Đồ án tốt nghiệp thiết kế và thi công mô hình nhà thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- VIỄN THÔNG GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: ThS TRẦN DUY CƯỜNG Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Mai Xuân Hoàn 1911790007 19DDTA1 Nguyễn Đại Long 1911790164 19DDTA1 TP Hồ Chí Minh, tháng , năm VIỆN KỸ THUẬT HUTECH BM01/QT05/ĐTKT PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: Chính Quy (CQ, LT, B2, VLVH) Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm 01): (1) Nguyễn Đại Long MSSV: 1911790164 Điện thoại: 0855665278 (2) Mai Xuân Hoàn Ngành Email:nguyendailong89@gmail.com MSSV: 1911790007 Điện thoại: 0941428567 Lớp:19DDTA1 Lớp: 19DDTA1 Email:xuanhoan.at2@gmail.com : Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành : Điện tử - Viễn thông Tên đề tài đăng ký : Thiết Kế Thi Công Mô Hình Nhà Thơng Minh Sinh viên hiểu rõ u cầu đề tài cam kết thực đề tài theo tiến độ hoàn thành thời hạn Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 30 tháng 01 năm 2023 Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) MÃ ĐỀ TÀI: 198 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Mai Xuân Hoàn MSSV: 1911790007 Lớp :19DDTA1 Điện thoại :0941428567 Email: xuanhoan.at2@gmail.com Ngành : Điện tử - Viễn thông Tên đề tài: Thiết Kế Và Thi Cơng Mơ Hình Nhà Thơng Minh Nhiệm vụ thực đề tài: - Tổng quan nhà thông minh - Tìm hiểu thiết kế mơ hình mở khố cửa thẻ từ, vân tay, báo cháy/khói nhà - Xây dựng giải thuật thiết kế mô hình nhà thơng minh - Thi cơng mơ hình - Viết đồ án tốt nghiệp theo chuẩn Viện Kỹ thuật Hutech Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày … tháng … năm 20… Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) MÃ ĐỀ TÀI: 198 Viện Kỹ thuật Hutech PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Mỗi sinh viên phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài nhiệm vụ sinh viên GVHD chuyển cho SV để nộp VP Viện.) Sinh viên thực đề tài Họ tên : Nguyễn Đại Long Điện thoại : 0855665278 Ngành MSSV:1911790164 Lớp:19DDTA1 Email: nguyendailong89@gmail.com : Điện tử - Viễn thông Tên đề tài: Thiết Kế Thi Cơng Mơ Hình Nhà Thơng Minh Nhiệm vụ thực đề tài: - Tổng quan nhà thơng minh - Tìm hiểu khóa cửa thơng minh mở mật số, mở từ xa điện thoại (app) - Thiết kế mơ hình bật tắt thiết bị từ xa qua internet - Xây dựng giải thuật thiết kế mơ hình nhà thơng minh - Thi cơng mơ hình - Viết đồ án tốt nghiệp theo chuẩn Viện Kỹ thuật Hutech Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày 20 tháng năm 2023 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, chúng em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy ThS.Trần Duy Cường, người tận tình hướng dẫn, bảo chúng em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Công Nghệ Tp.HCM - HUTECH nói chung, thầy giảng dạy ngành Điện Tử Viễn Thơng nói riêng dạy dỗ cho chúng em kiến thức môn đại cương mơn chun ngành, giúp chúng em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ chúng em suốt trình học tập Với điều kiện thời gian, kinh tế kinh nghiệm hạn chế học viên, đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao nhận thức, kinh nghiệm để giúp chúng em ngày hoàn thiện thân Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên chúng em suốt q trình học tập hồn thành đồ án tốt nghiệp Chúng em xin kính chúc thầy cô luôn khỏe mạnh ngày thành công đường giảng dạy Chúng em xin trân trọng cảm ơn ii TÓM TAT Thời đại 4.0 - thời đại công nghệ, thứ dần cơng nghệ hóa, đại hóa Smart home cần có smartlock Cơng nghệ đại ngày phát triển, khóa cửa thơng minh dần thay khóa chìa truyền thống Khóa cửa thơng minh tốt giúp hạn chế nguy nhà bị đột nhập, cắp, bảo vệ an toàn tài sản có giá trị gia đình bạn Thiết kế khóa cửa thơng minh thời điểm khơng phải sớm hay mẻ chưa muộn xã hội dần tiếp cận gần ưa chuộng với thiết bị điện tử thơng minh có tính bảo mật cao Trong vài năm trở lại đây, nhu cầu sử dụng khóa thơng minh ngày trở nên phổ biến, đặc biệt khu chung cư, biệt thự cao cấp Khóa cửa thơng minh thiết bị điện khác biệt với loại khóa truyền thống có tác dụng thực nhiệm vụ đóng/mở nhận lệnh từ thiết bị xác thực Smartlock sử dụng kết nối khơng dây với khóa mã để thực q trình xác nhận Khóa cửa thơng minh đồng thời nhận diện tiếp cận gửi