Hệ thống hiển thị thông tin và chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay MỤC LỤC PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii LỜI CAM ĐOAN v LỜI CẢM ƠN vi LIỆT KÊ HÌNH VẼ x LIỆT KÊ BẢNG xii TÓM TẮT 1 CHƢƠNG I : TỔNG QUAN 1.1 Tổng Quan Về Lĩnh Vực Nghiên Cứu 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Nhiệm vụ giới hạn đề tài 1.3.1 Nhiệm vụ 1.3.2 Giới hạn 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.5 Tóm tắt đề tài CHƢƠNG II : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khảo sát vi điều khiển ARM STM32F103VET6 2.1.1 Tổng quan ARM 2.1.2 Kiến trúc STM32F103VET6 2.1.3 Cấu hình tính STM32F103VET6 2.2 ADC 11 2.3 Các chuẩn giao tiếp truyền liệu 12 2.3.1 Chuẩn giao tiếp nối tiếp USART 12 2.3.2 Chuẩn giao tiếp SPI 15 2.4 Timer 16 2.4.1 Timer hệ thống 16 2.4.2 Timer chế độ counter 17 2.5 Ngắt 18 2.5.1 Ngắt 18 2.5.2 NVIC ( Nested Vector Interrupt Controller ) 19 2.6 RTC 20 vii PHẠM ĐỨC HUY – NGUYỄN ĐÌNH TỒN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay 2.7 Khảo sát cảm biến nhận dạng vân tay R308 20 2.7.1 Tổng quan 20 2.7.2 Hệ thống nhận dạng vân tay 21 2.7.3 Giao thức truyền thông 22 2.8 Khảo sát hình MD043SD IC điều khiển 22 2.8.1 Mô tả chung 22 2.8.2 Sơ đồ chân chức đặc tính điện 24 2.8.3 Tập lệnh làm việc 25 2.9 Khảo sát IC càm ứng XPT2046 26 2.9.1 Mô tả chung 26 2.9.2 Sơ đồ khối sơ đồ chân XPT2046 27 2.9.3 Phƣơng pháp xây dựng hình cảm ứng dùng dây 28 2.9.4 Hệ thống hình cảm ứng điện trở 29 2.10 Module âm DFPlayer Mini 30 2.10.1 Tổng quan chi tiết module 30 2.10.2 Tập lệnh chức 34 2.11 Khảo sát module Bluetooth 35 2.12 Khảo sát module Rotary Encoder 36 2.13 Khảo sát PhoneGap Evothings Workbench 37 2.14 Khảo sát hệ thống điện xe máy 39 CHƢƠNG III : THIẾT KẾ HỆ THỐNG 42 3.1 Thiết kế phần cứng hệ thống 42 3.1.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 42 3.1.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 43 3.2 Thiết kế chƣơng trình kết nối điện thoại 54 3.3 Thiết kế lƣu đồ giải thuật 54 3.3.1 Lƣu đồ giải thuật chƣơng trình 54 3.3.2 Lƣu đồ giải thuật chƣơng trình cài đặt mật 57 3.3.3 Lƣu đồ giải thuật chƣơng trình xử lý tín hiệu 58 3.3.4 Lƣu đồ xử lý tín hiệu bluetooth 59 3.3.5 Lƣu đồ cài đặt thông số hệ thống 60 CHƢƠNG IV : KẾT QUẢ 61 4.1 Kết thi công sản phẩm 61 4.2 Kết chạy thử nghiệm 63 viii PHẠM ĐỨC HUY – NGUYỄN ĐÌNH TỒN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay 4.3 Kết phần mềm kết nối bluetooth 67 CHƢƠNG V : KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 68 5.1 Kết luận 68 5.2 Hƣớng phát triển 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC 70 ix PHẠM ĐỨC HUY – NGUYỄN ĐÌNH TỒN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình 2.1 Các dòng vi điều khiển STM32 Hình 2.2 Sơ đồ kiến trúc bên STM32F1 Hình 2.3 Sơ đồ khối ADC 11 Hình 2.4 Khung truyền USART 14 Hình 2.5 Thanh ghi TIMx_CR1 17 Hình 2.6 Sơ đồ ngắt 19 Hình 2.7 Cảm biến vân tay R308 21 Hình 2.8 Màn hình MD043SD 23 Hình 2.9 Sơ đồ khối XPT2046 27 Hình 2.10 Sơ đồ chân XPT2046 27 Hình 2.11 Màn hình cảm ứng bốn dây 29 Hình 2.12 Module âm DFPlayer Mini 32 Hình 2.13 Module bluetooth HC-05 35 Hình 2.14 Module Rotary Encoder 36 Hình 2.15 Dạng sóng rotary encoder 37 Hình 2.16 Cửa sổ Evothings Workbench 38 Hình 2.17 Ngun lý cơng tơ mét 40 Hình 2.18 Hệ thống điện xe máy 41 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 42 Hình 3.2 Sơ đồ ngun lý tồn mạch 45 Hình 3.3 Khối ổn áp 5V 46 Hình 3.4 Tính chọn giá trị cuộn