Thiết kế mô hình giám sát cho nhà thông minh và ứng dụng công nghệ xử lý ảnh kết hợp với open cv trong python

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÔ HÌNH GIÁM SÁT CHO NHÀ THÔNG MINH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH KẾT HỢP VỚI OPEN CV Người hướng dẫn : Th.S Võ Thị Hương Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Hoài Linh Mã sinh viên : 1911505120123 Lớp : 19D2 Đà Nẵng, 06/2023 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIÊN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ- VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÔ HÌNH GIÁM SÁT CHO NHÀ THÔNG MINH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH KẾT HỢP VỚI OPEN CV Người hướng dẫn : Th.S Võ Thị Hương Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Hoài Linh Mã sinh viên : 1911505120123 Lớp : 19D2 Đà Nẵng, 06/2023 - TÓM TẮT Tên đề tài: THIẾT KẾ MÔ HÌNH GIÁM SÁT CHO NHÀ THÔNG MINH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH KẾT HỢP VỚI OPEN CV TRONG PYTHON Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hoài Linh Mã SV: 1911505120123 Lớp: 19D2 Đề tài này tập trung vào việc thiết kế và triển khai một mô hình giám sát và cửa bảo mật cho nhà thông minh, sử dụng công nghệ xử lý ảnh và kết hợp với thư viện OpenCV trong ngôn ngữ lập trình Python Mô hình nhằm mục đích cung cấp một hệ thống giám sát an ninh và bảo mật thông minh cho ngôi nhà Trong đề tài, em sẽ tìm hiểu về các khái niệm cơ bản của nhà thông minh và giám sát an ninh Em sẽ áp dụng công nghệ xử lý ảnh và sử dụng thư viện OpenCV trong Python để phát hiện và nhận dạng các sự kiện đáng ngờ trong ngôi nhà, như xâm nhập hoặc chuyển động bất thường Ngoài ra, em sẽ thiết kế và triển khai một hệ thống cửa bảo mật thông minh Bằng việc sử dụng cảm biến chuyển động và công nghệ xử lý ảnh, em sẽ phát hiện và nhận dạng các sự kiện liên quan đến việc mở hoặc đóng cửa Các cửa bảo mật sẽ được kích hoạt tự động và có thể được điều khiển từ xa thông qua ứng dụng di động hoặc giao diện người dùng Mục tiêu của đề tài là tạo ra một mô hình giám sát và cửa bảo mật thông minh trong nhà thông minh, sử dụng công nghệ xử lý ảnh và OpenCV trong Python, tăng cường sự an toàn và bảo mật cho người sử dụng Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong các hệ thống giám sát an ninh và bảo mật thông minh cho ngôi nhà, đóng góp vào sự phát triển của lĩnh vực nhà thông minh và công nghệ an ninh i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS Võ Thị Hương Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hoài Linh Mã SV: 1911505120123 1 Tên đề tài: “THIẾT KẾ MÔ HÌNH GIÁM SÁT CHO NHÀ THÔNG MINH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH KẾT HỢP VỚI OPEN CV TRONG PYTHON “ 2 Các số liệu, tài liệu ban đầu: Số liệu, tài liệu ban đầu: Tìm hiểu thông tin đề tài qua các trạng mạng, và tham khảo các tài liệu trước đó - Phạm Minh Tuấn – Arduino cho người mới bắt đầu - Cộng đồng arduino Việt Nam Tìm hiểu thông tin trên web về đề tài - Khóa cửa bảo mật: http://www.slideshare.net/trongthuy1/luan-van-thiet-bi-khoa-cua-bang-bao-mat-va- the-chip-rfid-hay - Sơ lượt về arduino mega 2560 http://arduino.vn/bai-viet/42-arduino-mega-2560-la-gi - Sơ lượt về thư viện open cv https://pypi.org/project/opencv-python/ 3 Nội dung chính của đồ án: Đề tài “THIẾT KẾ MÔ HÌNH GIÁM SÁT CHO NHÀ THÔNG MINH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH KẾT HỢP VỚI OPEN CV TRONG PYTHON” Là hệ thống cửa bảo mật cho phép đóng mở cửa bằng nhiều chế độ và hệ thống Camera giám sát theo dõi chuyển động trong nhà Hệ thống hoạt động dựa trên ứng dụng xử lý ảnh trong việc nhận dạng khuôn mặt người và phát hiện chuyển động sử dụng Kit Raspberry Pi 4, ngôn ngữ lập trình Python, cùng với thư viện OpenCV ii Ngoài ra áp dụng thêm ứng dụng của RFID và module nhận dạng vân tay vào mô hình, mô hình có thể điều khiển đóng mở cửa, camera