Author: Prado Moreno, Ramón Director: Jiang, Eric P. Collaborative Entity: USD University of San Diego & ICAI Universidad Pontificia Comillas.

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1 SMART ACCESS CONTROL Author: Prado Moreno, Ramón Director: Jiang, Eric P. Collaborative Entity: USD University of San Diego & ICAI Universidad Pontificia Comillas. ABSTRACT In this Project we purpose a system for managing and monitoring the access to certain rooms in a facility. Every user can access the rooms where he or she is permitted using an Android application and the system administrators can change every user permissions and monitor them with a web application. Any door can be controlled using the system by attaching a locking device to it. Keywords: Bluetooth, Android application, Web application, Arduino 1. Introduction Nowadays, access control is extensively used in a lot of companies but not in an efficient way. Some companies use outdated systems with barcode cards creating a false sense of security. Everyone has a card to access and thinks that without a card accessing is impossible but this cards are really easy to copy and the barcodes can be easily generated with a computer. Other companies focused on security use much more safe systems like biometric scans, the problem with this systems is the price. The cheapest one is a fingerprint scanner and the average price is around $90 in the United States and 80 in Spain[4]. The system we purpose uses much cheaper hardware. The hardware used is an android phone and an Arduino Uno board. Since the Uno board does not include Bluetooth connection, the board has to be connected to a HC-06 Bluetooth module. As a consequence, an interested company would need a locking device (Arduino Board + Bluetooth module) for each door, a computer for the administrator and Android phones for the users. The phones and the computers would probably have minimum cost for the company, almost none if the company decides to invest in developing the phone application also for ios. I paid approximately $12 for the locking device, assuming an extra $8 for the non-electronic components (handle and lock) and without taking into account the buying in bulk saves it is almost five times cheaper. The designed system can be as safe as the company wants. Right now it allows two different modes of operation for each room depending on the security needed. On low security mode, the user needs to specify his username and password to access the application and just press a button to access a certain low security room. For level two security rooms, the user needs to be logged in and specify pin number each time he wants to access the room. More levels of security would be easy to implement thanks to the modular programming used to development.

2 2. Description of the System Android Application Locking Device Administrator All users Database Server Web Application Figure 1: Technologies Used The system has three different parts: A web application, used by administrators for managing the permissions of the users and monitoring the access; an Android phone application that allows the users to open doors and a locking device that keeps the door locked until a permitted user opens it. The web application also acts as a server creating a response for each phone application request and uses a MySQL database to store all the information needed to work. Every time a user wants to access a room he or she uses the phone to request access for that room. The web application elaborates a response that includes an access code if the security is low or asks for a pin number if the level of security is two, then if the user inputs the correct pin number the response is sent. Once the phone application has the access code it connects with the lock device via Bluetooth and sends the access code. The locking device checks the access number, if it is correct it opens the door and sends a success message to the phone, if it is not, it sends a fail message to the phone and the door stays closed. 3. Results At the moment, we have a working web application that is able to: manage all the locks, permissions and user information; elaborate one response at a time and show a table with all the users that have accessed to a lock and when. The phone application is able to exchange messages with the server and open doors; the locking device that we built works but it is a simulation, instead of opening a lock, the device turns on a LED light. We have been focused on the electronic and software approaches leaving aside the mechanical part of the project.

3 4. Future Work This project has been a first approach to a complex idea from an electronics and software development point of view. As a consequence, there is still a lot functionalities that can be added to the system. Some of the future improvements that we purpose are: Creating an ios application: We have been working in an Android environment because it is the mobile operating system that we use but the extended use of ios cannot be denied. Having an application for both operating systems would make the whole locking system cheaper because everyone could use his own phone. Design the lock and electronics case: This is probably a job for a mechanical engineer. As we have said the system uses a LED light to symbolize the open and close state. For an implementation of the system in a company a mechanic or magnetic lock is needed. All the electronics should also be contained in a light and resistant box. Improve the electronics: Right now we are using an Arduino Uno board that is capable of much more than the needed. Developing a locking device with the minimum electronic components would make it cheaper and smaller. Add security levels: As it has been said, the system has two different levels of security. Right now we are not using all the security that can be provided by an average smartphone. Some of the smartphone capabilities that can be used are for example: face recognition, fingerprint scanner, voice recognition, etc. Use NFC instead of Bluetooth: NFC technology is much safer than Bluetooth. The algorithms are harder to break and the man on the middle attack is much harder because Bluetooth works in a ten meters range and NFC in a ten centimeters range. We decided to use Bluetooth because nowadays is much more common in smartphones. Another solution could be to use both depending on your phone. 5. References [1] Williams, Alex (9 July 2012). "GitHub Pours Energies into Enterprise Raises $100 Million From Power VC Andreessen Horowitz". Tech Crunch. [2] Information obtained from indeed.com, website used in the used to find out the approximated salaries in the United States per city [3] Stack Overflow a website designed for asking questions related to programming http: [4] Prices obtained from the web page http: for the American prices and http: for the Spanish prices.

