(Đồ án hcmute) hệ thống điểm danh vân tay qua wifi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH HỆ THỐNG ÐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI GVHD: ThS NGUYỄN NGÔ LÂM SVTH : HUỲNH NGUYÊN TUẤN ANH MSSV : 11119050 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 072017 an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: HỆ THỐNG ĐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI SVTH : MSSV : Khóa : Ngành : GVHD: HUỲNH NGUYÊN TUẤN ANH 11119050 2011 CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH ThS NGUYỄN NGƠ LÂM Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: HỆ THỐNG ĐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI SVTH : MSSV : Khóa : Ngành : GVHD: HUỲNH NGUYÊN TUẤN ANH 11119050 2011 CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH ThS NGUYỄN NGƠ LÂM Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 i an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Họ tên sinh viên: Huỳnh Ngun Tuấn Anh Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật máy tính Giảng viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN NGÔ LÂM Ngày nhâ ̣n đề tài: 22/2/2017 MSSV: 11119050 Lớp: 11119CL1 ĐT: 0908 43 47 63 Ngày nộp đề tài: 11/7/2017 Tên đề tài: HỆ THỐNG ĐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI Các số liệu, tài liệu ban đầu: Ý tượng thực hệ thống điểm danh dấu vân tay truyền liệu máy chủ thơng qua sóng WiFi Nội dung thực hiê ̣n đề tài: Thiết kế xây dựng hệ thống điểm danh sinh viên dấu vân tay với phần cứng bao gồm board Arduino Mega 2560, module vân tay R305 Phần mềm máy tính lập trình ngơn ngữ C# file Excel chứa sở liệu Sản phẩm: Hệ thống điểm danh dấu vân tay không dây sử dụng sóng WiFi để truyền liệu máy chủ TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Huỳnh Nguyên Tuấn Anh MSSV: 11119050 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật máy tính Tên đề tài: HỆ THỐNG ĐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI Họ tên Giảng viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN NGÔ LÂM 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 Giảng viên hướng dẫn iii an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Huỳnh Nguyên Tuấn Anh MSSV: 11119050 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật máy tính Tên đề tài: HỆ THỐNG ĐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI Họ tên Giáo viên phản biện: Th.S LÊ MINH THÀNH 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 phản biện iv an LỜI CẢM ƠN  Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, nỗ lực cố gắng thân cịn có hỗ trợ lớn gia đình, thầy cơ, bạn bè Nay em người thực đề tài xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt thầy cô khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao khoa Điện-Điện Tử trao cho em tảng kiến thức vững để hoàn thành đề tài phục vụ cho công việc sau Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Ngơ Lâm tận tình hướng dẫn giúp đỡ em thực hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệ Ngồi cịn có giúp đỡ bạn lớp 11119CL1 trình thực đề tài Mặc dù người thực đề tài cố gắng nhiều trình làm đề tài khơng tránh khỏi sai sót, kính mong thầy cơ, bạn đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện Cuối em xin lần gởi lời cảm ơn, lời chúc đến thầy cô bạn thật nhiều sức khỏe thành công Em xin chân thành cảm ơn! TPHCM, ngày tháng năm 2017 Người thực đồ án Huỳnh Nguyên Tuấn Anh v an TÓM TẮT  Ngày nay, với phát triển khoa học công nghệ phát cho đời nhiều thiết bị hệ thống hữu ích sống ngày hệ thống điểm danh trường học, công sở, hệ thống nhà thông minh Các hệ thống xây dựng áp dụng thực tế với nhiều lợi ích khác Với mong muốn nghiên cứu xây dựng hệ thống điểm danh vân tay đáp ứng nhu cầu thuận lợi việc quản lý thông tin điểm danh công ty trường học, sinh viên nghiên cứu định lựa chọn đề tài " HỆ THỐNG ĐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI " với nội dung sau: • Dùng Board Arduino Mega 2560 làm xử lý trung tâm, thu thập liệu giao tiếp với máy tính thơng qua sóng WiFi module WiFi ESP8266v12 • Xây dựng sở liệu file Excel dùng hàm tích hợp ngơn ngữ lập trình C# để quản lý thơng tin sinh viên • Thiết kế phần mềm máy tính kết nối sở liệu xây dựng sẵn điểm danh cá nhân (sinh viên, nhân viên) vào theo thời gian hệ thống máy tính Từ nội dung sinh viên thực đề tài tạo sản phẩm đơn giản, gọn nhẹ, hoạt động ổn định, có khả ứng dụng thực tiễn Mơ hình xây dựng dựa thành phần đơn giản dễ sử dụng sau: • Board Arduino Mega 2560, module cảm biến vân tay R305, module WiFi ESP8266v12 linh kiện sử dụng với độ ổn định độ tin cậy cao • Sử dụng ngơn ngữ lập trình C với thư viện có sẵn