Hệ thống điểm danh bằng vân tay ứng dụng vi điều khiển ARM

MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v LIỆT KÊ HÌNH viii LIỆT KÊ BẢNG x TÓM TẮT xi Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC Chương 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIỚI THIỆU VỀ VI XỬ LÝ ARM 2.1.1 Lịch sử phát triển ARM 2.1.2 Kiến trúc ARM 2.1.3 Giới thiệu ARM Cortex 2.1.4 Giới thiệu ARM Cortex M3 2.1.5 Giới thiệu dòng chip STM32 2.1.6 Giới thiệu chip STM32F103XXX 2.1.7 Kiến trúc chip ARM STM32F103XXX 2.1.8 Cấp xung Clock cho STM32 10 2.1.9 Cấu hình BOOT cho STM32 13 2.1.10 Các chuẩn giao tiếp 14 2.2 CÔNG NGHỆ SINH TRẮC HỌC VÀ CẢM BIẾN VÂN TAY 19 2.2.1 Giới thiệu công nghệ sinh trắc học 19 2.2.2 Lịch sử công nghệ sinh trắc học 20 2.2.3 Ứng dụng công nghệ sinh trắc học 21 2.3 CẢM BIẾN VÂN TAY 25 2.3.1 Giới thiệu cảm biến vân tay 25 2.3.2 Giao tiếp phần cứng 26 2.3.3 Tài nguyên hệ thống cảm biến vân tay 27 2.3.4 Giao thức truyền thông giao tiếp 30 v 2.3.5 Giới thiệu tập tin giao tiếp Module MCU 32 2.4 SD Card 35 2.4.1 Sơ lược SD Card 35 2.4.2 Cấu trúc thẻ nhớ SD 36 2.4.3 Cấu trúc file ghi thẻ nhớ SD 37 2.5 PL2303 CHUYỂN ĐỔI CHUẨN USB SANG CHUẨN NỐI TIẾP 42 2.5.1 Giới thiệu 42 2.5.2 Đặc điểm 42 2.5.3 Sơ đồ khối 42 2.5.4 Mô tả chân linh kiện 43 2.5.5 Thông số kỹ thuật 45 2.5.6 Định dạng liệu, tốc độ xung clock tốc độ truyền 45 2.5.7 Mở rộng nhớ cấu hình thiết bị 45 2.6 MÀN HÌNH TFT LCD TOUCH SCREEN 46 2.6.1 Giới thiệu 46 2.6.2 Giao tiếp 47 2.6.3 Khảo sát vi mạch điều khiển hình Touch 48 2.7 EEPROM 51 2.7.1 Giới thiệu 51 2.7.2 Mô tả chi tiết 51 Chương TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 54 3.1 GIỚI THIỆU 54 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 54 3.2.1 Sơ đồ khối 54 3.2.2 Tính tốn thiết kế mạch 55 3.2.3 Khối giao tiếp máy tính 61 3.2.4 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 62 Chương 4.1 THI CÔNG HỆ THỐNG 63 THI CÔNG HỆ THỐNG 63 4.1.1 Thi công mạch in 63 4.1.2 Lắp ráp kiểm tra 66 4.2 ĐÓNG GÓI THI CƠNG MƠ HÌNH 68 4.3 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 69 4.3.1 Lưu đồ giải thuật 69 4.3.2 Phần mềm lập trình 79 4.4 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ THAO TÁC 87 4.4.1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng 87 vi 4.4.2 Quy trình thao tác 88 Chương KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 90 5.1 KẾT QUẢ 90 5.2 NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 96 5.3 GIỚI HẠN 96 Chương KẾT LUẬN - HƯỚNG PHÁT TRIỂN 97 6.1 KẾT LUẬN 97 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 vii LIỆT KÊ HÌNH Hình 2.1 Một số ứng dụng ARM Hình 2.2 Kiến trúc ARM Hình 2.3 Sơ đồ khối ARM Cortex-M3 Hình 2.4 Mơ tả chân hình ảnh thực tế STM32F103VET6 Hình 2.5 Kiến trúc ARM STM32F103XXX 10 Hình 2.6 Cách kết nối nguồn xung 8Mhz cho HSE 11 Hình 2.7 Sơ đồ xung Clock 12 Hình 2.8 Kết nối nguồn xung cho RTC 13 Hình 2.9 Cấu trúc SPI ARM 15 Hình 2.10 Giao thức Master – Slave giao tiếp SPI 15 Hình 2.11 Ghép nối thiết bị 16 Hình 2.12 Ghép nối nhiều thiết bị 16 Hình 2.13 Cấu trúc USART ARM 17 Hình 2.14 