4 SMART ACCESS CONTROL (CONTROL DE ACCESO INTELIGENTE) Autor: Prado Moreno, Ramón Director: Jiang Eric, P Entidad Colaboradora: USD University of San Diego & ICAI Universidad Pontificia Comillas. RESUMEN En este Proyecto se propone un Sistema para administrar y monitorizar el acceso a ciertas salas en una empresa. Todo usuario puede acceder a una sala en la que está autorizado usando una aplicación Android y los administradores del sistema pueden cambiar los permisos y monitorizar el acceso de todos los usuarios mediante una aplicación web. Toda sala puede ser controlada si se instala un dispositivo para control de acceso. Palabras clave: Bluetooth, aplicación Android, aplicación Web, placa Arduino 1. Introducción Hoy en día, el control de acceso es muy usado en diferentes empresas pero no de una manera eficiente. Un sistema muy usado son las tarjetas con códigos de barras que solo crean una falsa sensación de seguridad, como todo el mundo tiene una tarjeta de acceso piensa que solo pueden acceder aquellos que la tienen lo cual es mentira. Las tarjetas con código de barras son fáciles de copiar y los códigos de barras pueden ser generados por ordenador fácilmente. Otras empresas más preocupadas por la seguridad usan escáneres biométricos, el problema de estos sistemas es el precio. El más barato es el lector de huella dactilar con un precio medio aproximado de $90 en Estados Unidos y 80 en España [4]. El Sistema propuesto utiliza componentes más baratos, un teléfono Android y una placa Arduino Uno. Como la placa no incluye conexión Bluetooth debe estar conectada a un módulo Bluetooth HC-06. Por lo tanto, una compañía interesada en implementar el sistema necesitaría un dispositivo de control de acceso (placa Arduino + módulo Bluetooth) por cada puerta, un ordenador para el administrador y teléfonos Android para los usuarios. Tanto los teléfonos como el ordenador tendrán un coste ínfimo para la empresa, casi nulo si se decide invertir en una versión para ios de la aplicación. Para el desarrollo invertimos aproximadamente $12 en la construcción del dispositivo de control de acceso, asumiendo unos $8 adicionales para componentes no electrónicos (mango y cerrojo) y sin tener en cuenta el descuento por comprar a granel nuestra solución es casi ocho veces más barata. El sistema diseñado puede ser tan seguro como la empresa desee. Por el momento permite dos modos de funcionamiento para cada sala dependiendo de la seguridad que sea necesaria. En el modo de baja seguridad, el usuario tiene que especificar su nombre de usuario y contraseña para acceder a la aplicación móvil y tan solo presionar un botón para acceder a una sala de baja seguridad. Para las salas con seguridad nivel dos, el usuario además necesita introducir un número pin. Sería fácil implementar nuevos niveles de seguridad gracias a la programación modular que usamos durante el desarrollo.

