Tổng quan tự động hóa bảo mật tòa nhà thiết kế bộ điều khiển cửa tự động có bảo mật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG TỔNG QUAN TỰ ĐỘNG HĨA BẢO MẬT TÕA NHÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG CÓ BẢO MẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP Hải Phịng - 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG TỔNG QUAN TỰ ĐỘNG HÓA BẢO MẬT TÕA NHÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG CÓ BẢO MẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP Sinh viên: Trương Minh Thiêm Giáo viên hướng dẫn: Ths Vũ Ngọc Minh Hải Phòng - 2010 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC o0o BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Trương Minh Thiêm Lớp: ĐCL201 Mã sinh viên: LT20039 Ngành: Điện tự động công nghiệp Tên đề tài: Tổng quan tự động hóa bảo mật tịa nhà Thiết kế điều khiển cửa tự động có bảo mật LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, vi điều khiển có nhiều ứng dụng ngày rộng rãi thâm nhập ngày nhiều lĩnh vực kỹ thuật đời sống xã hội Sự phát triển bền vững kinh tế, trị quốc gia giới làm cho nhu cầu đòi hỏi vật chất, sang trọng tiện nghi đảm bảo an ninh, an toàn nơi làm việc nhà ngày có nhu cầu cao Sự đời nhà, khách sạn, trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng… với mức độ tự động hoá bảo mật cao ngày nhiều Nhu cầu nhân lực thiết bị vật tư, giải pháp thiết kế thi cơng cao Đó lĩnh vực nghiên cứu đầu tư kinh doanh khả thi tương lai khơng xa Sau hồn thành xong chương trình học đại học ngành điện tự động cơng nghiệp, trường đại học Dân lập Hải Phòng, em giao thực đề tài tốt nghiệp: “ Tổng quan tự động hố bảo mật tồ nhà Thiết kế điều khiển cửa tự động có bảo mật” với hướng dẫn Ths Vũ Ngọc Minh giảng viên trường đại học Hàng Hải Việt Nam Nội dung đồ án gồm chương: Chƣơng 1: Tổng quan tự động hố bảo mật tồ nhà Chƣơng 2: Cửa tự động thiết bị sử dụng điều khiển cửa tự động có bảo mật Chƣơng Thiết kế điều khiển cửa tự động có bảo mật Sau gần tháng thực hiện, với cố gắng, nỗ lực tìm tịi, nghiên cứu làm việc nghiêm túc thân, đồ án hoàn thành, song trình độ kiến thức cịn hạn chế, thời gian có hạn nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ghóp ý quý báu từ thầy cô, bạn sinh viên để đề tài phát triển, hồn thiện có tính khả thi tương lai Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa điện - điện tử trường đại học Dân Lập Hải Phịng tạo điều kiện giúp đỡ tận tình để em hoàn thành đề tài này, đặc biệt Ths Vũ Ngọc Minh giảng viên hướng dẫn có cơng lớn hướng dẫn, bảo em thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Trương Minh Thiêm Chƣơng TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA BẢO MẬT TỒ NHÀ 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG QUẢN LÝ TOÀ NHÀ TỰ ĐỘNG BSM 1.1.1 Khái niệm nhà tự động hố ( thơng minh) Tồ nhà tự động hố (( hay cịn gọi tồ nhà thơng minh ( tiếng Anh: Smart - home Intelli - home)) kiểu nhà lắp đặt thiết bị điện, điện tử có tác dụng tự động hố hồn tồn bán tự động, thay người thực thao tác quản lý, giám sát điều khiển Trong tồ nhà thơng minh, đồ dùng nhà từ phòng chức năng, phòng làm việc, phòng ngủ, phòng khách đến toilet gắn điều khiển điện tử kết nối với mạng Internet điện thoại di động, cho phép chủ nhân điều khiển chỗ, điều khiển vật dụng từ xa lập trình cho thiết bị nhà hoạt động tự động theo lịch với chương trình có sẵn Thêm vào đó, đồ gia dụng hiểu ngơn ngữ có khả tương tác với nhau… ( theo từ điển Wikipedia) Như vậy, tồ nhà thơng minh tồ nhà có hệ thống kỹ thuật hồn hảo, lập