Hỗ trợ giao tiếp chế độ hafl-duplex dựa đường truyền 18 Hình 2.15 Giao tiếp smartcard hồng ngoại 18 Hình 2.16 Hỗ trợ giao tiếp đồng SPI 19 Hình 2.17 Giao tiếp I2C 19 Hình 2.18 Ứng dụng công nghệ sinh trắc học 20 Hình 2.19 Sinh trắc học vân tay 22 Hình 2.20 Sinh trắc học bàn tay 22 Hình 2.21 Sinh trắc học khuôn mặt 23 Hình 2.22 Sinh trắc học dựa vào hành vi người dùng 23 Hình 2.23 Dựa vào nhịp tim để tốn hóa đơn 24 Hình 2.24 Sinh trắc học mắt Nhận diện võng mạc 24 Hình 2.25 Cảm biến vân tay R305 25 Hình 2.26 Các ngõ giao tiếp cảm biến R305 26 Hình 2.27 Khung liệu truyền cảm biến R305 27 Hình 2.28 Cấu trúc thẻ nhớ SD 36 Hình 2.29 Sơ đồ khối PL2303 43 Hình 2.30 Sơ đồ chân linh kiện PL2303 43 Hình 2.31 Mơ tả kích thước GLCD 46 Hình 2.32 Mô tả chân ADS7843 48 Hình 2.33 Sơ đồ khối IC 7843 50 Hình 2.34 Mơ tả chân EEPROM 51 Hình 2.35 Lưu đồ khối EEPROM 24C02 52 Hình 2.36 Trạng thái START STOP truyền nhận liệu I2C 53 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 54 Hình 3.2 Sơ đồ kết nối với LCD Touch Screen 55 Hình 3.3 Sơ đồ kết nối với SD Card 56 Hình 3.4 Sơ đồ kết nối khối xử lý trung tâm STM32F103VET6 58 Hình 3.5 Sơ đồ kết nối khối EEPROM 59 Hình 3.6 Sơ đồ kết nối với module: cảm biến vân tay, buzzer… 60 Hình 3.7 Khối nguồn toàn hệ thống 61 Hình 3.8 Mạch PL2303 chuyển đổi USB sang UART 61 Hình 3.9 Sơ đồ ngun lý tồn mạch 62 Hình 4.1 Mạch in lớp Top 63 viii Hình 4.2 Mạch in lớp Bottom 63 Hình 4.3 Sơ đồ bố trí linh kiện mặt 64 Hình 4.4 Sơ đồ bố trí linh kiện mặt 64 Hình 4.5 Lắp hoàn tất linh kiện 67 Hình 4.6 Mặt trước mơ hình máy điểm danh 68 Hình 4.7 Mặt mơ hình máy điểm danh 68 Hình 4.8 Lưu đồ chương trình 69 Hình 4.9 Lưu đồ chương trình Menu 70 Hình 4.10 Chương trình cài đặt máy 71 Hình 4.11 Lưu đồ lấy mẫu vân tay 72 Hình 4.12 Lưu đồ xáo Admin 73 Hình 4.13 Lưu đồ thêm SV thêm Admin cho hệ thống 74 Hình 4.14 Lưu đồ chỉnh thời gian hệ thống 74 Hình 4.15 Lưu đồ chi tiết lần đầu sử dụng máy 75 Hình 4.16 Lưu đồ giải thích q trình điểm danh tự động 76 Hình 4.17 Lưu đồ giải thích q trình điểm danh thủ cơng 77 Hình 4.18 Chương trình giao tiếp máy tính 78 Hình 4.19 Chạy file setup MDK520 79 Hình 4.20 Giao diện cài đặt phần mềm MDK 520 79 Hình 4.21 Giao diện cài đặt MDK520 80 Hình 4.22 Chọn nơi lưu file cài đặt MDK 80 Hình 4.23 Quá trình cài đặt thực 81 Hình 4.24 Quá trình cài đặt kết thúc 81 Hình 4.25 Bắt đầu với Keli C 82 Hình 4.26 Tạo Project 82 Hình 4.27 Tạo file tên Project 83 Hình 4.28 Chọn chip muốn viết chương trình 83 Hình 4.29 Tạo file c để viết chương trình 84 Hình 4.30 Add thêm file c thư mục gốc để tiến hành biên dịch 84 Hình 4.31 Biên dịch kiểm tra lỗi 85 Hình 4.32 Chọn mạch nạp 85 Hình 4.33 Ngơn ngữ lập trình C# 86 Hình 4.34 Giao diện phần mềm Visual Studio 87 Hình 4.35 Quy trình thao tác mơ hình 89 Hình 5.1 Mơ hình máy điểm danh hoàn thành 90 Hình 5.2 Màn hình điểm danh 91 Hình 5.3 File quản lý lớp học tuần 91 Hình 5.4 File quản lý sinh viên 15 tuần 92 Hình 5.5 File riêng quản lý việc chuyên cần sinh viên 93 Hình 5.6 Giao diện phần mềm xây dựng C# 93 Hình 5.7 Chế độ Setup file 94 Hình 5.8 Chế độ Load File 95 ix LIỆT KÊ BẢNG Bảng 2.1 Các dòng phát triển ARM Bảng 2.2 Các chế độ BOOT STM32 13 Bảng 2.3 Kết nối phần cứng R305 26 Bảng 2.4 Thanh ghi trạng thái Module 29 Bảng 2.5 Định dạng gói liệu truyền nhận cảm biến vân tay 30 Bảng 2.6 Ý nghĩa gói liệu truyền cảm biến vân tay.