поликапиллярной технологии («The stack and draw process») [http://www.mpl.mpg.de/en/research/topics/fabrication.html], отвечающее современным требованиям по эксплуатации, безопасности, надежности и долговечности.

Сущность изобретения характеризуется тем, что используется отличное от существующих оптическое устройство ввода, идентификационные признаки которого формируются с помощью микроструктурированного фотонно-кристаллического волновода (ФКВ) с полой сердцевиной (фиг.1). Особенность таких ФКВ состоит в том, что из широкого сплошного спектра оптического излучения, подаваемого на его входной торец, определенные части спектра способны распространяться вдоль сердцевины практически без потерь, в то время как другие участки этого же спектра вовсе и затухают [A.M. Желтиков. Оптика микроструктурированных волокон (Москва, Наука, 2004)]. В итоге характерные спектры пропускания (зависимость интенсивности излучения на выходе ФКВ от длины волны) имеют ярко выраженные максимумы и минимумы (фиг.2). Количество пиков на спектре в заданном диапазоне длин волн и их положения однозначным образом определяются геометрическими размерами волновода в поперечном сечении, такими как, диаметр полой сердцевины, диаметр и толщина стенок капилляров вокруг полой сердцевины. Изменение указанных геометрических размеров волновода на единицы нанометров приводит к существенной трансформации формы спектра пропускания, что выражается в сдвиге положения его пиков и минимумов на десятки нанометров. Таким образом, форму спектра пропускания можно рассматривать как уникальный идентификационный код, соответствующий только данному ФКВ.

Для решения поставленной задачи в предлагаемом устройстве излучение от оптического источника попадает в сердцевину полого ФКВ, на выходе которого формируется свойственный данному волноводу спектр, который регистрируется соответствующим анализатором, после чего данный спектр сравнивается с эталонным из соответствующей базы данных, находящимся в памяти системы для дальнейшего принятия решения о доступе.

Достигаемый технический результат заключается в повышении защищенности от взлома, а также большей по сравнению с существующими системами помехоустойчивости от электрических и магнитных полей.

Краткое описание чертежей.

На фиг1. изображена микрофотография поперечного сечения фотонно-кристаллического волновода с полой сердцевиной. В представленном образце волновода полая сердцевина окружена шестью гексагональными слоями стеклянных капилляров.

На фиг.2. изображены спектры пропускания (в диапазоне длин волн 500-1000 нм) ФКВ с полой сердцевиной с различными структурными параметрами.

Изобретение поясняется блок-схемой фиг.3, где представлен УВИП в составе идентификатора и устройства считывателя.

Осуществление изобретения

УВИП содержит (фиг.3):

- идентификатор (ИД) в виде герметичной капсулы из металла или пластика, внутренняя часть которого разделена на три отсека, где расположены элементы питания 1, источник опорного оптического излучения 2 и отсек 3 с ФКВ 4 внутри. Со стороны отсека 3 капсула имеет заострение с механической защитой ФКВ от влаги, грязи и т.д. в виде прозрачной кварцевой пластины 5, также в ИД установлена кнопка (на фиг.3 не указана) для подачи питающего напряжения на источник опорного оптического излучения 2;

- устройство считывателя (УС), состоящее из приемной камеры (ПК) 6 для идентификатора в виде полой трубки с внутренним диаметром, соответствующий внешнему диаметру ИД, внутри ПК на некотором расстоянии от входного торца имеется конусообразный, по форме повторяющий заостренный торец ИД - ограничитель 7, после которого установлен коллиматор излучения 8 в виде оптической линзы;

- оптический анализатор 9 с интерфейсным модулем 10 для связи с управляющим компьютером (на фиг.3 не указан).

Порядок работы УВИП (см. фиг.3).