trình tối ưu hố cho việc điều khiển, giám sát, vận hành thiết bị, vật dụng nhà Ngồi ra, tự động hố điều khiển tồ nhà bao gồm tất thiết bị phần mềm sử dụng cho trình điều khiển tự động giám sát, tối ưu hố q trình vận hành, tự động hoá quản lý thiết bị kỹ thuật nhà Mối quan tâm hàng đầu luôn hiệu sử dụng lượng, vận hành an toàn kinh tế 1.1.2 Ý tƣởng xây dựng tồ nhà thơng minh  Ý tƣởng xây dựng nhà thông minh: Khi đời sống kinh tế xã hội người dân tất nước giới ngày nâng cao, đặc biệt quốc gia phát triển giới, nhu cầu sống hưởng thụ khơng dừng lại việc ăn, mặc, phương tiện giao thơng đại, hình thức giải trí, du lịch mà nhu cầu địi hỏi khơng gian ngơi nhà riêng cho gia đình ngày khắt khe Sự phát triển bùng nổ khoa học kỹ thuật năm qua, đặc biệt phát triển nhẩy vọt công nghệ thông tin ( cơng nghệ máy tính, cơng nghệ phần mềm), cơng nghệ điện tử công nghệ vi điều khiển, công nghệ tự động, cho phép người chế tạo thiết bị điện - điện tử đại, tiện nghi đặc biệt điều khiển lập trình phục vụ cho mục đích sản xuất, giải trí, đời sống sinh hoạt người Chính từ điều kiện hình thành lên ý tưởng xây dựng nhà thông minh, an toàn, đại, sang trọng, tiện nghi thoải mái, phục vụ mục đích sống hưởng thụ nghĩa người sau làm việc vất vả, nặng nhọc, học tập, nghiên cứu căng thẳng người, giúp người thư giãn, nghỉ ngơi, tìm cảm giác ấm áp, sống gia đình hạnh phúc tràn ngập yêu thương, hồi phục sức khỏe nhanh nhất, tinh thần sảng khoải để tiếp tục cơng việc cách hiệu tốt  Ý tƣởng tự động hố cho tồ nhà: Sự phát triển thương mại, thương mại điện tử địa ốc… thành phố vốn có quỹ đất eo hẹp khiến kiến trúc xây dựng từ cơng trình chung cư, bệnh viện, trường học, siêu thị, trung tâm thương mại, quan, tồ nhà phủ, khu liên hợp thể thao… phát triển theo hướng xây dựng tồ nhà trọc trời hay cịn gọi tồ tháp ( Tower), cao ốc văn phịng cho thuê khiến việc quản trị nhà điều phối lượng ( điện, nước, gas), hệ thống thông gió, hệ thống điều khiển nhiệt độ, hệ thống báo cháy, giám sát đảm bảo an toàn, an ninh trở lên phức tạp khó khăn Ngoài hoạt động thương mại, kinh doanh lĩnh vực liên quan đến trị, an ninh quốc phịng… địi hỏi cần có quản lý kiểm sốt vào/ ra, bí mật thơng tin nội tổ chức yêu cầu phức tạp đặt cho nhà quản trị điều hành tồ nhà cơng ty thiết kế xây dựng tồ nhà Từ u cầu nên cần phải xây dựng hệ thống quản lý điều hành thơng minh cho tồ nhà gọi hệ thống quản lý nhà BSM – BUILDING MANEGEMENT SYSTEM Hay nói cách khác xây dựng hệ thống quản lý tồ nhà theo hướng tích hợp tự động hoá giám sát điều khiển 1.1.3 Các hệ thống quản lý nhà tự động BSM Trong thời đại cơng nghiệp hố – đại hố phát triển vũ bão khơng khí hội nhập kinh tế quốc tế Việt Nam nay, tiến bước tiến dài, đạt thành cơng kết tương đối khích lệ nhiều lĩnh vực kinh tế khác Một thành cơng qui mơ thị hố với hàng loạt cơng trình kiến trúc đồ sộ mọc lên để tô đẹp thêm cho thành công phát triển kinh tế Việt Nam Từ Hà Nội đến thành phố Hồ Chí Minh, Từ Móng Cái đến Cà Mau nhà cao tầng mọc lên nhanh thể cho thành công mặt kinh tế đời sống nước Trước phát triển nhanh chóng vấn đề đặt kiểm định chất lượng tồ nhà đưa vào tiêu chí để đánh giá chất lượng cho tồ nhà cao tầng Có thể phân loại tồ nhà cao tầng theo mục đích sử dụng sau: - Các cao ốc văn phòng, trung tâm thương mại, nhà Bank, công ty bảo hiểm - Các tồ nhà hành cơng cộng - Các nhà dược phẩm, bệnh viện - Các nhà ga tàu, tàu điện ngầm - Các khách sạn, nhà hàng, nhà ăn - Các trường đại học, trường phổ thông - Các trung tâm điện thoại, giải trí, truyền hình - Các nhà máy điện - Các sân bay, trung tâm thơng tin… Với loại nhà cao tầng có mục đích sử dụng khác nhau, phải xây dựng hệ thống quản lý nhà tương ứng phù hợp với mục đích sử dụng khác Hệ thống quản lý tồ nhà BSM ( Building Management System) Nó tập trung hóa giám sát hoạt động quản lý tòa nhà nhằm tối ưu hiệu suất hoạt động Ngoài hệ thống kỹ thuật tối thiểu hệ thống điện chiếu sáng, hệ thống cấp nước, hệ thống thơng gió tuỳ vào mục đích sử dụng tồ nhà mà có thêm hệ thống như: - Hệ thống điều khiển thơng gió điều hồ khơng khí - Hệ thống điều khiển đèn chiếu sáng - Hệ thống điều khiển bãi đỗ xe - Hệ thống điều khiển vào\ nhà - Hệ thống báo động xâm nhập - Hệ thống cảnh báo cháy, báo khói - Hệ thống thơng tin nội bên ngồi - Hệ thống giám sát tự động hố tồn tồ nhà Các hệ thống chia làm ba nhóm chính: - Hệ thống giám sát báo động - Hệ thống quản lý lượng - Hệ thống thơng tin Ba nhóm đặc trưng cho hệ thống BMS cho nhà cao tầng Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng mà ba nhóm hệ thống trang bị cho nhà hay không? Trên sở hệ thống mà đánh giá chất lượng nhà đạt tiêu chuẩn hay không đạt tiêu chuẩn hệ thống BMS? Hiện nay, giải pháp điều khiển quản lý tích hợp cho phép nâng cao hiệu suất tối ưu hóa sử dụng lượng tịa nhà Hệ thống quản lý tòa nhà BMS ( Building Managenent System) phát triển BMS hệ thống điều khiển phân cấp DCS ( Distributed Control System) gồm cấp: * Cấp thấp cấp trƣờng: Các điều khiển cấp điều khiển sử dụng vi xử lý, cung cấp chức điều khiển số trực tiếp cho thiết bị khu vực, bao gồm: máy bơm, dàn trao đổi nhiệt, bơm nhiệt, điều hịa khơng khí cục Hệ thống phần mềm quản lý lượng tích hợp điều khiển cấp trường Các cảm biến cấu chấp hành giao tiếp trực tiếp với thiết bị điều khiển Các điều khiển nối với đường bus, chia sẻ thông tin với thông tin với điều khiển cấp hệ thống cấp điều hành, quản lý * Cấp hệ thống: Các điều khiển hệ thống có khả lớn so với điều khiển cấp trường số lượng điểm vào\ ra, vòng điều chỉnh chương trình điều khiển Các điều khiển hệ thống tích hợp sẵn chức quản lý, lưu trữ thường sử dụng cho ứng dụng lớn hệ thống điều hòa trung tâm, hệ thống máy lạnh trung tâm, Các điều khiển trực tiếp giao tiếp với thiết bị điều khiển thông qua cảm biến cấu chấp hành gián tiếp thông qua việc kết nối với điều khiển cấp trường Các điều khiển hệ thống hoạt động độc lập trường hợp bị truyền thông với trạm vận hành * Cấp vận hành giám sát: Các trạm vận hành giám sát chủ yếu giao tiếp với nhân viên vận hành Các trạm vận hành cấp độ chủ yếu máy tính PC Một trạm vận hành thường bao gồm gói phần mềm ứng dụng sau: - An toàn hệ thống: Giới hạn quyền truy cập vận hành cá nhân - Xâm nhập hệ thống: Cho phép người có quyền truy cập lấy liệu hệ thống thơng qua máy tính cá nhân thiết bị lưu trữ khác Việc đăng nhập để truy cập thông tin xử lý quản lý mật riêng phân quyền cho cá nhân - Định dạng liệu: Lắp ghép điểm liệu rời rạc vào nhóm định dạng có quy tắc phục vụ cho việc in ấn hiển thị 1.1.4 Giới thiệu khái quát hệ thống BSM Siemens Nhà tích hợp tự động hố tồ nhà lớn Siemens đưa hệ thống BMS tích hợp tồn diện với hệ thống dịch vụ sau: - Hệ thống cung cấp phân phối điện - Hệ thống cung cấp khí đốt - Hệ thống điều hịa khơng khí - Hệ thống chiếu sáng - Hệ thống thiết bị viễn thông - Hệ thống Camera an ninh - Hệ thống phòng cháy chữa cháy - Hệ thống thang máy - Hệ thống cấp/ thoát nước xử lý nước thải sinh hoạt - Hệ thống thông tin công cộng ( hệ thống âm thơng báo, hệ thống hình thông báo ), hệ thống thông tin liên lạc Hệ thống BMS giám sát thiết bị sau hệ thống