[4] 30 Bảng 2.7 Mã xác nhận gửi Module tiến hành giao tiếp 31 Bảng 2.8 23 mã Introduction code gói liệu.[4] 32 Bảng 2.9 Các gói liệu tương ưng với mã Introduction Code 33 Bảng 2.10 Định dạng gói trả từ cảm biến MCU 34 Bảng 2.11 Các mã Confirmation code mở rộng 34 Bảng 2.12 Mô tả chức chân SD card 36 Bảng 2.13 Các ghi thẻ nhớ SD 37 Bảng 2.14 Cấu trúc ổ đĩa 37 Bảng 2.15 MBR SD card 38 Bảng 2.16 Thông tin phân vùng 38 Bảng 2.17 Cấu trúc chung phân vùng 39 Bảng 2.18 Thông tin Boot secsor 39 Bảng 2.19 Giá trị mục nhập FAT 41 Bảng 2.20 Cấu trúc Directory Table 41 Bảng 2.21 Mô tả chân cho chip PL2303 44 Bảng 2.22 Thông số điện áp, dòng điện xung clock dùng cho PL2303 45 Bảng 2.23 Mã hóa liệu 45 Bảng 2.24 Các thơng số hình LCD 47 Bảng 2.25 Mô tả chức chân GLCD 47 Bảng 2.26 Chức ADS7843 49 Bảng 2.27 Chức chân EEPROM 24C02 52 Bảng 4.1 Danh sách linh kiện 65 x TĨM TẮT Đề tài sử dụng cơng nghệ sinh trắc học vân tay để tiến hành điểm danh sinh viên buổi học Việc quản lý sinh viên giáo viên phụ trách lớp đảm nhiệm Mỗi lớp quản lý file excel, học sinh có file excel riêng để kiểm tra xác cần Tất thơng tin lớp thời gian vào sinh viên lưu trữ thẻ nhớ SD Hệ thống tự động thống kê để kể giáo viên phụ trách biết xác tình hình lớp học Hệ thống tự động mở máy để điểm danh tắt máy không cho điểm danh đến thời điểm định sẵn máy Tất thao tác chip STM32F103VET6 đảm nhận thực thông qua chuẩn giao tiếp xi CHƯƠNG TỔNG QUAN Chương 1.1 TỔNG QUAN ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ bán dẫn ngày phát triển kéo theo hàng loạt chip xử lý công ty phát triển Song song với phát triển chip xử lý cơng nghệ cảm biến tạo cách mạng Các cảm biến đời đảm nhiệm chức thay cho người quy trình cơng nghiệp dân dụng địi hỏi xác, tốc độ khả làm việc liên tục mà người không làm Kết hợp vi xử lý cảm biến không nhằm giám sát q trình cơng nghiệp mà song song cịn dùng để theo dõi tình hình sức khỏe dùng để giám sát người tạo chúng Ứng dụng tiêu biểu để giám sát người máy chấm cơng máy điểm danh Vấn đề lớn máy chấm công từ trước đến tạo thiết bị có khả nhận biết xác đối tượng cần quản lý, tránh sai sót gian lận Giải pháp nghĩ đến sử dụng công nghệ nhận biết riêng biệt cá nhân để tiến hành kiểm sốt, cơng nghệ nghĩ đến công nghệ sinh trắc học để giải vấn đề điểm danh Vì người có đặc điểm sinh trắc học khác Việc ứng dụng máy điểm danh cơng nghiệp từ đời ứng dụng rộng rãi việc ứng dụng trường lớp lại bỏ trống Ấp ủ từ yêu cầu nhóm chúng định chọn đề tài: “Hệ thống điểm danh vân tay ứng dụng Vi điều khiển ARM” ứng dụng điểm danh lớp học 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Tìm hiểu dịng chip STM32 ngoại vi giao tiếp, song song tìm hiểu cảm biến vân tay Kết hợp hai thứ lại với điều khiển từ hình LCD TOUCH nhằm tạo thiết bị có khả điểm