Исполнение базовое - для получения доступа к объекту с ограниченным доступом идентификатор вставляется в ПК до упора 7, после чего с помощью кнопки на капсуле подается питающее напряжение от элемента 1 к источнику оптического излучения 2. Далее, излучение от источника 2 попадает в отсек 3 с ФКВ 4, где формируется идентификационный код (ИК) в виде чередующихся максимумов и минимумов в пределах спектрального диапазона источника 2. Проходя через пластину 5 и коллиматор 8 ИК подается на вход оптического анализатора 9, который преобразовывает ИК в цифровой формат и через интерфейсный модуль 10 передает в управляющий контроллер доступа (на фиг. не указан) СКУД, в котором происходит сравнение данного кода с базой данных. При совпадении полученного кода с одним из базы данных контроллер подает разрешающую команду в преграждающее устройство (на фиг. не указан), в противном случае - команду, запрещающую доступ. Все питающие напряжения для работы УВИП и СКУД в целом поступают от источника бесперебойного напряжения (на фиг. не указан).

Модификация 1 - УВИП, в капсуле идентификатора имеются дополнительные контактные площадки (на фиг. не указаны), через которые в 2 подается питающее напряжение при установке идентификатора в ПК 6. Соответственно ПК 6 имеет две контактные площадки, куда подано необходимое напряжение для источника оптического излучения. Достигаемый результат - обеспечение резервным источником питания ИД.

Модификация 2 - УВИП, в идентификаторе которого питающее напряжение источника 2 подается в виде последовательности импульсов синхронизированным с оптическим анализатором. Достигаемый результат - дополнительная степень защиты по сравнению с базовой и модификацией 1.

Модификация 3 - УВИП, в котором идентификатор выполнен в виде ключа для механических замков, что обеспечивает двойную степень защиты от несанкционированного доступа.

Модификация 4 - УВИП, в котором в точке доступа размещается только ПК 6, а остальные модули и узлы УС находятся в удаленной зоне. При этом ИК на вход оптического анализатора подается посредством оптоволоконного кабеля. Технический результат - уменьшение габаритов модуля УС, защита от вандализма дорогостоящей части УС, а именно оптического анализатора.

1. Устройство ввода идентификационного признака для средств контроля и управления доступом, характеризующееся тем, что содержит идентификатор в виде герметичной металлической или пластиковой капсулы, в которой находятся элемент электрического питания источника опорного оптического излучения, источник опорного оптического излучения, подающий опорный оптический сигнал в сердцевину фотонно-кристаллического волновода с полой сердцевиной, фотонно-кристаллический волновод, преобразующий спектр опорного оптического сигнала, кварцевая пластина, защищающая фотонно-кристаллический волновод от влаги и загрязнения, при этом преобразованный фотонно-кристаллическим волноводом спектр в качестве уникального идентификационного кода проходит через кварцевую пластину и регистрируется устройством считывания в составе приемной камеры с ограничителем, коллиматором, оптическим анализатором с интерфейсным модулем и передается в управляющий контроллер в точке доступа для сравнения с эталонным кодом.

2. Устройство ввода идентификационного признака для средств контроля и управления доступом по п.1, отличающееся тем, что корпус идентификатора и приемная камера имеют, по крайней мере, по две контактные площадки, обеспечивающие при их совмещении дополнительным питающим напряжением источник опорного оптического сигнала.

3. Устройство ввода идентификационного признака для средств контроля и управления доступом по п.2, отличающееся тем, что к источнику опорного оптического излучения питающее напряжение подается в виде последовательности импульсов синхронизированным с оптическим анализатором.

4. Устройство ввода идентификационного признака для средств контроля и управления доступом по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что идентификаторы выполнены в виде ключа для механических замков и, соответственно, приемная камера интегрирована в механический замок.

5. Устройство ввода идентификационного признака по п.1, отличающееся тем, что в точке доступа размещается только приемная камера с коллиматором, а остальные модули и узлы находятся в удаленной зоне, при этом идентификационный код на вход оптического анализатора подается посредством оптоволоконного кабеля.