điện: - Máy phát điện dự phòng - Các tủ điện phân phối - Các tủ điện phân phối tầng Hình 1.1 Hệ thống điều khiển giám sát tịa nhà Siemens Hình biểu diễn hệ thống BMS hãng Siemens Đây hệ thống điều khiển phân tán gồm cấp điều hành quản lý mạng LAN với máy tính chủ Apogee, cấp điều khiển giám sát điều khiển điều hòa trung tâm, hệ thống điện, hệ thống chiếu sáng… Cấp điều khiển cấp trường để điều khiển thiết bị cấp trường như: điều khiển van, chiller, điều khiển quạt, điều khiển thiết bị chiếu sáng… Hệ thống BMS quản lý thiết bị bảo vệ nguồn nằm tủ phân phối tủ phân phối phụ cho tầng Hệ thống giám sát quản lý thiết bị việc thu nhận thông tin trạng thái làm việc tải thiết bị thông qua đầu báo lỗi, báo trạng thái hoạt động thiết bị điện tới tủ điều khiển hệ thống BMS Tại máy tính trung tâm, nhân viên vận hành thực việc giám sát thiết bị bảo vệ tủ phân phối tủ phân phối phụ hình đồ họa máy tính điều khiển hệ thống, gọi giao diện người máy HMI Mỗi thay đổi điểm vào/ tủ điều khiển nhóm thiết bị điện tủ điều khiển gửi làm thay đổi màu sắc điểm điều khiển hình đồ họa in báo cáo báo lỗi thời điểm xảy cố Hệ thống BMS có khả quản lý giám sát nguồn điện chiếu sáng, bật/ tắt, đặt thời gian biểu, trạng thái nguồn điện chiếu sáng Các đèn/ nhóm đèn chiếu sáng điều khiển máy tính trung tâm cơng tắc lập trình tầng Mức điều khiển ưu tiên thực máy tính điều khiển trung tâm Hệ thống điều hịa trung tâm hệ thống quan trọng tòa nhà Hệ thống bao gồm mạch điện mạch điều khiển đảm bảo cho hệ thống làm việc tin cậy Để tích hợp với hệ thống, nhà cung cấp điều hòa cung cấp thiết bị có khả kết nối với hệ thống bên ngồi thơng qua giao thức mở Thiết bị BMS cần phải có tính logic bên để điều khiển máy điều hòa, bật tắt theo khu vực riêng biệt Việc điều khiển nhiệt độ, thơng gió dịch vụ điều hồ khác thơng qua điều khiển số trực tiếp Hệ thống BMS giám sát quản lý lượng đo đếm kỹ thuật số nối mạng đầu tủ tổng máy phát, tủ phân phối Trên hình đồ họa giám sát hệ thống điện, người vận hành giám sát thơng số: Điện áp, dịng điện pha, tần số, công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến, hệ số công suất cos φ Các thơng số lập báo cáo hàng ngày, lưu giữ sử dụng lâu dài Người vận hành có định 10 MOV P0, A ; Sao noi dung A den cong Port0 CLR P2.5 ; RS =0 de gui lenh den LCD CLR P2.6 ; R/W = de ghi du lieu SETB P2.7 ; Dat E= cho xung cao CLR P2.7 ; Sau xuong thap de chot du lieu RET ; Thoat ;============================================= ; Chuong trinh hien thi LCD ;============================================= Hienthi_LCD: ACALL MOV Delay_LCD P0, A ; Goi chuong trinh tao tre cho LCD ; Sao noi dung A den cong Port0 ; Port0 = ( D0 - D7) LCD SETB P2.5 ; R/S = de gui du lieu den LCD CLR P2.6 ; R/W = de ghi du lieu den LCD SETB P2.7 ; Dat E= cho xung cao CLR P2.7 ; Sau xuong thap de chot du lieu RET ; Thoat ;============================================= ; Chuong trinh tao tre cho LCD ;============================================= Delay_LCD: MOV R3, # 255 DJNZ R3, $ RET ;*************************************************** ; Chuong trinh tao tre giay ;*************************************************** Delay_5s: MOV R7, # 100 LOOP:MOV TMOD, # 01H MOV TL0, # Low ( 15536); Tao tre 0.05S MOV TH0, # High ( 15536) SETB TR0 Wait: JNB TF0, Wait ; Cho cho den co tran CLR TF0 ; Xoa dieu khien BDT T0 CLR TR0 ; Xoa co tran BDT T0 DJNZ R7, LOOP ; 0,05S*100 = 5s RET ;*************************************************** ; Chuong trinh tao tre 15 giay ;*************************************************** Delay_15s: MOV R6, # 230 LOOP1:MOV TMOD, # 10H ; Khoi dong BDT T1 che 16 bit MOV TL1, # Low ( 536); Tao tre 0.065S MOV TH1, # High ( 536) SETB TR1 ; BDT T1 hoat dong Wait1: JNB TF1, Wait1 ; Cho cho den co tran CLR TF1 ; Xoa dieu khien BDT T1 CLR TR0 ; Xoa co tran BDT T1 DJNZ R6, LOOP1 ; 0,065S*230 = 15S RET ;*************************************************** ; Chuong trinh tao tre 30 giay ;*************************************************** Delay_30s: MOV R4, # LOOP3: MOV R5, # 100 LOOP2:MOV TMOD, # 10H ; Khoi dong BDT T1 che 16 bit MOV TL1, # Low ( 15536); Tao tre 0.05S MOV TH1, # High ( 15536) SETB TR1 ; BDT T1 hoat dong Wait1: JNB TF1, Wait1 ; Cho cho den co tran CLR TF1 ; Xoa dieu khien BDT T1 CLR TR0 ; Xoa co tran BDT T1 DJNZ R5, LOOP2 ; 0,05S*100 = 5S DJNZ R4, LOOP3 ; 5S* = 30S RET ;*************************************************** ; Chuong trinh Get_Key ;*************************************************** Get_Key: ;============================================= ; Buoc 1: Kiem tra phim nhan ;============================================= MOV P1, #0FH ; Xuat hang = 1, noi dat cac cot = MOV A, P1 ; Doc cong vao CPL A ; Dao chua A JZ No_Key ; Nhay neu khong co phim nhan ( A = 0000.0000) SETB C ; Neu A khac thi Setb C RET ; -No_Key: Clr C Ret ;============================================= ; Buoc 2: Kiem tra hang duoc nhan ;============================================= Tim_Hang: MOV A, P1 MOV R7, #4 ; Doc cong vao ; Nap so dem hang Loop : RRC A JNC Co_Phim ; Quay A sang phai qua co C ; Neu co bit = 0, hang duoc nhan ; Lay - so hang, suy hang duoc nhan DJNZ R7, Loop ; Neu co bit = 1, hang khong co phim nhan ; Giam di so dem hang va lap lai vong lap CLR C ; Xoa co bit C RET ; -Co_Phim: MOV A, #04 SUBB A, R7 ; Nap so hang vao A ; A chua hang duoc nhan MOV R6, A ; Luu vao ghi R6 SETB C ; Bao cho chuong trinh khac co phim duoc nhan RET ;============================================= ; Buoc 3: Kiem tra cot ;============================================= Buffer EQU 35H MOV R0, #04 ; Nhap so dem MOV A, # 0EF ; Doc cot PUSH ACC ; Luu du lieu vao ngan xep Cot_Tiep: POP ACC ; Lay du lieu A tu ngan xep MOV P1, A ; Day cong P1 RL A ; Quay trai A PUSH ACC ; Cat vao chua A MOV A, P1 ; Doc cong P1 ORL A, # 0F0H ; ORL voi 1111.0000 CPL A ; Dao bit A JNZ Tim_Cot ; So sanh A, neu A= thi nhay den tim cot DJNZ R0, Cot_Tiep; Neu A khong bang = 1, thi giam R0 va ; nhay den tim cot tiep theo POP ACC ; Khong, cat vao A SETB C ; Dat co C =1 RET ; -Tim_Cot: POP ACC ; Lay A MOV A, #04 ; Dat so hang CLR C ; Xoa C SUB A, R0 ; Tim cot ke MOV Buffer A ; CLR C ; Xoa C, khong nhay RET ; Convert: MOV R0, # 0FH XCHD A, @R0 ; Trao bit thap cua A voi o nho duoc tro ; boi R0, R1 LCALL Number MOV P0, A MOV A, B SWAP A MOV B, A ; -Number: MOV DPTR, # Table RET ; -Table: DB 00000000; So DB 00000001; So DB 00000010; So DB 00000011; So DB 00000100; So DB 00000101; So DB 00000110; So DB 00000111; So DB 00001000; So DB 00001001; So DB 00001010; Chu A DB 00001011; Chu B DB 00001100; Chu C DB 00001101; Chu D DB 00001110; Chu E DB 00001111; Chu F ; -DSP_Phim: MOV A, BUFFERKEY CJNE A, # 11101110B, Tiep MOV A, # LCALL Number MOV P0, A RET Tiep 1: CJNE A, # 11011110B, Tiep MOV A, # LCALL Number MOV P0, A RET Tiep 2: CJNE A, # 10111101B, Tiep MOV A, # LCALL Number MOV P0, A RET Tiep 3: CJNE A, # 01111011B, Tiep MOV A, # LCALL Number MOV P0, A RET Tiep 4: CJNE A, # 11110110B, Tiep MOV A, # LCALL Number MOV P0, A RET Tiep 5: CJNE A, # 11101101B, Tiep MOV A, # LCALL Number MOV P0, A RET Tiep 6: CJNE