Secure Locker

Proiectul este un sistem de alarmă pentru o noptieră, care pornește un buzzer dacă sertarul este deschis fără ca un card SD să fie introdus. Cardul SD joacă rolul unei chei de acces, conținând un mesaj secret care simulează o cheie fizică. Dacă sertarul e deschis fără această „cheie”, se declanșează imediat alarma și sună până când cardul este introdus.

Ideea a pornit din dorința de a proteja obiecte personale folosind o soluție simplă, dar inteligentă, care combină partea fizică cu un mecanism digital de verificare. Sistemul e practic pentru oricine vrea să adauge un strat de securitate într-un spațiu mic, fără a folosi sisteme complexe sau scumpe.

Se vor folosii urmatoarele componente:
* Placa de dezvoltare UNO R3 compatibil Arduino
* Shield pentru inregistrare de date cu slot pentru SD Card
* Senzor masurare distanta VL53L0X
* Buzzer 12V

Shieldul de înregistrare a datelor se montează direct pe placa Arduino Uno R3, conectându-se automat la pinii necesari. Slotul pentru card SD folosește interfața SPI și ocupă pinii D10 (CS – Chip Select), D11 (MOSI – Master Out Slave In), D12 (MISO – Master In Slave Out) și D13 (SCK – Serial Clock).

Senzorul VL53L0X utilizează interfața I2C, astfel că se conectează la aceiași pini A4 (SDA) și A5 (SCL) ca și RTC-ul de pe shield. Alimentarea senzorului se face prin conectarea pinului VIN la 5V de pe Arduino, iar GND-ul la masă. Rolul acestuia este de a măsura distanța dintre baza noptierei și tavanul acesteia.

Buzzerul se conectează la pinul digital liber D8 și la GND. Acesta are rolul de a genera o alarmă în cazul în care noptiera este deschisă neautorizat.

Componente suplimentare pot fi adăugate ulterior.

VL53L0X.h: Bibliotecă necesară pentru utilizarea senzorului Time-of-Flight VL53L0X. Permite măsurători precise ale distanței, într-un mod simplu și fiabil.

Wire.h: Folosită pentru comunicarea I2C cu senzorul VL53L0X.

SD.h & SPI.h: Biblioteci esențiale pentru comunicarea cu cardul SD, prin protocol SPI. Permite citirea și scrierea fișierelor binare într-un mod eficient.

Elementul de noutate constă în utilizarea unei forme simple de criptare One-Time Pad (OTP) pentru autentificarea fișierului de pe cardul SD. Sistemul nu doar citește date de pe un senzor, ci implementează și o verificare criptografică a integrității fișierului, ceea ce îl face mai robust împotriva accesului neautorizat sau manipulării.

Laborator 0: GPIO – Tranzistorul este controlat de un pin digital, folosit pentru activarea unei alarme.

Laborator 5: SPI – Este utilizat pentru comunicarea cu cardul SD.

Laborator 6: I2C – Protocolul I2C este folosit pentru a comunica cu senzorul de distanță VL53L0X.

Inițializare:

• Se inițializează comunicațiile I2C și SPI.

• Se detectează senzorul și cardul SD.

• Dacă fișierul de autentificare nu există, se generează un OTP și se salvează.

Funcționare în buclă:

• Se citește distanța cu senzorul.

• Dacă distanța depășește 60mm sau alarma este activă, se verifică fișierul de pe SD:

• Dacă fișierul este valid, alarma se oprește.

• Dacă fișierul nu este valid sau lipsește, se activează alarma.

• Tranzistorul este activat pentru a semnaliza starea de alarmă.

Validare:

• Funcționalitățile au fost validate prin afișarea pe serial a stării senzorului, fișierului SD și alarmei.

Senzorul VL53L0X nu necesită o calibrare hardware manuală în acest caz, dar a fost configurat un prag de 60mm ca valoare de declanșare a alarmei, pe baza testelor practice cu distanțe tipice pentru aplicație. Timeout-ul senzorului a fost setat la 500ms pentru a evita blocările.

Optimizare criptografică:

• OTP este generat și stocat eficient în fișier binar pentru securitate maximă.

• Verificarea fișierului se face doar când este necesar, reducând scrierile inutile.

Control eficient al alarmei:

• Verificarea fișierului SD este condiționată de distanța detectată, economisind resurse.

• Utilizarea digitalWrite() doar când e nevoie (în funcție de stare).

https://youtu.be/I7ad5xwnqYE

GITHUB

Export to PDF