DIPLOMSKO DELO Pristopna kontrola na primeru e-vratarja Februar, 2015 Luka Ris

Transkripcija

1 DIPLOMSKO DELO Pristopna kontrola na primeru e-vratarja Februar, 2015 Luka Ris

2 DIPLOMSKO DELO VISOKOŠOLSKEGA STROKOVNEGA ŠTUDIJA Varnost in policijsko delo Pristopna kontrola na primeru e-vratarja Februar, 2015 Luka Ris Mentor: doc. dr. Igor Bernik Somentor: Igor Zupančič

3 Zahvala Hvala mentorju dr. Igorju Berniku in somentorju Igorju Zupančiču za strokovno pomoč pri nastajanju diplomskega dela. Hvala Igorju Gorniku, Miomirju Todoroviću in Alešu Moljku iz podjetja Elgoline za idejo, literaturo in pomoč pri preizkusu prototipa e-vratarja. Hvala Grozdani Gornik za lektoriranje in Katarini Gornik za angleški prevod. Hvala družini in Anji za nasvete, pomoč in spodbudne besede v času študija.

4

5 Kazalo 1 Uvod Namen in cilj diplomske naloge Hipoteze Metode raziskovanja Tehnična sredstva in sistemi tehničnega varovanja Pristopna kontrola Definicija Načini prepoznavanja Biometrične metode Radiofrekvenčna identifikacija Elementi sistema pristopne kontrole Slabosti sistema pristopne kontrole Standardizacija SISTEM E-VRATAR Uporabnost sistema Funkcije za zagotavljanje udobja Funkcije za zagotavljanje varnosti Inteligentne funkcije Zgradba sistema Strojna oprema Programska oprema Uporabniška navodila Aplikacija na mobilnem telefonu Aplikacija inteligentni vratar na tabličnem računalniku Spletni virtualni asistent PREDNOSTI E-VRATARJA PRED SORODNIMI SISTEMI PREIZKUS E-VRATARJA NA PROTOTIPU INTERVJU Z NAROČNIKOM E-VRATARJA ZAKLJUČEK UPORABLJENI VIRI Priloga 1: VPRAŠANJA ZA INTERVJU

6 Kazalo slik SLIKA1: Biometrične značilnosti SLIKA 2: Prepoznavanje obiskovalca na podlagi posnetka in shranjene baze obrazov SLIKA 3: Delovanje RFID sistema SLIKA 4: Izbiro načina varovanja preklopimo na tablici SLIKA 5: Strojna oprema prototipa sistema e vratar SLIKA 6: Nabor funkcij, ki jih omogoča mobilna aplikacija SLIKA 7: Aplikacija inteligentni vratar na tabličnem računalniku SLIKA 8: Virtualni asistent na tablici Slika 9: Vrata z zunanje strani Slika 11:Vrata z notranje strani Slika 12: Aplikaciji na tablici in mobilnem telefonu Slika 13: Vklop nadzornega načina Slika 14: Funkcija ob identificiranju/vstopu skozi vrata

7 Povzetek Namen diplomskega dela je na primeru e-vratarja nazorno opisati pristopno kontrolo. V teoretičnem delu je opisan sistem pristopne kontrole kot način tehničnega varovanja, ki brez fizične prisotnosti človeka omogoči oziroma onemogoči ljudem vstop ali izstop iz objekta. Temelji na različnih načinih identifikacije oseb. Najbolj učinkoviti so biometrični sistemi, ki temeljijo na telesnih, fizioloških in vedenjskih značilnostih posameznikov. V empiričnem delu je predstavljen projekt ELKOV22, ki so ga poimenovali e-vratar. Projekt je razvilo podjetje Intech-les d.o.o. v sodelovanju z drugimi podjetji. Sistem sprejema ali zavrača obiskovalce pri vratih, beleži podatke o vstopih in izstopih oseb, nenavadne dogodke ter ob njih proži alarme. Njegov namen je zagotoviti varnost v objektu, poenostaviti prehod skozi vrata ter nuditi inteligentne storitve. Vključuje virtualnega asistenta, ki ga uporabnik lahko upravlja in se z njim pogovarja. Lahko ga prilagodimo uporabniškim potrebam in mu dodajamo ali odvzemamo opremo. Vsebuje štiri načine delovanja z različnimi stopnjami varnosti. Sistem deluje na tabličnem računalniku, ki je nameščen na vratih, deluje pa lahko tudi na daljavo, saj ga je mogoče preko aplikacije upravljati preko mobilnega telefona. KLJUČNE BESEDE: pristopna kontrola, identifikacija, biometrični sistem, e-vratar 5

8 Summary - e-vratar identity control system The purpose of this dessertation is to describe the accession control on the example of e-doorman. One of the possibilities of technical security, described in the theoretical part, is the system of accession control that enables or disables people to enter and exit a facility, without any physical presence. This system is founded on different ways of indentifying people, the most effective amongst those being the biometric systems that are based on physical, physiological and behavioural characteristics of individuals. In the empirical part of the dissertation, the project ELKOV22, named e-doorman, is presented. The project was developed by the company Intech-les d.o.o. in collaboration with other companies. The»e-vratar identity control system«not only accepts or rejects visitors at the gates, but also keeps track of their entries and exits. It also tracks any unusal events, setting off the alarm if they occur. The purpose of this project is to ensure the security in facilities, simplify crossing the door and provide inteligent services. It can be modified to serve human needs. It has a virtual assitant that is controlled by the user who is also able to communicate with it. The»e-vratar identity control system«includes four ways of operating with different degrees of security. The system operates on a tablet that is placed on the door. It can also operate from a distance as it can be used through an application on a mobile phone. KEY WORDS: accession control, identification, biometric system, e-doorman 6

9 1 Uvod Živimo v času hitrega tempa življenja, velike količine informacij in nenehnih izboljšav, vendar pa tudi v času pogostih ter preračunljivih tatvin, sabotaž in vohunjenj. Smo v dobi računalniške tehnologije, s katero si poskušamo olajšati življenje. Roboti in računalniki nadomeščajo fizično pristnost ljudi in delajo namesto nas. Vse, kar moramo narediti, je to, da jih ustvarimo in programiramo tako, da bodo ustrezali našim zahtevam in željam. Potreba po varnosti je ena izmed osnovnih človekovih potreb (Maslow, 1943). Odgovorni v večjih institucijah si želijo čim varneje opremiti objekte z različnimi sistemi nadzora gibanja. S tem se varujejo pred nepridipravi, obenem pa omogočajo nadzor nad vsemi, ki se gibljejo v njihovem objektu. Ker je pomembna tudi varnost domov, se vse več ljudi odloča za take vrste sistemov tudi na svojih domovih. V diplomskem delu bomo opisali sistem e-vratarja, ki predstavlja enega od naprednih sistemov varovanja domov in ostalih objektov. V uvodnem delu bomo kot del tehničnega varovanja opisali sistem pristopne kontrole. Ta se nanaša na omejen dostop v objekt ali do informacij. Za to potrebujemo določeno programsko in strojno opremo. Nadalje bomo podrobneje preučili načine identifikacije, ki se navezujejo predvsem na biometrične metode. V osrednjem delu bomo raziskali projekt ELKOV22, ki ga je razvil Institut»Jožefa Stefana«v Ljubljani. Vrata bomo dejansko preizkusili na prototipu ter poiskali njegove prednosti in pomanjkljivosti. Opravili bomo tudi intervju z enim od naročnikov tega projekta ter zaključili s predlogi za izboljšavo in nadgradnjo danega sistema. 2 Namen in cilj diplomske naloge Namen diplomske naloge je opisati kontrolo pristopa na sistemu e-vratarja, njegovo uporabnost ter podrobneje raziskati pametna vrata na osnovi tabličnega računalnika preko projekta ELKOV22, ki ga je opravil Institut»Jožefa Stefana«Ljubljana. Cilji: razložiti različne pristope kontrole dostopa, definirati pojem e-vratar, raziskati projekt ELKOV22, spoznati način delovanja in opremo e-vratarja, 7

10 poiskati prednosti e-vratarja pred ostalimi podobnimi sistemi. 3 Hipoteze Odločili smo se postaviti tri hipoteze, ki bodo po našem mnenju ob koncu diplomskega dela potrjene. Menimo, da so vrata dovolj varovana, da brez identifikacije ne spustijo človeka v varovan objekt. Možno pa je tudi, da imajo določene pomanjkljivosti in jih je mogoče pretentati. Glede na to, da so vrata varovana s strani tehnologije, predstavljajo nadomestilo za fizičnega vratarja. Zadnja hipoteza in naše mnenje govorita o tem, da so vrata enostavna za delovanje in jih lahko uporablja vsak posameznik, ne glede na to, koliko je vešč tehnologije. H-1: Preko pametnih vrat ni možno priti brez identifikacije osebe. H-2: E-vratar je nadomestek fizičnega vratarja. H-3: Programska oprema e-vratarja je enostavna in razumljiva za vse uporabnike. 4 Metode raziskovanja V teoretičnem delu bomo izhajali iz različne literature in posameznih znanstvenih ali strokovnih člankov. Ključen bo empirični del naloge, kjer bomo v prvi vrsti uporabili metodo analize pisnih virov. Le-ta bo predstavljala analizo projekta ELKOV22, kjer bomo podrobneje opisali in raziskali način delovanja e-vratarja, ki deluje preko tabličnega računalnika. V podjetju bomo prototip vrat preizkusili ter dejansko preverili njihovo uporabnost in delovanje. Pri tem bomo uporabili metodo fotografiranja, saj fotografije najbolj nazorno prikazujejo delovanje celotnega sistema e-vratarja. Na koncu bomo uporabili še metodo intervjuja, saj bomo intervjuvali enega izmed naročnikov tega projekta. 8