cảm 46 Hình 3.5 Sơ đồ mạch nguồn LM2596 mẫu 47 Hình 3.6 Khối ổn áp 3.3V 47 Hình 3.7 Khối cấp nguồn vi điều khiển 48 Hình 3.8 Tụ lọc nhiễu vi điều khiển 48 x PHẠM ĐỨC HUY – NGUYỄN ĐÌNH TỒN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay Hình 3.9 Vi điều khiển STM32F103VET6 49 Hình 3.10 Khối Reset nạp chƣơng trình 50 Hình 3.11 Khối cảm biến vân tay 50 Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý LCD TFT 51 Hình 3.13 Khối giao tiếp tín hiệu xe máy 52 Hình 3.14 Khối phát âm 53 Hình 3.15 Khối bluetooth 53 Hình 3.16 Lƣu đồ giải thuật chƣơng trình 56 Hình 3.17 Lƣu đồ giải thuật chƣơng trình cài đặt mật 57 Hình 3.18 Lƣu đồ giải thuật chƣơng trình xử lý tín hiệu 58 Hình 3.19 Lưu đồ xử lý tín hiệu bluetooth 59 Hình 3.20 Lƣu đồ cài đặt chƣơng trình hệ thống 60 Hình 4.1 Lớp Top mạch in 61 Hình 4.2 Lớp Bottom mạch in 61 Hình 4.3 Lớp Top sản phẩm 62 Hình 4.4 Lớp Bottom sản phẩm 62 Hình 4.5 Màn hình khởi động thiết bị 63 Hình 4.6 Màn hình đăng nhập thiết bị 64 Hình 4.7 Giao diện hệ thống 64 Hình 4.8 Giao diện cài đặt mật 65 Hình 4.9 Giao diện thiết lập ngƣời dùng 65 Hình 4.10 Giao diện cài đặt thời gian 66 Hình 4.11 Giao diện cài đặt độ sáng hình 66 Hình 4.12 Giao diện ứng dụng di động 67 xi PHẠM ĐỨC HUY – NGUYỄN ĐÌNH TOÀN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay LIỆT KÊ BẢNG Bảng 2-1 Chi tiết gói lệnh R308 22 Bảng 2-2 Sơ đồ chân hình MD043SD 24 Bảng 2-3 Tập lệnh hình MD043SD 25 Bảng 2-4 Sơ đồ chân XPT2046 27 Bảng 2-5 Đặc điểm DFPlayer 31 Bảng 2-6 Chức chân DFPlayer 32 Bảng 2-7 Khung truyền UART DFPlayer 33 Bảng 2-8 Tập lệnh làm việc DFPlayer Mini 34 xii PHẠM ĐỨC HUY – NGUYỄN ĐÌNH TỒN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay TÓM TẮT Trong đề tài “Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay” này, hệ thống thực hiển chức thị tín hiệu xe máy nhƣ đèn, tốc độ, nhiên liệu, số máy lên hình cảm ứng Hệ thống cho phép ngƣời dùng tự cài đặt mật khẩu, dấu vân tay, độ sáng hình Hệ thống sử dụng cảm biến vân tay để xác định ngƣời sử dụng có cho phép khởi động máy hay khơng Sau kiểm tra kết nối với thiết bị bluetooth, thiết bị bluetooth bị kết nối hệ thống tự động tắt máy động xe máy PHẠM ĐỨC HUY – NGUYỄN ĐÌNH TỒN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay CHƢƠNG I : TỔNG QUAN 1.1 Tổng Quan Về Lĩnh Vực Nghiên Cứu Hiện nƣớc ta có nhiều cơng trình nghiên cứu công nghệ nhận dạng vân tay, nhƣng chủ yếu dừng lại việc nghiên cứu, tìm hiểu hoạt động, tính cảm biến nhận dạng vân tay, sản phẩm thực tế ứng dụng cảm biến nhận dạng vân tay chƣa chuyên sâu, chủ yếu sản phẩm nhập từ nƣớc Đồng thời, tệ nạn đánh cắp xe máy xã hội vấn nạn nghiêm trọng, chƣa có biện pháp hữu hiệu phòng chống Khá nhiều ngƣời dùng chủ quan cho xe máy đắt tiền, cao cấp có khố “xịn” khó trộm Trên thực tế, tội phạm thƣờng từ đến 10 giây vơ hiệu hố loại khố từ, khoá Các loại khoá cổ xe, khoá tốn thêm chúng phút để hồn tồn vơ hiệu hố chiếm đoạt tài sản Điều đáng nói trộm cắp xe máy xảy nhiều, nhƣng tỉ lệ điều tra khám phá để tìm đối tƣợng lấy xe thấp, theo thống kê chƣa đến 30% Lý đối tƣợng hoạt động ngày chuyên nghiệp, tinh vi có tổ chức Tội phạm thƣờng cấu kết với nhau, tạo đƣờng dây khép kín từ khâu trộm cắp đến tiêu thụ sản phẩm Hiện trƣờng vụ án hầu nhƣ không để lại dấu vết nào, khiến lực lƣợng điều tra vô vất vả Theo số thống kê Công an Thành phố Hà Nội, 10 vụ trộm tài sản có từ 3-4 vụ có liên quan đến mơtơ, xe máy Trong đó, tỷ lệ xe tay ga bị cắp chiếm 60% Đội chống