danh, ban đầu áp dụng thí điểm lớp học thực tập Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật HCM để điểm danh sinh viên buổi, sau cải tiến để áp dụng cho toàn trường xa đưa thị trường để cạnh tranh BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU NỘI DUNG 1: Tìm hiểu nắm vững giao tiếp với Kit STM32F103VET6 NỘI DUNG 2: Tìm hiểu giao tiếp với cảm biến vân tay R305 thông qua UART chip STM32 NỘI DUNG 3: Thiết kế mơ hình máy điểm danh NỘI DUNG 4: Đánh giá kết thực mơ hình NỘI DUNG 5: Cải tiến mơ hình nhằm tạo sản phẩm thương mại 1.4 GIỚI HẠN Sử dụng cảm biến vân tay R305 để tiến hành điểm danh Giao tiếp cảm biến vân tay R305 chip STM32 thông qua USART Kết hợp thẻ nhớ SD để mở rộng khả lưu trữ xử lý thông tin mô hình Giao diện xây dựng xử lý hình cảm ứng TFT 3.2inch Xử lý việc điểm danh file Excel lưu sẵn thẻ nhớ 1.5 BỐ CỤC Gồm có chương: Chương 1: Tổng Quan Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Chương 3: Tính Tốn Và Thiết Kế Chương 4: Thi Công Hệ Thống Máy Điểm Danh Chương 5: Kết Quả_Nhận Xét_Đánh Giá Chương 6: Kết Luận Hướng Phát Triển Nội dung chương: Chương 1: Tổng Quan Chương trình bày vấn đề lý chọn đề tài, mục đích nghiên cứu làm để tài này, đồng thời nêu giới hạn bố cục toàn đề tài Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Chương tìm hiểu dòng vi xử lý ARM, lịch sử phát triển đa dạng vi xử lý dòng này, tìm hiểu thẻ nhớ SD, thiết bị chuyển USB sang UART, hình BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP CHƯƠNG TỔNG QUAN LCD TFT, chuẩn giao tiếp, đồng thời tìm hiểu cơng nghệ sinh trắc học nói chung cơng nghệ sinh trắc học vân tay nói riêng Chương 3: Tính Tốn Và Thiết Kế Trình bày sơ đồ khối chức khối, đồng thời thiết kế tính tốn để thiết kế mạch điều khiển mơ hình Trình bày sơ đồ tồn mạch Chương 4: Thi Công Hệ Thống Máy Điểm Danh Thi công hàn linh kiện lên mạch, lắp ráp kiểm tra tồn mạch, đồng thời test chương trình Sau lắp ráp thành mơ hình Trình bày lưu đồ giải thuật đồng thời giải thích cách hoạt động toàn hệ thống Chương 5: Kết Quả Nhận Xét Đánh Giá Trình bày kết của thiết kế mơ hình lập trình Nhận xét đánh giá mức độ hồn thiện mơ hình đồng thời nêu giới hạn mơ hình Chương 6: Kết Luận Hướng Phát Triển Tổng kết kết tồn mơ hình, đưa hướng phát triển cho sản phẩm sau BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Bước 5: Tạo file c để viết chương trình Hình 4.29 Tạo file c để viết chương trình Bước 6: Add thêm file c thư mục gốc để tiến hành biên dịch bước Hình 4.30 Add thêm file c thư mục gốc để tiến hành biên dịch BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 84 CHƯƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG Nhóm sử dụng chương trình mẫu để thực trình biên dịch Bước 7: Sau viết chương trình add thư viện ta tiến hành biên dịch kiểm tra lỗi Nếu có lỗi ta tiến hành sửa tiếp tục biên dịch đến hết lỗi Các warning tùy chương trình cho thể bỏ qua Hình 4.31 Biên dịch kiểm tra lỗi Bước 8: Kết nối KIT phần cứng với STlink Ulink sau cắm vào máy tính chọn Opinions for Target => Debug kéo mũi tên xuống chọn mạch nạp cho KIT