سنسور اثرانگشت اکسترنال چیست و چه زمانی به آن نیاز داریم؟

در دنیای امروز، امنیت و راحتی دو عامل مهم در انتخاب ابزارهای دیجیتال و فیزیکی هستند. یکی از فناوری‌های کلیدی که این دو را تلفیق می‌کند، سنسور اثرانگشت است. اما فراتر از سنسورهای معمولی که روی قفل در یا لپ‌تاپ خود می‌بینیم، نوع دیگری از این فناوری به نام “سنسور اثرانگشت اکسترنال” یا “راه دور” وجود دارد که کاربردهای منحصربه‌فردی دارد. در این مقاله از کوئیک کالا، به زبان ساده و با جزئیات کامل بررسی می‌کنیم که این سنسور چیست، چگونه کار می‌کند و در چه شرایطی به یک نیاز حیاتی تبدیل می‌شود.

پفناوری تشخیص اثرانگشت

اثر انگشت به عنوان یکی از قدیمی‌ترین و درعین‌حال مطمئن‌ترین روش‌های شناسایی بیومتریک شناخته می‌شود. الگوهای منحصربه‌فرد برجستگی‌ها (Ridges) و فرورفتگی‌ها (Valleys) روی نوک انگشتان هر فرد، حتی در دوقلوهای همسان نیز متفاوت است و در طول زندگی تغییر نمی‌کند. این ویژگی‌ها، اثرانگشت را به ابزاری ایده‌آل برای احراز هویت تبدیل کرده است.

از گذشته‌های دور، تمدن‌های باستانی مانند چینی‌ها و بابلی‌ها از اثرانگشت برای احراز هویت اسناد رسمی و قراردادها استفاده می‌کردند . با پیشرفت تکنولوژی، امروزه شاهد استفاده گسترده از حسگرهای اثرانگشت در دستگاه‌های مختلفی مانند گوشی‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها، دستگاه‌های حضور و غیاب و قفل‌های هوشمند هستیم .

سنسور اثرانگشت اکسترنال (راه دور) چیست؟

برای درک مفهوم “سنسور اثرانگشت اکسترنال” یا “راه دور”، ابتدا باید نگاهی به ساختار کلی سیستم‌های اثرانگشت بیندازیم. یک سیستم استاندارد اثرانگشت از دو بخش اصلی تشکیل شده است:

1. سخت‌افزار (اسکنر): بخشی که انگشت روی آن قرار می‌گیرد و تصویر اثرانگشت را ضبط می‌کند.
2. پردازنده و حافظه: بخشی که تصویر گرفته شده را پردازش کرده، ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن را استخراج و با اثرانگشت‌های ذخیره‌شده مقایسه می‌کند تا هویت فرد تأیید شود .

در سیستم‌های معمولی، این دو بخش در یک دستگاه واحد و در کنار یکدیگر قرار دارند. اما در سیستم‌های اکسترنال یا راه‌دور، این دو بخش از هم جدا می‌شوند. سنسور اثرانگشت (سخت‌افزار اسکنر) در یک مکان فیزیکی قرار دارد و از طریق یک شبکه بی‌سیم (مثل وای‌فای یا بلوتوث) یا با سیم، به یک واحد پردازش مرکزی که در جای دیگری قرار دارد، متصل می‌شود. به این ترتیب، عمل اسکن انگشت در یک نقطه انجام می‌شود، اما فرآیند شناسایی و تصمیم‌گیری (باز شدن قفل یا ثبت تردد) در نقطه‌ای دیگر و توسط یک سیستم مرکزی انجام می‌گیرد.

به عبارت ساده‌تر، یک سنسور اثرانگشت اکسترنال، یک واحد مستقل است که وظیفه آن صرفاً “گرفتن اثرانگشت” و ارسال آن به یک “مغز متفکر” مرکزی است. این مغز متفکر می‌تواند یک کامپیوتر، یک تلفن هوشمند یا یک سرور امنیتی باشد.

انواع فناوری‌های به کار رفته در سنسورهای اثرانگشت

سنسورهای اثرانگشت، چه به‌صورت داخلی و چه اکسترنال، بر اساس فناوری‌های مختلفی کار می‌کنند که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند. سه نوع اصلی عبارتند از:

1. سنسورهای اپتیکال (نوری)

این نوع سنسورها قدیمی‌ترین و رایج‌ترین نوع حسگرها هستند. طرز کار آنها مشابه یک اسکنر است. یک منبع نور به انگشت شما تابانده می‌شود و یک حسگر نوری (مانند یک دوربین کوچک) تصویری دوبعدی از اثرانگشت ثبت می‌کند. نواحی برجسته انگشت نور را جذب و نواحی فرورفته آن را منعکس می‌کنند و در نتیجه تصویری از الگوی اثرانگشت ایجاد می‌شود .

• مزایا: قیمت مقرون‌به‌صرفه و فناوری بالغ و آزمایش‌شده .
• معایب: حساسیت به آلودگی، رطوبت و چربی روی انگشت. همچنین ممکن است فریب دادن آنها با تصاویر دوبعدی باکیفیت از اثرانگشت آسان‌تر باشد .