tội phạm xâm phạm sở hữu cho biết thêm, xe máy ngày bị cắp thƣờng xuyên phần ý thức phịng ngừa ngƣời có tài sản Đa phần nguyên nhân vụ trộm xe máy dựng vỉa hè, khuất tầm nhìn chủ xe, chủ nhà, khơng có ngƣời trơng giữ khơng khóa càng, không trang bị cho xe thiết bị chống trộm an tồn nhƣ khóa chống trộm hay lắp định vị GPS cho xe… khiến xe máy dễ dàng trở thành “mồi ngon” tên trộm Do thấy tình trạng trộm xe máy ngày nhiều, khơng ngƣời dùng chọn trang bị khoá chống trộm nhƣ giải pháp tốn thời gian để bảo vệ tài sản PHẠM ĐỨC HUY – NGUYỄN ĐÌNH TỒN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay Tuy nhiên, chủ xe thƣờng gặp khó khăn tìm mua thiết bị phù hợp hàng loạt sản phẩm chống trộm xe máy đủ loại hình dáng, kích cỡ giá thành Hầu hết sản phẩm lƣu hành thị trƣờng tràn ngập thiết bị không rõ nguồn gốc mang xuất xứ Trung Quốc, thông tin chất lƣợng, kiểm định hay tiêu chuẩn sản xuất bao bì Kèm theo sản phẩm thƣờng cơng nghệ khố sóng lỗi thời dễ dàng bị kẻ gian dị tần số vơ hiệu hố Ngồi dùng cơng tắc bí mật, dùng RFID, kẻ gian đợi ta khởi động động tay Lúc giải pháp bảo mật bị vơ hiệu Do kết hợp công nghệ nhận dạng vân tay bluetooth vào thiết bị chống trộm xe máy đem lại hiệu cao hơn, khó bị kẻ gian hóa giải Ngồi thiết bị cung cấp hình hiển thị khác để quản lý thiết bị nhƣ tăng tính thẫm mỹ cho phƣơng tiện Với ý tƣởng trên, ngƣời thực đồ án định thực đề tài: “Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay” 1.2 Mục đích đề tài Mục đích đề tài thiết kế sản phẩm, áp dụng cảm biến nhận dạng vân tay thu phát bluetooth để tăng tính bảo mật,đồng thời giao tiếp với tín hiệu xe máy để hiển thị thông tin trạng thái xe, thời gian, lựa chọn bảo mật 1.3 Nhiệm vụ giới hạn đề tài 1.3.1 Nhiệm vụ - Tìm hiểu kiến trúc chức vi điều khiển ARM STM32F103VET6 - Tìm hiểu chip điều khiển hình TFT CPLD SDRAM - Khảo sát chip điều khiển cảm ứng Touch XPT2046 - Khảo sát cảm biến vân tay Fingure print sensor (R308) - Khảo sát giao tiếp bluetooth (HC-05) - Khảo sát giao tiếp encoder - Khảo sát module phát âm DFPlayer Mini - Khảo sát hệ thống điện tín hiệu xe máy - Thiết kế phần cứng hệ thống PHẠM ĐỨC HUY – NGUYỄN ĐÌNH TỒN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay - Thiết kế chƣơng trình xử lý 1.3.2 Giới hạn Vì tính chất hệ thống phức tạp cần có nhiều thời gian để nghiên cứu nên ngƣời thực đề tài dừng lại việc thiết đặt chức quan trọng hệ thống nhƣ:  Hiển thị thông tin xe máy nhƣ : vận tốc, tín hiệu đèn, mức xăng  Giao tiếp phần cứng hệ thống với cảm biến nhận dạng vân tay giới hạn mức bốn ngƣời dùng 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu  Đọc tài liệu có liên quan  Tìm hƣớng tiếp cận khác thuộc lĩnh vực nghiên cứu  Quan sát thực nghiệm sản phẩm thực tế  Đánh giá kết thực nghiệm tìm hƣớng giải để đến thống hoàn thiện đề tài nghiên cứu 1.5 Tóm tắt đề tài Nhƣ vậy, với yêu cầu nhiệm vụ mục tiêu đề ra, báo cáo đƣợc xây dựng bao gồm chƣơng sau: - Chƣơng 1: Tổng quan - Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết - Chƣơng 3: Thiết kế hệ thống - Chƣơng 4: Kết thực - Chƣơng 5: Kết luận hƣớng phát triển đề tài PHẠM ĐỨC HUY – NGUYỄN ĐÌNH TỒN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Hệ thống hiển thị thông tin chống trộm xe máy dùng cảm biến vân tay { FLASHStatus = FLASH_ErasePage(StartAddr+250*0x800+(FLASH_PAGE_SIZE * EraseCounter)); } Address = StartAddr+250*0x800; dodaipass=0; while((Address < EndAddr+251*0x800)&&(FLASHStatus == FLASH_COMPLETE)&&(dodaipass