Trong đề tài dùng STlink nên chọn STlink Hình 4.32 Chọn mạch nạp Bước 9: Nhấn F8 để bắt đầu nạp chương trình vào KIT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 85 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG b Visual Studio – C# Programming Khác với Keil C, phần mềm VS môi trường phát triển Microsoft xây dựng VS hỗ trợ nhiều ngơn ngữ lập trình khác cho phép biên tập mà gỡ lỗi để hỗ trợ hầu hết ngơn ngữ lập trình Các ngơn ngữ lập trình bao gồm: C, C++, hỗ trợ lập trình Java, C#, F# Với yêu cầu đặt cần có phần mềm để làm trung gian người dùng MCU, nhóm sử dụng mã nguồn mở VS để xây dựng phần mềm ứng dụng dựa vào ngơn ngữ C# để giao tiếp với MCU thơng qua khối giao tiếp máy tính [Nguồn: www.udemy.com] Hình 4.33 Ngơn ngữ lập trình C# C# ngơn ngữ lập trình đơn giản, đại, mục đích tổng quát, hướng đối tượng phát triển Microsoft phê chuẩn European Computer Manufacturers Association (ECMA) International Standards Organization (ISO) C# phát triển Anders Hejlsberg team ông phát triển Net Framework Cấu trúc C# gần với ngôn ngữ high-level truyền thống, C C++, ngơn ngữ lập trình hướng đối tượng [5] Dưới lý làm C# ngôn ngữ lập trình chun nghiệp sử dụng rộng rãi: BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 86 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG  C# ngơn ngữ lập trình đại, mục đích tổng qt  Lập trình hướng đối tượng  Dễ dàng học sử dụng  Một ngôn ngữ cấu trúc  Xây dựng chương trình hiệu  Có thể biên dịch nhiều tảng máy tính khác  Một phần Net Framework Hình 4.34 Giao diện phần mềm Visual Studio 4.4 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ THAO TÁC 4.4.1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng Để vận hành điều khiển máy điểm danh hoạt động theo yêu cầu người sử dụng thực theo thao tác sau: Bước 1: Cấp nguồn cho hệ thống vào cổng nguồn DC Hệ thống sử dụng điện áp DC 5V 3.3V nên điện áp tối đa cấp cho hệ thống điện áp mức 5V Bước 2: Nếu lần đầu sử dụng máy, máy yêu cầu nhập tên admin đầu tiên, sau nhập tên máy yêu cầu quét vân tay admin Máy ID tên Admin, Admin cần ghi nhớ ID Tiếp theo cài đặt học kì BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP 87 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Trường hợp lần sử dụng học kì vào phần cài đặt nhấn nút Reset LCD Xác minh Admin cũ, sau hệ thống quay lại phần (lần đầu sử dụng máy), sau cài đặt thông số cần thiết máy Reset toàn hệ thống CSDL (xóa files quản lý) Bước 3: Chuyển file danh sách sinh viên dạng Excel lưu sẵn MSSV vào thư mục buổi học lưu thẻ nhớ SD Sau cắm thẻ nhớ vào máy Bước 4: Trong buổi học đầu tiên, giao diện máy nhấn cài đặt => lấy mẫu Hệ thống yêu cầu xác nhận Admin Sau xác nhận Admin ta cần chọn nhóm cần lấy mẫu tiến hành nhập số tiết thời gian học bắt đầu Sau sinh viên tiến hành lấy mẫu, hình MSSV sinh viên tiến hành lấy mẫu, sinh viên vắng nhấn nút Next giao diện lấy mẫu cuối danh sách Bước 5: Sau lấy mẫu xong hệ thống tiến hành điểm danh tự động theo cài đặt Buổi sáng 6h30 buổi chiều 12h00 máy tự động tải phải file điểm danh buổi học (nếu buổi có lớp