Nghiên cứu và phát triển hệ thống phát hiện đột nhập cho nhà ở

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG PHÁT HIỆN ĐỘT NHẬP CHO NHÀ Ở GVHD: TS NGUYỄN MINH TÂM SVTH: TRẦN MINH LONG SKL010020 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2017 full TRƯỜ NG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬ T THÀN H PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG PHÁT HIỆN ĐỘT NHẬP CHO NHÀ Ở KHOA ĐÀO TAỌ ́ CHÂT LƯƠN G̣ CAO SVTH: TRẦN MINH LONG MSSV: 13151051 Khoá: 2013-2017 Độc lập – Tự – Hạnh Phúc Nganh: ̀@ GVHD: CNKT Điều khiển-Tự động hóa CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ******* TS NGUYỄN MINH TÂM Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Minh Long MSSV: 13151051 Ngành: CNKT điều khiển - tự động hóa Lớp: 13151CLC Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Minh Tâm SĐT: 090 2873941 Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài: - Tên đề tài : Nghiên cứu phát triển hệ thống chống trộm cho nhà Các tài liệu ban đầu: Board Arduino Mega2560 Module Sim 900 Các thiết bị điện tử : cảm biến PIR, đèn led, còi, rơ le… hệ thống - Nội dung thực đề tài: Tìm hiểu board arduino Mega2560 Tìm hiểu nguyên lý hoạt động, thông số kỹ thuật thiết bị Sản phẩm: Mơ hình hệ thống chống trộm cho nhà Làm mơ hình thực tế Có chương trình giao tiếp người dùng Nhận xét, kết luận CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* ́ PHIÊU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Trần Minh Long MSSV: 13151051 Ngành: CNKT điều khiển – tự động hóa Tên đề tài: Nghiên cứu phát triển hệ thống phát đột nhập cho nhà Họ tên Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Minh Tâm NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Giáo viên hướng dẫn CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ́ PHIÊU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Trần Minh Long MSSV: 13151051 Ngành: CNKT điều khiển – tự động hóa Tên đề tài: Nghiên cứu phát triển hệ thống phát đột nhập cho nhà Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày Giáo viên p LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình làm đồ án, em nhận nhiều giúp đỡ ủng hộ từ thầy, anh chị khóa bạn lớp, để đồ án hoàn thành tiến độ đạt yêu cầu đề ban đầu, kết chưa hoàn thiện tối ưu Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Ban giám hiệu trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh tạo mơi trường làm việc,học tập nghiên cứu nhưmọi điều kiện tốt cho nhóm em hồn thành đề tài đồ án tốt nghiệp Khoa Điện-Điện tử, Khoa đào tạo Chất Lượng Cao cung cấp cho nhóm em giáo trình, tài liệu tham khảo, sở vật chất thiết bị hỗ trợ liên quan Thầy Nguyễn Minh Tâm, người có định hướng tận tình hướng dẫn em thực đề tài Ngoài việc hướng dẫn em thực tốt đề tài mơn học trường, thầy cịn quan tâm hướng dẫn cho sinh viên nhiều về: cách sống, kỹ mềm sống, thái độ tác phong môi trường sư phạm, suốt học kỳ vừa qua Em xin gửi đến thầy lời cảm ơn sâu sắc Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ anh chị khóa bạn bè khóa suốt trình làm đồ án Mặc dù cố gắng trình tìm hiểu kiến thức cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý, nhận xét thầy bạn để đồ án hoàn thiện phát triển Một lần em xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực Trần Minh Long MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ́‡ PHIÊU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ́‡ PHIÊU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC Danh sách tên hình Danh mục bảng biểu 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 11 1.1 Đặt vấn đề 11 1.2 Ý nghĩa khoa học đề tài 11 1.3 Hướng nghiên cứu thực 12 1.4 Phương pháp nghiên cứu 12 1.5 Giới hạn 13 1.6 Nội dung đồ án 13 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15 2.1 Giới thiệu mạch điều khiển 15 2.2 Ngôn ngữ phần mềm lập trình cho Arduino 20 2.3 Module Sim900 23 2.3.1 Giới thiệu module Sim900 23 2.3.2 Đặc điểm module Sim900 24 2.3.3 Khảo sát sơ đồ chân chức chân Breakout SIM 900 25 2.3.4 Giới thiệu tập lệnh AT command 28 2.4 Tổng quan công nghệ GSM 29 2.4.1 Giới thiệu công nghệ GSM 29 2.4.2 Sự phát triển công nghệ GSM Việt Nam 30 2.4.3 Giới thiệu SMS 31 2.5 Cảm biến PIR 33 2.5.1 Cảm biến PIR gì? 33 2.5.2 Nguyên lý làm việc loại đầu dò PIR hình sau 35 2.5.3 Các tia nhiệt 40 2.5.4 Thiết bị tiêu tụ gôm tia nhiệt rọi bề mặt cảm ứng PIR 41 2.6 LCD module I2C 2.6.1 2.7 42 Giới thiệu LCD 42 Relay ( rơ le) 49 2.7.1 Nguyên lý hoạt động 49 2.7.2 Cách chọn rơ le phù hợp 51 2.7.3 Diode bảo vệ rơ le 51 2.8 Buzzer 52 2.9 Led 52 2.10 Bộ thu phát sóng RF 53 2.10.1 Giới thiệu sóng RF 53 2.10.2 Bộ thu phát sóng RF kênh 53 2.11 Keypad 2.11.1 55 Giới thiệu keypad 55 2.12 Khóa điện từ 56 2.13 Ngôn ngữ C# phần mềm Visual Studio 57 2.13.1 Ngôn ngữ C# 57 2.13.2 NET framework 58 2.13.3 Visual Studio 58 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG 60 3.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống 60 3.2 Thiết kế phần cứng 61 3.2.1 Khối nguồn 61 3.2.2 Khối xử lý 62 3.2.3 Khối SMS 63 3.2.4 Khối khóa từ 64 3.2.5 Khối cảm biến 66 3.2.6 Khối RF 67 3.2.7 Khối cảnh báo 68 CHƯƠNG 4: THI CÔNG PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN 69 4.1 Thi công phần cứng 69 4.1.1 Khối khóa từ 69 4.1.2 Khối cảm biến, khối SMS, khối cảnh báo khối RF 70 4.2 4.2.1 Thiết kế phần mềm điều khiển 70 Thiết kế chương trình điều khiển với máy tính 70 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 108 5.1 Kết thực 108 5.2 Ưu điểm hạn chế hệ thống 109 5.3 Khả ứng dụng thực tế đề tài 109 5.4 Hướng phát triển đề tài 109 TÀI LIỆU KHAM KHẢO 110 Danh sách tên hình Chương Hình 2.1 Arduino mega 2560 Hình 2.2 Sơ đồ chân Arduino mega 2560 Hình 2.3 Thơng số kỹ thuật Arduino mega 2560 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý board Arduino mega 2560 Hình 2.5 Giao diện phần mềm Arduino IDE Hình 2.6 Sơ đồ cấu trúc ngơn ngữ ngơn ngữ lập trình Wiring Hình 2.7 Module Sim900 Hình 2.8 Breakout module sim900 Hình 2.9 Sơ đồ thiết kế Breakout Module SIM 900 shield Hình 2.10 : Cấu trúc tin nhắn SMS Hình 2.11 Cảm biến PIR Hình 2.12 Cách dùng đầu dò PIR để phát người hay vật di chuyển ngang Hình 2.13 Người chưa vào vùng ảnh hưởng Hình 2.14 Người vào vùng ảnh hưởng Hình 2.15 Người vào vùng ảnh hưởng Hình 2.16 Người khỏi vùng ảnh hưởng Hình 2.17 Người Hình 2.18 Vật liệu nhóm pyroelectric Hình 2.19 Thiết bị tiêu tụ gơm tia nhiệt Hình 2.20 LCD 16x2