Arduino • Phần mềm máy tính viết ngơn ngữ C# xây dựng sở liệu file Excel có sẵn vi an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI CẢM ƠN v TÓM TẮT vi MỤC LỤC vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU x DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ xi Chương 1: TỔNG QUAN .1 1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu .1 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu .1 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.7 Bố cục đề tài Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cảm biến vân tay 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Các đặc trưng cảm biến vân tay R305 2.1.3 Giao tiếp 2.1.4 Phương thức giao tiếp 2.1.5 Các lệnh điều khiển cảm biến vân tay 2.2 Arduino Mega 2560 14 2.2.1 Tổng quan Arduino Mega 2560 14 2.2.2 Sơ đồ khối, sơ đồ chân 15 2.2.3 Các thông số chi tiết 16 2.3 Màn hình LCD 16x2 18 2.3.1 Giới thiệu 18 vii an 2.3.2 Mã lệnh LCD 20 2.3.4 Các mã lệnh 20 2.4 Module IC2 giao tiếp với LCD 21 2.5 Giới thiệu module ESP8266 22 2.5.1 Giới thiệu 22 2.5.2 Thông số kỹ thuật 23 2.5.3 Chân kết nối module ESP8266 23 2.5.4 Chức module ESP8266 24 2.5.5 Giao tiếp với module ESP 8266 với tập lệnh AT 24 2.6 Giới thiệu mơi trường phát triển tích hợp Arduino IDE 25 2.7 Phần mềm Visual Studio 2015 ngôn ngữ C# 26 Chương 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG 29 3.1 Yêu cầu hệ thống 29 3.2 Phương án thiết kế, tính toán 29 3.3 Sơ đồ khối chức khối .30 3.4 Khối cảm biến vân tay 30 3.5 Khối giao tiếp WiFi 31 3.6 Khối hiển thị .32 3.7 Khối nhớ ngoại vi 33 3.8 Khối nguồn 33 3.9 Khối điều khiển trung tâm 34 3.10 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 35 3.11 Lưu đồ giải thuật Arduino 37 3.12 Lưu đồ giải thuật phần mềm máy tính .38 Chương 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN 40 4.1 Phần cứng 40 4.2 Phần mềm 42 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 47 5.1 KẾT LUẬN .47 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN .47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 viii an PHỤ LỤC Code Arduino #include #include #include #include #include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x3f, 16, 2); #define Connect_WiFi "AT+CWJAP=" //WIFI SSID="Mr.[E]" Password="tuana nh10041993" #define Start_Server "AT+CIPSERVER=1,80" #define Data_Send "AT+CIPSEND=" #define BAUDRATE 9600 #define Timeout "AT+CIPSTO=28800" //Timeout in second Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&Serial2); String ESP_IP = ""; String ESP_Data = ""; bool Status = false; String WiFi_SSID = ""; String WiFi_Pass = ""; void ESP_GetData() { ESP_Data = ""; if (Serial1.available()) { while (Serial1.available()) { ESP_Data += Serial1.readString(); } } if (ESP_Data.indexOf("Link") >= 0) Status = true; if (ESP_Data.indexOf("Unlink") >= 0) Status = false; if (ESP_Data.length() > 0) Serial.println("Got: [" + ESP_Data + "]"); } 49 an void ESP_Send(String data) { Serial1.println("AT+CIPSEND=0," + String(data.length())); delay(500); Serial1.println(data); } bool ESP_OPS(String command, String request) { Serial.println("Sent: [" + command + "]"); Serial1.println(command); delay(1000); ESP_GetData(); ESP_Data.toUpperCase(); int i_OK = ESP_Data.indexOf(request); if (i_OK >= 0) return 1; else return 0; } void ESP_WaitingClient() { lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Getting IP "); while (ESP_OPS("AT+CIFSR", "CIFSR") == 0) { lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("."); } ESP_IP = ESP_Data.substring(ESP_Data.indexOf("CIFSR") + 8, ESP_Data.len gth() - 8); while (ESP_OPS("AT+CIPMUX=1", "OK") == 0) { lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(" "); } while (ESP_OPS(Start_Server, "OK") == 0) { lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(" "); } 50 an lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("IP Address:"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(ESP_IP); String Data = ""; while (!Status) { ESP_GetData(); } //lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Ready! "); } void ESP_Setup() { Serial1.setTimeout(5000); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Connecting to"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("WiFi "); delay(2000); String temp = String(Connect_WiFi) + String("\"") + WiFi_SSID + String("\",\" ") + WiFi_Pass + String("\""); while (true) { if (ESP_OPS(temp, "OK")) { lcd.clear(); lcd.print("WiFi Connected!"); delay(2000); break; } else { lcd.clear(); lcd.print("Error! Retrying"); delay(2000); } } ESP_WaitingClient(); } uint8_t readnumber(String ID) { 51 an uint8_t num = 0; boolean validnum = false; for (int i=0;i