học) Thời gian điểm danh tính sau:  Trước 15 phút sau tiết học bắt đầu 10 phút:  Từ sau phút 10 tiết đầu: trễ  Sau phút 30 tiết đầu: Sinh viên chưa điểm danh bị đánh vắng học Từ tuần đến tuần sinh viên vắng buổi lấy mẫu lấy mẫu lại Các tuần trước bị đánh vắng Trường hợp buổi học khơng có học lý tồn sinh viên bị đánh vắng, có học bù (chỉ vào ngày chủ nhật) giáo viên muốn điểm danh lại điểm danh tay nút điểm danh giao diện Nếu muốn thêm Admin quản lý vào cài đặt => thêm Admin làm theo yêu cầu Nếu muốn xóa Admin: chọn cài đặt => xóa admin làm theo yêu cầu (Admin cần phải biết ID Admin cần xóa để xóa) 4.4.2 Quy trình thao tác BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 88 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Bắt đầu Kết nối phần cứng cấp nguồn Trạng thái ban đầu Đ Thêm Admin Thiết lập thời gian ngày Xóa tồn liệu cũ S Đ Thêm Admin Nhập tên Admin Quét vân tay Chỉnh thời gian S Xóa trống thẻ nhớ Đ Xác nhận Admin Vào cài đặt chọn Reset S Đổi thời gian Đ Chỉnh thời gian S Đ Xóa Admin Xác nhận Admin Nhập ID Admin Xóa Admin Xác nhận Admin Chọn chương trình lấy mẫu Xác nhận Admin Chương trình thêm sinh viên S Lấy mẫu Đ S Đ Thêm sinh viên S Đổi vân tay sinh viên Đ S Đ Thêm Admin S Hình 4.35 Quy trình thao tác mơ hình BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 89 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Chương 5.1 KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Với 10 tuần tìm hiểu thực đề tài Nhóm đạt kết nhau:  Hoàn thành mơ hình máy điểm danh với u cầu ban đầu  Phát triển chức điểm danh riêng biệt cho lớp đại trà cụ thể buổi sáng điểm danh lớp riêng biệt tương tự với buổi chiều Với giới hạn khoảng 600 SV/ ngày  Giao tiếp điều khiển với chip STM32F103VET6  Giao tiếp với cảm biến vân tay R305  Truyền nhận liệu từ cảm biến vân tay với thẻ nhớ SD từ thẻ nhớ SD với chip điều khiển  Giao tiếp điều khiển thơng qua hình LCD Touch  Sử dụng thành thạo phần mềm Keil C để lập trình cho vi điều khiển  Sử dụng thành thạo phần mềm Altium Designer để thiết kế board mạch Hình 5.1 Mơ hình máy điểm danh hồn thành BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 90 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Hình 5.1 mơ hình máy điểm danh hồn thành Mặt trước gồm hình LCD Touch Screen có chức thao tác cảm biến vân tay vị tí bên làm nhiệm vụ điểm danh Hình 5.2 Màn hình điểm danh Hình 5.2 Kết điểm danh sinh viên có MSSV: 12141058 Hình 5.3 File quản lý lớp học tuần BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 91 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Mơ hình máy điểm danh ghi lại danh sách thời gian lớp học Máy dùng để kiểm sốt phịng thực tập vi xử lý Một tuần học từ thứ đến thứ Buổi sáng có lớp học: Sang1 Sang2 Buổi chiều có lớp: Chieu1 Chieu2 Những lớp giáo viên thiết lập tự động ghi file Excel quản lý toàn lớp: lớp 12141DT2A 12141DT2C thiết lập Những lớp đánh dấu “x” lớp lớp chưa có giáo viên thiết lập Hình 5.4 File quản lý sinh viên 15 tuần Mơ hình quản lý sinh viên có MSSV là: 10901030, 10901035, 10901058, 10901085, 10901087, 