Hệ thống cửa tự động sử dụng RFID

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỀ TÀI HỆ THỐNG CỬA TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG RFID Sinh viên thực hiện (MSSV) ) Lớp Điện Tử Viễn Thông.

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ - BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG CỬA TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG RFID Sinh viên thực hiện (MSSV) 😊 ) Lớp : Điện Tử Viễn Thông BÌNH ĐỊNH, NĂM 2021 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Trang Chương 1: Giới thiệu yêu cầu _ Giới hạn 5-6 1.1 Giới thiệu hệ thống 1.2._Nguyên lý _6 Chương 2: Thiết kế hệ thống: _7-17 2.1 Thiết kế sơ đồ khối _7 2.2 Khối điều khiển hoạt động 8,10 _ 2.2.1 Sơ đồ cấu trúc Module RFID RC522 _8 2.2.2 Thiết kế 2.2.3 Khảo sát Arduino uno R3 _9 2.2.4 Thiết kế 10 2.3.3 khối truyền và hiển thị tín hiệu vào _11,14 2.3.3.1 Khảo sát bản mạch kết nối LCD 1262 11 2.3.3.2 Thiết kế 12 2.3.3.3 Khảo sát mạch màn hình L2C _13 2.3.3.4 Thiết kế 14 2.3.4 Công tắc ktra vật vào _14,15 2.3.4.3 Khảo sát servo 14 2.3.5 Sơ đồ dây mô phỏng và code: _17,25 Chương 3: Thi công mạch _26,27 3.1 Thi công-hình ảnh thực tế các linh kiện _26 _ 3.2 Mạch thực tế _27 Chương 4: Kết quả thực hiện và lời phê giáo viên hướng dẫn _ LỜI MỞ ĐẦU Trong xã hội văn minh hiện đại, cửa là một bộ phận không thể thiếu được rong từng công trình kiên trúc Tuy nhiên, loại cửa bình thường mà chúng ta hay dùng hiện tại có những nhược điểm gây phiền toái cho người sử dụng đó là: cửa thường chỉ đóng mở được có lực tác đọng từ bên ngoài ( người) Vì vậy mà dùng cửa thường làm tốn thời gian và gây cảm giác ngại cho người sử dụng Việc thiết kế một loại cửa tiện ích hơn, đa hơn, phục vụ tốt cho đời sống người thời điểm xã hội hiện đại và phát triển hiện là tất yếu và vô cùng cần thiết Vì vây, cần thiết kế một loại cửa tự động khắc phục tốt những nhược điểm của cửa thường Thấy được sự thiết yếu, khả vận dụng và rất thực tế đó Chúng Em đã lên đề tài nghiên một cách chính xác và cụ thể về cửa tự dộng, cần thiêt phải tạo mô hình cửa tự động mở cửa tự động, mô tả hoạt động, hình dáng, cấu tạo của cửa tự động Cũng từ mô hình có thể thấy được ưu nhược điểm của thiết kế từ đó khắc phục những hạn chế Phát huy hoạn thiện giá vật liệu tốt để dễ tới tay người tiếu dùng Việt Để đưa tới khách hàng nhà tiêu dùng, Chúng Em đã lựa chọn chất liệu họp kim, tạo sự sang trọng, kèm theo đó công nghệ RFID giá thành rẻ và khả đá ứng nhu cầu đủ tốt CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG RFID là viết tắt của cụm từ Radio Frequency Identification là công nghệ nhận dạng đối tượng sóng vô Công nghệ này cho phép nhận biết các đối tượng thông qua hệ thống thu phát sóng radio, từ đó có thể giám sát, quản lý lưu vết từng đối tượng Một hệ thống RFID thường bao gồm thành phần chính là thẻ tag (chip RFID chứa thông tin) và đầu đọc (reader) đọc các thông tin chip  Đặc điểm: Hệ thống RFID sử dụng hệ thống không dây thu phát sóng radio Các tần số: 125Khz 900Mhz Thông tin có thể được truyền qua những khoảng cách nhỏ mà không cần một tiếp xúc vật lý nào Có thể đọc được thông tin xuyên qua các môi trường, vật liệu như: bê tông, tuyết, sương mù, băng đá, sơn và các điều kiện môi trường thách thức khác Hệ thống RFID có thể được phân loại theo các băng tần số hoạt động của mình, như: tần số thấp (LF), tần số cao (HF) và tần số siêu cao (UHF)  Lợi ích: Giảm chi