(Đồ án hcmute) thiết kế hệ thống đóng mở cửa thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CNKT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐĨNG/MỞ CỬA THƠNG MINH GVHD: GVC.ThS THÁI HỒNG LINH SVTH: LÝ THẮNG HUY VÕ TRÍ LONG SKL009278 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐĨNG/MỞ CỬA THƠNG MINH Ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Giảng viên hướng dẫn : GVC.ThS THÁI HOÀNG LINH Sinh viên thực : LÝ THẮNG HUY MSSV : 18161079 Sinh viên thực : VÕ TRÍ LONG MSSV : 18161102 Khóa : 2018 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 TP.HCM, ngày 25 tháng năm 2022 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Lý Thắng Huy Họ tên sinh viên 2: Võ Trí Long Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử Viễn Thông Giảng viên hướng dẫn: GVC.ThS Thái Hoàng Linh Ngày nhận đề tài: 15/4/2022 MSSV: 18161079 MSSV: 18161102 Lớp: 18161CLDT1B ĐT: 0918242212 Ngày nộp đề tài: 30/7/2022 Tên đề tài: Thiết kế hệ thống đóng/mở cửa thơng minh Các số liệu, tài liệu ban đầu: Giáo trình điện tử: Arduino; Bài báo cáo môn học RFID Nguồn tài liệu: ĐAMH, ĐATN Nội dung thực đề tài: Thiết kế xây dựng hệ thống đóng/mở cửa thơng minh Tìm hiểu thơng số, cơng dụng, tính module kết hợp Arduino Sản phẩm: Mơ hình hệ thống đóng/mở cửa thơng minh hệ thống bảo mật nhà cửa, khối xử lý trung tâm thu thập tín hiệu điều khiển module GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên 1: Lý Thắng Huy MSSV: 18161079 Họ tên Sinh viên 2: Võ Trí Long MSSV: 18161102 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử - Viễn Thơng Tên đề tài: Thiết kế hệ thống đóng/mở cửa thông minh Họ tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Thái Hoàng Linh 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.HCM, ngày 30 tháng năm 2022 Giáo viên hướng dẫn ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên 1: Lý Thắng Huy MSSV: 18161079 Họ tên Sinh viên 2: Võ Trí Long MSSV: 18161102 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Điện tử - Viễn Thông Tên đề tài: Thiết kế hệ thống đóng/mở cửa thơng minh Họ tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Thái Hoàng Linh 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.HCM ngày 30 tháng năm 2022 Giáo viên phản biện iii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đề tài này, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy/Cô khoa Đào tạo Chất lượng cao, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, người truyền đạt cho chúng em kiến thức quý báu, dẫn định hướng cho nhóm trình học tập Đây tiền đề để nhóm hồn thành đề tài nghiệp sau Đặc biệt, chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Thái Hồng Linh tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em suốt thời gian thực đồ án tốt nghiệp Chúng em xin phép gửi đến thầy lòng biết ơn lời cảm ơn chân thành sâu sắc Kiến thức, kinh nghiệm tâm nghề nghiệp thầy giúp đỡ chúng em hồn thành tốt đề tài mà cịn gương để nhóm học tập noi theo đường sau Bên cạnh đó, chúng em xin cảm ơn anh, chị khóa trước bạn sinh viên lớp 18161CLDT1B nhiệt tình đóng góp ý kiến chia kinh nghiệm để giúp chúng em hoàn thành đề tài Cuối cùng, cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt đảm bảo thời hạn kiến thức cịn hạn hẹp chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong Thầy/Cơ bạn sinh viên thông cảm Chúng em mong nhận ý kiến Thầy/Cô bạn sinh viên Chúng em xin chân thành cảm ơn! iv LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển xã hội đại số cần bảo thiết bị bảo vệ tài sản nhà khoá cửa, thiết bị cảnh báo chống trộm hay camera có lẽ thiết bị sử dụng nhiều khố cửa Hiện thị trường có nhiều loại khố hầu hết khố khí, xây gặp vấn đề lớn tính bảo mật loại khố khơng cao, dể dàng bị phá chìa khóa đa Đa số khóa kỹ thuật số có thị trường có giá bán cao chu yểu loại khoá tay nắm ta thưởng thấy khách sạn sàn hộ chung cư Rất may, với phát triển mạnh ngành khoa học kỹ thuật giá thành linh kiện điện tử mức tiếp cận người dùng Với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật Đặc biệt lĩnh vực tự động hóa tạo nên động lực thức đẩy phát triển ngành công nghiệp khác nhằm phục vụ đáp ứng nhu cầu người sống Con người với trợ giúp máy móc, cơng cụ thơng minh trực tiếp làm việc, hay công việc mà người làm với khả minh mà việc điều khiển chúng hay chúng làm việc hoàn toàn tự động mang lại lợi ích to lớn, giảm nhẹ tối ưu hóa cơng việc Với tiến đáp ứng nhu cầu người sống đại nói chung phát triển khoa học kỹ thuật nói riêng Đối với sinh viên tự động hóa việc nghiên cứu, tìm hiểu đặc tính cơng nghệ nhận dạng đối tượng sóng vơ tuyến RFID cơng nghệ qt vân tay quang học có ý nghĩa thực tế quan trọng Nó khơng trang bị cho kỹ làm việc lĩnh vực điều khiển tự động, điện tử mà giúp theo kịp với phát triển khoa học kĩ thuật ngày tốt nghiệp trường Sau em xin tìm hiểu khảo sát đặc tính cơng nghệ nhận dạng sóng vô tuyến RFID, dấu vân tay cảnh báo an ninh nhắn tin điện thoại thiết kế ứng dụng thực tế “Thiết kế hệ thống đóng mở cửa thơng minh” Đây sở để thiết kế hệ thống tự động hóa đơn giản, phức tạp ứng dụng rộng rãi khoa học đời sống v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN .iv LỜI NÓI ĐẦU .v MỤC LỤC .vi MỤC LỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH HIỆN NGHIÊN CỨU HIỆN NAY 1.1.1 Đặt vấn đề 1.1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.4 BỐ CỤC ĐỒ ÁN CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU 2.1.1 RFID 2.1.2 Arduino MEGA 2.1.3 Phương thức giao tiếp I2C 10 2.1.4 Phương thức giao tiếp SPI 16 2.1.5 Phương thức UART 17 vi 2.1.6 Phần mềm Arduino IDE 20 2.1.7 Phần mềm Proteus 21 2.1.8 Các tập lệnh AT 22 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG .24 3.1 YÊU CẦU VÀ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 24 3.1.1 Yêu cầu hệ thống 24 3.1.2 Chức khối: 24 3.1.3 Hoạt động hệ thống 25 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG 26 3.2.1 Khối RFID: 26 3.2.2 Khối hiển thị (LCD): 27 3.2.3 Khối cảm biến vân tay (AS608): 29 3.2.4 Khối nút nhấn (Keypad): 30 3.2.5 Khối báo hiệu: 31 3.2.6 Khối động cơ: 32 3.2.7 Khối giao tiếp Module Sim: 32 3.2.8 Khối xử lý trung tâm: (Arduino MEGA): 34 3.2.9 Khối nguồn: 35 3.3 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG 37 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THỰC HIỆN 38 4.1 KẾT QUẢ PHẦN MỀM 38 4.1.1 Lưu đồ sử dụng RFID 38 4.1.2 Lưu đồ sử dụng cảm biến vân tay (Module AS608) 40 4.1.3 Lưu đồ sử dụng bàn phím (Keypad) 42 vii 4.1.4 Lưu đồ cho chương trình 43 4.2 KẾT QUẢ PHẦN CỨNG 44 4.3 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN 57 4.3.1 Kết nối cảm biến vân tay với Arduino 62 4.3.2 Kết nối module RFID với Arduino 67 CHƯƠNG KẾT LUẬN, HẠN CHẾ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 72 5.1 KẾT LUẬN 72 5.2 HẠN CHẾ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI GẦN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC 75 viii