12141001 lớp 12141DT2A liên tiếp vòng 15 tuần học Tuần đầu sau sinh viên học tiến hành lấy mẫu điểm danh lúc Những sinh viên vắng bị đánh vắng Kí hiệu:  “h”: Có học giờ: Trước 15 phút sau bắt đầu tiết 10 phút  “t”: Có học học trễ: Từ phút thứ 10 đến phút thứ 30 tiết đầu  “v”: Vắng khơng tính có học Sinh viên vắng học buổi điểm danh (sau 30 phút tiết đầu)  TONG: Tổng số buổi học sinh viên: “h” + “t” BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 92 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Hình 5.5 File riêng quản lý việc chuyên cần sinh viên Thời gian quản lý (WEEK-Date): Tuần đến tuần 15 (20/6-26/09) Thời gian học (Day): Thứ lớp 12141DT2A mơ tả hình 5.5 Time: Thời gian sinh viên điểm danh vào lớp học Status: Tình trạng học sinh viên 12141001 Có học có học trễ Thời gian hay trễ người lập trình thiết lập dựa theo yêu cầu từ người quản lý thiết bị Hình 5.6 Giao diện phần mềm xây dựng C# BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 93 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Giao diện bao gồm: Load COM: Tìm kiếm cổng giao tiếp Mỗi máy tính giao tiếp với PL2303 cổng COM khác Để biết xác cổng COM sử dụng máy tính cần phải vào theo đường dẫn sau This PC => Manage => Device Manager => Ports Đóng cổng COM: Ngững giao tiếp qua cổng COM Setup File: Nhấn nút vào chế độ Setup File Chế độ có chức đẩy danh sách từ máy tính lên mơ hình cần thiết Hình 5.7 Chế độ Setup file BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 94 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Admin cần nhập tên lớp, chọn nhóm, sau copy MSSV danh sách lớp vào khung Text box sau nhấn nút “Tải danh sách xuống hệ thống” phần mềm tự động tạo đưa liệu vào nhóm chọn Load File: Nhấn nút phần mềm tự động chuyển tới chế độ Load File Chế độ có chức lấy file quản lý từ mơ hình lên lại PC để theo dõi cần thiết Hình 5.8 Chế độ Load File Có chế độ Load File: Load File cá nhân sinh viên Load File quản lý Nhóm  Load File cá nhân sinh viên: Admin cần nhập MSSV chọn nhóm sinh viên học sau nhấn “Xuất Excel” File Excel quản lý sinh viên đưa lên lại máy tính Khu vực lưu phụ thuộc vào người lập trình phần mềm  Load File quản lý Nhóm: Admin chọn nhóm cần tải sau nhấn vào “Xuất Excel” file quản lý nhóm tự động đưa lên lại máy tính Khu vực lưu phụ thuộc người lập trình quy định phần mềm BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 95 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 5.2 NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ Mơ hình nhỏ gọn dễ dàng ứng dụng vào thực tế Xây dựng phần mềm riêng biệt Mơ hình máy điểm danh sau hồn thành đạt đầy đủ chức sẵn sàng quản lý sinh viên có yêu cầu Khả lưu trữ liệu tùy thuộc vào khả lưu trữ thẻ nhớ SD Card Mỗi sinh viên đối tượng quản lý quản lý cách chặt chẽ xác file Excel riêng biệt đảm bảo minh bạc thông tin Sự bảo mật mức cao cho phép Admin khơng có người tác động vào CSDL máy không bị tác động vật lý từ bên 5.3 GIỚI HẠN Do SD card dùng SPI nên tốc độ truyền liệu không tối ưu, gây tình trạng tải liệu chậm Do mặt quét cảm biến không ổn