theo dõi và thông báo cho người dùng khi có người lạ trong nhà 4 Các sản phẩm dự kiến - Mô hình một cửa bảo mật và camera giám sát chuyển động trong nhà - Báo cáo tổng kết đề tài, Slide thuyết trình đề tài 5 Ngày giao đồ án: 9/1/2023 6 Ngày nộp đồ án: 20/5/2023 Trưởng Bộ môn Đà Nẵng, ngày 9tháng 1 năm 2023 Người hướng dẫn iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.Họ và tên sinh viên: - Nguyễn Văn Hoài Linh 2 Mã sinh viên: - 1911505120123 Lớp : 19D2 3 Họ và tên người hướng dẫn: Th.s Võ Thị Hương 4 Đề tài Tên đề tài: THIẾT KẾ MÔ HÌNH GIÁM SÁT CHO NHÀ THÔNG MINH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH KẾT HỢP VỚI OPEN CV TRONG PYTHON Thời gian thực hiện: Từ ngày: 9/1/2023 đến ngày:20/5/2023 5 Mục tiêu - Sử dụng webcam thu hình ảnh và so sánh với cơ sở dữ liệu mở cửa -Sử dụng nút nhấn để lựa chọn chế độ (Thêm thẻ mới, xóa thẻ, thêm vân tay, xóa Vân tay….) -Sử dụng LCD để hiển thị các chế độ - Sử dụng wedcam để giam sát và và thông báo cho người dùng khi có người lạ trong nhà 6 Nội dung chính - Sử dụng Board Arduino + Raspberry để làm khối điều khiển trung tâm -lập trinh cho Arduino mega 2560,lập trình raspberry - Sử dụng Opencv python lập trình trên Raspberry để nhận diện khuôn mặt 7 Kết quả dự kiến đạt được -hoàn thành mô hình - Hoàn thành báo cáo tổng kết đề tài iv 8 Tiến độ thực hiện STT Thời gian Nội dung công việc Kết quả đạt được dự kiến 1 Tuần 1 Gặp GVHD để tìm hiểu - Chọn được đề tài phù hợp và chọn đề tài với nhóm 2 Tuần 2 Hoàn thành đề cương -Hoàn thành đề cương và đồ án tốt nghiệp và nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp 3 Tuần 3 -4-5 - Nghiên cứu về cửa -Hiểu được cách thức hoạt tự động RFID, cảm động của từng linh kiện biến vân tay, chuẩn -Hiểu rõ cách kết nối giữa truyền thông I2C, các linh kiệnvới nhau UART,SPI -Hiểu cơ bản về python - tìm hiểu về lập trình python ,Arduino, Raspberry 4 Tuần 6-7-8 -Viết chương trình - Hiểu rõ phần mềm lập cho Board Arduino trình cho các module -chạy thử code trên - Viết Chương trình cho test board các module để chọn các chế độ - Mở cửa được bằng RFID,vân tay 5 Tuần 9-10-11 - Viết chương trình -Chạy thử code nhận diện nhận diện khuôn mặt khuôn mặt trên Opencv python 6 Tuần 12 - kết nối vs truyền tín - Mở cửa được bằng nhận diện khuôn mặt hiệu cho board -Chế tạo mô hình Arduino -Thi công mô hình và lắp ráp các linh kiện 7 Tuần 13 -Chỉnh sữa và khác -Khắc phục lỗi khi thi công phục lỗi trong quá trình thi công -Chạy thử nghiệm sản phẩm v 8 Tuần 14 -Hoàn thiện sản phẩm và- hoàn thành đề tài và báo cáo 9 Tuần 15 viết báo cáo -Báo cáo đề tài tốt nghiệp- Trình bày đề tài với GVHD BỘ MÔN DUYỆT SINH VIÊN NGƯỜI HƯỚNG DẪN Nguyễn Văn Hoài Linh Võ Thị hương Đà Nẵng, ngày 25 tháng 2 năm 2023 vi LỜI NÓI ĐẦU Trong khoảng thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và sự dẫn dắt chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến giáo viên hướng dẫn -Th.S Võ Thị Hương là người đã tận tình hướng dẫn , chỉ bảo em trong thời gian hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến với quý thầy cô giáo trong Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Đà Nẵng nói chung và các thầy cô giáo trong khoa Điện - Điện Tử nói riêng đã dạy dỗ cho em về các kiến thức đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững và và tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình tham gia học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, những người đã luôn bên cạnh đã luôn tạo điều kiện quan tâm giúp đỡ động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp Với điều kiện về thời gian và lượng kiến thức về đề tài rất rộng mà kinh nghiệm còn hạn chế, đồ án này không khỏi tránh được những thiếu sót em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô đem em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức phục vụ cho thực tế sau này Em xin chân thành cảm ơn! vii