A, # 11011011B, Tiep MOV A, # LCALL Number MOV P0, A RET Tiep 7: CJNE A, # 10110111B, Tiep MOV A, # LCALL Number MOV P0, A RET Tiep 8: CJNE A, # 01101111B, Tiep MOV A, # LCALL Number MOV P0, A RET Tiep 9: CJNE A, # 11011110B, Tiep A MOV A, # LCALL Number MOV P0, A RET Tiep A: CJNE A, # 10111101B, Tiep B MOV A, # 'A' LCALL Number MOV P0, A RET Tiep B: CJNE A, # 01111011B, Tiep C MOV A, # 'B' LCALL Number MOV P0, A RET Tiep C: CJNE A, # 11110110B, Tiep D MOV A, # 'C' LCALL Number MOV P0, A RET Tiep D: CJNE A, # 11101101B, Tiep E MOV A, # 'D' LCALL Number MOV P0, A RET Tiep E: CJNE A, # 11011011B, Tiep F MOV A, # 'E' LCALL Number MOV P0, A RET Tiep F: CJNE A, # 10110111B, Tiep MOV A, # 'F' LCALL Number MOV P0, A RET ;*************************************************** END ;*************************************************** B MÔ TẢ CÁC LỆNH THƢỜNG SỬ DỤNG CỦA 8051 * Lệnh MOV đích, nguồn ; di chuyển hay chép nội dung toán hạng nguồn vào tốn hạng đích, nội dung tốn hạng nguồn không bị thay đổi sau lệnh Các ghi khác cờ khơng bị ảnh hưởng Ví dụ MOV A, R7 ; chép nội dung chứa ghi R7 vào chứa A * ADD A, nguồn ; Lệnh cộng nội dung chứa A với toán hạng nguồn sử dụng kiểu định địa ghi, trực tiếp, gián tiếp qua ghi, liệu tức thời, kết lưu ghi A * SUBB A, Rn ; trừ nội dung ghi A cho nội dung ghi Rn trừ cho cờ CY, kết lưu ghi A * Lệnh MUL AB ; lệnh nhân số nguyên không dấu bít chứa chứa A ghi B Byte thấp tích số 16 bít cất chứa A, byte cao cất ghi ghi B Nếu tích số lớn 255 ( 0FFH), cờ tràn set 1, ngược lại cờ bị xố Cờ nhớ ln ln bị xố * DIV AB ; chia số nguyên không dấu bít chứa chứa A cho số ngun khơng dấu bít ghi B Thương số chứa chứa A dư số chứa ghi B Các cờ nhớ cờ tràn OV bị xố * NOP ; lệnh khơng làm Việc thực thi chương trình tiếp tục với lệnh Khơng có ghi hay cờ bị ảnh hưởng * ANL A, nguồn ; chức AND logic chứa A với toán hạng nguồn, kết lưu vào chứa A Tốn hạng nguồn ghi Rn ( – 7), liệu trực tiếp, gián tiếp qua ghi liệu tức thời * ORL đích, nguồn ; chức OR logic hai tốn hạng nguồn đích bít với nhau, lưu trữ kết vào tốn hạng đích Các cờ khơng bị ảnh hưởng Tốn hạng đích chứa, tốn hạng nguồn sử dụng kiểu định địa ghi, trực tiếp, ghi gián tiếp tức thời; tốn hạng đích cho địa trực tiếp, tốn hạng nguồn chứa liệu tức thời * XRL đích, nguồn ; XOR logic hai tốn hạng XLR thực phép tốn XOR logic bít hai toán hạng lệnh lưu kết vào tốn hạng đích Các cờ khơng bị ảnh hưởng * RL A ; chức lệnh quay trái ghi chứa A bít chứa A quay trái quay trái bít Bít quay đến vị trí bít Các cờ khác không bị ảnh hưởng * RLC A ; quay trái chứa A với cờ nhớ bít chứa A cờ nhớ quay trái bít Bít di chuyển đến cờ nhớ trạng thái ban đầu cờ nhớ đưa đến vị trí bít Các cờ khác không bị ảnh hưởng * RR A ; quay phải chứa A bít chứa A quay phải bít Bít quay đến vị trí bít Các cờ khơng bị ảnh hưởng * RRC A ; quay phải chứa A với cờ nhớ bít chứa A cờ nhớ quay phải bít Bít di chuyển đến cờ nhớ trạng thái ban đầu cờ nhớ đưa đến vị trí bít Các cờ khác khơng bị ảnh hưởng * SETB bit ; lệnh set bít Setb thao tác cờ nhớ bít định địa bít Khơng có cờ khác bị ảnh hưởng Ví dụ Setb P1.0 * CLR đích ; Lệnh dùng để xố tốn hạng đích, chứa A, B, cờ nhớ, địa bít, bít cổng P0 đến P3, tất bít đềi Ví dụ: Clr P1.1 * CPL A ; lấy bù nội dung chứa A Mỗi bít chứa A lấy bù logic ( bít đổi thành bít đổi thành 1) Các cờ không bị ảnh hưởng * SWAP A ; tráo đổi nội dung hai nửa thấp cao chứa A ( trường bít) Các cờ không bị ảnh hưởng * XCH A, byte ; tráo đổi nội dung chứa với nội dung byte XCH nạp cho chứa A nội dung byte lệnh, đồng