Thiết bị phát hiện người lạ đột nhập vào nhà, báo động cho chủ nhà môn đo lường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BÀI TẬP LỚN Môn Đo lường và Cảm biến Chuyên ngành Kỹ thuật Điện, Điện tử Đề tài Thiết bị phát hiện người lạ đột nhập vào nhà, thông báo cho chủ nhà Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện Lớp MSV I ĐẶT VẤN ĐỀ Tình hình an ninh trật tự đang là vấn đề nhức nhối của toàn xã hội, đặt biệt là vấn đề, xâm nhập, trộm cắp tài sản tại tư gia khiến cho gia chủ phải tốn rất nhiều thời gian và công sức trong việc bảo vệ tính.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - BÀI TẬP LỚN Môn: Đo lường Cảm biến Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện, Điện tử Đề tài: Thiết bị phát người lạ đột nhập vào nhà, thông báo cho chủ nhà Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Lớp: MSV: I.ĐẶT VẤN ĐỀ Tình hình an ninh trật tự vấn đề nhức nhối toàn xã hội, đặt biệt vấn đề, xâm nhập, trộm cắp tài sản tư gia khiến cho gia chủ phải tốn nhiều thời gian công sức việc bảo vệ tính mạng, tài sản Dù mức độ để lại hậu ảnh hưởng trực tiếp cho gia chủ Và nguyên nhân chủ yếu vấn nạn an ninh lỏng lẻo giúp kẻ trộm có hội tay Hiện khóa hình thức sử dụng thông dụng Tuy nhiên tên có ý đồ hồn tồn bė, phá khóa, chí khóa số điện tử Do cần phải có thiết bị báo xâm nhập, báo trộm, vừa để chủ nhà nhận biết có kẻ đột nhập, vừa để kẻ xấu biết bị phát hoảng loạn phải quay đầu bỏ chạy Với nhà thông minh hay hộ chung cư, thiết bị báo xâm nhập, báo trộm lại cần thiết Chính cần có biện pháp hiệu vấn đề an ninh, phòng chống rủi ro xảy nên em chọn đề tài: “Thiết bị phát người lạ (trộm) đột nhập vào nhà, thông báo cho chủ nhà." để làm phần tập lớn Hệ thống cần có chức sau: + Nhận diện chuyển động người khu vực giám sát đưa cảnh báo qua cho chủ nhà + ● MỤC TIÊU: - Thiết kế thi công hệ thống chống xâm nhập thơng minh, thơng qua xử lý, cịi báo động kêu đồng thời gửi cảnh báo tin nhắn SMS Hình Sơ đồ khối hệ thống II.GIỚI THIỆU VÀI SẢN PHẨM 2.1: Mạch Chống Trộm Dùng Hồng Ngoại ► Ưu điểm: - Khá hiệu - Chi phí thấp - Thiết kế thi công đơn giản, sử dụng linh kiện quen thuộc ► Khuyết điểm: - Dễ bị nhiễu - Độ ổn định khơng cao - Tín hiệu điều khiển yếu mơi trường xuất nhiều sóng gần với hồng ngoại Hình Cảm biến hồng ngoại phát người Hình (Tham khảo) Mạch phát người dung hồng ngoại 2.2 Mạch Chống Trộm Dùng Laser: Mạch chống trộm dùng laser có số ưu nhược điểm định, ứng dụng môi trường cần độ bảo mật cao xác ► Ưu điểm: -Tín hiệu mạnh -Độ xác cao -Ít bị nhiễu ► Khuyết điểm: -Chi phí cao -Có thể bị phát mơi trường q tối Hình Cảm biến quang laser Hình Sơ đồ lắp đặt (tham khảo) III LỰA CHỌN LINH KIỆN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 3.1 Cảm biến chuyển động PIR 3.1.1 Khái niệm PIR (Passive InfraRed sensor: PIR sensor) Đó cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích tia hồng ngoại Tia hồng ngoại (IR) tia nhiệt phát từ vật thể nóng Trong thể sống, ln có thân nhiệt (thơng thường ở, từ thể phát tia