BAOCAOCUOIKY (2)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BÁO CÁO ĐỀ TÀI MÔN HỌC ĐỀ TÀI: “Thiết kế hệ thống khóa mã điện tử” GVGD: PHAN VÂN HỒN LỚP : 12141CLDT2 SVTH: • • • • • Lê Công Bằng Châu Quang Thươne Thôi Phát Thành Lê Quốc Đại Huỳnh Kim Lân 12141276 12141397 12141213 12141433 12141323 TP HCM, Tháng 12 Năm 2015 LỜI NÓI ĐẦU Trong xã hội đại, phát triển ngành điện tử viễn thông yêu cầu thiếu để thúc đẩy kinh tế phát triển góp phần nâng cao đời sống xã hội Ngày nay, giới, điện tử viễn thông không ngừng phát triển với tốc độ cao thâm nhập ngày sâu vào tất lĩnh vực đời sống xã hội Cùng với phát triển vũ bão đó, ngành điện tử viễn thông Việt Nam nỗ lực đường tìm chỗ đứng cho Trong đó, lĩnh vực bảo mật mảng lớn mà cần quan tâm Chính thế, với mục đích làm quen bước đầu với việc thiết kế mạch điện tử nói chung với hệ thống an tồn, bảo mật nói riêng, chúng em chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống khóa mã điện tử ” để nghiên cứu thực Hệ thống cho phép ta quản lý hạn chế số người vào theo mã số khu vực cần bảo mật với độ an tồn cao Đề tài khơng lớn song mặt ngun lý phát triển thành ứng dụng quản lý theo thẻ từ, mã vạch, mã hoá khu vực đặc biệt cần phải có may tính đại với CSDL, ngồi mật mã cịn kiểm tra tần số giọng nói camera kiểm tra hình ảnh… mà cần thiết Vì thế, chúng em bước sở để nghiên cứu ứng dụng lớn sau Trong trình thực đề tài, cố gắng song hạn chế thời gian tìm hiểu, kiến thức kinh nghiệm thực tế nên chúng em không tránh khỏi nhiều thiếu sót Chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn để đề tài chúng em hoàn thiện hơn, với nhiều chức Mục lục CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG Đây hệ thống đóng mở theo mã cho phép số người vào theo mã họ Nó áp dụng làm cửa vào hệ thống cần mang tính bảo mật, giới hạn số người vào như: Cửa vào quan, nhà máy, khu quan trọng Trên sở đó, hệ thống phải đảm bảo hai yêu cầu sau: • • Tính an tồn: phải có chức bảo mật Dễ sử dụng: có đầy đủ hướng dẫn để người dùng sử dụng Do chúng em đưa yêu cầu hệ thống có chức đóng mở sau: Chức hệ thống • • • • • • Hệ thống quản lí số mã ứng với số người cho phép vào hoạt động sở mã Mã sử dụng chữ số từ 0->9 Độ dài mã từ 1->10 chữ số Hệ thống giao tiếp với người sử dụng thông qua bàn phím điều khiển hiển thị hình Bàn phím gồm phím số 0-9 phím chức năng: *,#, Clear, Back() Khi bắt đầu , người sử dụng chọn chế độ trang đầu tiên: • Nếu chọn Đăng Nhập: - Hệ thống so sánh mã vừa nhập với code - Nếu mã đúng: cửa mở (mô mạch việc bật hay tắt đèn LED xanh) - Nếu mã sai: yêu cầu nhập lại Nếu nhập mã sai lần liên tiếp chuông báo động (mô mạch việc bật hay tắt đèn LED đỏ) • Nếu chọn Đổi Mật Khẩu: Kiểm tra xem mã cũ có hay khơng: - Nếu mã đúng: cho phép thay đổi mã cách nhập vào mã xác nhận mã lần - Nếu mã sai: khơng có tượng Nếu nhập mã sai ba lần liên tiếp chuông báo động Trong q trình nhập mã, có nhầm lẫn nhập lại cách sử dụng nút Back () • Phân tích hệ thống a) Khả đáp ứng yêu cầu hệ thống Hệ thống giao tiếp với người sử dụng bàn phím hiển thị hạn chế tác động người sử dung vào nội dung bên khố Thêm vào khả báo động nhập ba mã sai liên tiếp làm cho hệ thống có tính an tồn cao Mỗi người có mã riêng Nếu nghi ngờ lộ mã, người dùng thay đổi mã theo mong muốn Nhờ mà khả bảo mật hệ thống tăng cao b) Phân tích hệ thống Do giới hạn yêu cầu, chúng em tập trung vào thiêt kế phần mạch điện tử để điều khiển hệ thống Theo yêu cầu đưa ra, hệ thống gồm khối bản: KHỐI VI XỬ LÝ KHỐI HIỂN THỊ KHỐI CHẤP HÀNH Khối mạch xử lí: Xử lí hoạt động nêu yêu cầu hệ thống Khối hiển thị: Giúp cho việc giao tiếp với người sử dụng trở nên dễ dàng người sử dụng biết thực thao tác với cửa • Khối chấp hành: bao gồm led sáng tắt báo hiệu cho người dùng biết trạng thái đăng nhập • • Khi hệ thống cấp nguồn khối hiển thị thị bàn phím để đăng nhập Mật mã trước truy cập vào hệ thống Bàn phím bao gồm 14 nút: - Các nút số từ 0-9 - Các nút chức năng: Clear,Back,*,# c) Lựa chọn phần cứng 1) Mạch xử lý: Dùng vi điều khiển Ưu điểm: - Vi điều khiển có khả điều khiển linh hoạt theo mong muốn người sử dụng dựa vào phần mềm viết - Khả thay đổi mã thực - Hệ thống đơn giản nhiều, kích thức nhỏ Hơn giảm độ ổn định nhiều linh kiện gây - Có thể thay đổi, thêm chức cách thay đổi phần mềm • Nhược điểm: - Chất lượng hệ thống phụ thuộc vào chất lượng chương trình nạp cho vi điều khiển • Từ u cầu đề ta dự kiến dùng chip vi điều khiển thuộc họ ARM, mà cụ thể dùng Arm Cortex M3 vì: Đây dịng vi điều khiển nhanh hiên tốc độ từ 72 đến 168MHZ chí hơn, thiết bị ngoại vi hỗ trợ tối đa - Giá thành + tiết kiệm lượng - Giảm công suất tiêu thụ cho phép điều khiển thời gian thực nên mặt ứng dụng thích hợp với thiết kế hướng điều khiển - Được hỗ trợ tập lệnh phong phú nên cho phép nhiều khả mềm dẻo vấn đề viết chương trình phần mềm điều khiển - Được sử dụng phổ biến coi chuẩn công nghiệp cho thiết kế khả dụng 2) Khối hiển thị: Dùng LCD TFT hình cảm ứng Touch - Yêu cầu đặt khối hiển thị thân thiện với người sử dụng Hiển thị bàn phím số rõ ràng để người dùng nhấn dễ dàng để truy cập vào hệ thống • Ưu điểm: Hiển thị rõ ràng có kèm theo dẫn Thay đổi nội dung linh hoạt Xử lý lập trình đơn giản LED7 ma trận điểm • Nhược điểm: Giá thành đắt 3) Khối chấp hành: led đơn, alarm báo động Kết luận: Sau cân nhắc phương án đưa ra, khả phối hợp khối, chúng em chọn giải pháp:  Sử dụng vi điều khiển ARM Cortex M-3 tích hợp sẵn board STM32F103  Màn hình TFT 3.2 inch, với độ phân giải: 240x320 hình cảm ứng Touch để hổ trợ việc chạm thực thao tác nhập mã hình CHƯƠNG II: CHI TIẾT PHẦN CỨNG CỦA HỆ THỐNG Sơ đồ khối chi a) Tổ chức hệ thống • • • • • • tiết hệ thống Chip: ARM Cortex M-3 Ghép nối hình TFT 3.2 inch Màn hình cảm ứng Touch có kích thước với hình TFT Các led đơn thể trạng thái hệ thống Tín hiệu báo động, mở cửa, đóng cửa đưa led Khối nguồn 5V cung cấp cho hệ thống b) Sơ đồ khối chi tiết VI ĐIỀU KHIỂN ARM CORTEX M3 MÀN HÌNH TFT LCD + MÀN HÌNH CẢM ỨNG TOUCH NGUỒ N LED ĐƠN VÀ ALARM Chi tiết vai trò khối a) Vi điều khiển Arm cortex M3: • • • • • Đọc mã phím từ hình có tác động để kiểm tra xem vị trí ấn thực chức phím Lưu giá trị mã để mở khóa Lưu chương trình xử lý phím ấn: mở khóa, đổi mã, báo động… Lưu chương trình điều khiển LCD TFT led đơn Lưu chương trình Hình 2.1 Vi điều khiển Arm Cortex M3 Thơng số kỹ thuật: - Vi điều khiển 16/32-bit ARM7TDMI-S - 40k RAM tĩnh (8k +32k), 512k flash - Tích hợp USB 2.0 - Hộ trợ hai ADC 10 bit - Một DAC 10 bit - timer 32 bit, ngõ điều chế độ rộng xung - Đồng hồ thời gian thực hỗ trợ tần số 32kHz - Khả thiết lập chế độ ưu tiên định địa cho ngắt - 45 chân GPIO vào đa dụng - chân ngắt ngồi (tích cực cạnh tích cực mức) - CPU clock đạt tối đa 60MHz thơng qua PLL lập trình - Xung PLCK hoạt động độc lập Sơ đồ chân vi điều khiển: Hình 2.2 Các chân vi điều khiển b) Màn hình LCD TFT hình cảm ứng Touch • Màn hình LCD TFT Với ưu điểm như: tiêu thụ dòng thấp, hiển thị hình ảnh/ ký tự linh hoạt tốt nhiều so với LED ,màn hình tinh thể lỏng LCD (Liquid Crystal Display) sử dụng hầu hết thiết bị điều khiển công nghiệp để hiển thị trạng thái máy móc Ngày với cơng nghệ phát triển giá thành LCD giảm nhiều Do có nhiều chủng loại khác nhau, nên LCD sử dụng rộng rãi Tất LCD sản xuất theo chuẩn chung, tích hợp ln module điều khiển (cho LCD) nên việc sử dụng khơng phức tạp Do yêu cầu hệ thống hiển thị bàn phím số có khả nhập trực tiếp mã để lưu, xác nhận nên chúng em chọn: Màn hình TFT 3.2 inchs hình hiển thị có chế độ cảm ứng Thơng số kỹ thuật: Điện áp hoạt động: 5V Độ phân giải: 240x320, 262k màu • - 10