thời ghi nội dung ban đầu chứa A cho byte vừa nêu Toán hạng nguồn đồng thời tốn hạng đích ngược lại, sử dụng kiểu định địa ghi, trực tiếp ghi gián tiếp * CPL bit ; lấy bù bít lệnh bít có giá trị đổi thành bít có giá trị đổi thành Các cờ không bị ảnh hưởng CPL thao tác cờ nhớ bít định địa bít Ví dụ CPL P1.7 * DEC byte ; giảm Byte lệnh giảm đơn vị Giá trị ban đầu 00H thành 0FFH Các cờ không bị ảnh hưởng Byte chứa, ghi, trực tiếp ghi gián tiếp Ví dụ: DEC R0 * INC byte ; tăng Byte lệnh tăng lên đơn vị Giá trị ban đầu 0FFH tràn thành 00H Các cờ khơng bị ảnh hưởng Byte chứa, ghi, trực tiếp ghi gián tiếp Ví dụ: INC @R1 INC A * CJNE đích, nguồn, nhãn ; so sánh nhẩy đến nhãn khơng CJNE so sánh giá trị tốn hạng rẽ nhánh giá trị hai tốn hạng khơng Địa đích rẽ nhánh tính cách cộng độ rời tương đối ( có dấu) byte sau lệnh với nội dung PC ( sau nội dung PC tăng đến địa bắt đầu lệnh CJNE) Cờ nhớ set giá trị ngun khơng dấu đích nhỏ giá trị ngun khơng dấu tốn hạng nguồn, ngược lại cờ nhớ bị xố Khơng có tốn hạng hai tốn hạng bị ảnh hưởng Ví dụ: Not_ EQ: CINE, R7, # 69, Not_EQ Hai toán hạng cho phép có tổ hợp kiểu định địa chỉ: chứa so sánh với byte định địa trực tiếp byte liệu tức thời; byte Ram định địa kiểu gián tiếp nội dung ghi so sánh với số tức thời * DJNZ Rn, nhãn ; Giảm nhẩy khác DJNZ giảm ghi Rn xuống đơn vị nhẩy đến nhãn sau giảm ghi Rn xuống chưa Nếu giá trị ban đầu 00H ta có tràn sang 0FFH Các cờ khơng bị ảnh hưởng Nếu Rn thực lệnh đứng sau Lệnh cho ta cách thức đơn giản để thực thi vịng lặp chương trình với số lần cho sẵn để cộng trì hỗn thời gian Ví dụ: Mov R7 #08 Loop: CPL P0.7 DJNZ R7, Loop ; Giảm R7 xuống đơn vị nhẩy đến Loop lần Ret ; Nếu R7 = trở chương trình * JB bit, rel ; kiểm tra bít set Nếu bít lệnh set 1, nhẩy đến địa lệnh, ngược lại tiếp tục với lệnh Bít kiểm tra không bị thay đổi, cờ không bị ảnh hưởng Ví dụ: Back: JB P1.2, Back ; trì việc kiểm tra cổng P1.2 đến INC R7 ; tăng R7 lên đơn vị * JBC bit, rel ; Nhẩy bít set xố bít Nếu bít lệnh set 1, xố bít nhẩy đến địa nhãn cho lệnh, ngược lại tiếp tục với lệnh Bít khơng xố bít Bít kiểm tra không bị thay đổi, cờ không bị ảnh hưởng * JC nhãn ; Nhẩy cờ nhớ set Nếu cờ nhớ set 1, nhẩy đến nhãn cho lệnh, ngược lại tiếp tục thực lệnh Các cờ không bị ảnh hưởng * JNB bit, rel ; Nhẩy bít khơng set Nếu bít lệnh 0, nhẩy đến địa nhãn cho lệnh, ngược lại tiếp tục thực lệnh Bít kiểm tra khơng bị thay đổi, cờ không bị ảnh hưởng * JNC rel ( nhãn) ; nhẩy cờ nhớ không set Nếu cờ nhớ 0, nhẩy đến nhãn cho lệnh, ngược lại tiếp tục thực lệnh Các cờ không bị ảnh hưởng * JNZ rel ( nhãn) ; nhẩy nội dung chứa A khác Nếu chứa A có bít 1, nhẩy đến địa nhãn cho lệnh, ngược lại tiếp tục thực lệnh Các cờ không bị ảnh hưởng, nội dung chứa không bị thay đổi * JZ rel ( nhãn) ; nhẩy nội dung chứa A Nếu tất bít chứa A 0, nhẩy đến địa cho lệnh, ngược lại tiếp tục thực lệnh Các cờ không bị ảnh hưởng, nội dung chứa không bị thay đổi * ACALL addr11 ; gọi chương trình dùng địa tuyệt đối Khi lệnh sử dụng vi điều khiển thực chương trình địa addr11 Chương trình khơng gọi cách lệnh gọi 2Kbyte * LCALL addr16 ; gọi chương trình ( lệnh gọi dài) với địa bắt đầu chương trình lệnh Chương trình bắt đầu nơi khơng gian nhớ chương trình 64Kb Các cờ không bị ảnh hưởng * AJMP addr11 ; nhảy đến địa tuyệt đối AJMP chuyển việc thực thi chương trình đến địa lệnh, địa thực thi cách kết hợp bít cao PC , bít từ đến opcode byte thứ hai lệnh Do đích nhẩy đến phải khối 2K nhớ chương trình với byte lệnh theo sau lệnh AJMP Ví dụ: AJMP Convert * LJMP addr16 ; lệnh nhẩy dài không điều kiện đến địa lệnh Do địa đích bắt đầu nơi khơng gian nhớ chương trình 64Kb Các cờ không bị ảnh hưởng * POP direct ; lấy từ ngăn xếp Stack Nội dung vùng Ram nội định địa trỏ stack SP đọc nội dung trỏ stack giảm bớt Giá trị đọc sau chuyển đến byte định địa trực tiếp lệnh Các cờ không bị ảnh hưởng * PUSH direct ; Cất vào stack Con trỏ stack tăng Nội dung toán hạng lệnh sau chép vào Ram nội địa trỏ đến trỏ stack Các cờ không bị ảnh hưởng * RET ; trở chương trình từ chương trình Các cờ không bị ảnh hưởng * RETI ; trở từ trình phục vụ ngắt * END ; kết thúc chương trình MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA BẢO MẬT TOÀ NHÀ 1.1.TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG QUẢN LÝ TOÀ NHÀ TỰ ĐỘNG BSM 1.1.1 Khái niệm nhà tự động hố ( thơng minh) 1.1.2 Ý tưởng xây dựng nhà thông minh 1.1.3 Các hệ thống quản lý nhà tự động BSM 1.1.4 Giới thiệu khái quát hệ thống BSM Siemens 1.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HỐ BẢO MẬT TỒ NHÀ 11 1.2.1 Vai trò, chức hệ thống tự động hố bảo mật tồ nhà 11 1.2.2 Giải pháp dùng CAMERA giám sát 11 1.2.3 Giải pháp dùng cảm biến Hồng ngoại, Công tắc từ 13 1.2.4 Giải pháp dùng khoá Điện tử thông minh, đầu đọc thẻ 14 1.2.5 Hệ chng cửa có hình 17 1.2.6 Cảm biến phát vỡ kính 17 1.2.7 Giải pháp truyền thơng tồ nhà 17 Chƣơng CỬA TỰ ĐỘNG VÀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG BỘ ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG CÓ BẢO MẬT 20 2.1 TỔNG QUAN VỀ CỬA TỰ ĐỘNG CÓ BẢO MẬT 20 2.1.1 Khái quát chung cửa tự động 20 2.1.2 Các loại cửa tự động có bảo mật 21 2.2 GIỚI THIỆU HỌ VI ĐIỀU KHIỂN MCS – 8051 22 2.2.1 Lịch sử phát triển 22 2.2.2 Vi điều khiển AT89C51 23 2.3 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 39 2.3.1 Khái quát chung 39 2.3.2 Cấu tạo 40 2.3.3 Phân loại 42 2.3.4 Nguyên lý hoạt động 42 2.3.5 Các trị số định mức máy điện chiều 43 2.3.6 Các phương pháp khởi động động điện chiều 43 2.3.7 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều 45 2.4 CẢM BIẾN CẠNH CỬA ( CẢM BIẾN AN TOÀN) 47 2.4.1 Khái niệm chung 47 2.4.2 Nguyên lý hoạt động 47 2.4.3 Đặc điểm chung 47 2.5 MÀN HÌNH HIỂN THỊ LCD 48 2.5.1 Ưu điểm hình LCD 48 2.5.2 Mô tả chân chức chân LCD 48 2.5.3 Tập lệnh LCD 49 2.6 MA TRẬN BÀN PHÍM KEY BOARD 51 Chƣơng THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG CÓ BẢO MẬT 53 3.1 THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC 53 3.1.1 Thiết kế mạch cầu H điều khiển, đảo chiều động DC 53 3.1.2 Thiết kế mạch điều khiển Loa báo động 56 3.2 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG BỘ ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG CÓ BẢO MẬT 57 3.2.1 Thiết kế mạch hoạt động cho AT89C51 57 3.2.2 Thiết kế mạch giao tiếp AT89C51 với hình LCD 58 3.2.3 Thiết kế mạch giao tiếp AT89C51 với bàn phím 58 3.2.4 Thiết kế mạch giao tiếp AT89C51 với nút ấn tay 59 3.2.5 Thiết kế mạch giao tiếp AT89C51 với cảm biến an toàn 60 3.2.6 Thiết kế mạch giao tiếp AT89C51 với cơng tắc hành trình LS 61 3.2.7 Thiết kế nguồn 62 3.2.8 Sơ đồ nguyên lý điều khiển cửa tự động có bảo mật 63 3.2.9 Sơ đồ mạch in điều khiển cửa tự động có bảo mật 64 3.2.10 Ảnh mơ hình điều khiển cửa tự động làm 65 3.2.11 Thống kê linh kiện sử dụng mạch điều khiển 65 3.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG CÓ BẢO MẬT 66 3.3.1 Chế độ nhập mã Pin Code 66 3.3.2 Chế độ tay Manual 67 3.4 LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CỬA TỰ ĐỘNG CÓ BẢO MẬT 68 KẾT LUẬN 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC