Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu về một số đồng hồ nƣớc sinh hoạt hiện nay. Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu về công nghệ GSM. Nhiệm vụ 3: Nghiên cứu về công nghệ RFID. Nhiệm vụ 4: Phân tích yêu cầu bài toán, các giải pháp tối ƣu hóa phần cứng, phần mềm. Nhiệm vụ 5: Thiết kế sơ đồ khối của hệ thống. Nhiệm vụ 6: Tìm hiểu về các linh kiện điện, điện tử. Nhiệm vụ 7: Xây dựng mạch nguyên lý Nhiệm vụ 8: Thiết kế mạch cho hệ thống. Nhiệm vụ 9: Lƣu đồ thuật toán cho hệ thống. Nhiệm vụ 10: Xây dựng chƣơng trình đọc và ghi vào trong thẻ RFID. Nhiệm vụ 11: Xây dựng chƣơng trình tính toán đo lƣu lƣợng nƣớc sử dụng Nhiệm vụ 12: Xây dựng chƣơng trình thời gian thực và chƣơng trình eeprom Nhiệm vụ 13: Xây dựng chƣơng trình gửi tin nhắn cho module sim. Nhiệm vụ 14: Chạy thử nghiệm và đánh giá hệ thống. Nhiệm vụ 15: Viết cáo tổng kết và Slide.
Trang 1ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
NGUYỄN TIẾN ĐÔNG
THIẾT KẾ CHẾ TẠO ĐỒNG HỒ NƯỚC SINH HOẠT THANH TOÁN
TIỀN TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RFID
CHƯƠNG 1.ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ
THÁI NGUYÊN, NĂM 2020
Trang 2ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ
Đề tài:
THIẾT KẾ CHẾ TẠO ĐỒNG HỒ NƯỚC SINH HOẠT
THANH TOÁN TIỀN TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RFID
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Tiến Đông
Giáo viên hướng dẫn : ThS Đặng Văn Ngọc
Trang 3PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1 Thông tin sinh viên
2 Thông tin đề tài
Tên của đề tài: Thiết kế chế tạo đồng hồ nước sinh hoạt thanh toán tiền tự động ứng
dụng công nghệ RFID
Mục đích của đề tài: Giảm thời gian chi phí nhân công, thay thế thanh toán bằng tiền mặt
Đồ án tốt nghiệp được thực hiện tại: Khoa Công nghệ tự động hóa, trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông
Thời gian thực hiện: Từ ngày 18 /2/2018 đến 27 /5 /2018
3 Các nhiệm vụ cụ thể của đề tài
Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu về một số đồng hồ nước sinh hoạt hiện nay
Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu về công nghệ GSM
Nhiệm vụ 3: Nghiên cứu về công nghệ RFID
Nhiệm vụ 4: Phân tích yêu cầu bài toán, các giải pháp tối ưu hóa phần cứng, phần mềm
Nhiệm vụ 5: Thiết kế sơ đồ khối của hệ thống
Nhiệm vụ 6: Tìm hiểu về các linh kiện điện, điện tử
Nhiệm vụ 7: Xây dựng mạch nguyên lý
Nhiệm vụ 8: Thiết kế mạch cho hệ thống
Nhiệm vụ 9: Lưu đồ thuật toán cho hệ thống
Nhiệm vụ 10: Xây dựng chương trình đọc và ghi vào trong thẻ RFID
Nhiệm vụ 11: Xây dựng chương trình tính toán đo lưu lượng nước sử dụng Nhiệm vụ 12: Xây dựng chương trình thời gian thực và chương trình eeprom Nhiệm vụ 13: Xây dựng chương trình gửi tin nhắn cho module sim
Nhiệm vụ 14: Chạy thử nghiệm và đánh giá hệ thống
Nhiệm vụ 15: Viết cáo tổng kết và Slide
Trang 44 Lời cam đoan của sinh viên
Tôi Nguyễn Tiến Đông cam đoan ĐATN là công trình nghiên cứu của bản thân tôi dưới sự hướng dẫn của thạc sỹ Đặng Văn Ngọc
Các kết quả công bố trong ĐATN là trung thực và không sao chép từ bất kỳ công
trình nào khác
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020
SV thực hiện đồ án
Nguyễn Tiến Đông
Giáo viên hướng dẫn xác nhận về mức độ hoàn thành và cho phép được bảo vệ:
Xác nhận của Khoa
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020
Giáo viên hướng dẫn
(Ký ghi rõ họ tên và học hàm học vị)
Trang 5LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.S Đặng Văn Ngọc người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông Thái Nguyên nói chung, các thầy cô trong khoa Công nghệ Tự Động Hóa nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, 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
Trang 6LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực
và chƣa hề đƣợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện bản đồ án này đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã đƣợc chỉ rõ, nguồn gốc rõ ràng và đƣợc phép công bố
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Tiến Đông
Trang 7MỤC LỤC
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i
MỤC LỤC v
DANH MỤC HÌNH ẢNH vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU x
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4
1.1 Một số đồng hồ đo lưu lượng nước hiện nay 4
1.1.1 Đồng hồ đo lưu lượng nước điện tử Omnisystem OWD-SD15 4
1.1.2 Đồng hồ đo nước thông minh 5
1.1.3 Đồng hồ đo lưu lượng nước dạng cơ 6
1.1.4 Đồng hồ nước ShinHan Dn15 7
1.1.5 Kết luận 8
1.2 Tổng quan về công nghệ GSM 8
1.2.1 Giới thiệu công nghệ GSM 8
1.2.2 Đặc điểm của công nghệ GSM 9
1.2.3 Cấu trúc hệ thống mạng GSM 10
1.2.4 Sự phát triển của công nghệ GSM ở Việt Nam 13
1.2.5 Giới thiệu về SMS 13
1.3 Giới thiệu về công nghệ RFID 17
1.3.1 Giới thiệu chung 17
1.3.2 Cấu trúc hệ thống RFID 17
1.3.3 Nguyên lý hoạt động của công nghệ RFID 19
1.3.4 Ưu nhược điểm của công nghệ RFID 20
1.3.5 Ứng dụng công nghệ RFID 21
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 22
2.1 Đặc tả yêu cầu 22
2.2 Mô tả hệ thống 22
2.2.1 Thiết bị nạp tiền 22
2.2.2 Thiết bị thanh toán tiền nước 23
Trang 82.3 Phân tích hệ thống 24
2.3.1 Sơ đồ khối thiết bị nạp tiền 24
2.3.2 Sơ đồ khối thiết bị thanh toán tiền 24
2.3.3 Tính chọn các thiết bị sử dụng trong hệ thống 25
2.4 Thiết kế phần cứng, giao diện visual C# và xây dựng cơ sở dữ liệu Sql 34
2.4.1 Thiết kế phần cứng 34
2.4.2 Giao diện visual c# 40
2.4.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu Sql 43
2.5 Lưu đồ thuật toán 44
2.5.1 Thiết bị thanh toán tiền nước 44
2.5.2 Thiết bị nạp tiền 48
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 50
3.1 Kết quả 50
3.1.1 Hình ảnh hoàn thiện của thiết bị nạp tiền 50
3.1.2 Hình ảnh hoàn thiện của thiết bị trừ tiền 50
3.2 Hướng dẫn sử dụng giao diện và thiết bị nạp tiền 52
3.3 Hướng dẫn sử dụng thiết bị trừ tiền 55
3.4 Đánh giá hệ thống 56
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
Trang 9DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Đồng hồ đo lưu lượng nước điện tử Omnisystem OWD-SD15 4
Hình 1.2 Đồng hồ đo nước thông minh 5
Hình 1.3 Đồng hồ đo lưu lượng nước dạng cơ 6
Hình 1.4 Đồng hồ nước Shinhan DN15 (Hàn Quốc) 7
Hình 1.5 Cấu trúc hệ thống mạng GSM 10
Hình 1.6 Cấu trúc của 1 tin nhắn SMS 14
Hình 1.7 SMS gateway 17
Hình 1.8 Công nghệ RFID 17
Hình 1.9 Cấu trúc hệ thống RFID 18
Hình 1.10 Nguyên lý hoạt động của công nghệ RFID 20
Hình 2.1 Mô hình thiết bị nạp tiền 22
Hình 2.2 Mô hình thiết bị thanh toán tiền 23
Hình 2.3 Sơ đồ khối thiết bị nạp tiền 24
Hình 2.4 Sơ đồ khối thiết bị thanh toán tiền 24
Hình 2.5 Adapter 12VDC,2A 25
Hình 2.6 Arduino Nano 26
Hình 2.7 Cảm biến lưu lượng nước 28
Hình 2.8 Module Sim800l 29
Hình 2.9 Module thời gian thực DS1307 31
Hình 2.10 LCD16x2 32
Hình 2.11 Module RFID RC522 32
Hình 2.12 Van nước điện từ 33
Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 34
Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý khối Module thời gian thực 34
Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý khối Module sim 35
Hình 2.16 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến 35
Hình 2.17 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 36
Hình 2.18 Sơ đồ nguyên lý khối thu phát tín hiệu RF 36
Hình 2.19 Sơ đồ nguyên lý khối cơ cấu chấp hành 37
Trang 10Hình 2.20 Sơ đồ nguyên lý thiết bị thanh toán tiền nước 37
Hình 2.21 Sơ đồ mạch in thiết bị thanh toán tiền nước 38
Hình 2.22 Sơ đồ nguyên lý thiết bị nạp tiền 39
Hình 2.23 Sơ đồ mạch in thiết bị nạp tiền 39
Hình 2.24 Giao diện đăng nhập 40
Hình 2.25 Giao diện chương trình chính 40
Hình 2.26 Giao diện đổi mật khẩu 41
Hình 2.27 Giao diện thông tin khách hàng 41
Hình 2.28 Giao diện nạp tiền 42
Hình 2.29 Giao diện lịch sử giao dịch 42
Hình 2.30 Giao diện xuất ra file Excel 43
Hình 2.31 Lưu đồ thuật toán khi mất thẻ 44
Hình 2.32 Lưu đồ thuật toán phần trừ tiền 45
Hình 2.33 Lưu đồ thuật toán đọc thời gian thực 46
Hình 2.34 Lưu đồ thuật toán đọc lưu lượng nước 46
Hình 2.35 Lưu đồ thuật toán tính tiền 47
Hình 2.36 Lưu đồ thuật toán gửi tin nhắn 47
Hình 2.37 Lưu đồ thuật toán phần ghi tiền vào thẻ 48
Hình 2.38 Lưu đồ thuật toán nạp tiền từ trên máy tính xuống thẻ 48
Hình 2.39 Lưu đồ thuật toán số tiền được nạp lưu vào cơ sở dữ liệu 49
Hình 3.1 Sản phẩm hoàn thiện của thiết bị nạp tiền 50
Hình 3.2 Hệ thống nguồn và cơ cấu chấp hành của thiết bị trừ tiền 50
Hình 3.3 Mạch hoàn thiện của thiết bị trừ tiền 50
Hình 3.4 Hệ thống hoàn thiện 51
Hình 3.5 Giao diện đăng nhập 52
Hình 3.6 Giao diện chính 52
Hình 3.7 Giao diện đổi mật khẩu 53
Hình 3.8 Giao diện thông tin khách hàng 53
Hình 3.9 Giao diện nạp tiền 54