ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHỐNG TRỘM TRONG KHU DÂN CƯ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHỐNG TRỘM TRONG KHU DÂN CƯ Người hướng dẫn: Ts Nguyễn Lê Cường Ths Đinh Văn Tuấn Ths Trần Vũ Kiên Người thực hiện: Nhóm – Lớp D9DTVT Các thành viên : 1, Lê Thị Hoài 2, Trần Thị Thúy Hồng 3, Nguyễn Thị Minh Huệ 4, Vũ Thị Quỳnh Hà Nội, tháng 12 năm 2017 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, khu dân cư thường xuyên xảy vụ trộm cắp với mức độ ngày tinh vi nguy hiểm Các vụ việc diễn trời tối, lúc khơng có người nhà, đối tượng nhanh chóng vào nhà lấy trộm tiền vật dụng có giá trị Thực tế địi hỏi phải có thiết bị phát hiện, cảnh báo trộm để không bảo vệ tài sản mà cịn an tồn cho người gia đình, thiết bị camera thường chi phí cao, địi hỏi người dùng phải liên tục theo dõi, camera dễ bị kẻ trộm phát Khắc phục yếu điểm đó, thiết bị chống trộm đời ngày ứng dụng rộng rãi Áp dụng nguyên lý phát xạ hồng ngoại phát hay phản xạ từ thể sống Nhóm thiết kế, chế tạo thiết bị mơ chống trộm ứng dụng gia đình Cảm biến PIR nhạy bén có xuất thực thể người động vật chuyển động khoảng quét cảm biến, dựa vào ứng dụng cảm biến hồng ngoại thụ động PIR mà sử dụng rộng rãi thiết bị cảnh báo chống trộm Dưới nhóm em xin trình bày đề tài thiết kế, chế tạo thiết bị chống trộm gia đình sử dụng cảm biến chuyển động Đồ án nhóm xây dựng với bố cục sau : Chương : Tổng quan đề tài Chương 2: Tổng quan biến chuyển động PIR thiết bị chống trộm gia đình sử dụng cảm biến hồng ngoại Chương 3: Thiết kế, chế tạo thiết bị chống trộm Do vài yếu tố khách quan chủ quan nên đồ án cịn có hạn chế Em mong đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Đinh Văn Tuấn tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án LỜI CẢM ƠN Qua thời gian thực Đồ án điện tử, chúng em tìm hiểu, bổ sung học hỏi thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm việc thiết kế, thực thi công thiết bị chống trộm sử dụng cảm biến chuyển động Do điều kiện thời gian kiến thức hạn chế nên đề tài chúng em dừng lại mức nghiên cứu, thiết kế mô mơ hình Trong thời gian thực đồ án, chúng em tham khảo ý kiến giảng viên hướng dẫn, tìm hiểu tài liệu hỗ trợ góp ý từ giảng viên bạn bè anh chị trước Tuy nhiên kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót, chúng em mong nhận góp ý quý thầy cô bạn để đồ án chúng em hoàn thiện hơn, tạo lập cho chúng em có sở nhìn nhận khả năng, kiến thức, từ có hướng phấn tốt cho đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Điện Tử Viễn Thông Trường Đại Học Điện Lực dạy bảo, truyền đạt kiến thức cho chúng em suốt trình học tập, thầy giúp đỡ tạo điều kiện cho chúng em trình thực Đồ án điện tử Đặc biệt , chúng em xin gửi lời chân thành cảm ơn đến thầy giáo TS.Nguyễn Lê Cường – trương khoa Điện tử viễn thông, thầy giáo THs Đinh Văn Tuấn thầy giáo THs, Trần Vũ Kiên – Giảng viên trường Đại học Điện Lực trực tiếp hỗ trợ, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ bổ sung kiến thức cho chúng em q trình thực hồn thiện đồ án Trong q trình thực đồ án khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý thầy cô bạn Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô bạn! NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………… Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Giảng viên hướng dẫn (ký, ghi rõ họ tên) MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều AVR Automatic Voltage Regulator Tự động điều chỉnh điện áp DC Direct Current Dòng điện chiều IC Integrated Circuit Vi mạch IR InfraRed Tia hồng ngoại GND Ground Đất LCD Liquid Crystal Display LED Light Emitting Diode PIC Programmable Intelligent Computer PIR Passive InfraRed sensor Cảm biến hồng ngoại thụ động RF Radio Frequency Tần số vô tuyến VĐK Diode phát quang Vi điều khiển CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Lựa chọn đề tài Xã hội ngày phát triển, giá trị đời sống, cải vật chất người ngày nâng cao kéo theo tình hình tội phạm an ninh trật tự ngày gia tăng, đặc biệt thành phố lớn số lượng vụ trộm cắp tài sản gia đình tăng cao với mức độ tinh vi nguy hiểm Do thiết bị chống trộm đời đáp ứng nhu cầu bảo vệ tài sản an toàn cho người thân gia đình sử dụng rộng rãi dần trở thành thiết bị khơng thể thiếu gia đình Từ yêu cầu cấp thiết đó, nhằm tạo thiết bị có tính ứng dụng cao thực tiễn, thiết bị tạo nhỏ gọn, an toàn, dễ sử dụng, hoạt động tốt, vận dụng kiến thức học Nhóm bắt tay vào nghiên cứu, thiết kế thiết bị chống trộm gia đình sử dụng cảm biến chuyển động Chúng em mong muốn thiết bị tạo ứng dụng rộng rãi thực tiễn ngày nâng cấp, hoàn thiện chức đồng thời qua đề tài chúng em tích lũy thêm kiến thức, kỹ bổ ích cho thân 1.2 Giới thiệu đề tài Hiện nay, khu dân cư thường xuyên xảy vụ trộm cắp với mức độ ngày tinh vi nguy hiểm Các vụ việc diễn trời tối, lúc khơng có người nhà, đối tượng nhanh chóng vào nhà lấy trộm tiền vật dụng có giá trị Thực tế địi hỏi phải có thiết bị phát hiện, cảnh báo trộm để khơng bảo vệ tài sản mà cịn an tồn cho người gia đình, thiết bị camera thường chi phí cao, địi hỏi người dùng phải liên tục theo dõi, camera dễ bị kẻ trộm phát Khắc phục yếu điểm đó, thiết bị chống trộm đời ngày ứng dụng rộng rãi Áp dụng nguyên lý phát xạ hồng ngoại phát hay phản xạ từ thể sống Nhóm thiết kế, chế tạo thiết bị mô chống trộm ứng dụng gia đình Cảm biến PIR nhạy bén có xuất thực thể người đồng vật chuyển động khoảng quét cảm biến, dựa vào ứng dụng cảm biến PIRmà sử dụng rộng rãi thiết bị cảnh báo chống trộm Với xu hướng phát triển nay, sản phẩm công nghệ ngày phát triển ứng dụng vào thực tiễn, lựa chọn tin cậy người dùng với ưu điểm an toàn, gọn nhẹ, dễ sử dụng tối ưu chi phí Thiết bị chống trộm gia đình sử dụng cảm biến PIR giải pháp tối ưu đồng hành với gia đình, ngăn chặn tình trạng trộm cắp bảo đảm an tồn cho hộ gia đình, khu dân cư Bên cạnh đó, cảm biến hồng ngoại ứng dụng rộng rãi: bật đèn tự động, mở cửa tự động, 1.3 Mục tiêu chọn đề