11 5 Tehnična sredstva in sistemi tehničnega varovanja Tehnično varovanje se nanaša predvsem na varovanje ljudi in njihove lastnine. Čeprav se danes tehnologija zelo razvija, ima pri tehničnem varovanju še vedno veliko vlogo človek. Skupaj z uporabo tehničnih sredstev zadovoljuje osnovne potrebe po varnosti. Tehnična sredstva uporabljamo kot pripomoček, da pri varovanju zmanjšamo učinek človeškega faktorja. Varnostno osebje ima tako pri varovanju zanesljiv sistem, ki jih opozarja na različne situacije varovanih objektov (Fefer, 2009). Po funkcionalni namembnosti sistem tehničnega varovanja delimo na šest večjih skupin, in sicer (Fefer, 2009): protivlomno varovanje (s pomočjo javljalnikov odkrivajo gibajoče se objekte znotraj varovanega področja na osnovi fizikalnih pojavov, npr. IR sevanja toplega telesa), protipožarno varovanje (s pomočjo javljalnikov odkriva pojave pri gorenju, kot so dim, sproščanje toplote, zaznava plinov izgorevanja ipd.), video nadzor (omogoča vizualni oziroma slikovni nadzor nad širšo okolico, arhiviranje dogodkov na različne medije ter zaznavanje gibanja objektov), pristopna kontrola (omejuje vstop in gibanje po objektih, zasnovana je na računalniško podprti evidenci prisotnosti oseb ali pa registraciji delovnega časa zaposlenih), mehanska zaščita (predstavlja najstarejše področje tehničnega varovanja, njena vloga je predvsem onemogočanje dostopa nepooblaščenim osebam v varovana območja), sistemi za detekcijsko merjenje eksplozivnih plinov in drugi tehnični alarmi (omogočajo prisotnost eksplozivnih strupenih plinov v skladu z mednarodnimi standardi). Mi se bomo podrobneje osredotočili na enega od teh šestih sistemov pristopno kontrolo, na kateri temelji sistem e-vratar. Ta vključuje tudi funkcijo protivlomnega varovanja, video nadzora in mehanske zaščite. 9

12 6 Pristopna kontrola Največkrat se kazniva dejanja zgodijo ponoči in na tistih objektih, ki niso posebno varovani, oziroma tam, kjer ni ljudi. Zato se lastniki pomembnih ustanov odločajo za varovanje s sistemi za nadzor gibanja ter sredstvi za opozarjanje, odkrivanje in javljanje. Obvladovanje dostopa se nanaša na obvladovanje fizičnega dostopa (npr. ključi, kartice itd.) in na obvladovanje programske opreme (npr. kako nepooblaščenim osebam preprečiti dostop do sistemov informacijske tehnologije in podatkov). Za to so potrebne razne oblike kontrol, razni načini upravljanja z uporabniškimi dostopi, gesli, pravicami dostopa, posebnimi pravicami, omejevanjem storitev (Bernik in Zver 2012). Vendar pa se sistemi nadzora še nadgrajujejo in omogočajo tudi nadzor nad zaposlenimi, zunanjimi strokovnimi sodelavci, poslovnimi partnerji, obiskovalci in drugimi osebami, ki stopajo v varovano območje. Sestavljeni so iz sistema za kontrolo vstopa in sistema za identifikacijo (Golob, 1997). 6.1 Definicija Pristopna kontrola oziroma kontrola pristopa je po definiciji selektivno omejevanje dostopa do določenega objekta ali drugega vira (Access control, 2014). Gre za»avtomatski sistem tehničnih sredstev, ki pooblaščenim osebam ob izbranem času z osebno identifikacijo dovoljuje vstop v varovane prostore ali aktiviranje varovanih naprav«(golob, 1997: 180). Standard EN :1999 sistem pristopne kontrole opredeli kot»sistem, ki obsega vsa konstrukcijska in organizacijska sredstva, ki skupaj kot celota vršijo nadzor nad pristopom v varovano območje«(fefer, 2004: 148). Glavne oziroma temeljne naloge pristopne kontrole so predvsem v omejevanju vstopov in izstopov na določenem mestu, v določenem času in evidentiranje vseh prisotnih. V to je vključen tudi sistem alarmiranja (Fefer, 2004). Sistem uporablja strojno in programsko opremo. Vsa vrata, ki jim omejimo vstop ali izstop, morajo biti opremljena z električno ključavnico in povezana s krmilno elektroniko. Pristopna kontrola temelji na dokazovanju, da ima uporabnik pravico dostopa do določenega vira. To naredi na podlagi identifikacijskega sredstva poverilnice, ki je v različnih oblikah (številčna koda, prstni odtis, zapestnica, 10

13 brezkontaktna kartica ali druge biometrične značilnosti ) in nadomešča klasično ključavnico. Čitalnik jo prebere in informacijo pošlje pristopnemu kontrolorju. Ta prebrano dovolilnico prebere in jo primerja s seznamom vseh vpisanih poverilnic in pravic, ki jih je prejel od programa, ki sistem upravlja. Na podlagi tega odobri ali zavrne uporabnikovo zahtevo in zabeleži dogodek v dnevnik. Običajno čitalnik uporabniku poda tudi povratno informacijo o odobritvi ali zavrnitvi zahteve (pisk, obarvanje lučke ipd.) (Kontrola pristopa, 2014). Na podlagi zapisanega opisa lahko sklepamo, da pristopna kontrola danes nadomešča fizičnega varnostnika, ključ in ključavnico. Včasih so varnostniki osebam dovolili vstop v prostor na podlagi pisnega seznama obiskovalcev ali vizualnega prepoznavanja oseb. Tak način varovanja ima določene pomanjkljivosti. Varnostnik je predstavljal velik finančni zalogaj, saj se ga potrebuje 24 ur na dan, vpogled prisotnih zaposlenih in obiskovalcev je lahko nenatančen, saj večkrat ni natančnega vpogleda v to, kdaj je kdo prisoten, varnostnik ne more biti hkrati na več lokacijah (odpirati vrata, sprejemati goste ) (Kreslin, 2011). Vendar pa je imel po našem mnenju fizični vratar tudi določene prednosti pred pristopno kontrolo. Možnosti goljufanja z lažnimi identifikacijskimi sredstvi in spuščanja drugih oseb pri odprtih vratih je bilo manj, vratar pa je obiskovalcu lahko zaželel dobrodošlico ali se z njim pogovarjal. Vsi objekti niso enako ogroženi, zato tudi ne potrebujejo enakega načina varovanja. Razvrščeni so na različne ravni, zato so tehnična sredstva, ki sestavljajo sistem varovanja, prilagojena glede na način varovanja (kartice, biometrija, kombinacija), ceno in zanesljivost posameznih elementov in sistema v celoti, zahtevano stopnjo varnosti, možnosti programskih rešitev, izbor proizvajalca sistema, skladnost z okoljem in združljivost z že instaliranimi sredstvi za kontrolo vstopa ter ostalimi sredstvi, ki jih uporabljamo v sistemu varovanja kompleksa (Golob, 1997). Vendar pa se v okviru tehničnega protivlomnega varovanja sistem pristopne kontrole večkrat uporablja v kombinaciji z mehanizmi, katerih naloga je tudi varovanje objektov. Največkrat se sistem kombinira s sistemom za video nadzor in arhiviranje. Tu gre za vizualno spremljanje vhodov in izhodov ter njihovo arhiviranje. Večkrat zasledimo tudi kombinacijo s sistemom za registracijo delovnega časa zaposlenih. Pri tem zaposleni uporabljajo le eno vrsto identifikacije za oba sistema (Fefer, 2004). Ker je načinov prepoznavanja oziroma identifikacije preko pristopne kontrole več, bomo v nadaljevanju podrobneje opisali nekatere, ki se nam zdijo najučinkovitejši. 11

