Использование PIR датчика в Arduino для скрытия информации от посторонних лиц

Аннотация. В данной статье рассматривается простейшее использование датчик PIR на схеме Arduino Uno. Для исследования будет рассмотрена схема с использованием светодиода, как освещения в комнате.

Ключевые слова: Arduino, пироэлектрический датчик, PIR, Bluetooth

Введение:

В современном мире существуют множество микросхем, позволяющих заниматься робототехникой или же просто разрабатывать какие-либо простейшие устройства, позволяющие автоматизировать, к примеру, открывание гаража по приближению машины или же автоматическая кормушка для домашних животных. Предположим, человек работает с секретными документами на персональном компьютере с операционной системой Windows и настолько погрузился в процесс, что даже не замечает происходящее вокруг, в том числе и входящих посторонних лиц, не имеющих доступа к подобным документам, что является большой проблемой в сфере информационной безопасности. В данной статье рассмотрена схема с применением датчика движение и Bluetooth модуля для обнаружения входящих людей в помещение и применение мер по скрытию секретной документации.

Принцип работы датчика движения заключается в том, что полусфера разбита на элементы, так называемые зоны, реагирующие на движение. Предположим, что датчик установлен в пустой комнате. Каждый чувствительный элемент получает постоянную дозу теплового излучения, следовательно, при появлении в одной из зон  датчик улавливает инфракрасное излучение, при переходе объекта из одной зоны в другую (происходит движение) снова улавливается излучение и в результате генерируется выходной сигнал.

Использованные компоненты:

• Плата Arduino Uno
• Датчик движения типа PIR
• Светодиод
• Перемычки
• Bluetooth модуль

Описание технических характеристик Arduino UNO

Таблица 1.

Технические характеристики Arduino UNO

Приведение технических характеристик датчика движения HC-SR501

Таблица 2.

Технические характеристики HS-SR501

Рисунок 1. Датчик движения

Обрисвока технических характеристик Bluetooth модуля HC-06

Таблица 3.

Технические характеристики HC-06

Рисунок. 2. Bluetooth модуль

Рисунок 3. Схема

Собираем систему согласно схеме (рис. 3). Сначала подключаем все к самой Arduino UNO.

Контакты PIR датчика подключаем следующим образом: питание к 5V (напряжение питания необходимо выбрать в диапазоне 4,5-20В (см.табл.2)), землю в GND ( можно использовать любой контакт земли GND), выходной сигнал подключаем ко 2 цифровому выходу микроконтроллера.

Контакты Bluetooth модуля подключаем соответственно RXD в TX, TXD в RX, питание к 5V (напряжение питания см. табл.3) и землю к любой GND. RX и TX контакты необходимо подключать именно так потому что R – receive (отправка) отправляет данные, а T - tranceive соответственно принимает, и если по одному каналу у нас будут отправлять данные с обоих сторон или же только получать, то результата грубо говоря мы не получим совсем.

Светодиод подключаем для лучшего визуального отслеживания процесса к земле и 13 цифровому выходу. В схеме Arduino UNO присутствует встроенный светодиод подключенный к 13 цифровому выходу, на схеме его можно найти по надписи «L», так что можно обойтись и без дополнительного светодиода.

В результате получаем схему, представленную на рис. 4.

Рисунок 4. Собранная схема

Теперь необходимо настроить схему через Arduino IDE. Подключаем Arduino UNO к компьютеру и открываем «Диспетчер устройств». Открываем COM порты (рис. 5) и находим наше устройство, при первом подключении к компьютеру микроконтроллер может быть «неопределённым устройством», в таком случае требуется немного подождать, пока Windows установит соответствующий драйвер. После того как нашли, запоминаем к какой COM порт соответствует схеме.

Рисунок 5. Диспетчер устройств

Открываем Arduino IDE (скачать можно с официального сайта). Вводим код с листинга 1, во вкладке «Инструменты – Порт» выбираем COM порт, занятый нашей Arduino UNO (рис. 6).

Рисунок 6. Выбираем порт, занятый схемой

Проверяем скетч (код) нажав на «Проверить» (рис. 7) и затем загружаем его на микроконтроллер (рис. 8).

Рис. 7. Проверка скетча

Рис. 8. Загрузка скетча

Далее необходимо подключится к микроконтроллеру через Bluetooth, на данном этапе схему уже можно отключить от компьютера и питать от внешнего источника. Переходим в «Bluetooth и другие устройства», включаем сам Bluetooth (рис. 9).

Рисунок 9. Включаем Bluetooth

Добавляем новое устройство (рис. 10), в списке находим наш модуль HC-06 (рис. 11), который может сначала отображаться как «неизвестное устройство», в таком случае или ждём, пока устройство идентифицируется или подключаемся. При подключении будет запрошен PIN-код, по умолчанию он «1234» или «0000» (рис. 12).

Рисунок 10. Добавить устройство Bluetooth

Рисунок 11. Поиск в списке HC-06

Рисунок 12. PIN-код для HC-06

Переходим в «Другие параметры Bluetooth» (рис. 13) во вкладку «COM-порты» и находим там наш модуль с именем «HC-06 ‘Dev B’» (рис. 14), запоминаем COM-порт, он требуется для беспроводного подключения к микроконтроллеру.

Рисунок 13. Дополнительные параметры Bluetooth

Рисунок 14.COM-порты Bluetooth

Запускаем среду разработки для языка программирования Python, например PyCharm, создаём проект используя Python 3 версии. Создаём файл и вводим в него код из листинга 2, вместо «COM8» вводим порт из рис. 14. Запускаем программу, при обнаружении движения датчиком PIR микроконтроллер передаёт сигнал по Bluetooth программе, которая сворачивает все окна в Windows.

Листинг 1. 

Arduino (Включение светодиода и послание сообщения о событии)

Листинг 2.

Python (Чтение COM-порта и выполнение команды по приходу определенного сообщения)

Рис. 15. Результат отслеживания COM-порта программой

Вывод:

Подводя итог, можно прийти к выводу, что скрытие секретной документации при работе за персональным компьютером можно решить с помощью микроконтроллера Arduino UNO, пары модулей и программы на Python, занимающей всего 10 строчек. Собранная схема работает автономно, было бы необходимое питание. Схему можно установить при входе в помещение или другое подходящее место.