2. سنسورهای خازنی

این فناوری با استفاده از آرایه‌ای از خازن‌های ریز کار می‌کند. وقتی انگشت روی سنسور قرار می‌گیرد، برجستگی‌های انگشت با صفحات خازنی تماس پیدا کرده و باعث تغییر در ظرفیت خازنی می‌شوند، در حالی که فرورفتگی‌ها این تغییر را ایجاد نمی‌کنند. این تغییرات به یک تصویر الکتریکی با وضوح بالا تبدیل می‌شود .

• مزایا: امنیت و دقت بالاتر نسبت به نمونه‌های نوری، اندازه کوچک و هزینه نسبتاً پایین .
• معایب: ممکن است با انگشتان بسیار خشک یا خیلی خیس به خوبی کار نکند .

3. سنسورهای اولتراسونیک (فراصوت)

پیشرفته‌ترین و دقیق‌ترین نوع سنسورهای اثرانگشت، سنسورهای اولتراسونیک هستند. این سنسورها با ارسال امواج صوتی با فرکانس بالا (غیرقابل شنیدن برای انسان) به سمت انگشت و تحلیل پژواک بازگشتی کار می‌کنند . با اندازه‌گیری شدت امواج بازگشتی از برجستگی‌ها و فرورفتگی‌ها، یک نقشه سه‌بعدی از اثرانگشت ایجاد می‌کنند.

• مزایا: بالاترین دقت و امنیت؛ عملکرد عالی در شرایط مختلف (انگشت خیس، چرب، خشک یا کثیف)؛ تشخیص عمق و زنده بودن انگشت .
• معایب: هزینه تولید بالاتر و نیاز به زمان پردازش کمی بیشتر نسبت به نمونه‌های نوری.

چه زمانی به سنسور اثرانگشت اکسترنال نیاز داریم؟

ایده جداسازی سنسور از واحد پردازش مرکزی، امکانات جدیدی را فراهم می‌کند و در شرایط زیر می‌تواند یک نیاز اساسی محسوب شود:

1. ارتقاء امنیت فضاهای موجود بدون تخریب

فرض کنید یک ساختمان اداری قدیمی با درهای چوبی دارید و می‌خواهید سیستم امنیتی آن را به یک سیستم پیشرفته اثرانگشتی ارتقا دهید. تعویض تمام قفل‌ها با قفل‌های هوشمند یکپارچه می‌تواند بسیار پرهزینه و نیازمند تخریب و تغییرات اساسی در درب‌ها باشد. در اینجا، یک سنسور اثرانگشت اکسترنال که روی قاب درب نصب می‌شود و به یک قفل برقی متصل است، بهترین راه‌حل است. با نصب یک واحد مرکزی و چند سنسور ساده، کل سیستم امنیتی ساختمان بدون نیاز به تعویض درب‌ها ارتقا می‌یابد.

2. کنترل تردد در مکان‌های متعدد و پررفتوآمد

در سازمان‌های بزرگ با چندین ورودی یا در کارخانه‌هایی که دارای چندین سالن و انبار هستند، استفاده از یک دستگاه حضور و غیاب جداگانه برای هر درب، هم هزینه‌بر است و هم مدیریت متمرکز را دشوار می‌کند. با استفاده از سنسورهای اکسترنال، می‌توان چندین سنسور را به یک سرور مرکزی متصل کرد. تمام اطلاعات تردد در یک جا جمع‌آوری و پردازش می‌شود و مدیریت دسترسی پرسنل به نواحی مختلف به سادگی امکان‌پذیر می‌شود.

3. افزایش امنیت خانه‌های هوشمند

در یک خانه هوشمند، می‌توان یک سنسور اثرانگشت اکسترنال را در کنار درب ورودی نصب کرد که به یک قفل برقی و سیستم خانه هوشمند متصل است. مزیت این کار نسبت به قفل‌های هوشمند یکپارچه این است که در صورت خرابی سنسور، نیازی به تعویض کل قفل نیست و تنها سنسور تعویض می‌شود. همچنین می‌توان از این سنسورها برای سطوح دسترسی مختلف استفاده کرد؛ مثلاً سنسور ورودی اصلی به همه اجازه ورود می‌دهد، اما سنسور داخل دفتر کار تنها به افراد خاصی اجازه ورود می‌دهد.

4. کاربرد در گاوصندوق‌ها و کشوهای امنیتی

استفاده از سنسورهای اثرانگشت روی گاوصندوق‌ها یا کشوهای امنیتی بسیار رایج است. یک سنسور اکسترنال که با سیم بسیار کوتاه به قفل الکترونیکی داخل کشو متصل می‌شود، امنیت را به شدت افزایش می‌دهد. این سنسور را می‌توان روی سطح کشو نصب کرد در حالی که مکانیزم قفل و مدارهای اصلی در داخل کشو و دور از دسترس هستند.

