応用情報技術者過去問題 平成30年秋期 午後問7

問7 組込みシステム開発

カードを使用した電子扉システムの設計に関する次の記述を読んで,設問1〜3に答えよ。

 E社は,電子錠を開発している会社である。E社では,RFIDタグを内蔵したカード(以下,入退室カードという)を使用して,扉の電子錠を制御するシステム(以下,電子扉システムという)を開発することになった。
 電子扉システムは企業向けであり,従業員ごとに個別の入退室カードを配布して,従業員の入退室管理に用いる。

〔電子扉システムの構成〕
 電子扉システムは,扉,カードリーダ,制御部などから成る電子扉ユニットと,各電子扉ユニットとLANで接続されたサーバから構成される。電子扉システムの構成を図1に示す。
  • ドアクローザは,扉の上部に有リ,内蔵するばねの力で扉を自動的に閉める。
  • レバーは扉の室内側と室外側に有り,電子錠で開錠/施錠される。開錠状態では,レバーを下に回して扉を開けることができ,手を放すとレバーは元に戻リ扉は閉まる。施錠状態では,扉は開けられない。また,扉を開けたまま施錠することができ,このときには扉が閉まると扉を開けることができなくなる。
  • カードリーダは,室内側と室外側に取り付けられている。
  • 電子扉ユニットには,扉識別コードが設定されている。
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〔電子扉ユニットのハードウェア構成〕
 電子扉ユニットのハードウェア構成を図2に示す。
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  • 扉識別コードは,電子扉ユニットごとに割り当てられ,制御部が保持する。
  • 入退室カードには,カードごとに割り当てられたカード識別コード,有効期限などの情報を格納する。
  • 制御部は,MPUを内蔵しており,各ハードウェアを制御する。
  • カードリーダは,室内側及び室外側に1台ずつ設置し,室内側を示すコードと,室外側を示すコード(以下,リーダ設置区分コードという)をそれぞれ割り当てる。カードリーダは,入退室カードの情報を読み込む。
  • 開閉センサは,扉が開いたこと及び扉が閉まったことを検出する。
  • 電子ブザーは,単発音の許可音・エラー音を発生したり,連続音の警告音を鳴動したりする。
  • 電子錠は扉のレバーを開錠/施錠する。
  • LANインタフェースは,LANに接続してサーバと通信する。

〔電子扉システムの動作〕
  • 入退室カードをカードリーダにかざすと,入退室カードの情報を読み込み,電子扉ユニットの情報とあわせてサーバに送信する。
  • サーバからの応答が開錠許可なら,許可音を発生して開錠する。開錠してからt1秒以内に扉が開かないときは施錠する。
  • サーバからの応答が開錠許可でないとき,エラー音を発生する。
  • 扉が開いてから,t2秒以内に扉が閉まらないとき,扉が閉まるまで警告音を鳴動し続ける。
 t1及びt2は,必要に応じて変更が可能で,t2>t1>1秒とする。

〔制御部とサーバ間の通信〕
 サーバは,入退室可能な入退室カードの保有者の情報を扉ごとに管理する。
  • 制御部は,カードリーダで入退室カードの情報を読み込んだとき,ab及びリーダ設置区分コードをサーバに送信する。
  • サーバは,aで入退室カードの保有者を特定し,bで入退室する扉を特定し,リーダ設置区分コードで入室又は退室を識別する。これらの情報から,入退室カードの保有者が入退室を許可されているか判定して,判定結果を制御部に送信する。


〔制御部のプログラムの処理〕
 制御部のプログラムの処理フローを図3に示す。この処理は,室内側又は室外側のカードリーダに入退室カードをかざすと開始される。また,この処理の間に新たに入退室カードがかざされても,終了するまで処理を続行する。
  • タイマは,OSのタイマ機能を使用する。タイマに時間を設定すると計時が始まり,設定した時間が経過するとタイマ満了イベントが通知される。タイマが満了する前にタイマ取消しを行うと,タイマ満了イベントは通知されない。
  • 開閉センサは扉が開いたときに開扉イベントを通知し,扉が閉まったときに閉扉イベントを通知する。
  • 処理"カード情報を読み込む"では,入退室カードの情報を読み込む。
  • 処理"イベント待ち"では,開扉イベント,閉扉イベント,及びタイマ満了イベントを待ち受ける。
  • 処理"開錠する"及び処理"施錠する"では,制御部が電子錠に開錠又は施錠を通知する。その通知から実際に電子錠が開錠/施錠するのに1秒掛かり,その間,次の処理は行わない。
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〔不具合の発生〕
 電子扉システムの動作をテストしていたところ,扉を開けたままt2秒経過しても警告音が鳴動しない不具合が,図3の"①施錠する"を処理した後に発生した。
 なお,不具合が発生したときに,入退室カードの情報は正しく読み込まれており,LAN及びサーバに問題はなく,ハードウェア及びソフトウェアは通常の処理をしていた。

設問1

〔制御部とサーバ間の通信〕について,本文中のabに入れる適切な字句を,本文中の字句を用いて答えよ。

-解答入力欄-

  • a:
  • b:

-解答例・解答の要点-

  • a:カード識別コード
  • b:扉識別コード

-解説-

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設問2

〔制御部のプログラムの処理〕について,(1)〜(3)に答えよ。
  • 図3中のcに入れる適切な処理を,本文中の字句を用いて答えよ。
  • 図3中のdeに入れる適切な処理を,解答群の中から選び,記号で答えよ。
  • 図3中のfgに入れる適切なイベントを,本文中の字句を用いて答えよ。
d,e に関する解答群
  • イベント待ち
  • 開錠する
  • 施錠する
  • タイマ取消し
  • タイマにt1秒を設定する
  • タイマにt2秒を設定する

-解答入力欄-

    • c:
    • d:
    • e:
    • f:
    • g:

-解答例・解答の要点-

    • c:エラー音を発生する
    • d:
    • e:
    • f:閉扉
    • g:タイマ満了

-解説-

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設問3

〔不具合の発生〕について,不具合が発生する条件を35字以内で述べよ。

-解答入力欄-


-解答例・解答の要点-

  • "@施錠する"処理中に扉を開き,そのままt2秒経過したとき (40文字)

-解説-

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問7成績
【30年秋期 午後問題】
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