định (vân tay bị dính mồ hơi, nước mặt cảm biến dính bụi…) nên hay xảy tình trạng qt nhiều lần lấy mẫu tối ưu Thiết bị dùng LCD cảm ứng điện trở 3.2 inch nên hạn chế mặt hiển thị gây số khó khăn mặt hiển thị điều khiển Giao diện thiết kế chưa bắt mắt, chưa giống với sản phẩm ứng dụng thực tế Đóng gói mơ hình chưa chuyên nghiệp BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 96 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương 6.1 KẾT LUẬN - HƯỚNG PHÁT TRIỂN KẾT LUẬN Với yêu cầu đặt xây dựng mơ hình máy điểm danh sử dụng cảm biến vân tay điều khiển vi điều khiển ARM để ứng dụng lớp học, nhóm xây dựng hồn chỉnh mơ hình Việc điểm danh vân tay thay hồn tồn việc điểm danh thủ cơng Hoàn thành tất mục tiêu đặt đầu đề tài Nhóm giao tiếp với vi điều khiển ARM cảm biến vân tay Đọc ghi liệu vào thẻ nhớ SD card Hiển thị điều khiển mơ hình thơng qua hình LCD Touch Screen Mở rộng truyền liệu thông qua chuẩn nối tiếp giúp tiết kiệm thời gian muốn quản lý sinh viên hay quản lý nhóm Thiết kế lại board mạch riêng nhóm Xây dựng phần mềm cho phép tương tác với mơ hình Với mức độ bảo mật cao mơ hình xóa bỏ hồn tồn việc điểm danh dùm việc gian lận phòng học hay nơi mà máy quản lý 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Quản lý sở liệu lưu sẵn thẻ nhớ SD card giao tiếp Wifi để tiết kiệm thời gian thao tác Kết hợp với lập trình web để truyền liệu lên mạng Internet để Admin đâu truy cập quản lý sở liệu máy Kết hợp thêm cảm biến: Nhiệt độ, độ ẩm … nhằm tận dụng chân lại vi điều khiển đồng thời tăng khả giám sát mơ hình Khơng mơ hình có chức điểm danh, mơ hình mở rộng thành khóa điện tử để giáo viên đóng mở cửa phịng học cần thiết thiết bị chống xâm nhập hiệu BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách tham khảo [1] Nguyễn Đình Phú, “THỰC HÀNH VI ĐIỀU KHIỂN – ARM STM32”, Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM, 2014 [2] Phan Vân Hồn, “GIÁO TRÌNH VI XỬ LÝ NÂNG CAO – SMT32”, Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM, 09/2015 [3] Bài báo “GIỚI THIỆU VỀ SINH TRẮC DẤU VÂN TAY” Website: http://www.ischool.vn/tin-tuc/tin-tu-ischool/gioi-thieu-ve-sinh-trac-dau-vantay_1758.html [4] SFG, “User Manual of R30X Series Fingerprint Identification Module” Website: www.rhydolabz.com/documents/finger-print-module.pdf [5] Tổng quan C# Website: http://vietjack.com/csharp/csharp_overview.jsp BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 98 ... điểm danh công nghiệp từ đời ứng dụng rộng rãi vi? ??c ứng dụng trường lớp lại bỏ trống Ấp ủ từ yêu cầu nhóm chúng định chọn đề tài: ? ?Hệ thống điểm danh vân tay ứng dụng Vi điều khiển ARM? ?? ứng dụng. .. ARM7 TDMI, ARM9 TDMI ARMv5 32 ARM7 EJ, ARM9 E, ARM1 0E ARMv6 32 ARM1 1 ARMv6-M 32 ARM- Cortex-M0, ARM- Cortex-M0+, ARM- Cortex-M1 ARMv7-M 32 ARM- Cortex-M3 ARMv7E-M 32 ARM- Cortex-M4 ARMv7-R 32 ARM- Cortex-R4, ARM- Cortex-R5,... dùng ARM 610 làm CPU máy vi tính RiscPC họ Bảng 2.1 Các dòng phát triển ARM Kiến trúc Số bit Tên lõi ARMv1 32/26 ARM1 ARMv2 32/26 ARM2 , ARM3 ARMv3 32 ARM6 , ARM7 ARMv4 32 ARM8 ARM v4T 32 ARM7 TDMI,