5 2. Descripción del sistema Dispositivo de control de acceso Aplicación Android Administrador Todos los usuarios Base de datos Servidor Aplicación Web Figure 1: Tecnologías usadas El Sistema consta de tres partes distintas: una aplicación web, usada por el administrador para cambiar u otorgar permisos de los usuarios y monitorizar sus accesos; una aplicación Android que permite a los usuarios acceder a salas y dispositivos de acceso que mantienen las puertas cerradas hasta que un usuario permitido la abra. La aplicación web también actúa como servidor creando respuestas para cada petición procedente de una aplicación móvil y, además, utiliza una base de datos MySQL para almacenar toda la información necesaria para su funcionamiento. Cada vez que un usuario quiere acceder a una sala usa su teléfono para solicitar acceso para esa sala. La aplicación web construye una respuesta que incluye un código de acceso si el nivel de seguridad de la sala es bajo o solicita el número pin si el nivel de seguridad es mayor. En este segundo caso, tras introducir correctamente el pin en la aplicación móvil, el código de acceso es recibido. Una vez la aplicación tiene el código se conecta con al dispositivo de control de acceso vía Bluetooth y se lo envía. El dispositivo de control de acceso comprueba el número de acceso; si es correcto, abre la puerta y envía un mensaje indicándoselo a la aplicación móvil; si no lo es no se abre y también envía un mensaje indicándoselo a la aplicación móvil. 3. Resultados Hasta el momento, se ha conseguido una aplicación web capaz de: administrar todos los dispositivos de control de acceso, permisos y perfiles de usuario; elaborar respuestas, de una en una, y mostrar una tabla con todos los usuarios que han accedido y cuando. La aplicación móvil es capaz de intercambiar mensajes con el servidor y abrir puertas. El dispositivo de control de acceso funciona correctamente pero el cerrojo es simulado, en vez de abrir un cerrojo el dispositivo enciende una luz LED. El proyecto está centrado en el campo de la electrónica y el desarrollo software dejando de lado la parte mecánica de la idea.

6 4. Posibles mejoras Este Proyecto ha sido el primer acercamiento a una idea de alta complejidad desde un punto de vista centrado en el desarrollo de software y la electrónica. Obviamente todavía hay bastantes funcionalidades que pueden ser añadidas. Algunas de las mejoras que proponemos son: Crear una aplicación para ios: Hemos estado trabajando en un entorno Android debido a que es el que más usamos pero no podemos negar el uso extendido de dispositivos móviles de la marca Apple. Tener una aplicación para ambos sistemas operativos haría más barata la implementación del sistema porque la gran mayoría de los usuarios podrían usar su propio teléfono. Diseño de cerrojo y caja para la electrónica: Este es, probablemente, un trabajo para un ingeniero mecánico. Como ya se ha comentado el sistema usa una luz LED para simbolizar los estados de abierto y cerrado. Para una implementación del sistema en una empresa se necesitaría un cerrojo, ya sea mecánico o magnético. Además, todos los componentes electrónicos deberían estar en una caja ligera y resistente. Mejoras electrónicas: Actualmente usamos una placa Arduino Uno capaz de mucho más de lo necesario. Desarrollar un dispositivo de control de acceso con solo los componentes necesarios lo haría mucho más pequeño y barato sin alterar su funcionamiento. Añadir niveles de seguridad: Como ya se ha comentado, el sistema tiene dos niveles distintos de seguridad. No se están aprovechando todas las capacidades que un Smartphone de precio medio ofrece. Algunas de estas capacidades que podrían ser aprovechadas son: reconocimiento de cara, escáner de huella dactilar, reconocimiento de voz, etc. Utilizar NFC en vez de Bluetooth: La tecnología NFC es más segura que Bluetooth. Los algoritmos usados son más difíciles de romper y los ataques del tipo man on the middle son mucho más complicados ya que Bluetooth emite en un rango de decenas de metros mientras que NFC en un rango de diez centímetros. Decidimos usar Bluetooth porque, hoy en día, es mucho más común en teléfonos de precio medio. Otras solución que se podría estudiar sería usar una tecnología u otra dependiendo del teléfono del usuario. 5. Referencias [1] Williams, Alex (9 July 2012). "GitHub Pours Energies into Enterprise Raises $100 Million From Power VC Andreessen Horowitz". Tech Crunch. [2] Información obtenida en indeed.com, página web usada en Estados Unidos para averiguar salaries aproximados por ciudad. [3] Stack Overflow un sitio web para preguntas y respuestas relacionadas con la programación http: [4] Precios obtenidos del sitio web amazon.com para los precios americanos y amazon.es para los españoles.