phí thông tin các thẻ RFID có thể lưu điện tử một khối lượng lớn thông tin được gắn vào đồ vật Các thông tin đó có thể được thay đổi và cập nhật tại điểm sử dụng Trong các mã vạch và trao đổi dữ liệu điện tử EDI (Electronic Data Interchange) giữa các máy tính gặp phải một số hạn chế: các mã vạch thông thường được đầu đọc quét qua nó và phải được đọc liên tục; các mã vạch không thể thay đổi một đã được in và dễ bị dính bụi và dễ bị trầy xước  Nguyên lý hoạt động của cộng nghệ RFID: Thiết bị RFID reader phát sóng điện từ ở một tần số cụ thể nào đó và thiết bị phát mã RFID tag vùng hoạt động cảm nhận được sóng được điện từ này và thu nhận lượng từ đó phát lại cho thiết bị RFID biết mã số của mình Ngay lúc đó RFID reader biết được tag nào hoạt động vùng sóng điện từ  Những thuận lợi và rủi ro của ứng dụn RFID vào thị trường hiện nay:  Thuận lợi ˗ Thu thập dữ liệu một cách tự động ˗ Tốc độ scan nhanh chóng, lượng dữ liệu được xử lý lần lớn ˗ Dung lượng thông tin thẻ lớn, tuổi thọ lâu dài, có thể sử dụng được nhiều lần ˗ Tính an toàn cao ˗ Tính bền cao ˗ Kích thước nhỏ, mẫu mã đa dạng ˗ Nhận dạng đối tượng khả xuyên thấu, không bị cản trở  Những rủi ro có thể gặp phải ứng dụng công nghệ RFID Chi phí phát triển cao Khả kiểm soát thiết bị cịn hạn chế Thẻ dễ bị nhiễu sóng mơi trường nước và kim loại Các đầu đọc có thể đọc chồng lấn lên CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ HỆ THỐNG: *SƠ ĐỒ KHỐI: *KHỐI ĐIỀU KHIỂN HOẠT ĐỘNG: Ứng Dụng Của Module RFID RC522 Được sử dụng để đọc và ghi dữ liệu cho thẻ NFC ở tần số 13.56Mhz thích hợp cho phổ quát vận dụng như: kiểm soát xe pháo, hành khách vé thẻ hay thay thế kỹ thuật mã vạch giúp lưu đa dạng dữ liệu hay điều hành nhân viên và chấm công, v.v         SDA(SS) chân chọn lọc chip giao thiệp SPI (kích hoạt mức thấp) SCK :chân xung chế độ SPI MOSI(SDI): Master Data Out – Slave In chế độ giao thiệp SPI MISO(SDO): Master Data In – Slave Out chế độ giao thiệp SPI IRQ : chân ngắt GND : chân nối mass RST : chân reset lại module VCC : ng̀n 3.3V **GIỚI THIỆU CƠNG DỤNG CỦA CÁC CHÂN: Mạch Arduino Uno R3 là một bảng vi điều khiển dựa ATmega328P Nó có 14 chân đầu vào / đầu kỹ thuật số (trong đó chân có thể được sử dụng làm đầu PWM), đầu vào analog, tinh thể thạch anh 16 MHz, kết nối USB, giắc cắm nguồn, tiêu đề ICSP và nút đặt lại Nó chứa mọi thứ cần thiết để hỗ trợ vi điều khiển; chỉ cần kết nối nó với máy tính cáp USB cấp nguồn cho nó bộ chuyển đổi AC-DC pin để bắt đầu Có 14 chân I / O digital và chân analog được tích hợp Arduino cho phép kết nối bên ngoài với bất kỳ mạch nào với Arduino Các chân này cung cấp sự linh hoạt và dễ sử dụng cho các thiết bị bên ngoài có thể được kết nối thông qua các chân này ► chân analog được đánh dấu là A0 đến A5 và có độ phân giải 10 bit Các chân này đo từ đến 5V, nhiên, chúng có thể được cấu hình ở phạm vi cao cách sử dụng chức analogReference () và chân ISF ► Bộ nhớ flash 13KB được sử dụng để lưu trữ số lượng hướng dẫn dưới dạng mã ► Chỉ cần nguồn 5V để sử dụng với Arduino, lấy nguồn trực tiếp từ cổng USB Arduino có thể hỗ trợ nguồn điện bên ngoài lên đến 12 V có thể được điều chỉnh và giới hạn ở mức V 3,3 V dựa yêu cầu của projects ► Vin : Đây là điện áp đầu vào được cung cấp cho board mạch Arduino ► GND : Chân mass chung cho toàn mạch Arduino ► Reset : Chân reset để thiết lập lại về ban đầu ► IOREF : Chân này rất hữu ích để cung cấp tham chiếu điện áp cho Arduino ► PWM : PWM được cung cấp bởi các chân 3, 5, 6, 9, 10, 11 Các chân này được cấu hình để cung cấp PWM đầu bit ► SPI : Chân này được gọi là giao diện ngoại vi nối tiếp Các chân 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) cung cấp liên lạc SPI với sự trợ giúp của thư viện SPI ► AREF : Chân này được gọi là tham chiếu tương tự, được sử dụng để cung cấp điện áp tham chiếu cho các đầu vào tương tự ► TWI : Chân Giao tiếp TWI được truy cập thông qua thư viện dây Chân A4 và A5 được sử dụng cho mục đích này 10 dễ điều khiển, giá thành tương đối rẻ, kiểm soát tốc độ chính xác, đặc điểm tốc độ mo-men xoắn rất khó + Nhược điểm: Gây tiếng ồn, nhiệt độ cao, có quán tính cao vận hành Chổi than cho giới hạn tốc độ, môi trường không có bụi không thích hợp Vì thế để khắc phục, người ta thường sử dụng động DC Servo không chổi than – DC Servo không chổi than:Cấu tạo tương tự động có chổi than Chỉ khác ở chỗ các cuộn pha lắp ở Rotor là động vĩnh cữu 15 **Sơ đồ toàn mạch mô phỏng dây và code: 16 **Dòng lệnh hoạt động Arduino uno R3: //Khai báo thư viện #include #include #include #include #include “pitches.h” //Định nghĩa #define SS_PIN 10 #define RST_PIN #define SERVO_PIN #define Red_LED #define Green_LED #define Buzzer //Khởi tạo thư viện với chân giao tiếp LiquidCrystal lcd(A5, A4, A3, A2, A1, A0); //(RS,E,D4,D5,D6,D7) Servo DoorLock; 17 RFID rfid(SS_PIN, RST_PIN ); //ID thẻ RFID mà bạn muốn cấp quyền truy cập int My_RFID_Tag[5] = {0x45, 0xD4, 0x07, 0xAB, 0x3D}; //Biến để giữ Access_card bạn boolean My_Card = false; //Các note nhạc với giai điệu, lấy từ: //File -> Examples -> Digital -> ToneMelody int melody[] = { NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3, 0, NOTE_B3, NOTE_C4 }; //Trường độ note = note 1/4, = note 1/8, v.v int noteDurations[] = { 4, 8, 8, 4, 4, 4, 4, }; void setup() { //Thiết lập chân Input/Output pinMode(Red_LED, OUTPUT); pinMode(Green_LED, OUTPUT); 18 pinMode(Buzzer, OUTPUT); //Servo kết nối đến chân Arduino DoorLock.attach(SERVO_PIN); //Mở port serial với 9600 baudrate Serial.begin(9600); //Khởi tạo LCD 16×2 lcd.begin(16, 2); //Khởi tạo Servo RFID SPI.begin(); rfid.init(); } void loop() { //Đầu tiên giả sử card (hoặc tag) phát My_Card //Sau đó, kiểm tra xem có phải My_Card hay khơng! My_Card = true; DoorLock.write(0); //Servo vị trí 0, cửa đóng lcd.clear(); lcd.print(” Dat the cua ban “); //Kiểm tra xem có thẻ RFID phát hay không? 19 if ( rfid.isCard() ) { //Nếu phát thấy thẻ RFID, kiểm tra số ID, //và in cửa sổ Serial if ( rfid.readCardSerial() ) { lcd.clear(); lcd.print(“So ID la: “); delay(500); lcd.setCursor(0, 1); //Đặt trỏ LCD hàng thứ hai, ký tự //Số IC số gồm có chữ số //In số HEX để hiểu rõ for ( int i = 0; i < 5; i++ ) { Serial.print(rfid.serNum[i], HEX); Serial.print(” “); lcd.print(rfid.serNum[i], HEX); lcd.print(” “); } 20 ... vị trí 0, cửa đóng lcd.clear(); lcd.print(” Dat the cua ban “); //Kiểm tra xem có thẻ RFID phát hay không? 19 if ( rfid. isCard() ) { //Nếu phát thấy thẻ RFID, kiểm tra số ID, //và in cửa sổ Serial... A3, A2, A1, A0); //(RS,E,D4,D5,D6,D7) Servo DoorLock; 17 RFID rfid(SS_PIN, RST_PIN ); //ID thẻ RFID mà bạn muốn cấp quyền truy cập int My _RFID_ Tag[5] = {0x45, 0xD4, 0x07, 0xAB, 0x3D}; //Biến để... lại cho thiết bị RFID biết mã số của mình Ngay lúc đó RFID reader biết được tag nào hoạt động vùng sóng điện từ  Những thuận lợi và rủi ro của ứng dụn RFID vào thị trường