Система аутентификации в образовательных учреждениях

Актуальность

Зачастую сотрудник может пропустить человека без аутентификации, что подвергает опасности находящихся в здании людей.

В этих условиях принципиально важным становится обоснование необходимости обеспечения безопасности образовательного учреждения. Система аутентификации учеников решит данную проблему, обезопасив учеников и сотрудников.

Также огромным преимуществом является возможность отказаться от механической записи пришедших без карты учеников посредством их автоматической регистрации в базе данных учебного учреждения.

Цель

Разработать систему аутентификации учеников в учебных учреждениях и протестировать её на базе школы.

Задачи

1.     Проанализировать существующие решения систем аутентификации.

2.     Подобрать комплектующие для реализации системы аутентификации учеников.

3.     Создать макет приложения в Qt Designer, используя языки css и html.

4.     Создать логику приложения на языке программирования Python при помощи фреймворка PyQt5.

5.     Разработать программу на языке Wiring для чтения NFC-меток.

6.     Моделировать корпус с учётом размеров всех плат с последующей печатью на 3D-принтере.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Компьютер
• 3D-принтер
• Одноплатный компьютер Raspberry Pi 4
• Микроконтроллер Arduino Uno
• RFID-модуль RC522
• TFT LCD Touch дисплей (7 дюймов)

Описание

Пользуясь Qt Designer, авторы построили 3 окна: окно ввода имени пользователя, окно ввода пароля и окно успешного завершения аутентификации. Пользуясь SQLite3, создали следующую базу данных. С помощью фреймворка PyQt5 кнопкам клавиатур была присвоена печать в окно ввода. После нажатия кнопки OK, отправлялся запрос в базу данных на поиск имени ученика и его пароля. Если в базе нет такого имени, или пользователь ввёл пароль неверно, кнопка ОК загоралась красным светом. В случае совпадения данных открывалось окно успешной аутентификации.

По истечении 5 секунд программа возвращалась к начальному виду, то есть появлялось окно регистрации, где нужно вводить имя. Таким образом, программа зациклена и может работать долгое время.

В качестве главного компьютера был выбран raspberry pi 4b. На него была установлена операционная система Raspberry Pi OS и Python, после успешной установки языка был проинсталлирован фреймворк PyQt5 с помощью командной строки linux.

Моделирование корпуса происходило в Autodesk Fusion 360.

Работа приложения и устройства была протестирована, устройство работает исправно.

Результаты работы/выводы

Устройство имеет высокую скорость работы за счёт индексирования базы данных. Создано работоспособное устройство аутентификации с программным обеспечением.

Перспективы использования результатов работы

Планируется добавить аутентификацию с помощью биометрического распознавания лица и сетчатки глаза личности с использованием глубокого обучения и более совершенного оборудования.

Устройство можно подсоединить к турникету и не использовать вовсе стандартные карты прохода, то есть тотально изменить систему аутентификации в учебных учреждениях.