Система контроля доступа мобильных пользователей на основе технологии Bluetooth (стр. 8 из 14)
Рисунок 3.2 Возможные топологии пикосетей
3.3 Протоколы Bluetooth
Bluetooth, призван объединить все находящиеся поблизости устройства в беспроводную локальную сеть. Устройства, как мы знаем, бывают разными. Следовательно, характер передаваемых ими данными тоже будет неоднороден. Согласно этому разработчики беспроводного стандарта создали для Bluetooth большое количество протоколов.
Basehand (Базовая полоса). Осуществляет физическое соединение между двумя и более устройствами. Возможны два типа соединения: SCO (синхронное) и ACL (асинхронное). По SCO можно передавать данные, или данные с аудиопотоком, например, голосом. По ACL передается только аудиопоток.
LMP (Link Manager Protocol, Протокол диспетчера подключений). Контролирует такие стороны подключения устройств между собой, как аутентификация, шифрование, генерирование ключей шифрования и соединения, а также обмен этими ключами и их проверка. Помимо этого протокол диспетчера подключений управляет режимом питания и исполнительными циклами устройств Bluetooth, а также осуществляет мониторинг состояния этих устройств в пикосети.
L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol, Протокол управления логическим подключением и адаптацией). Занимается адаптацией протоколов верхнего уровня над базовой полосой.
SDP (Service Discovery Protocol, Протокол обнаружения услуг). Позволяет получить сведения о устройстве Bluetooth, его услугах и информацию, связанную с этими услугами.
RFCOMM (Протокол, заменяющий кабель). Эмулирует последовательную линию, или, иначе говоря, осуществляет своими действиями функционирование виртуального COM-порта. При применении протокола осуществляется эмуляция линий управления и линий данных протокола RS-232, согласно которому строиться функционирование COM-порта. RFCOMM обеспечивает транспортировку информации, которую требует выполнение услуг верхнего уровня, использующих при своей работе последовательную линию.
TCS BIN (TCS Binary, контроль телефонии). Иными словами, двоичный протокол управления телефонией. Выполняет контроль сигнализации вызова для установления речевого вызова и вызова данных между устройствами Bluetooth.
Управление телефонией – команды AT. Протокол определяет набор AT-команд, позволяющий использовать мобильный телефон или модем в режиме мультииспользования.
Существуют также заимствованные протоколы:
PPP (Point-to-Point Protocol, «Точка-точка»). Служит для передачи IP-пакетов с уровня PPP на уровень локальных сетей.
TCP/UDP/IP. Применяется для обмена данными (в качестве моста) между протоколом TCP/IP и Bluetooth. В качестве моста могут быть использованы любые электронные устройства, будь то телефон или наушники, поддерживающие технологию Bluetooth.
IrOBEX (Infrared Object Exchange Protocol). Разработан ассоциацией IrDA для поэтапного обмена объектами и обеспечивает функциональность, сходную с протоколом HTTP. IrOBEX определяет модель для представления объектов и операций, а также формирует оглавление папок, необходимое для просмотра содержимого памяти удаленных устройств. По данному протоколу, к примеру, возможна передача данных типов vCard, vCalendar, vMessage и vNote. Обмен визитками, календарной информацией, сообщениями и заметками соответственно. Также IrOBEX осуществляет транспортировку журнальных файлов, необходимых для функционирование отдельных видов устройств.
WAP (Wireless Application Protocol, Протокол беспроводных приложений). Разработан Форумом WAP и призван обеспечить возможность загрузки информации из сети Интернет на мобильные телефоны и подобные электронные устройства.
Стек протоколов
Стек Bluetooth протоколов состоит из двух частей: контроллера, который, как правило, имеет аппаратную реализацию, и on-host стека с которым, собственно, и взаимодействуют приложения.
Рисунок 3.3 Bluetooth протоколы
Host Controller Interface (HCI) - Это самый низкий уровень стека программных протоколов. Он непосредственно взаимодействует с Bluetooth контроллером.
Logical Link Control and Adaptation Layer (L2CAP) - На этом уровне происходит сегментация и сборка пакетов, мультиплексирование протокола, обеспечивается качество управляющей информации. Service Discovery Protocols (SDP) используется для поиска доступных Bluetooth устройств. RFCOMM обеспечивает последовательную передачу данных через Bluetooth, другими словами, ведет себя аналогично обычному последовательному порту (COM).
Object Exchange Protocol позаимствовану Infrared Data Association (IrDA). Он позволяет выполнять синхронизацию данных.
3.4 Профили
Чтобы обеспечить совместимость между устройствами, Bluetooth профили определяют возможность некого нейтрального устройства. Сам по себе термин профиль означает набор функций и возможностей, которые использует Bluetooth в качестве механизма транспортировки. Профили гарантируют возможность обмена информацией между устройствами разных производителей. Bluetooth SIG определяет несколько стандартных профилей:
Generic Access Profile (GAP) - определяет использование стека протоколов нижнего уровня, включая функции управления устройством. Все реализации Bluetooth осуществляют GAP.
Service Discover Application Profile (SDAP) - описывает специфические приложения и использование SDP, доступность и аспекты пользовательского интерфейса процесса поиска других устройств, использование L2CAP и низких слоев для обеспечения режима поиска.
Serial Port Profile (SPP) - определяет для RFCOMM, L2CAP, SDP, и других слоев низкого уровня, требования взаимодействия и возможности для эмуляции последовательного кабеля.
Dial-up Networking Profile (DUNP) - определяет требования обеспечения взаимодействия для GAP и SPP, а также для телефонных звонков, контролирует возможность устройства работать в режиме телефона.
Generic Object Exchange Profile (GOEP) - определяет для OBEX, SPP и GAP требования к взаимодействию и способности OBEX для передачи файлов, размещения объектов и синхронизации.
Object Push Profile (OPP) - определяет требования к пользовательскому интерфейсу, использование OBEX, SDP и способности размещать объекты для контента в форматах vCard, vCalendar, vNote и vMessage.
File Transfer Profile (FTP) - определяет требования к пользовательскому интерфейсу, а также взаимодействие и использование GOEP, OBEX и SDP.
Synchronization Profile (SP) - определяет требования к пользовательскому интерфейсу, а также взаимодействие и использование GOEP, OBEX и SDP в режиме, аналогичном IrMC синхронизации.
4. Разработка системы
С целью упростить учёт рабочего времени, мною была разработана система контроля и управления доступом на основе технологии Bluetooth.
Система состоит из
- сервера (персональный компьютер с серверной частью и Bluetooth-адаптером)
- клиентов (мобильные телефоны с технологией Bluetooth, поддерживающие jsr82 и клиентской частью программы).
Рисунок 5.1 Состав системы
Сервер постоянно рассылает широковещательный сигнал всем клиентским устройствам, зарегистрированным в его базе. У каждого устройства есть свой уникальный идентификатор, который вводится при установке мидлета на телефон и алгоритм шифрования, который так же хранится на сервере. Согласно этому алгоритму, как клиент так и сервер шифруют случайное число, генерируемое сервером 1 раз в час. По прошествии часа, сервер генерирует новое случайное число, передаёт его клиенту, и оба его шифруют по заданному алгоритму, в результате чего получается ключ. Этим идентификатором и ключом они и обмениваются всё время соединения.
В случае удачной проверки (совпадение идентификатора и ключа, полученных от клиента с теми, что имеются в базе сервера), сервер ждёт 5 минут, затем снова опрашивает клиента.
Информация о дате и времени появления\исчезания клиента в зоне досягаемости Bluetooth-радиоканала сервера фиксируется в log-файле.
4.1 Сервер:
4.2 Клиент:
4.3 Формат сообщений
Сообщение делится на 3 части:
- заголовок сообщения,
- тело сообщения
- контрольная сумма сообщения.
Заголовок включает в себя:
- тип пакета (1 байт)
- тип сообщения (2 байта)
- длина сообщения (2 байта)
Контрольная сумма состоит из 4 байт и следует за телом сообщения
| тип пакета 1 байт | тип сообщения2 байта | длина сообщения2 байта | Тело сообщения | Контрольная сумма4 байта |
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Цена программного обеспечения (ПО), разрабатываемого в дипломной работе, определяется по формуле:
(6.1)где: h - норматив рентабельности, учитывающий прибыль организации разработчика ПО (0,15);
НДС – ставка налога на добавленную стоимость (0,18);
Тi – трудоемкость разработки ПО по видам работ, чел.час (10 чел.час.);
Á i – зарплата (основная) разработчиков i категории за 1 час работ, руб.час (300 руб.час);
Hg – коэффициент, учитывающий размер дополнительной зарплаты разработчиков (0,2);
HECH – ставка единого социального налога (0,28);
HH – коэффициент учитывающий накладные расходы организации, в которой разрабатывается ПО (0,35);
Тмо – машинное время, необходимое для отладки и тестирования ПО, маш.час (4 маш.час);
Цм – отпускная цена одного часа машинного времени, руб./маш.час (13).
Таким образом стоимость разработки ПО будет равна:
(6.2)6. Охрана труда и техника безопасности
6.1 Введение
Судно - объект повышенной опасности. Наличие опасных и вредных производственных факторов при работе на морском флоте обусловлено спецификой труда. Задача охраны труда заключается в обеспечении работающему таких условий труда, чтобы при максимальной производительности утомляемость его была минимальной. В частности, охрана труда рассматривает наличие опасных и вредных факторов при работе на морском транспорте, предусматривает меры и мероприятия по предупреждению несчастных случаев и профессиональных заболеваний. Согласно ГОСТ 12.003-74 ССБТ опасные и вредные производственные факторы делятся по природе действия на следующие группы: