Thiết kế và thi công hệ thống khóa cửa điện tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT MÁY TÍNH THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG HỆ THỐNG KHĨA CỬA ĐIỆN TỬ GVHD: TH.S NGUYỄN VĂN PHÚC SVTH : NGUYỄN TRÍ TÂN THÂN TRỌNG QUỐC SKL011186 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG HỆ THỐNG KHĨA CỬA ĐIỆN TỬ SVTH: NGUYỄN TRÍ TÂN MSSV: 19119131 THÂN TRỌNG QUỐC MSSV: 19119125 GVHD: ThS NGUYỄN VĂN PHÚC TP HỒ CHÍ MINH – 07/2023 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Trí Tân MSSV: 19119131 Thân Trọng Quốc MSSV: 19119125 Ngành: Công nghệ kỹ thuật máy tính Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Văn Phúc Ngày nhận đề tài: 01/03/2023 Ngày nộp đề tài: 26/06/2023 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG KHÓA CỬA ĐIỆN TỬ Các số liệu, tài liệu ban đầu: • Kiến thức mơn Mạch điện, Điện tử • Các tài liệu lập trình ESP, Application, Firebase Nội dung thực đề tài: • Tìm hiểu, tính tốn thiết kế hệ thống • Lập trình cho hệ thống • Kiểm tra chạy thử hệ thống • Chỉnh sửa kiểm tra tồn hệ thống • Thi cơng mơ hình hệ thống • Viết báo cáo • Bảo vệ đồ án tốt nghiệp Sản phẩm: Hệ thống khóa cửa điện tử báo cáo đồ án tốt nghiệp TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN iii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Trí Tân MSSV: 19119131 Thân Trọng Quốc MSSV: 19119125 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật máy tính Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG HỆ THỐNG KHĨA CỬA ĐIỆN TỬ Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Phúc NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Nội dung khối lượng thực phù hợp với yêu cầu khóa luận tốt nghiệp Ưu điểm: Đề tài có tính ứng dụng thực tế Sản phẩm khóa cửa điện tử nhóm thiết kế có hướng dẫn tiếng nói, có khả kết nối và điều khiển đóng mở qua wifi mang lại nhiều tiện ích cho người sử dụng Hệ thống hoạt động ổn định, đáp ứng mục tiêu đặt Báo cáo trình bày đầy đủ, rõ ràng thể tinh thần làm việc nghiêm túc, khoa học nhóm tác giả Khuyết điểm: Sản phẩm nhóm sinh viên tự thiết kế và thi công nên chưa trọng yếu tố thương mại Đề nghị cho bảo vệ hay không? Cho phép nhóm sinh viên bảo vệ khóa luận tốt nghiệp Đánh giá loại: Giỏi Điểm: 8.8 (Bằng chữ: tám tám) Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iv ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự Do – Hạnh phúc Tp HCM, ngày 12 tháng 07 năm 2023 BẢN GIẢI TRÌNH CHỈNH SỬA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CNKT MÁY TÍNH Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG HỆ THỐNG KHĨA CỬA ĐIỆN TỬ Tên sinh viên: Nguyễn Trí Tân MSSV 19119131 Tên sinh viên: Thân Trọng Quốc MSSV 19119125 GVHD: ThS Nguyễn Văn Phúc Hội đồng bảo vệ HĐ 2, phòng A4-402, ngày 07 tháng 07 năm 2023 Giải trình chỉnh sửa báo cáo đồ án tốt nghiệp: TT Nội dung góp ý Hội đồng Sửa sơ đồ nguyên lý trang 30, 39 Chỉnh sửa lại phần mục lục (chỉ để phần tài liệu tham khảo) Kết chỉnh sửa, bổ sung Ghi Đã chỉnh sửa sơ đồ nguyên lý 30, 39 Đã chỉnh sửa lại phần mục lục Sửa lại hình 3.11 nguồn cung Đã sửa lại hình 3.11 nguồn cung cấp cấp cho mudule Relay cho mudule Relay Thêm phần trích dẫn cơng thức (3.1) Xác nhận trưởng ngành (Ký họ tên) Đã thêm trích dẫn Xác nhận GVHD (Ký họ tên) v Nhóm thực báo cáo (Ký họ tên) LỜI CẢM ƠN Sau hoàn thành đồ án tốt nghiệp, nhóm cảm thấy khơng là q trình hoàn thành học phần mà cịn là q trình đúc kết lại kiến thức chuyên ngành năm đại học và chuẩn bị hành trang để bước tiếp công việc sau Để hoàn thành tốt đề tài và bài báo cáo đồ án tốt nghiệp, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên Nguyễn Văn Phúc, người trực tiếp