nhiệt, hay gọi tia hồng ngoại, người ta dùng tế bào điện đểchuyển đổi tia nhiệt dạng tín hiệu điện nhờ mà làm cảm biến phát vật thể nóng chuyển động Cảm biến gọi thụ động khơng dùng nguồn nhiệt tự phát (làm nguồn tích cực hay chủ động) mà phụ thuộc vào nguồn thân nhiệt, thân nhiệt thực thể khác, người, vật 3.1.2 Cấu trúc cảm biến chuyển động PIR Bộ cảm biến chuyển động – PIR Infrared Radial Sensor (cảm biến xuyên tâm hồng ngoại) Bên có gắn cảm biến tia nhiệt Có chân ra: chân GND, chân VCC (mức điện áp 3V – 15V), chân tín hiệu Góc dị lớn Fresnel Lens: để tăng độ nhạy cho đầu dị dùng thêm kính Fresel Nó thiết kế cho loại đầu có cảm biến Có tác dụng ngăn tia tử ngoại 3.1.3 Nguyên lý làm việc cảm biến chuyển động – PIR Nguyên lý phát chuyển động ngang nguồn thân nhiệt Nguồn thân nhiệt người phát tia hồng ngoại, qua kính Fresnel, qua kính lọc lấy tia hồng ngoại, hội tụ đầu dò cảm biến tạo điện áp khuếch đại với transistor FET Khi có nguồn thân nhiệt ngang qua, từ cảm biến xuất tín hiệu tín hiệu khuếch có biên độ đủ cao để đưa vào mạch so áp sau tác động vào thiết bị điều khiển hay báo động 3.2 Giới thiệu vi điều khiển PIC 16F877A Cấu trúc tổng quát PIC 16F877A: - 8K Flash ROM; - 368 bytes RAM; - 256 bytes EEPROM; - Port I/O (A, B, C, D, E), ngõ vào/ra với tín hiệu điều khiển độc lập; - định thời bit Timer Timer 2; - định thời 16 bit Timer 1, hoạt động chế tiết kiệm lượng (Sleep Mode) với nguồn xung clock ngoài; - CCP, Capture/Compare/PWM – tạm gọi là: Bắt giữ / So sánh / Điều biến xung; - Chế độ tiết kiệm lượng (Sleep Mode); - Nạp chương trình cổng nối tiếp ICSP (In-Circuit Serial Programing); - Nguồn dao động lập trình tạo công nghệ CMOS; - biến đổi tương tự - số (ADC) 10 bit, ngõ vào; - so sánh tương tự (Comparator); - định thời giám sát (WDT – Watch Dog Timer); - 35 tập lệnh có độ dài 14 bit; - Tần số hoạt động tối đa 29 MHz; - cổng nối tiếp (Serial Port); - 15 nguồn ngắt (Interrupt) 3.3 Giới thiệu Module sim 300s Module SIM300S loại module GSM Module SIM300S nâng cao hơn, có tốc độ truyền liệu nhanh Nó sử dụng cơng nghệ GSM/GPRS hoạt động băng tần EGSM 900MHz, DCS 1800MHz PCS 1900MHz, tính GPRS Sim 300cz có nhiều lớp lớp điện dung,10 lớp điện dung Và hỗ trợ GPRS theo dạng đồ thị mã hóa CS-1, CS-2, CS-3 CS-4 3.4 Đặc điểm Module sim300S Modem Sim 300S Nguồn cung cấp khoảng 3.4V – 4.5V Có nguồn lưu trữ bên cung cấp cho sim card Băng tần hoạt động EGSM 900MHz, DCS 1800MHz PCS 1900MHz Đặc biệt Sim300cz tự động tìm kiếm băng tần Phù hợp với GSM Pha 2/2+ Loại GSM loại MS nhỏ Kết nối GPRS GPRS có nhiều rãnh loại (lựa chọn) GPRS có nhiều rãnh loại 10 (tự động) 3.5 Một số linh kiện khác Transistor A1015 3.6 IC đệm ULN2803 - Được cấu thành từ mảng transistor ghép Darlington bit, đầu có dịng áp cao mức logic đảo lại mức logic input + Chân đến chân (IN1-IN8): chân đầu vào + Chân 11 đến chân 18: đầu + Chân 9: GND chung cực E Darlington + Chân 10: cực C chung 3.7 Còi báo động IV TỪ VIỆC CHỌN LINH KIỆN XÂY DỰNG LẠI SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT Chức khối Khối gửi nhận tin nhắn Module SIM300S: nhận tin nhắn từ điện thoại người dùng gửi tới khối xử lý trung tâm Có chức gửi nhận tin nhắn SMS cho việc điều khiển khối thiết bị GSM Module Sim300S: module phải gắn Sim nhà cung cấp dịch vụ cần phải có chức điện thoại di động để kết nối với vi điều khiển Cái đặt cố định thường xuyên kết nối với vi điều khiển Khi người sử dụng nhắn tin nhắn SMS có nội dung lệnh yêu cầu điều khiển thiết bị Ví dụ Sim 300S nhận tin nhắn xử lý câu lệnh điều khiển lập trình nạp vào vi điều khiển Khối nguồn: Cung cấp cho khối IN/OUT hoạt động gồm loại nguồn 5V 9V Khối xử lý trung tâm: có nhiệm vụ gửi nhận liệu với Module Sim300S cách liên tục Khối có PIC 16F877A, điều khiển hoạt động hệ thống Khối IN/OUT: Dùng để xử lý ngõ vào ngõ vi điều khiển, bao gồm: IC4027, IC ULN2803, A1015, loa, rơ le, cảm biến chuyển động PIR Khối điều khiển trung tâm: Xử lý tín hiệu, đưa tín hiệu, điều khiển hoạt động thiết bị … V KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết thực Đề tài thực đạt kết mong muốn nhiên số khuyết điểm Đề tài đáp ứng nhu cầu xã hội: Có thể nhận tin nhắn điều khiển với số lượng thời lượng khơng giới hạn Có thể điều khiển, kiểm tra trạng thái thiết bị từ xa thông qua điện thoại di động với tin nhắn SMS 5.2 Ưu điểm khuyết điểm hệ thống Ưu điểm Sử dụng mạng viễn thông GSM truyền thông mang tính cơng nghiệp Hệ thống hoạt động vị trí khó khăn mà đường dây điện thoại khơng có, cần 10 phủ sóng mạng di động Hệ thống sử dụng loại sim nhà cung cấp dịch vụ khác Mobiphone, Vinaphone, Viettel Mobile Phần cứng thiết kế đơn giản, sử dụng số linh kiện tối thiểu, kết nối chân đáp ứng nhu cầu phát triển đề tài sau Khuyết điểm Hệ thống hoạt động vùng có phủ sóng điện thoại di động Phải tốn chi phí gửi tin nhắn SMS Hệ thống hoạt động chưa ổn định tin nhắn tổng đài đến lúc với tin nhắn điều khiển nhiên hướng khắc phục dung tin nhắn xác nhận từ hệ thống 5.3 Các hạn chế -Do chưa hiểu rõ lập trình PLC nên khơng thể nói rõ lập trình PLC để điều khiển hệ thống -Chưa có điều kiện quan sát thực tiễn thiết bị bên ngồi , chưa tính giá thành 5.4 Hướng phát triển Mở rộng số thiết bị cần điều khiển Lập trình thêm password để tính bảo mật cao Mở rộng chức cảnh báo cố chống trộm cho hệ thống.( ví dụ: dùng thêm camera, điều khiển từ xa, tự động đóng, mở cửa, tự động thơng báo cho lực lượng cảnh sát… ) 11 ... ? ?Thiết bị phát người lạ (trộm) đột nhập vào nhà, thông báo cho chủ nhà. " để làm phần tập lớn Hệ thống cần có chức sau: + Nhận diện chuyển động người khu vực giám sát đưa cảnh báo qua cho chủ nhà. .. biết có kẻ đột nhập, vừa để kẻ xấu biết bị phát hoảng loạn phải quay đầu bỏ chạy Với nhà thông minh hay hộ chung cư, thiết bị báo xâm nhập, báo trộm lại cần thiết Chính cần có biện pháp hiệu vấn... tay Hiện khóa hình thức sử dụng thơng dụng Tuy nhiên tên có ý đồ hồn tồn bė, phá khóa, chí khóa số điện tử Do cần phải có thiết bị báo xâm nhập, báo trộm, vừa để chủ nhà nhận biết có kẻ đột nhập,