5. شرایط محیطی سخت

در محیط‌های صنعتی یا آزمایشگاه‌هایی که امکان نصب دستگاه‌های حساس روی درب وجود ندارد (به دلیل لرزش، گرد و غبار یا مواد شیمیایی)، می‌توان سنسور را در مکانی امن‌تر و دور از آن محیط نصب کرد و فرمان باز شدن درب را از راه دور به قفل ارسال نمود.

مزایای استفاده از سنسور اثرانگشت اکسترنال

• انعطاف‌پذیری در نصب: قابلیت نصب روی هر نوع درب، کشو یا ورودی بدون نیاز به تغییرات اساسی.
• مدیریت متمرکز: امکان تعریف، ویرایش و حذف دسترسی کاربران برای چندین سنسور از یک نقطه مرکزی.
• صرفه‌جویی در هزینه: در پروژه‌های بزرگ، به‌صرفه‌تر از خرید چندین دستگاه مستقل و گران‌قیمت است.
• امنیت بیشتر: در صورت به خطر افتادن امنیت یک سنسور، می‌توان آن را از سیستم مرکزی جدا کرد بدون اینکه به کل سیستم آسیب بخورد.
• نگهداری آسان‌تر: عیب‌یابی و تعمیر یا تعویض یک سنسور معیوب بسیار ساده‌تر از دستگاهی است که کل مدار در داخل آن تعبیه شده است.

معایب و محدودیت‌ها

البته این فناوری مانند هر فناوری دیگری، خالی از عیب نیست و باید قبل از استفاده، به محدودیت‌های آن نیز توجه داشت:

• نیاز به زیرساخت ارتباطی: برای اتصال سنسورها به واحد مرکزی، نیاز به یک شبکه پایدار (با سیم یا بی‌سیم) است. اختلال در شبکه می‌تواند منجر به اختلال در عملکرد سیستم شود.
• پیچیدگی نسبی در راه‌اندازی: راه‌اندازی اولیه یک سیستم متمرکز با چندین سنسور، نسبت به نصب یک دستگاه مستقل، نیاز به تخصص فنی بیشتری دارد.
• تأخیر احتمالی: در شبکه‌های شلوغ یا با پهنای باند کم، ممکن است بین لحظه اسکن انگشت و دریافت فرمان باز شدن قفل، تأخیر جزئی ایجاد شود.
• هزینه اولیه تجهیزات مرکزی: اگرچه در بلندمدت مقرون‌به‌صرفه است، اما هزینه اولیه خرید سرور مرکزی یا کنترل‌کننده اصلی ممکن است نسبت به یک دستگاه ساده بیشتر باشد.

نکات مهم در هنگام خرید و نصب

اگر تصمیم به استفاده از سنسور اثرانگشت اکسترنال گرفته‌اید، به موارد زیر توجه کنید:

1. نوع فناوری سنسور: با توجه به نیاز خود و شرایط محیطی، یکی از انواع سنسورهای اپتیکال، خازنی یا اولتراسونیک را انتخاب کنید. برای محیط‌های مرطوب یا صنعتی، سنسورهای اولتراسونیک گزینه مناسب‌تری هستند -1.
2. نوع ارتباط: مشخص کنید که ارتباط بین سنسور و واحد مرکزی به صورت بی‌سیم (وای‌فای، بلوتوث، زیگبی) باشد یا با سیم. ارتباطات بی‌سیم نصب آسان‌تری دارند اما ممکن است تحت تأثیر امواج مزاحم قرار گیرند.
3. پایداری در برابر شرایط محیطی: به درجه حفاظتی (IP) سنسور توجه کنید. اگر سنسور در فضای باز یا محیط مرطوب نصب می‌شود، باید در برابر نفوذ گرد و غبار و رطوبت مقاوم باشد.
4. منبع تغذیه: نحوه تأمین برق سنسور را بررسی کنید. برخی سنسورها با باتری کار می‌کنند و برخی نیاز به آداپتور برق دارند.
5. قابلیت یکپارچه‌سازی: اطمینان حاصل کنید که سنسور انتخابی با نرم‌افزار مدیریت مرکزی شما یا قفل برقی مورد نظر سازگار است.

سنسور اثرانگشت اکسترنال یا راه‌دور، یک راه‌حل هوشمندانه برای مدرن‌سازی سیستم‌های امنیتی و مدیریت تردد است. این فناوری با جداسازی بخش اسکنر از بخش پردازشگر، انعطاف‌پذیری بی‌نظیری در نصب، مدیریت متمرکز و مقیاس‌پذیری بالا را فراهم می‌کند. اگر به دنبال ارتقاء امنیت یک ساختمان قدیمی، مدیریت دسترسی در چندین نقطه یا یکپارچه‌سازی سیستم امنیتی خود با خانه هوشمند هستید، این فناوری می‌تواند انتخابی ایده‌آل و مقرون‌به‌صرفه باشد. انتخاب نهایی به نیازها، بودجه و شرایط محیطی شما بستگی دارد، اما آگاهی از قابلیت‌ها و محدودیت‌های آن به شما در تصمیم‌گیری درست کمک خواهد کرد.