Ứng dụng Iot trong giám sát và điều khiển qua hình ảnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ÐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ỨNG DỤNG IOT TRONG GIÁM SÁT VÀ ÐIỀU KHIỂN QUA HÌNH ẢNH GVHD: NGUYỄN DUY THẢO SVTH : NGUYỄN THANH TÂM MSSV: 15141060 SVTH : TRẦN QUANG MINH MSSV: 15141347 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: ỨNG DỤNG IOT TRONG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN QUA HÌNH ẢNH SVTH: NGUYỄN THANH TÂM MSSV: 15141060 TRẦN QUANG MINH MSSV: 15141347 Khoá : 2015 Ngành: CNKT Điện tử , Truyền thông/ Máy tính GVHD: Th.S Nguyễn Duy Thảo Tp Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2019 ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh , ngày ….tháng …năm 20 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên Sinh viên: Nguyễn Thanh Tâm Mssv: 15141060 Trần Quang Minh 15141347 Ngành: Điện tử truyền thông Lớp: Giáo viên hướng dẫn:………………………… ĐT:………………………………………… Ngày nhận đề tài:……………………………….Ngày nộp đề tài:…………………………… Tên đề tài: “ỨNG DỤNG IOT TRONG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN QUA HÌNH ẢNH” Các số liệu, tài liệu ban đầu: Nội dung thực đề tài: Sản phẩm: TRƯỞNG NGÀNH GIÁO 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 tên Sinh viên: Nguyễn Thanh Tâm Mssv: 15141060 Trần Quang Minh 15141347 Ngành: Điện tử truyền thông Lớp: Tên đề tài: “ỨNG DỤNG IOT TRONG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN QUA HÌNH ẢNH” Họ tên Giáo viên hướng dẫn:……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 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 2019 Giáo viên hướng dẫn (ký & ghi rõ họ tên) iv 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: Nguyễn Thanh Tâm Mssv: 15141060 Trần Quang Minh 15141347 Ngành: Điện tử truyền thông Lớp: Tên đề tài: “ỨNG DỤNG IOT TRONG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN QUA HÌNH ẢNH” Họ tên Giáo viên hướng dẫn:……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 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 2019 Giáo viên phản biện (ký & ghi rõ họ tên) v LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đồ án này, chúng em nhận giúp đỡ nhiệt tình từ bạn khoa Chất Lượng Cao, thầy cô Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến tất bạn, thầy cô đặc biệt Thầy Nguyễn Duy Thảo tận tình giúp đỡ để chúng em hồn thành đồ án tốt nghiệp mơ cách thức trình bày nội dung đề tài Trong trình thực chưa đáp ứng yêu cầu thầy, mong đóng góp ý kiến, đánh giá, nhận xét nội dung hình thức trình bày thầy, bạn để từ chúng em rút nhiều học tích lũy thêm kinh nghiệm sau Nhóm xin chân thành cảm ơn!!! vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI CẢM ƠN v MỤC LỤC vi DANH MỤC HÌNH ix DANH MỤC BẢNG xi CHƯƠNG .2 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu .2 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.5 Đối tượng nghiên cứu .4 1.6 Phạm vi nghiên cứu 1.7 Bố cục đề tài CHƯƠNG .5 CƠ SỞ LÝ THUYẾT .5 2.1 Truyền liệu 2.1.1 Chuẩn giao tiếp SPI 2.1.2 Chuẩn giao tiếp I2C .6 2.1.3 Chuẩn giao tiếp UART 2.2 Giao thức HTTP 2.3 Giới thiệu chung sở liệu 2.3.1 Giới thiệu .8 2.3.2 Firebase Chương .11 Thiết kế hệ thống và khối 11 3.1 Thiết kế hệ thống 11 3.1.1 Yêu cầu hệ thống 11 vii 3.1.2 Sơ đồ khối 11 3.1.3 Chức 12 3.1.4 Nguyên lý hoạt động 12 3.2 Thiết kế khối .13 3.2.1 Khối xử lý 13 3.2.2 Khối công suất 18 3.2.3 Khối mạch nạp 21 3.2.4 Khối nút nhấn 22 3.2.5 Khối hiển thị .23 3.2.6 Khối camera .25 3.2.7 Khối cảm biến 26 3.2.8 Khối nguồn .27 3.3 Sơ đồ toàn mạch 29 Chương .30 Chương trình điều khiển .30 4.1 Giới thiệu 30 4.1.1 Phần mềm lập trình cho khối vi xử lý 30 4.1.2 Phầm mềm lập trình cho khối camera 31 4.2 Lưu đồ 31 Chương .38 Kết và thực nghiệm .38 5.1 Kết .38 5.1.1 Kết nghiên cứu 38 5.1.2 Kết thi công .38 5.2 Thực nghiệm 46 Chương .53 Kết luận và hướng phát triển 53 6.1 Kết luận 53 6.2 Hướng phát triển 53 Tài liệu tham khảo 54 Phụ lục 55 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Iot : Internet of Things SPI: Serial Peripheral Interface I²C : Inter-Integrated Circuit UART: Universal Asynchronous Receiver – Transmitter HTTP: Hypertext Transfer Protocol URL: Uniform Resource Locator IC : Integrated circuit ix DANH MỤC HÌNH Hình 1: Mơ hình giám sát điều khiển Hình 1: Truyền tín hiệu theo chuẩn SPI……………………………………………… Hình 2: Truyền tín hiệu theo chuẩn I2C Hình 3: Truyền tín hiệu theo chuẩn UART Hình 4: Cách truyền nhận liệu thông qua giao thức http Hình 5: Các ứng dụng Firebase Hình 6: Dữ liệu gửi Firebase 10 Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống…………………………………………………………… 12 Hình 2: ESP-8266 13 Hình 3: Sơ đồ nguyên lý mạch ESP8266 15 Hình 4: ATMEGA328 16 Hình 5: Chức chân ATMEGA328 17 Hình 6: Sơ đồ nguyên lý mạch ATMEGA328 17 Hình 7: Relay 18 Hình 8: PC817 19 Hình 9: Transistor C1815 19 Hình 10: Diot 1N4007 20 Hình 11: Sơ đồ nguyên lý mạch công suất 21 Hình 12: CH342 21 Hình 13: MiniUSB 22 Hình 14: Sơ đồ nguyên lý mạch nạp 22 Hình 15: Nút nhấn 23 Hình 16: Sơ đồ nguyên lý mạch nút nhấn 23 Hình 17: Màn hình Oled SSD1306 24 Hình 18: Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 24 Hình 19: Raspberry pi3 camera 25 Hình 20: Sơ đồ khối nối khối camera 26 Hình 21: DHT11 27 Hình 22: Sơ đồ nguyên lý kết nối DHT11 27 Hình 23: Nguồn Hi-link 28 Hình 24: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 29 Hình 1: Arduino IDE……………… …….……………………………………………31 Hình 2: Lưu đồ cho ESP8266 32 Hình 3: Lưu đồ kết nối wifi cho ESP8266 33 Hình 4: Lưu đồ cho ATMEGA328 34 Hình 5: Lưu đồ đo nhiệt độ 35 Hình 6: Lưu đồ hàm nút nhấn 36 Hình 7: Lưu đồ kết nối camera 37 Hình 1: PCB top ……………………… …………………………………… …… 38 Hình 2: PCB Bot 39 Hình 3: 3D 39