thơng báo tình khẩn cấp khác liên quan đến tình trạng thiết bị Mặt khác, việc phát triển không ngừng vi xử lý cho đời nhiều loại sản phẩm thông minh nhỏ gọn, tích hợp nhiều chức cho người dùng dễ sử dụng Không thể không kể đến kit Arduino- sản phẩm sử dụng tồn cầu có cộng đồng người dùng lớn Kit Arduino kết hợp với nhiều module khác để tạo nên ứng dụng thiết thực cho sống đại ngày Với đặc tính trên, em định thực mơ hình bao gồm Arduino, module cảm biến vân tay, bàn phím, thẻ từ, mở khóa từ xa thơng qua điện thoại để làm khóa cửa thơng minh iii ABSTRACT The 4.0 era - the age of technology, everything is gradually being modernized and modernized, and Smart home requires a smartlock Modern technology is increasingly developing, smart door locks gradually replace traditional key locks A good smart door lock helps limit the risk of home being broken into, stolen, and safely protects valuable assets in your family Smart door lock design at this time is not too early or new, but it is not too late when society is gradually approaching closer and is very popular with smart electronic devices with high security In the past few years, the need to use smart locks has become more and more popular, especially in highclass apartment buildings and villas A smart door lock is an electromechanical device different from traditional locks that performs opening/closing tasks when receiving commands from an authenticated device Smartlock uses a wireless connection with a code lock to perform the process confirm The smart door lock also recognizes any access and sends notifications about other emergencies related to the device's condition On the other hand, the continuous development of microprocessors has produced a variety of compact smart products, integrating many functions for easy use by users It is impossible not to mention the Arduino kit - a product that is used globally and has a very large user community The Arduino Kit can be combined with many other modules to create practical applications for today's modern life With the above characteristics, I decided to make a model including Arduino, fingerprint sensor module, keyboard, magnetic card, and remote unlocking via phone to make a smart door lock iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii THUẬT NGỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC HÌNH ẢNH ix DANH MỤC BẢNG BIỂU xi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ THƠNG MINH, KHĨA THƠNG MINH .1 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu 1.3 Giới thiệu khóa thơng minh .3 1.3.1 Khái quát khóa thơng minh 1.3.2 Các phương thức mở khóa đồ án 1.3.3 Ưu nhược điểm khóa cửa thơng minh CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÁC LINH KIỆN 10 2.1.1 Giới thiệu Board Arduino Uno .10 2.1.1.1 Khái quát Arduino .10 2.1.1.2 Các thông số kỹ thuật board Arduino Uno 12 2.1.2 Giới thiệu Board Arduino Mega 2560 15 2.1.2.1 Khái quát Arduino Mega 2560 15 2.1.2.2 Thông số kỹ thuật: 16 2.2 Nhận dạng vân tay với cảm biến vân tay AS608 20 2.2.1 Sơ lược dấu vân tay nhận dạng vân tay .20 2.2.1.1 Khái niệm dấu vân tay .20 2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động nhận dạng vân tay 20 2.2.1.3 Các bước xử lý trình nhận dạng vân tay 25 v 2.2.2 Giới thiệu cảm biến vân tay AS608 21 2.2.2.1 Nguyên lý hoạt động 22 2.2.2.2 Các đặc tính 22 2.2.2.3 Thông số kỹ thuật 23 2.2.2.4 Giao tiếp phần cứng .24 2.2.2.5 Giao thức truyền thông nối tiếp không đồng UART 25 2.3 Giới thiệu công nghệ RFID 28 2.3.1 Module RFID-RC522 29 2.3.1.1 Thông số kỹ thuật 29 2.3.1.2 Tính đặc điểm 30 2.3.1.3 Chân kết nối 31 2.3.1.4 Thẻ từ RFID 31 2.4 Bàn phím ma trận 4x4 (KEYPAD 4X4) .33 2.5 Giới thiệu Module SIM 900A 34 2.5.1 Giới thiệu chung 34 2.5.2 Thông số kỹ thuật Module SIM900A 35 2.5.3 Sơ đồ chân Module GSM GPRS 35 2.5.4 Tập lệnh AT Module SIM900A 36 2.6 Màn hình LCD 16x2 .38 2.6.1 Giới thiệu .38 2.6.2 Module giao tiếp I2C LCD 16x2 với ARDIUNO .39 2.7 Cảm biến nhiệt độ DS18b20 .40 2.8 Cảm biến MQ-135 42 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 44 3.2 Tính tốn thiết kế mạch 46 3.2.1 Khối xử lý trung tâm 46 3.2.2 Khối cảm biến vân tay 47 3.2.3 Khối Module thu phát sóng di động SIM 900A 49 3.2.4 Khối Module đọc ghi thẻ từ RFID-RC522 50 vi