Thiết kế khóa điện tử 2 lớp bảo mật với thẻ RFID và mã số. Sử dụng arduino làm vi điều khiển chính với thiết kế nhỏ gọn. tính ứng dụng cao,sử dụng làm đề tài nckh, đề tài thực tập chuyên ngành, đồ án tốt nghiêp
MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH .4 LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI .6 1.1 Đặt vấn đề .6 1.2 Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.3 Mục tiêu đề tài 14 1.4 Tính cấp thiết đề tài 14 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH BÀI TỐN 16 2.1 Yêu cầu toán 16 2.2 Giải pháp thiết kế 16 2.2.1 Sơ đồ khối 16 2.3 Lựa chọn linh kiện cho khối 17 2.3.1 Lựa chọn linh kiện cho khối điều khiển trung tâm .17 2.3.2 Lựa chọn linh kiện cho khối nhận diện mã thẻ 22 2.3.3 Lựa chọn linh kiện cho khối nhập mật mã 24 2.3.4 Lựa chọn linh kiện cho khối cảnh báo âm 25 2.3.5 Lựa chọn linh kiện cho khối cảnh báo ánh sáng 26 2.3.6 Lựa chọn linh kiện cho khối hiển thị 27 2.3.7 Lựa chọn linh kiện cho khối nguồn 29 2.4 Ngôn ngữ lập trình trình biên dịch 30 2.4.1 Ngơn ngữ lập trình C 30 2.4.2 Trình biên dịch Arduino IDE .37 2.5 Các phần mềm phụ trợ khác .44 2.5.1 Phần mềm mô Proteus 44 2.5.2 Phần mệm thiết kế mạch Altium Designer 46 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SẢN PHẨM 51 3.1 Thiết kế phần cứng .51 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý 51 3.1.2 Sơ đồ mạch in 51 3.2 Thiết kế phần mềm .52 3.2.1 Lưu đồ thuật toán 52 3.2.2 Giải thuật .52 3.2 Một số hình ảnh sản phẩm 53 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .54 TÀI LIỆU THAM KHẢO .55 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Khóa điện tử Samsung .12 Hình 1.2 Khóa điện tử Yale 13 Hình 1.3 Khóa điện tử Kassler .14 Hình 1.4 Khóa điện tử Hafele 15 Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống 18 Hình 2.2 Arduino Uno R3 20 Hình 2.3 Vi điều khiển .21 Hình 2.4 Các chân Arduino UNO 23 Hình 2.5 Module RFID NFC 13.56MHz RC522 24 Hình 2.6 sơ đồ Pinout RFID-RC522 25 Hình 2.7 Keypad 4x4 26 Hình 2.8 Keypad 4x4 pinout 27 Hình 2.9 Cịi chip 5v 27 Hình 2.10 Led đơn 28 Hình 2.11 Led đơn Pinout 29 Hình 2.12 LCD 16x2 module I2C 29 Hình 2.13 LCD I2C pinout .30 Hình 2.14 nguồn Adapter .31 Hình 2.15 giao diện làm việc ARDUINO IDE 39 Hình 2.16 Cài đặt Arduino IDE .40 Hình 2.17 Giao diện lập trình Arduino .41 Hình 2.18 Chức Menu chính 41 Hình 2.19 Mở ứng dụng mẫu Arduino .42 Hình 2.20 Mở Serial Monitor Arduino 43 Hình 2.21 Giao diện Serial Monitor Arduino .43 Hình 2.22 Mở Serial Plotter Arduino 44 Hình 2.23 Đồ thị hình sin vẽ từ tín hiệu thơng qua Serial Plotter 44 Hình 2.24 Ví dụ hàm void setup() 45 Hình 2.25 Ví dụ hàm void loop() .46 Hình 2.26 Proteus Labcenter Electronics 47 Hình 2.27 Giao diện chính Proteus 48 Hình 28 Phần mềm Altium 49 Hình 2.29 Các bước tạo project .49 Hình 2.30 Các bước lưu project .50 Hình 2.31 Lưu project 50 Hình 2.32 Các bước để tạo sơ đồ nguyên lý 51 Hình 2.33 Các bước tạo sơ đồ mạch in 51 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 53 Hình 3.2 Mạch in board mạch hệ thống 53 Hình 3.3 Lưu đồ thuật toán 54 Hình 3.4 Hình ảnh thực tế sản phẩm .55 LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại số hóa ngày nay, việc bảo vệ thông tin cá nhân tài sản trở nên quan trọng cần thiết Với phát triển công nghệ tiên tiến, cách thức thực việc bảo vệ ngày nâng cao Trong đề tài này, Em xin giới thiệu việc thiết kế hệ thống bảo mật bao gồm bàn phím thẻ RFID, giúp người dùng bảo vệ thơng tin cá nhân tài sản cách hiệu Hệ thống sử dụng hai yếu tố xác thực khác mật thẻ RFID để đảm bảo tính bảo mật cao Em giới thiệu công nghệ sử dụng hệ thống bảo mật này, cách thức hoạt động nó, cách thức thiết kế triển khai hệ thống thực tế Đồng thời, em trình bày ưu điểm hạn chế hệ thống này, với định hướng phát triển tương lai Em hy vọng đề tài đem lại kiến thức bổ ích giúp đảm bảo tính an tồn thơng tin cá nhân người CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Khóa điện tử thiết bị sử dụng công nghệ điện tử để kiểm sốt việc mở đóng khóa, thay cho hệ thống khóa truyền thống Khác với khóa cơ, khóa điện tử khơng sử dụng chìa khóa vật lý để mở khóa mà thay vào sử dụng phương pháp điện tử để kiểm soát quyền truy cập Các loại khóa điện tử sử dụng nhiều phương thức để xác thực người dùng mã số, thẻ từ, dấu vân tay khuôn mặt Các thông tin người dùng lưu trữ hệ thống sử dụng để kiểm tra kiểm soát quyền truy cập Một ưu điểm khóa điện tử tính bảo mật cao so với khóa truyền thống Các thông tin người dùng mã hóa bảo vệ tránh khỏi việc đánh cắp thơng tin tái sử dụng chìa khóa Ngồi ra, khóa điện tử có khả kiểm sốt ghi lại lịch sử truy cập, giúp quản lý việc truy cập giảm thiểu nguy lạm dụng Tuy nhiên, số hạn chế khóa điện tử chi phí cao so với khóa yêu cầu phức tạp cài đặt vận hành Ngồi ra, khóa điện tử gặp phải cố điện, phần mềm thiết bị, dẫn đến khả kiểm soát quyền truy cập Với phát triển cơng nghệ, khóa điện tử trở nên phổ biến sử dụng rộng rãi ứng dụng khác nhau, từ nhà ở, văn phòng, tòa nhà ứng dụng ngành công nghiệp an ninh Nếu không sử dụng hệ thống khóa điện tử, người dùng gặp nhiều rủi ro nguy bảo mật thông tin, bao gồm: - Mất chìa khóa: Sử dụng khóa truyền thống chìa khóa nguy thường gặp Việc chìa khóa dẫn đến nguy an ninh đạo vị ngơi nhà, văn phịng tài sản - Đánh cắp chìa khóa: Chìa khóa dễ bị chép đánh cắp Kẻ cơng chép chìa khóa sử dụng chúng để truy cập khơng phép vào khu vực bị khóa - Khó kiểm sốt: Với khóa cơ, chủ sở hữu khơng thể kiểm sốt truy cập vào khu vực bị khóa Khơng có cách để biết mở khóa có bị sử dụng cách trái phép hay không - Không tiện lợi: Sử dụng khóa u cầu người dùng phải mang chìa khóa cách thường xun, gây phiền tối khó khăn cho người dùng Điều dẫn đến việc người dùng bỏ qn chìa khóa, dẫn đến tình trạng khơng thể truy cập vào khu vực cần thiết - Dễ bị phá hủy: Khóa bị phá hủy cách sử dụng công cụ đơn giản khoan dao cắt Điều dẫn đến việc an toàn an ninh khu vực bị khóa Chính lý đó, sau nghiên cứu tư vấn giảng viên hướng dẫn em định thiết kế hệ thống khóa điện tử sử dụng mật mã thẻ RFID để giúp giảm thiểu nguy rủi ro liên quan đến việc bảo vệ tài sản người 1.2 Tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước Hiện nay, nghiên cứu thiết kế khóa điện tử Việt Nam quan tâm phát triển Một số viện nghiên cứu, trường đại học, doanh nghiệp Việt Nam tiến hành nghiên cứu sản xuất sản phẩm khóa điện tử Trong lĩnh vực nghiên cứu, đề tài liên quan đến thiết kế khóa điện tử Việt Nam nhà khoa học sinh viên đề xuất thực Các đề tài nghiên cứu tập trung vào việc phát triển hệ thống khóa điện tử thơng minh an tồn, tích hợp cơng nghệ tiên tiến RFID, Bluetooth, mạng lưới IoT, trí tuệ nhân tạo Ngồi ra, doanh nghiệp Việt Nam tập trung vào nghiên cứu sản xuất sản phẩm khóa điện tử để đáp ứng nhu cầu thị trường Các sản phẩm bao gồm loại khóa điện tử cho cửa, tủ, xe đạp, vali, thiết bị di động Tuy nhiên, việc phát triển ứng dụng khóa điện tử Việt Nam đối mặt với số thách thức Một số thách thức bao gồm khả tiếp cận với cơng nghệ tiên tiến, chi phí sản xuất đầu tư ban đầu, việc xây dựng hệ thống quản lý kiểm soát chất lượng sản phẩm Hiện nay, Việt Nam sản xuất phát triển nhiều sản phẩm khóa điện tử bật, bao gồm: Khóa điện tử thơng minh DigiLock Cơng ty TNHH Điện tử DigiLock Việt Nam: Được tích hợp nhiều tính thơng minh cảm biến vân tay, thẻ từ, mật chức báo động Khóa cửa điện tử Công ty TNHH Thương mại Vật tư Xây dựng Thăng Long: Sản phẩm tích hợp tính mở khóa vân tay, mật thẻ từ, cho phép người dùng kiểm soát truy cập vào nhà cách an tồn Khóa tủ điện tử Công ty TNHH Công Nghệ Mạnh Tài: Khóa tủ tích hợp tính mở khóa thẻ từ, mã số cảm ứng vân tay, cho phép người dùng kiểm soát truy cập vào tủ cách an tồn 10