tài  Chức - Tạo thiết bị thông minh, phát cảnh báo trộm đảm bảo an tồn cho hộ gia đình - Khai thác tối đa hiệu thiết bị, đảm bảo tuổi thọ an toàn cho thiết bị người sử dụng  Kiến thức: - Hiểu nguyên lý hoạt động hệ thống - Hiểu nguyên lý hoat động cảm biến, module truyền dẫn viễn thông - Hiểu nguyên lý hoạt động cảm biến hồng ngoại - Hiểu nguyên lý hoạt động LCD, Loa - Hiểu nguyên lý hoạt động thu phát RF  Kỹ năng: - Kỹ làm việc nhóm - Sử dụng phần mềm lập trình vi điểu khiển, thiết kế thi cơng mạch điện tử - Khả phân tích thiết kế hệ thống - Khả sử dụng cảm biến vị trí lắp đặt - Khả đọc hiểu phân tích thơng số thiết bị  Thái độ: - Nghiêm túc có trách nhiệm với cơng việc - Hồn thành sản phẩm thời hạn - Ham học hỏi hoàn thiện kỹ cịn thiếu sót CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ CHỐNG TRỘM TRONG GIA ĐÌNH SỬ DỤNG CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG 2.1 Cơ sở lý thuyết 2.1.1 Cảm biến chuyển động Cảm biến chuyển động PIR ( passive infrared sensor), tức cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích tia hồng ngoại ( IR) tia phát từ vật thể nóng Trong thể sống, ln có thân nhiệt (37 độ) thể phát tia nhiệt tia hồng ngoại Cảm biến phát vật nóng chuyển động cách dùng tế bào điện để chuyển đổi tia nhiệt dạng tín hiệu điện Cảm biến khơng dùng nguồn nhiệt tự phát ( nguồn chủ động, nguồn tích cực) mà phụ thuộc vào nguồn tha nhiệt, thân nhiệt thực thể người, vật Nhóm lựa chọn sử dụng cảm biến HC-SR501, module cảm biến Pyroelectric phát triển để phát thể người HC-SR501 sensor cảm biến chuyển động dò chuyển động, module sử dụng detecter IC PCB mounted ống kính Fresnel - Chân Vcc: nguồn hoạt động cảm biến cấp vào 4.5V-20V - Chan Out: Out put kết nối cới chân I/O viều khiển relay  Nguyên lý hoạt động Khởi tạo LCD Kiểm tra phòng Delay Kiểm tra phịng Khởi tạo LCD Reset Hình 3.11 Lưu đồ thuật toán mạch chống trộm 1 Delay Kiểm tra báo động Kích hoạt báo động Kích hoạt loa Kiểm tra đầu vào Im lặng Khởi tạo LCD Hiển thị phòng timeout reset Khởi tạo LCD Hệ thống nghỉ Hình 3.12 Lưu đồ thuật tốn phịng Hình 3.13 Lưu đồ thuật tốn phịng 3.3.2 Thiết kế vỏ Được vẽ phần mềm autocad 2007 Hình 3.14 Vỏ hộp sản phẩm 3.3.3 Code #include //********Khai bao chan giao tiep************/ / #define LCD_RS P0_1 #define LCD_RW P2_1 #define LCD_EN P0_3 #define LCD_D4 P0_4 #define LCD_D5 P0_5 #define LCD_D6 P0_6 #define LCD_D7 P0_7 #define on 1; #define off 0; #define A P3_0 #define B P3_1 #define C P3_2 #define led1 P1_0 int kt=0; int bt=0; //************************************/ void delay(unsigned int time) { unsigned int i,j; for(i=0;i>3)&1; } // Ham Gui Lenh Cho LCD void LCD_SendCommand(unsigned char command){ LCD_Send4Bit(command >>4);/* Gui bit cao */ LCD_Enable(); LCD_Send4Bit(command); /* Gui bit thap*/ LCD_Enable(); } void LCD_Clear(){// Ham Xoa Man Hinh LCD LCD_SendCommand(0x01); delay_us(10); } // Ham Khoi Tao LCD void LCD_Init(){ LCD_Send4Bit(0x00); delay_ms(20); LCD_RS=0; LCD_RW=0; LCD_Send4Bit(0x03); LCD_Enable(); delay_ms(5); LCD_Enable(); delay_us(100); LCD_Enable(); LCD_Send4Bit(0x02); LCD_Enable(); LCD_SendCommand( 0x28 ); // giao thuc bit, hien thi hang, ki tu 5x8 LCD_SendCommand( 0x0c); // cho phep hien thi man hinh LCD_SendCommand( 0x06 ); // tang ID, khong dich khung hinh LCD_SendCommand(0x01); // xoa toan bo khung hinh } void LCD_Gotoxy(unsigned char x, unsigned char y){ unsigned char address; if(!y)address=(0x80+x); else address=(0xc0+x); delay_us(1000); LCD_SendCommand(address); delay_us(50); } void LCD_PutChar(unsigned char Data){//Ham Gui Ki Tu LCD_RS=1; LCD_SendCommand(Data); LCD_RS=0 ; } void LCD_Puts (char *s){//Ham gui chuoi ky tu while (*s){ LCD_PutChar(*s); s++; } } // - chom trom cua truoc -void bat_thiet_bi(){ { if(A==0&&bt==0){ delay(50); led1=0; while(A==0&&kt==0){ LCD_Clear(); LCD_Gotoxy(0,0);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" BAO DONG CUA "); LCD_Gotoxy(0,1);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" DH DIEN LUC "); delay_ms (100); } } } } // chong trom cua sau void bat_thiet_bi1(){ { if(B==0&&kt==0){ delay(50); led1=0 ; while(B==0&&kt==0){ LCD_Clear(); LCD_Gotoxy(0,0);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" BAO DONG CUA "); LCD_Gotoxy(0,1);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" DH DIEN LUC "); delay_ms (100); } } } } void bat_thiet_bi2(){ { if(B==0&&A==0&&kt==0){ delay(50); led1=0 ; while(B==0&&A==0&&kt==0){ LCD_Clear(); LCD_Gotoxy(0,0);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" BAO DONG HAI CUA"); LCD_Gotoxy(0,1);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" DH DIEN LUC "); delay_ms (100); } } } } // -ngat chuong trinh -void ngat() interrupt { kt++; while(C==0) ; if(kt>=3) kt=0; if(kt==0) { LCD_Clear(); LCD_Gotoxy(0,0);//Tro toi vi tri LCD_Puts("MACH CHONG TROM "); LCD_Gotoxy(0,1);//Tro toi vi tri LCD_Puts("DH DIEN LUC"); } if(kt==1) { led1=1; LCD_Clear(); LCD_Gotoxy(0,0);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" OFF CHONG TROM "); LCD_Gotoxy(0,1);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" DH DIEN LUC "); delay_ms(1000); } if(kt==2) { LCD_Clear(); LCD_Gotoxy(0,0);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" TAT CHONG TROM "); LCD_Gotoxy(0,1);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" DH DIEN LUC "); led1=1; } } //******************Ctr chinh**************************/ void main(){ EX0=1; IT0=1; EA=1; led1=1; A=B=1; C=1; bt=kt; LCD_Init();//Khoi tao LCD delay_ms(1000); LCD_Puts(" MACH CHONG TROM ");//Gui chuoi len LCD LCD_Gotoxy(0,1);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" KHOI DONG "); delay_ms(1000); LCD_Clear();//Xoa man hinh LCD_Gotoxy(0,0);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" NHOM 00006 "); LCD_Gotoxy(0,1);//Tro toi vi tri LCD_Puts(" KIEM TRA "); delay_ms (1500); LCD_Clear();//Xoa man hinh LCD_Gotoxy(0,0);//Tro toi vi tri LCD_Puts("MACH CHONG