hỗ trợ nhóm suốt q trình làm đề tài Nhóm cảm ơn thầy đưa lời khuyên từ kinh nghiệm thực tiễn để định hướng cho nhóm với yêu cầu đề tài chọn, giải đáp thắc mắc và đưa góp ý, chỉnh sửa kịp thời giúp nhóm khắc phục nhược điểm và hoàn thành tốt thời hạn đề Nhóm xin gửi lời cảm ơn đến toàn tập thể thầy cơ, gia đình và bạn bè tạo điều kiện thuận lợi, không mặt kiến thức mà cịn là tinh thần và góc nhìn sáng suốt, giúp nhóm nỗ lực và phấn đấu hoàn thành đề tài kỳ vọng Xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực đề tài Nguyễn Trí Tân vi Thân Trọng Quốc LỜI CAM ĐOAN Nhóm thực đồ án tốt nghiệp cam đoan đề tài dựa vào số liệu ngoài thị trường và tài liệu trước Khơng chép cách thức, nội dung, kết đồ án khác và đồ án anh chị khóa trước Các nội dung tham khảo trích dẫn đầy đủ Đại diện nhóm thực đồ án tốt nghiệp (Ký và ghi rõ họ tên) Nguyễn Trí Tân vii Thân Trọng Quốc TÓM TẮT Ngày với sự phát triển, bùng nổ lĩnh vực khoa học kỹ thuật và cơng nghệ, người ngày càng quan tâm đến chất lượng sống Dựa vào mà thiết bị thông minh, cụ thể là thiết bị IOT càng ưa chuộng Song hành với sống đại và tiện lợi, vấn đề an ninh và bảo mật phải thay đổi và phát triển để phù hợp với đời sống đại Trong số thiết bị an ninh và bảo mật, thiết bị khóa cửa điện tử là thiết bị mẻ ln nhà phát triển cập nhật và thay đổi, giúp người sử dụng vận hành dễ dàng, tiện lợi và đảm bảo tính an ninh Nhóm cập nhật tin tức và nhận thấy số lượng ca trộm cắp khu tập thể, khu trọ cho công nhân, khu trọ cho bạn sinh viên là cao Cùng với là nhược điểm khóa cửa truyền thống, số tiền làm khóa cho khu tập thể là khơng ít, khơng an ninh và khó kiểm sốt cho người quản lý khu Nhóm lên ý tưởng và định chọn hệ thống khóa cửa điện tử làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp Hệ thống thực thông qua ESP-WROOM 32, cảm biến vân tay, bàn phím ma trận, phần giao diện cho người dùng là loa, LED RGB và ứng dụng điện thoại di động Hệ thống có trạng thái, trạng thái có kết nối WIFI và trạng thái khơng có kết nối WiFi - Trong trạng thái có kết nối WiFi, hệ thống đáp ứng đầy đủ chức mở khóa, thêm, xóa vân tay và mật khẩu, có khả tương tác với ứng dụng điện thoại đẩy và cập nhật liệu qua lại khối xử lý trung tâm và ứng dụng di động, cuối là gửi thông báo tới người dùng thông qua ứng dụng hệ thống gặp trường hợp định - Trong trạng thái kết nối WiFi, hệ thống chuyển sang trạng thái này điện sóng WiFi, có chức hệ thống khóa là đóng mở cửa vân tay và mật khẩu, đồng thời hệ thống tự động kết nối lại WiFi có điện lại phát sóng WiFi viii Phần ứng dụng di động hệ thống, giúp người dùng mở cửa từ xa (khơng giới hạn khoảng cách, cần ứng dụng và hệ thống kết nối mạng) Ứng dụng di động có chức thiết lập tùy chỉnh thông số âm lượng loa, chế độ thời gian cho phép cửa mở, chỉnh sửa tên cho ID vân tay đăng ký Có phần hiển thị toàn lịch sử hoạt động hệ thống, hoạt động xếp theo thời gian nhất, danh sách ID vân tay, phần trăm pin lại hệ thống, hướng dẫn sử dụng chức hệ thống và hiển thị trạng thái cửa ix MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH xiii DANH MỤC BẢNG xvi CÁC TỪ VIẾT TẮT xvii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.6 BỐ CỤC QUYỂN BÁO CÁO CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CÔNG NGHỆ CẢM BIẾN VÂN TAY 2.1.1 Giới thiệu công nghệ nhận dạng dấu vân tay 2.1.2 Nguyên lý hoạt động cảm biến quang học 2.1.3 Ứng dụng đề tài 2.2 CẤU HÌNH MẠNG WIFI CHO ESP32 THƠNG QUA (APP) VÀ WEB SERVER 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 2.2.3 Ứng dụng đề tài 2.3 API 2.3.1 Tổng quan API 2.3.2 Tổng quan Restful API 10 2.3.3 Ứng dụng đề tài 10 2.4 CHUẨN GIAO TIẾP UART 11 x