14 6.2 Načini prepoznavanja Pred izbiro načina identifikacije moramo naprej pregledati želje, zahteve in potrebe ter določiti stopnjo varnosti in zaščite pred zlorabami. Poleg tega moramo biti pozorni tudi na to, kako enostavna in zanesljiva je izbira za uporabnike. Pri tem lahko upoštevamo nekaj dejstev (Golob, 1997): če zaposleni že imajo kartice, jih z manjšimi dopolnitvami lahko uporabimo tudi v sistemu kontrole pristopa; kadar varujemo objekt najvišje stopnje ogroženosti, se odločimo za kombinacijo dvojne identifikacije; ko se želimo zaščititi pred ponarejanjem ali ko delamo v umazanem, izpostavljenem okolju, si izberemo brezkontaktno identifikacijo; za povprečno varnost je najboljša rešitev kartica s črtno kodo ali magnetnim zapisom. Načine prepoznavanja lahko v osnovi delimo na tri skupine. Temeljijo lahko na tistem, kar oseba ima (zapestnica, magnetna kartica ), na tistem, kar oseba ve (PIN koda, osebno geslo) ali na tistem, kar oseba je (telesne ali vedenjske značilnosti osebe). Zadnja skupina ima veliko prednosti pred prvima dvema (kartice lahko izgubimo ali nam jih ukradejo, osebna gesla se razkrijejo), saj se telesne ali vedenjske značilnosti osebe težko prenese na drugo osebo in so v večini primerov večne (Biometrija, 2014). Biometrične metode torej predstavljajo najvišjo stopnjo varnosti v okviru sistema pristopne kontrole, zato jih bomo podrobneje opisali Biometrične metode Biometrija ali biometrika je veda o načinih prepoznave ljudi na podlagi njihovih telesnih, fizioloških ter vedenjskih značilnosti. Ker so le-te za vsakega posameznika edinstvene in stalne, ga je možno z njimi identificirati. Tu gre največkrat za uporabo značilnosti prstnega odtisa, dlani, šarenice ali očesne mrežnice, obraza, ušesa, glasu in pisave. Uporablja se za ugotavljanje in preverjanje identitete (Biometrija, 2014). 12

15 SLIKA1: Biometrične značilnosti (Introduction to Biometric Systems, ) Standard SIST EN biometrični vzorec opredeli kot»informacijo, ki se nanaša na edinstvene fiziološke lastnosti uporabnika. Te lastnosti so se zaradi svoje neprenosljivosti izkazale za ustrezen medij v procesu komunikacije človeka s tehničnim delom sistema pristopne kontrole«(fefer, 2004: 149). V zvezi z biometričnimi metodami je pomembna opredelitev pojmov identifikacija in verifikacija. Določanje osebe na podlagi njenih biometričnih podatkov imenujemo identifikacija (Mraovič, 2006). Identifikacijski sistem poteka na osnovi prepoznavanja osebe tako, da med vsemi vzorci najde najboljše ujemanje podatkov iz podatkovne baze. Da sistem odkrije identiteto, primerja en podatek z mnogimi (1:N). Če oseba v bazi podatkov nima shranjenega biometričnega vzorca, ga sistem ne prepozna (Batagelj in Solina, 2007). Ta proces se uporablja predvsem v primerih, ko identiteta osebe ni znana in kadar nimamo časovnih omejitev iskanja osebe. Zato se v procesu biometričnih metod večkrat uporablja pojem verifikacije (Fefer, 2004). Verifikacijski sistem preverja istovetnost osebe s pomočjo shranjenih podatkov v podatkovni bazi. Oseba se v takšnih primerih identificira s pomočjo osebne kode, računa, gesla ali pametne kartice. Sistem nato primerja podatka med seboj (1:1) ter ugotavlja ali je identificirana oseba prava (Batagelj in Solina, 2007). Metoda verifikacije se uporablja predvsem v sistemih pristopne kontrole, katerih namen je preprečiti vstop nepooblaščenim osebam v določene prostore varovanih objektov (Fefer, 2004). Proces identifikacije in verifikacije se v biometričnih vzorcih izvaja le na za to primernih delih telesa. To so tisti deli, ki so specifični za vsakega posameznika, se s časom ne spreminjajo in so stabilni ter merljivi. Vendar so tudi ti deli telesa 13

16 izpostavljeni zunanjim vplivom okolja, ki lahko trajno preoblikujejo karakteristike posameznika (npr. trajne poškodbe blazinic prsta) (Fefer, 2004). Ena izmed zanimivejših metod je prepoznava obraza. Na tem področju je narejenih že veliko raziskav, predvsem takih za prepoznavo posameznika v množici. Naraščanje števila terorističnih napadov je te raziskave še izdatno podkrepilo, zato jih danes najdemo na vseh večjih letališčih, mejnih prehodih, v državnih ustanovah in na drugih ranljivih mestih. Z uporabo PC kamer največji strošek predstavlja programska oprema, ki dejansko opravlja prepoznavanje (Mraovič, 2006). Vendar moramo biti pri obrazni karakteristiki pazljivi, saj se s staranjem spreminja, spremembo pri zaznavanju pa pomeni tudi nošenje očal, brada, brki (Fefer, 2004). Eden izmed sistemov prepoznave obraza je sistem Argus, ki v grški mitologiji pomeni»pazljivi čuvaj«in predstavlja avtomatsko verzijo varnostnika sistem za avtomatsko identifikacijo obiskovalcev. Za identificiranje obiskovalcev je na vhod stavbe nameščena digitalna kamera, ki fotografira v določenih časovnih presledkih. Naprava odkriva in identificira obiskovalce. Detektor obraza temelji na rabi nevronske mreže, ki poveže fotografije obiskovalcev z že shranjenimi podobami obiskovalcev. Vsakič, ko obiskovalci pridejo, vmesni zastopnik te informacije sporoči uporabnikom vratarja (Sukthankar in Stockton, 2001). SLIKA 2: Prepoznavanje obiskovalca na podlagi posnetka in shranjene baze obrazov (Sukthankar in Stockton, 2001) 14

17 Prepoznavanje obrazov je večkrat oteženo, saj na nastanek fotografije vplivajo vremenske razmere, vpadni kot, osvetljenost, telesna drža ipd.. Za razliko od drugih sistemov za prepoznavanje obrazov Argus ne temelji na eni sami fotografiji, ampak prepoznava ljudi postopoma, na več fotografijah in jih primerja s shranjenimi fotografijami v bazi podatkov še neidentificiranih ljudi. Argus vsebuje detektor obrazov, ki je prilagojen vsem velikostim obraza na fotografiji in različnim pozicijam le-teh (Sukthankar in Stockton, 2001). Naslednji način prepoznavanja osebe je infrardeča svetloba. Vzorce toplote, ki jih oddaja človek, zajemamo s pomočjo infrardeče kamere. Za vzorce toplote velja, da so unikatni za posamezno osebo. Težave pa lahko povzroči kak drug izvor toplote v bližini (npr. radiator). S tako tehnologijo zajemamo strukturo žil na zadnji strani stisnjene pesti, ki velja za unikatno značilnost. Pri zajemanju podatkov moramo upoštevati tridimenzionalnost roke in obraza. Predvsem visoka cena takih sistemov je kriva, da niso bolje razviti (Batagelj in Solina, 2007). Izmed vseh biometričnih metod je metoda prepoznavanja prstnih odtisov najstarejša. Prstni odtisi so edinstveni pri vsakem posamezniku. Sestavljajo jih kožne gubice in brazde ter različni detajli. Ti so na vsakem prstu drugačni in zelo prikladni za prepoznavanje. Metode za prepoznavanje prstnih odtisov so takšne, ki iščejo detajle prstnih odtisov, nato pa natančno določijo njihovo lego in medsebojno razdaljo ali takšne, ki upoštevajo usmerjenost, debelino in gostoto gubic na določenem mestu. Danes imamo že zelo velike baze prstnih odtisov. V vsakdanji rabi ima prepoznava prstnih odtisov kar nekaj prednosti pred prepoznavo obraza manjše so zahteve po strojni opremi (ni potrebno obdelovati digitalnega videa v real-time), enostavna postavitev, nastavitev in vzdrževanje (Mraovič, 2006). Najbolj specifični za vsakega posameznika sta očesna mrežnica in šarenica (Fefer, 2004). Šarenica je kolobar okrog zenice, ki je obdan z beločnico. Šarenica doseže končno strukturo, ko je človek star približno dve leti. Vsebuje različne značilnosti, ki so pomembne za prepoznavo. Podobno kot prstni odtis je tudi šarenica unikatna. Težko jo je ponarediti, prav tako pa je dodajanje umetnih dodatkov enostavno odkriti. Da bi ugotovili, ali gre za živ objekt, spreminjamo svetlobo ter opazujemo, ali se nanjo pravilno odziva. Sliko šarenice je lahko zajeti, saj se jo lepo vidi z razdalje nekaj sto metrov. Današnji sistemi so enostavnejši za uporabo, predvsem pa so cenejši kot prvi taki sistemi. Za kvalitetno sliko šarenice moramo pri zajemanju paziti na pravo osvetlitev, fokus, kontrast in velikost (Batagelj in Solina, 2007). 15

18 Čeprav imajo te metode visoko stopnjo varnosti, se uporabljajo redkeje kot metode, ki za identifikacijo uporabljajo kartice. To gre pripisati predvsem tehnološki kompleksnosti biometričnih metod, še vedno visokim stroškom nakupa ter uporabi in vzdrževanju naprav. Težava je tudi v vsiljivih metodah, ki jih uporabnik lahko smatra za vdor v svojo zasebnost (Fefer, 2004). Ker biometrija za identifikacijo uporablja osebne podatke posameznikov, jo ureja v posebnem poglavju ( člen) tudi Zakon o varstvu osebnih podatkov (ZVOP-1). Dovoljuje uporabo biometrije v javnem sektorju, kadar to določa zakon ali izjemoma na podlagi posebnih zakonskih določil tudi za vstop v stavbo ali dele stavb in evidentiranje zaposlenih na delu. V zasebnem sektorju se lahko uporablja le izjemoma, le če so podatki za opravljanje dejavnosti nujno potrebni, če je ogrožena varnost ljudi ali premoženja, varovanje tajnih podatkov ali varovanje poslovne skrivnosti (Zakon o varstvu osebnih podatkov, 2007). Biometrični sistem vsebuje štiri komponente (Batagelj in Solina, 2007): 1. senzor (čitalec prstnih odtisov, kamera ) zajema biometrične podatke posameznikov; 2. modul za izločanje značilnosti obdela zajete biometrične podatke ter izloči pomembne in različne značilnosti; 3. modul za primerjavo primerja izločene značilnosti s shranjenimi vzorci ter na osnovi primerjanja pridobi oceno ujemanja. Ta modul vsebuje tudi odločitveni modul, ki potrdi ali zavrne identiteto osebe; 4. podatkovna baza biometričnih vzorcev tukaj so shranjeni vzorci posameznikov, ki jih s pomočjo senzorja in karakteristik posameznika kasneje prepozna. Modul za kontrolo kakovosti skrbi, da so podatki oziroma vzorci dovolj kvalitetni za nadaljnjo obdelavo. Na koncu takšne vzorce shranimo v podatkovno bazo ali na pametno kartico posameznika Radiofrekvenčna identifikacija Radiofrekvenčna identifikacija (Radio Frequency IDentification) ali na kratko RFID je tehnologija za prenos podatkov med čitalcem in elektronsko oznako za namen identifikacije. Oznaka je sestavljena iz integriranega vezja (čipa), ki hrani in procesira podatke ter izvaja modulacijo in demodulacijo signalov. Drugi del oddajnika je antena, ki sprejema in oddaja radijske signale. Signale RFID oddajnikov sprejema RFID čitalec, kar omogoča identifikacijo predmetov oziroma bitij, na katere 16

19 je oddajnik pritrjen. RFID identifikacijska tehnologija naj bi postopoma izpodrinila črtne kode (Radiofrekvenčna identifikacija, 2013). SLIKA 3: Delovanje RFID sistema (Krasić, 2012) Tak sistem nam omogoča popolno avtomatizacijo poslovanja. Uporablja se predvsem za identifikacijo, sledenje in označevanje predmetov in živih bitij (Krasić, 2012). Pri nas se ta tehnologija uporablja pri plačevanju cestnine (DARS) ali za registracijo delovnega časa (RFID Radiofrekvenčna identifikacija..., 2007). 6.3 Elementi sistema pristopne kontrole Sistemi pristopne kontrole so sestavljeni iz različne opreme, ki je med seboj povezana, vendar lahko delujejo tudi kot samostojni elementi za nadzor gibanja. Eden izmed takih je terminal. Povezan je z identifikacijskimi vmesniki, s centralno enoto ali neposredno z računalnikom. Ko se sprejeti identifikacijski podatki ujemajo s shranjenimi, terminal omogoči vstop v varovani prostor. Deluje neprekinjeno, tudi v primerih prekinitve zunanjega napajanja z električno energijo. Identifikacijski vmesnik predstavlja čitalnik kartic ali biometrični senzor. Sproži postopek prepoznavanja identitete osebe, ki želi vstopiti. Izvršna enota najpogosteje predstavlja električno ključavnico ali motorni pogon. Podatki o dogajanju v sistemu se prenašajo na računalnik, ki ga največkrat instaliramo v varnostnem operativnonadzornem centru. Programska oprema je centralni del vsakega sistema za nadzor gibanja, saj omogoča nenehno delovanje sistema, krmiljenje elementov, vpisovanje, izpisovanje, dopolnjevanje in spreminjane vpisanih podatkov (Golob, 1997). 17

20 6.4 Slabosti sistema pristopne kontrole Kot vsak sistem ima tudi pristopna kontrola poleg že omenjenih številnih prednosti v skupini tehničnega varovanja tudi svoje slabosti. Prva težava se lahko pojavi pri uporabi kartic kot identifikacijskega medija, saj lahko pooblaščene osebe omogočijo vstop tudi nepooblaščenim osebam (tako da skupaj vstopijo v prostor). Potrebovali bi mehanski sistem, ki omogoča le posamično vstopanje in ni mogoče z eno kartico spustiti v objekt več oseb. Ta medij je enostavno ukrasti ali ga izgubiti. Pri kartični vstopni kontroli bi potrebovali varnostnika in fotografije zaposlenih, da bi ugotovili, kdo uporablja ukradeno kartico. Zato je potrebno v objektih, kjer želimo visoko stopnjo varnosti, poleg kartice uporabiti še drugo vrsto varovanja biometrijo, kodo Kartico s črtno kodo je mogoče kopirati s kopirnim strojem, magnetno kartico pa je mogoče kopirati z napravo za branje magnetnih kartic. Zato imata ti dve vrsti kartic relativno nizko stopnjo varnosti, medtem ko je induktivno in čip kartico težje ponarediti (Fefer, 2004). Pri uporabi PIN kod ljudje pogosto pozabijo vstopno kodo ali pa jo pri vnosu vidijo drugi. V objektih, kjer uporabljajo kartico tudi za evidentiranje delovnega časa, lahko prihaja do zlorab v smislu neevidentiranih izhodov med delovnim časom in goljufanja pri prihodih in izhodih. Tudi pri uporabi biometrije lahko prihaja do pomanjkljivosti, čeprav veljajo za najbolj zanesljiv sistem preverjanja oseb, saj so neprenosljive. Večkrat imajo te metode prizvok vsiljivosti, saj jih porabnik lahko razume kot vdor v zasebnost (uporaba prstnih odtisov, prepoznavanje vedenja ). Karakteristike biometričnega vzorca naj bi bile s staranjem kar se da nespremenljive, kar pa se večkrat izkaže za nemogoče. Najbolj stabilna telesna vzorca sta šarenica in očesna mrežnica, medtem ko so ostali deli telesa relativno nestabilni. Poleg staranja se tu pojavijo še bolezni, sprememba zunanjosti, nihanje čustvenega stanja, zunanji vplivi itd.. Pri uporabi biometričnih sistemov je kljub visoko razviti tehnologiji še vedno težava tudi tehnološka kompleksnost, zahtevana visoka stopnja kooperativnosti uporabnikov, visoki stroški, povezani z nakupom, uporabo in vzdrževanja le-teh (Fefer, 2004). Če povzamemo vse pomanjkljivosti pristopne kontrole, lahko ugotovimo, da je za najvišjo stopnjo varnosti objekta poleg sistema pristopne kontrole še vedno potreben tudi fizični varnostnik, videonadzor oziroma kombinacija različnih načinov varovanja. 18

21 6.5 Standardizacija Dandanes morajo v svetu veljati določena pravila, ki se jih moramo držati vsi. Določiti je potrebno standarde, ki predstavljajo»usklajena pravila in tehnične specifikacije naprav, sprejete po medsebojnem usklajevanju v državi, EU ali v svetu«(zupančič, 2006: 103). S standardi se ukvarja standardizacija, ki je»dejavnost vzpostavljanja usklajenih pravil in določil za ponavljajočo se uporabo, da se doseže optimalna stopnja urejenosti na danem področju«(zupančič, 2006: 103).Tako dobimo urejene sisteme, ki veljajo povsod in jih med seboj lahko primerjamo. Vendar pa standardi postanejo obvezni šele takrat, ko jih zahtevamo na razpisih in v pogodbah. S tem zagotovimo osnovno varnost ob nakupu sistema in omogočimo medsebojno povezovanje standardiziranih naprav (Zupančič, 2006). Zato bi bilo potrebno težiti k temu, da bi se standardi uveljavili na vseh področjih in bi jih seveda tudi zahtevali. Za področje alarmnih sistemov in sistemov pristopne kontrole je v okviru organizacije CENELEC zadolžen Tehnični komite 79: Alarmni sistemi. Ta je izdal okoli 50 evropskih standardov, ki urejajo to področje in so namenjeni zaščiti premoženja in oseb. Zaradi hitrega razvoja in vse večje uporabe biometričnih tehnologij se je pojavila potreba po standardizaciji tega področja. Tako imamo večjo skladnost med moduli različnih proizvajalcev in večjo možnost integracije biometričnih tehnologij v sisteme na različnih področjih uporabe (Fefer, 2004). Slovenija je na tem področju prevzela skupino evropskih standardov SIST EN z začetkom veljavnosti ali novejših. Pristopna kontrola je v svetu že dokaj uveljavljena, raziskana in uporabljena. Načinov identifikacij in inteligentnih sistemov je veliko, ravno tako opreme, s katero pri tem sistemu pristopamo. V Sloveniji pa gremo korak naprej, saj projekt, ki ga opisujemo v nadaljevanju, nadgradi vse do sedaj opisane. Poskuša se prilagajati kot človek in ne le identificirati osebe ter ji omogočiti vstop v objekt ali dostop do želenih informacij. Projekt se imenuje ELKOV22, inteligentni upravljavski in nadzorni sistem za bivanjske rešitve v lesenih objektih. Razvil je pilotni sistem pametnih vrat, ki je namenjen identifikaciji osebe, ki vstopa v prostor, in zaznavanju neobičajnega ravnanja z vrati ter posledično proženju alarma. Upravljanje sistema poteka preko standardnih programov na osebnem računalniku ali tabličnem računalniku. Analize projekta 19

22 ELKOV22 smo se lotili, ker smo v podjetju, ki je podružnična enota naročnika projekta, pridobili vso potrebno dokumentacijo o projektu. Ta je poslovna tajnost, vendar smo s strani naročnika projekta dobili vpogled in dovoljenje za raziskavo v diplomski nalogi. 7 SISTEM E-VRATAR Sistem e vratar je zasnovan tako, da nadomešča fizično prisotnost varnostnika in posnema vedenje človeka vratarja. Njegov namen je zagotoviti varnost v objektih, poenostaviti prehod skozi vrata ter nuditi inteligentne storitve (komuniciranje v govorjenem jeziku, prilagajanje v različnih situacijah ). Ker uporablja algoritme strojnega učenja, se je sposoben prilagajati različnim situacijam ter se je iz njih sposoben učiti. Posebnost ni le v tem, da sistem razmišlja inteligentno, ampak tudi na človeku prijazen način (Pušnik, Plitaver, Vidulin in Gams, 2013). E-vratar predstavlja inteligenten sistem mobilne aplikacije, ki običajno tablico spremeni v sistem za nadzor vstopa v stanovanje ali hišo. Takšni sistemi so običajno za ljudi, ki niso vešči uporabe sodobnih tehnologij, prezahtevni. Zato e-vratar vsebuje tudi virtualnega asistenta, ki je sposoben komunikacije v govorjenem jeziku. (Kozina, Piltaver, Kužnar in Gams, 2013). Sistem je razdeljen na dva dela: programski del (aplikacija na tabličnem računalniku in mobilnem telefonu ter programa na krmilniku in strežniku), strojni del (elektromehanska ključavnica, krmilnik, senzorji, tablični računalnik, mobilni telefoni in strežnik) (Pušnik et al., 2013). Na tržišču je že nekaj podobnih sistemov. Key2Share in Lockitron se ukvarjata predvsem s fizičnim varovanjem vrat in onemogočanjem vstopa nepooblaščenim osebam, Doorboot daje poudarek video ter avdio nadzoru, Drop Cam razpoznava gibanje in na podlagi tega sproži alarm, Kwikset Kevo in Goji pa sta sistema, ki nudita širok spekter nabora funkcij in omogočata tudi vstop s pomočjo bluetooth ključa ter vsebujeta senzor dotika kljuke. Sistem e-vratar nudi večino funkcij opisanih sorodnih sistemov in njihovo nadgradnjo na podlagi opreme in velikega nabora senzorjev (Pušnik et al., 2013). 20

23 V nadaljevanju bomo podrobneje opisali njegovo delovanje, sestavo in prednosti pred ostalimi sistemi. 7.1 Uporabnost sistema Vprašali smo se, kakšna je uporabnost sistema. Je e-vratar zgolj v funkciji varovanja ali ima tudi kakšne druge funkcije? V nadaljevanju jih razdelimo na tiste, ki nudijo udobno delovanje, in tiste, ki nudijo tudi varnost. Kot tretjo funkcijo sistema pa bomo opredelili inteligenco Funkcije za zagotavljanje udobja Sistem nudi večje udobje, kot ga nudi fizični vratar. Ker se sistem uporablja vsak dan, je ta funkcija še bolj pomembna. Vrata so za lažje delovanje narejena v štirih načinih, ki jih uporabnik glede na potrebe lahko preklaplja. Ti načini so (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012): Nadzorni način: stopnja varnosti je tu najvišja. E- vratar samodejno zaklene in vključi nadzorni način, ko prostor zapusti zadnja oseba. Prav tako ga izključi, ko v prostor vstopi prva pooblaščena oseba. Delovanje e-vratarja v nadzornem načinu pomeni, da preko različnih senzorjev spremlja dogajanje v okolici. Če kamera na tabličnem računalniku, ki gleda v prostor, zazna gibanje, sproži alarm. Prav tako lahko senzor za detekcijo poskusa vdora ali senzor gibanja pred vrati zazna gibanje ali razbijanje po vratih. Ob tem vključi zunanjo kamero ter uporabniku preko mobilnega telefona omogoči, da preveri dogajanje. Nočni način: ta način zagotavlja višjo stopnjo varnosti, ko so v objektu prisotni uporabniki. Vrata se v tem načinu po vsakem prehodu zaklenejo. Vstopamo lahko le z identifikacijo in ključem, pri izhodu pa pritisnemo na gumb na uporabniškem vmesniku in uporabimo ključ. Dnevni način: ta način ima nižjo stopnjo varnosti. Ker se vrata ne zaklenejo, je izstop možen le s pritiskom na kljuko. Ostale lastnosti so enakovredne nočnemu načinu. Piknik način: tu se delovanje e vratarja skoraj popolnoma izključi. Vrata je mogoče odpreti le z dotikom kljuke, sistem pa ne beleži nobenih podatkov ter ne proži alarmov ali ostalih funkcij, ki so povezane z vstopi ali izstopi. Delovanje piknik načina se izključi po vnaprej določenem času ali pa s pritiskom na gumba na uporabniškem vmesniku. 21

24 Tak način bi uporabili v primeru, ko imamo v objekt povabljenih več ljudi, ki jim zaupamo (npr. praznovanje rojstnega dne, novoletna zabava ) ali ko smo z gosti zunaj objekta (piknik) in imamo stalen nadzor nad dogajanjem pred vrati. SLIKA 4: Izbiro načina varovanja preklopimo na tablici Slika 4 nam prikazuje, kako lahko na tabličnem računalniku preklapljamo med različnimi načini. V zgornjem delu zaslona imamo naštete in slikovno prikazane vse štiri načine. Ko želimo način spremeniti, enostavno kliknemo na želeno ikono. Medtem se nam na spodnjem delu ekrana prikazujejo morebitne spremembe načinov z datumom in uro spremembe. Udobje zagotavljajo tudi naslednji elementi (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012): Upravljanje na daljavo preko aplikacije na android mobilnih telefonih lahko sistem upravljamo na daljavo. Tako lahko ob pritisku na gumb na ustreznem grafičnem prikazu na mobilnem telefonu pošljemo SMS za naslednje funkcije: stanje preko SMS, slika preko SMS, odkleni preko SMS, vklopi nadzorni način preko SMS. Sistem e vratar odgovori s SMS sporočilom, ki vsebuje podatke o napajanju, trenutnem načinu delovanja in seznam prisotnih in odsotnih uporabnikov S funkcijo»slika preko SMS«zahtevamo trenutni fotografiji (zunanje in notranje kamere), ki ju sistem pošlje po e-pošti. Z aplikacijo na mobilnem telefonu je prav tako možno z gumbom»odkleni preko SMS«odkleniti vrata. Sistem preveri 22

25 avtentičnost sporočila in odklene vrata, hkrati pa vrne sporočilo o uspešnem odklepanju. Prav tako imamo na aplikaciji na mobilnem telefonu možnost»vklopi nadzorni način preko SMS«. Sitem preveri pristnost sporočila, vklopi nadzorni način in vrne sporočilo o uspešni vključitvi načina. Glasovni pozdrav glede na vstop ali izstop, čas in identificirano osebo ob vstopu ali izstopu sistem predvaja določen govorni pozdrav. Glasovna sporočila uporabniku je omogočeno snemanje glasovnih sporočil, za katere jo možno določiti, kdaj in komu naj se predvajajo. Ko oseba, ki ji je sporočilo namenjeno, stopi skozi vrata, se predvaja opozorilo:»čakajo vas govorna sporočila!«oseba lahko predvaja sporočilo, preveri kdo in kdaj ga je posnel ter ga izbriše. Za večjo udobnost poskrbi tudi hitrejši vstop kot s ključem, saj sistem e-vratar omogoča različne načine odklepanja oziroma odpiranja vrat. Ti so odvisni tudi od sistema, v katerem vrata delujejo. Možne vrste identifikacijskih sredstev v e-vratarju so (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012): Odklepanje s prstnim odtisom sistem prepoznava prstne odtise na podlagi vnaprej registriranih prstnih odtisov v sistemu. Deluje tudi takrat, ko tablica ne deluje. Odklepanje z RFID kartico kartico je prav tako kot prstni odtis potrebno registrirati v nastavitvah uporabnikov. Vstop je mogoč tudi tedaj, ko tablični računalnik ne deluje. Odklepanje z bluetooth napravo da sistem deluje, moramo v nastavitvah shraniti MAC naslov bluetooth naprave, ki služi kot identifikacija. Izstop oziroma odklepanje na tipko v dnevnem načinu nam sistem omogoča identificiran izstop, v nočnem načinu pa identificirano odklepanje s pritiskom tipke in imenom uporabnika, ki se nahaja na seznamu prisotnih uporabnikov na tabličnem računalniku. Vstop z dotikom kljuke v piknik načinu nam je omogočen vstop z dotikom kljuke, saj je takrat sproščena vratna zapora. Vstop z dotikom kljuke se uporablja tudi, ko vrata odpiramo z bluetooth napravo. Vstop s ključem v dnevnem, nočnem in nadzornem načinu nam sistem omogoča vstop s ključem. Sistem nas v dnevnem in nočnem načinu opozori na identifikacijo osebe in če ta ni uspešna, se sproži alarm. V nadzornem načinu mora vstopajoči sam izključiti nadzorni način z identifikacijo, sicer se prav tako sproži alarm. 23

26 Izstop s kljuko ali ključem s ključem lahko izstopamo v nadzornem in nočnem načinu (vrata so takrat zaklenjena), v dnevnem in piknik načinu pa izstopamo z dotikom kljuke. Pri tem moramo nadzorni način z vnosom gesla pravočasno izključiti, drugače se sproži alarm. V dnevnem in nočnem načinu nas sistem samodejno opozori na identifikacijo. Ugotovili smo, da ima sistem resnično veliko funkcij, ki zagotavljajo udobje. Glede na različne dnevne situacije (ko nas ni doma, ko smo doma, ko imamo zabavo ) lahko z enim samim klikom spremenimo varnostne zahteve delovanja vrat. Poleg tega lahko osnovne funkcije opravimo kar na daljavo in pustimo sporočilo naslednjemu uporabniku vrat. Tudi samo odklepanje in zaklepanje nam ponuja široko paleto možnosti, za katere se odločimo glede na lastne želje Funkcije za zagotavljanje varnosti Vrata imajo kar nekaj funkcij, ki ob različnih situacijah omogočajo večjo ali manjšo varnost objekta, odvisno od tega, kaj potrebujemo. Različni načini delovanja nam olajšajo razmišljanje o tem, če so vrata zaklenjena ali ne. Kadar so na primer vrata v nočnem načinu, se samodejno zaklenejo ob vsakem zapiranju (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012). Ponoči večinoma skozi vrata ne hodimo in ko spimo, potrebujemo večjo stopnjo zaščite. Sistem je programiran tudi tako, da se, ko iz objekta izstopi zadnja oseba, samodejno vključi nadzorni način, ob prvem vstopu osebe z identifikacijo pa se le-ta izključi (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012). Tako nam ni potrebno razmišljati, kdo gre zadnji od doma, da bo zaklenil vrata ali komu bomo zaklenili vrata, če je še doma. Sistem vrat hitro reagira na različne načine vdora ali možnega ponarejanja identitete. Če sistem ob vstopu ali izstopu zazna verjetnost, da je dana identiteta ponarejena, sproži alarm (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012). Tako je upravljalec sistema takoj obveščen o morebitnih vsiljivcih, obenem pa jih alarm tudi prestraši. Alarm se ravno tako sproži tudi, če sistem zazna napad na vrata, kot je razbijanje, rezanje in podobno z zunanje strani ali kot detekcijo gibanja na podlagi obdelave fotografij iz kamere na notranji strani vrat. Taka dejanja so poimenovana kot detekcija poskusa vdora (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012). Ob alarmu se shranijo vse fotografije oseb, ki so bile pred vrati, tudi tistih, ki niso vstopili, v posebno bazo podatkov. Prav tako je gradivo s SMS ali MMS sporočilom poslano lastniku na mobilni telefon (Inteligentni upravljalski in 24

27 nadzorni, december 2012). Tako ima lastnik dokaze o tem, kdo je poskušal priti nepovabljen skozi vrata in jih lahko preda policiji. Alarm pa se vključi tudi v primeru, ko v nadzornem načinu zmanjka električnega napajanja. Prekine se takrat, ko se ta zopet vzpostavi (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012). Ob tem se nam poraja vprašanje, koliko časa deluje alarm, če električnega napajanja ni dalj časa Inteligentne funkcije Poleg navedenih dveh funkcij se sistem spogleduje tudi z nadstandardnimi oblikami, med katere vključujemo predvsem inteligentne funkcije. Te se šele vpeljujejo v sistem e-vratarja, zato bodo še potrebne raziskave, nadgradnje in zbiranje podatkov o njihovem delovanju in uporabi. Zaenkrat so bile uporabljene samo na posameznem prototipu na željo določene stranke. Trenutno se na vratih razvija program virtualnega asistenta, preko katerega uporabnik upravlja v govorjenem jeziku. Sistem se primerno odziva na ukaze in vprašanja (npr.»kdo je doma?«). Baza vsebuje osnovna vprašanja in odgovore v slovenskem jeziku, ki so primerni za demonstracijo delovanja (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012). Razvijalci poskušajo sistem naučiti tudi modele prihodov in odhodov uporabnikov, da bi glede na trenutno stanje poskušal napovedati prisotnost posameznih oseb v prostoru. Tako bi napovedi lahko uporabljali tudi za druge dejavnosti (ogrevanje in hlajenje prostorov, prezračevanje ipd.) (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012). E-vratar naj bi imel tudi sposobnost identifikacije osebe, ki se ni identificirala sama, in bi določal nenavadne dogodke, povezane s prehodom skozi vrata (tu bi določal nenavadnost glede na časovni kontekst in glede na podatke iz senzorjev o načinu prehoda skozi vrata) (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012). Najprej bi bilo potrebno daljše časovno obdobje zbirati podatke o običajnih dogodkih in prehodih, da bi sistem lahko izluščil tiste, ki niso običajni. Tovrstni sistemi po našem mnenju pridejo v poštev za tiste objekte, ki beležijo vsakodnevne podobne situacije glede vhodov in izhodov. Sistemi, ki imajo veliko različnih obiskovalcev preko leta in v različnih časovnih obdobjih, po vsej verjetnosti ne bi veliko koristili. Zato bi bilo res potrebno inteligentne sisteme vgrajevati v vrata posamično, glede na želje in potrebe strank. Spoznali smo, kako e-vratar funkcionira in katere so njegove prednostne naloge. Da lahko opravlja vse navedene funkcije, mora biti ustrezno opremljen. 25

28 7.2 Zgradba sistema Pametna vrata morajo imeti poleg samih vrat in ustrezne strojne opreme nameščeno tudi programsko opremo. Da lahko vse skupaj deluje na enostaven način, potrebujemo tudi aplikacije, s pomočjo katerih z vrati upravljamo Strojna oprema Strojna oprema je sestavljena iz pametnega telefona, tabličnega računalnika, kamere, krmilnika vratne zapore in vratne zapore. Mobilni telefon mora imeti operacijski sistem Android ali novejši, povezavo preko GSM omrežja, dovolj velik procesor in pomnilnik (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012). Tak mobilni telefon ima danes že skorajda vsakdo, zato za potrebe delovanja in upravljanja e-vratarja na daljavo ni potrebno kupovati novega mobilnika, kar lahko izpostavimo kot prednost pred drugimi podobnimi sistemi, ki potrebujejo posebne naprave. Tablični računalnik, ki je nameščen pri vratih, mora imeti operacijski sistem Android ali novejši, sprednjo kamero ter povezavo preko GSM omrežja, 1 GHz dvojedrni procesor in vsaj 1 GB pomnilnika (Inteligentni upravljalski in nadzorni, junij 2012). Nudi primerno velik zaslon za podporo upravljanja na dotik ter mikrofon in zvočnike za snemanje in predvajanje govornih sporočil (Pušnik et al., 2013). Tako lahko deluje tudi kot domofon ali kot sredstvo za puščanje glasovnih sporočil obiskovalcu ali lastniku sistema. Nameščen je na notranji strani vrat. Vratna zapora mora imeti možnost odklepanja in zaklepanja ter možnost krmiljenja z napetostjo 24 V DC (Inteligentni upravljalski in nadzorni, junij 2012). Gre za elektromehansko ključavnico Roto, ki jo upravlja preko dveh relejev, ki sta priključena na krmilnik (Pušnik et al., 2013). Krmilnik vratne zapore podpira le krmilno kartico, uporabljeno v sistemu. Ta ima en relejski vhod in izhod, z maksimalno napetostjo delovanja vsaj 24 V enosmerne napetosti (Inteligentni upravljalski in nadzorni, junij 2012). Naloga krmilnika je upravljanje ključavnice in senzorjev ter komuniciranje s tabličnim računalnikom (Pušnik et al., 2013). 26

29 Na enega izmed vhodov krmilnika morajo omogočati neposreden priklop naslednji senzorji (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012): pasivni infrardeči senzor gibanja (namenjen zaznavanju gibanja oseb pred vrati in v primeru nenavadnega gibanja, npr. brcanja, rezanja sproži alarm), senzor prstnega odtisa (namenjen identifikaciji osebe), čitalec RFID kartic (namenjen identifikaciji osebe preko kod in gesel), senzor odprtosti in zaklenjenosti na podlagi Roto zapore, senzor dotika kljuke (na podlagi zaznane spremembe električne kapacitete kljuke s pomočjo programske opreme zaznamo, kdaj je oseba prijela kljuko), zunanja kamera za snemanje obiskovalcev (je IP spletna kamera, ki se povezuje z omrežjem in prikazuje trenutno sliko na aplikaciji na tablici. Snema dogajanje pred vrati, torej osebe, ki vstopajo ali izstopajo iz objekta preko sistema e-vratar). Vsi senzorji, razen zunanje kamere, so povezani na krmilnik, ki zaznava vrednosti in ob spremembi podatek pošlje tabličnem računalniku. Slika 5 nam prikazuje še grafični posnetek celotne strojne opreme na sistemu e- vratarja. Nad vrati imamo kamero in senzor gibanja, na notranji strani vrat ali ob njih je nameščen tablični računalnik, ob sami ključavnici pa krmilnik s senzorji za identifikacijo, zaznavanje gibanja in odklepanje ter zaklepanje vrat. Mobilni telefon je edina oprema, ki ni neposredno nameščena v okolici vrat in preko katere lahko z vrati upravljamo na daljavo. 27

30 SLIKA 5: Strojna oprema prototipa sistema e vratar (E-vratar, 2012) Strojna oprema sama po sebi ne bi delovala, če nanjo ne bi bila nameščena ustrezna programska oprema Programska oprema Programska oprema sistema pametnih vrat je instalirana na tabličnem računalniku, mobilnem telefonu in krmilniku. Napisana je v programskih jezikih Java (za Android naprave) in C++ (za krmilnik). Aplikacija služi kot vmesnik med sistemom e-vratar in uporabnikom (Inteligentni upravljalski in nadzorni, junij 2012). Na tabličnem računalniku ima programska oprema funkcije identifikacije uporabnikov, varnostnega nadzorovanja vrat in njihove okolice, krmiljenja vratne zapore, vodenja seznama prisotnih in odsotnih uporabnikov, preklapljanja med načini delovanja sistema, prikazovanja zaznanih dogodkov, statusa sistema in uporabniških nastavitev. Na mobilnem telefonu ima funkcije krmiljenja tablice na daljavo s pomočjo prilagojenega uporabniškega vmesnika ter sprejema SMS sporočil v primeru 28

31 alarma in za poročanje o uspešnosti izvedbe zahtevanih akcij. Programska oprema na strežniku je potrebna za delovanje virtualnega asistenta. Zaradi zahtev je bil za njeno izvajanje izbran strežnik, saj procesorske in pomnilniške sposobnosti tabličnih računalnikov ne zadostujejo. Za delovanje je potrebna tudi baza vzorcev vprašanj in odgovorov. Strežnik in tablica komunicirata po protokolu http in si izmenjujeta podatke v obliki običajnega teksta (Inteligentni upravljalski in nadzorni, junij 2012). Na krmilniku programska oprema pošilja tabličnemu računalniku spremembe na senzorjih, od tabličnega računalnika pa sprejema ukaze in jih izvršuje. Če tablični računalnik ni povezan s krmilnikom, oprema na krmilniku omogoča tudi osnovne funkcije za vstop (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012). 7.3 Uporabniška navodila Vsak sistem, aparat in program za delovanje potrebuje navodila. Potrebno je poskrbeti, da so narejena in napisana na razumljiv način in prilagojena širši populaciji. Tudi sistem e-vratar sledi tem trendom, zato ponuja različne aplikacije za delovanje in uporabo teh pametnih vrat, saj jih poskuša ponuditi kar najširšemu krogu uporabnikov Aplikacija na mobilnem telefonu Za upravljanje sistema e-vratar na daljavo brez uporabe interneta so razvili aplikacijo na mobilnem telefonu. Mobilna verzija aplikacije e-vratar oddaljeno upravlja in nadzoruje aplikacijo e-vratar, ki deluje na tablici uporabnikovih vrat. Komunikacija med aplikacijo, ki teče na tablici, in e-vratarjem poteka preko SMS sporočil. Vsaka funkcija na mobilnem telefonu posreduje ukaz e-vratarju. Če je le možno, ta ukaz izpolni in posreduje povratno informacijo. E-vratar nato predvaja zvočno sporočilo in s tem opozori uporabnika, da je bil ukaz sprejet in obdelan (Inteligentni upravljalski in nadzorni, december 2012). 29

32 SLIKA 6: Nabor funkcij, ki jih omogoča mobilna aplikacija Kot nam prikazuje slika 6, ki je pridobljena iz aplikacije na mobilnem telefonu, ima funkcijo vklopa in izklopa nadzornega načina, pridobivanja trenutne slike dogajanja pred vrati preko elektronske pošte, pokliče lahko tablico in preveri stanje sistema. Preko aplikacije lahko preverimo tudi pretekle dogodke Aplikacija inteligentni vratar na tabličnem računalniku Na tabličnem računalniku se izvaja aplikacija inteligentni vratar. Kot nam prikazuje slika 7, ima aplikacija funkcije krmiljenja vratne zapore (odkleni ali zakleni vrata, preklopi med vsem štirimi načini) zgornja stran zaslona, nadzorovanja vrat (prikaže dogajanje pred vrati s pomočjo nameščene kamere) slika na desni strani zaslona, ravno tako prikazuje vse prisotne ali odsotne leva stran zaslona, in sporoča pomembna obvestila za uporabnika spodnja stran zaslona. 30

33 SLIKA 7: Aplikacija inteligentni vratar na tabličnem računalniku Privzeti način delovanja je način mirovanja, pri katerem je alarm izklopljen. Po vklopu alarma ima uporabnik 10 sekund časa (možne so tudi drugačne nastavitve časa), da zapusti prostor. Potem se alarm aktivira, s tem pa sistem začne uporabljati kamero, ki gleda na vrata, in algoritem za detekcijo gibanja. Ta ugotovi premikanje v bližini vrat in če ga zazna, se sproži alarm. Sistem takoj pošlje MMS sporočilo na telefonsko številko, ki jo določi uporabnik. V MMS sporočilu je prikazana slika dogajanja v bližini vrat, ki jo je posnela kamera. Do alarma pride tudi takrat, ko tablica zazna, da ni več priklopljena na električno omrežje (ali ko pride do izpada električne energije). Takrat začne uporabljati baterijo. Uporabnika spet s SMS sporočilom obvesti o razlogu za alarm. Alarm izklopimo s pritiskom na gumb»vklopi/izklopi alarmni sistem«(inteligentni upravljalski in nadzorni, junij 2012) Spletni virtualni asistent Spletni virtualni asistent je nadgradnja mobilne aplikacije inteligentnega sistema e- vratar. Narejen je bil predvsem z namenom, da se uporaba omogoči tudi ljudem, ki niso vešči sodobnih tehnologij. Virtualni asistent omogoča določene funkcije sistema pametnih vrat in poizvedovanja o dogodkih. Zmožen je prepoznati veliko število vprašanj in ukazov v človeku razumljivem jeziku in na njih tudi odgovoriti. Lahko pa tudi sam poizveduje po lokalni bazi podatkov in celo izvaja določene ukaze (npr. odklene vrata). Narejen je okrog sistema asistent in prilagojen za delovanje na tabličnem računalniku (Kozina et al., 2013). 31

34 Glavna prednost virtualnega asistenta je enostavno podajanje informacij in izvrševanje ukazov. Tako lahko na hiter in enostaven način pridobimo podatke ali izvršimo ukaze. Kot vidimo na sliki 8, uporabnik v polje vpiše vprašanje, na katerega virtualni asistent odgovori, ali navodilo, ki ga izvede. Implementacija virtualnega asistenta v sistem e-vratarja je šele v povojih, zato trenutno virtualni asistent podpira samo poizvedbe o dogodkih (alarmi, vstopi, izstopi) in omogoča ukaze za odklepanje in zaklepanje vrat (Inteligentni upravljalski in nadzorni, 2011). SLIKA 8: Virtualni asistent na tablici Virtualni asistent naj bi odgovarjal na štiri vrste vprašanj. Prva se nanašajo na pogovor z uporabnikom (Kako si?), sledijo vprašanja o naročnikih sistema e-vratarja (Kaj proizvaja Elgoline?), nato vprašanja o stanju sistema o vstopih oseb, prisotnosti, alarmih... (Je Janez doma?) in vprašanja o stanju vrat in ukazih, povezanih z njimi (Odkleni vrata!). Virtualnega asistenta je mogoče uporabljati preko spletnega strežnika, namenske aplikacije na pametnem telefonu in z uporabo grafičnega uporabniškega vmesnika na tablici. Sistem deluje tako, da tablica prejme vprašanje iz različnih virov in ga posreduje modulu virtualnega asistenta. Ta preveri, ali se v vprašanju pojavijo imena uporabnikov (npr. Janez) in besede, povezane z relacijami med uporabniki (npr. žena, mož, otroci). Dobljene podatke pošlje strežniku, ki preveri, kakšno je vprašanje poišče ključne besede in jih primerja z izpisi v bazi vprašanj in odgovorov. Odgovor je lahko statičen (zapisan v bazi in se ne spreminja) ali dinamičen (podan kot JavaScript funkcija, ki vsebuje pravila za sestavljanje odgovora in ukaze po bazi podatkov). Za delovanje asistent uporablja dve bazi podatkov. Prva je na tabličnem računalniku (tabela uporabniki, tabela 32

35 vrata, tabela dogodki, tabela relacije), kjer se hranijo osebni podatki in zaradi varovanja zasebnosti ni zaželena na strežniku. Druga pa se nahaja na strežniku virtualnega asistenta (ključne besede za prepoznavanje so vprašanja in odgovori), zato so med različnimi tabličnimi računalniki odgovori poenoteni (Kozina et al., 2013). Glede na opisano zgradbo sistema smo ugotovili, da ima e-vratar dokaj enostavne aplikacije, ki so za uporabnika nameščene na tabličnem računalniku pred vrati in mobilnem telefonu za upravljanje na daljavo. Razvijalci poskušajo vse še nadgraditi in še bolj poenostaviti z virtualnim asistentom, ki naj bi se celo pogovarjal z uporabnikom in znal odgovoriti na določen tip vprašanj. Če jim bo uspelo, bo to zagotovo velika inovacija in korak naprej v smeri računalniške inteligence. 8 PREDNOSTI E-VRATARJA PRED SORODNIMI SISTEMI Glede na opisane funkcije, značilnosti in zgradbo inteligentnega sistema e-vratar lahko izluščimo nekaj prednosti, ki jih ima pred sorodnimi sistemi. Pušnik et al. navajajo, da sodi e-vratar v primerjavi s konkurenco med obsežnejše sisteme. Vključuje enovit sistem, ki nudi večfunkcionalnost. Dodatno nudi tudi inteligentne sisteme, ki so bili do sedaj preizkušeni samo na prototipih. Skrbi za udobno in uporabniku prijazno uporabo in omogoča posredovanje informacij sistemom pametne hiše (Pušnik et al., 2013). Razvijalci projekta pri prednostih navajajo, da sistem lahko sam vklopi ali izklopi alarmni sistem (pri tem se ozira na prisotnost stanovalcev oziroma uporabnikov objekta) ter zazna poskuse vdora (nenavadno gibanje). Poleg tega o dogodku obvesti nastavljene telefonske številke. Če je potrebno, samodejno zaklepa vrata, uporabnik pa jih lahko odklene tudi z mobilnim telefonom v žepu. Na vratih se lahko preko mobilnega telefona uporablja domofon na daljavo. Sistem vodi seznam oseb, ki so prisotne v objektu. O izbranem dogodku lahko sporoči govorno besedilo izbranim osebam. Kot prednost navajajo tudi cenovno dostopnost sistema (Inteligentni sistem e-vratar, 2012). Pri pregledu obstoječih rešitev, ki omogočajo upravljanje z objekti, so po pripovedovanju Igorja Gornika (naročnika projekta v nadaljevanju je z njim opravljen intervju) pripravili nabor funkcij, ki jih vsebujejo sorodni sistemi in na ta način so lahko identificirali njihove prednosti in pomanjkljivosti, kar jim je pomagalo 33

36 pri smernicah njihovega razvoja. Prednosti e-vratarja pred ostalimi sistemi inteligentnih vrat so po mnenju naročnikov naslednje: uporaba sodobnih senzorjev in aktuatorjev (prstni odtis ), povezljivost z ostalimi napravami (alarmni sistemi požarni, protivlomni, ogrevanje in hlajenje, sistemi vklopa in izklopa, npr. na štedilniku, televiziji, radiu ), uporaba inteligentnih algoritmov (prepoznavanje s 3D tehniko, prepoznavanje glede na navade, odklepanje in zaklepanje preko telefonskih signalov, pregled stanja ne glede na prisotnost, komunikacija vrat in osebe) I. Gornik (osebni intervju, ). Če pri tem dodamo tudi lastno mnenje, se v prvi vrsti z vsemi navedenimi prednostmi lahko strinjamo in povzamemo, da gre za kompleksen sistem, ki vključuje več različnih funkcij in načinov delovanja. Največja prednost pred drugimi podobnimi sistemi je verjetno v tem, da združuje dobre funkcije in načine v zaključeno celoto in obenem omogoča enostavno delovanje za uporabnika ter različne možnosti uporabe. Ponuja različne načine varnosti in udobja. Uporablja sodobno tehnologijo, ki je na voljo širši populaciji. Aplikacije za delovanje vrat je možno brezplačno namestiti na pametne telefone in tablične računalnike, ki si jih lahko privošči že skorajda vsakdo. Zato so vrata cenovno dostopnejša in ustrezajo veliki večini današnje računalniške družbe. Čeprav vse funkcije še niso vpeljane v prototip vrat, bodo z njihovo nadgradnjo vrata zagotovo postala konkurenčna ne le na slovenskem, temveč tudi na svetovnem tržišču. 9 PREIZKUS E-VRATARJA NA PROTOTIPU Vrata smo preizkusili v podjetju Elgoline d.o.o., ki je eden izmed naročnikov tega projekta. Podjetje se ukvarja s proizvodnjo tiskanih vezij, zvijavih vezij, trakastih kablov, z dajanjem lastnih nepremičnin in strojev v najem in s prodajo lastnih nepremičnin in strojev. Ustanovljeno je bilo leta 1989, pred tem pa je obratovalo kot obrtna delavnica. Podjetje ima zastavljene investicijske in proizvodnje cilje, ki so temelj razvoja. V obdobju od ustanovitve do danes je posodobilo proizvodne prostore 34

37 in opremo ter pridobilo veliko novega znanja na področju tehnologije izdelave vseh vrst tiskanih vezij. Trenutno zaposluje 40 ljudi. V podjetju imajo prototip vrat. S pomočjo slikovnega gradiva v nadaljevanju bomo prikazali dejansko delovanje vrat. Slika 9: Vrata z zunanje strani Na zunanji strani je nad vrati zunanja kamera, ki nadzira dogajane pred vrati. Na desni strani pa je zunanja enota e-vratarja. Slika 10: Zunanja enota e-vratarja Zunanja enota vsebuje čitalec prstnih odtisov, mikrofon in tipko za zvonec. 35

38 Slika 11:Vrata z notranje strani Na notranji strani vrat sta poleg vrat nameščena tablični računalnik in mehanizem za samodejno zapiranje vrat. Ker je prototip vrat v podjetju v nenehnem izpopolnjevanju in nadgrajevanju, nekaterih funkcij (govor asistenta) ni bilo mogoče preizkusiti. Na vratih namreč niso delovale vse funkcije, za katere so izdelane aplikacije na tabličnem računalniku. Slika 12: Aplikaciji na tablici in mobilnem telefonu 36

39 V sklopu preizkušanja e-vratarja smo na mobilni telefon namestili aplikacijo e-vratar daljinec, ki jo je možno brezplačno pridobiti preko Google Play trgovine. Aplikacijo inteligentni vratar na tabličnem računalniku pa smo preizkusili v podjetju. Slika 13: Vklop nadzornega načina Ob odhodu smo na tabličnem računalniku aktivirali nadzorni način, ki nam da na voljo 10 sekund časa, da zapustimo prostor. Če ga v tem času ne zapustimo, se vključi alarm. Prejmemo sporočilo o vključitvi alarma na mobilni telefon. Alarm se vključi tudi v primeru, če kamera v času vključenega nadzornega sistema zazna gibanje v prostoru. Slika 14: Funkcija ob identificiranju/vstopu skozi vrata 37