TROM"); LCD_Gotoxy(0,1);//Tro toi vi tri LCD_Puts("DH DIEN LUC"); while(1){ if(bt==1){delay_ms(1000);bt=0;} bat_thiet_bi(); bat_thiet_bi1(); bat_thiet_bi2(); } } 3.4 Kết luận hướng phát triển 3.4.1 Kết đạt Sau tháng thực đề tài, nhóm chúng em hoàn thành việc thiết kế, chế tạo mô thiết bị chống trộm.Thiết bị hoạt động nhiên số vấn đề cần phải tìm hiểu khắc phục Thơng qua việc thực đồ án chúng em rút nhiều kinh nghiệm học hỏi nhiều kiến thức khả làm việc theo nhóm 3.4.2 Khó khăn hạn chế làm đề tài - Thiết bị phát vật thể phạm vi bán kính nhỏ so với yêu cầu đề - Đầu dò cảm biến nhạy cảm, yêu cầu vị trí lắp đặt xa nguồn điện, nguồn nhiệt để tránh cảm biến bị nhiễu gây nên báo động giả - Yêu cầu chống nhiễu cho thu phát RF 3.4.3 Hướng phát triển - Hướng phát triển đồ án tiếp tục nghiên cứu tìm hiểu sâu để khắc phục số vấn đề thiếu sót thiết bị - Tính tốn thiết kế cho thiết bị nhỏ gọn dễ dàng lắp đặt - Phát triển thêm chức thiết bị để đáp ứng tối đa yêu cầu đặt thiết bị chống trộm (thơng minh dễ sử dụng…) - Ta phát triển thêm chức cập nhật ngày xảy có kẻ trộm đọt nhập ghi lại hình ảnh từ lúc phát kẻ trộm đột nhập camera thông qua mạng internet để lưu trữ vào máy tính muốn quan sát - Đưa hệ thống giao tiếp với máy tính, đưa chức điều khiển báo động lên mạng internet - Kết nối hệ thống với module sim, thông báo qua điện thoại tới chủ nhà có trộm đột nhập - Trong q trình thực đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận đóng góp thầy bạn để nhóm chúng em tiếp tục thực đề tài cách tốt 3.4.4 Đánh giá kết - Hệ thống hoạt động ổn định, tức thời - Cảm biến hoạt động khơng xác cịn có sai số - Thiết bị mơ vài hạn chế DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Hoàng Duy, Hoàng Xuân Dậu Kỹ thuật vi xử lý, Học viện cơng nghệ bưu viễn thông, 2013 [2] Văn Thế Minh Kỹ thuật vi xử lý NXB Giáo dục, 1999 [3 ] Dương Minh Trí Sơ đồ chân linh kiện bán dẫn Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2002 [4]Tống Văn On, Hoàng Đức Hải Họ vi điều khiển 8051 NHà xuất lao động – xã hội, 2005 [5]Phan Quốc Phơ, Nguyễn Đức Chiến Giáo trình cảm biến Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2005 [6] Dương Minh Trí Cảm biến ứng dụng Nhà xuất trẻ, 2007 [7]Hồ Trung Mỹ Vi xử lý Nhà xuất địa học quốc gia TP.HCM,2006 [7] http://arduino.vn/bai-viet/522-pir-sensor-alarm ... cấp thiết đó, nhằm tạo thiết bị có tính ứng dụng cao thực tiễn, thiết bị tạo nhỏ gọn, an toàn, dễ sử dụng, hoạt động tốt, vận dụng kiến thức học Nhóm bắt tay vào nghiên cứu, thiết kế thiết bị chống. .. thời gian thực đồ án LỜI CẢM ƠN Qua thời gian thực Đồ án điện tử, chúng em tìm hiểu, bổ sung học hỏi thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm việc thiết kế, thực thi công thiết bị chống trộm sử dụng cảm... cảm biến chuyển động ngồi trời Hình 2.5 Một số thiết bị chống trộm thị trường CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ CHỐNG TRỘM 3.1 Yêu cầu thiết kế - Dễ sử dụng, an toàn cho người sử dụng - Tối