DO AN HE THONG CHONG TROM TU XA QUA WIFI SU DUNG NODE MCU ESP 8266

GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy Nhận xét giáo viên SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 1| Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy LỜI CẢM ƠN ……………   …………… Để đề tài hoàn thiện ngày hôm nay, em nhận giúp đỡ tận tình đến từ thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp Qua em xin gửi lời cảm ơn đến tất tổ chức, cá nhân tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Điện trường Cao Đẳng Kinh tế - Kỹ thuật, Đại Học Thái Nguyên giúp em có sở kiến thức hoàn thành đề tài Em xin gửi lời cảm ơn đến anh chị phòng Đào tạo SEVT, đồng nghiệp đội EQUIPMENT CNC COLOR bạn bè tạo động lực,sắp xếp thời gian hợp lý để em hồn thành đề tài Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy giáo Th.s Vũ Mạnh Thủy đặc biệt quan tâm, nhiệt tình giúp đỡ em thời gian thực đề tài Do đặc thù sinh viên vừa học vừa làm, quỹ thời gian hạn hẹp, cộng thêm kiến thức hạn chế, đề tài chắn cịn nhiều sai sót, mong thầy bạn góp ý để đề tài hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, tháng năm 2021 SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 2| Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, bắt gặp nhiều thơng tin vụ trộm cắp truyền tải tràn lan phương tiện đại chúng, hậu mà vụ việc để lại không thiệt hại tài sản, kinh tế mà chí nguy hiểm ảnh hưởng tới tính mạng người Khi mà tình trạng trở thành vấn nạn đáng báo động xã hội đại nhu cầu sử dụng thiết bị báo trộm cần thiết Với việc ứng dụng công nghệ mới, thiết bị báo trộm dần thay đổi đại với dòng sản phẩm đặc biệt như: hệ thống báo trộm qua điện thoại; cảm biến hồng ngoại; cảm biến cửa từ có chất lượng tốt nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng người dùng Những sản phẩm báo trộm thông minh tích hợp hàng loại tính năng, yếu tố bảo vệ sức khỏe người, thân thiện với môi trường, tiết kiệm lượng chất lượng hoạt động ổn định nhà sản xuất đặc biệt trọng Nếu gia đình bạn có điều kiện kinh tế dư dả, gia đình có nhỏ, người già thường xun phải cơng tác xa nguy hiểm có người lạ đột nhập vào nhà Do đó, với thiết bị báo trộm giúp bạn dễ dàng đối phó với kẻ gian bạn biết có người xâm nhập để từ có biện pháp xử lý phù hợp kịp thời Tầm quan trọng thiết bị báo trộm khẳng định mạnh mẽ sống đại, xu hướng với dịng sản phẩm thông minh lựa chọn số nhà Đây cũng giải pháp hồn hảo để mang tới cho bạn người thân sống an tồn, bình n hạnh phúc trọn vẹn Vì vậy, em tìm hiểu, nghiên cứu, chọn đề tài: “Hệ thống cảnh báo chống trộm từ xa qua internet sử dụng Node MCU App Blynk ” để làm báo cáo tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 3| Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC CHƯƠNG : Mở Đầu 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Phương pháp nghiên cứu 1.3 Mục tiêu, nhiệm vụ CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LÝ THUYẾT 2.1 Hệ thống chống trộm 2.2 Cấu trúc hệ thống báo trộm 2.3 Các loại hệ thống báo trộm gia đình phổ biến 10 2.3.1 Hệ thống báo trộm có dây 10 2.3.1 Hệ thống báo trộm không dây 11 2.3.4 Hệ thống báo trộm qua điện thoại 12 2.3.4 Hệ thống báo trộm sử dụng còi báo động 12 2.3.4 Hệ thống báo trộm qua trung tâm giám sát 12 2.4 Blynk 14 2.4.1 Hệ sinh thái Blynk 14 2.4.2 Tính Blynk 15 CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ 18 3.1 Kit Node MCU Lua ESP8266 18 3.2 Module Board phát triển ESP8266 20 3.3 Giới thiệu module ESP 12E (Node MCU V3) 21 SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 4| Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy 3.4 Sơ đồ chân GPIO lưu ý sử dụng Node MCU 22 3.5 Phần mềm IDE 24 3.5.1 Cấu trúc chương trình phần mềm IDE 24 3.5.2 Hàm nhập xuất Digital I/O 25 3.5.3 Hàm nhập xuất Analog I/O 28 3.5.4 Hàm thời gian (Delay) 29 3.6 Lập trình ESP 12E Arduino IDE 31 3.6.1 Gới thiệu 31 3.6.2 Chuẩn bị phần cứng 31 3.6.3 Cài đặt phần mềm arduino IDE thư viện cho ESP8266 31 3.6.4 Hướng dẫn nạp chương trình cho ESP8266 12E 34 CHƯƠNG 4: NỘI DUNG THỰC HIỆN VÀ MƠ HÌNH 37 4.1 Mục tiêu 38 4.2 Phần cứng chuẩn bị 35 4.3 Phần mềm chuẩn bị 36 4.4 Lắp mạch nguyên lý 36 4.5 Code chương trình 41 4.6 Cấu hình app Blynk 37 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 41 5.1 Kết luận 41 5.1.1 Những mặt làm .41 5.1.2 Những hạn chế tồn đọng .42 5.2 Hướng phát triển đề tài 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 5| Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Bạn người thân bạn có hai khoảng thời gian làm việc vui chơi Nhưng kẻ trộm ngược lại, thời gian chúng canh me “hành nghề” Những đối tượng xác định nhà riêng có hệ thống an ninh lỏng lẻo, cơng việc “xâm nhập dọn nhà” thức bắt đầu Khơng phải lúc bạn cũng may mắn phát kịp thời đuổi “kẻ trộm” bất lương Vì hàng ngày báo chí đưa nhiều mục tin tức cảnh giác, trộm đồ đạc nhiều Chưa kể, tình trạng án mạng xảy có Những điều khiến cho bạn bất an lo lắng Nhất khu vực bạn không đảm bảo an ninh cho Vì vậy, nhiều gia đình lựa chọn hệ thống chống trộm Với mục đích sau: + Cảnh báo, phát tín hiệu xua đuổi có người lạ xâm nhập khu vực nhà riêng + Đánh vào tâm lý lo âu kẻ trộm, phần đuổi kẻ trộm yếu vía + Cảnh báo tức thời cho chủ nhà, giúp chủ nhà báo cảnh sát Và lựa chọn phương án để tiếp tục xử lý kẻ đột nhập + Nâng mức an ninh nhà lên, giúp bạn yên tâm tính mạng tài sản gia đình 1.2 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tài liệu qua sách báo lĩnh vực IOT - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động module Node MCU esp 8266 module phụ trợ, thiết bị điện ngoại vi SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 6| Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy 1.3 Mục tiêu, nhiệm vụ - Tìm hiểu iot ứng dụng thiết kế mạch điều khiển cho hệ thống chống trộm - Xây dựng mơ hình mẫu nhà với hệ thống cảnh báo xâm nhập - Kiểm tra, đánh giá tính ứng dụng đề tài SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 7| Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy CHƯƠNG GIỚI THIỆU LÝ THUYẾT 2.1 Hệ thống chống trộm gì? Hệ thống chống trộm, cịn gọi hệ thống báo trộm, hay hệ thống báo động chống trộm, tập hợp thiết bị chống trộm có chức phát hiện, báo động gửi thơng báo khẩn cấp tới chủ nhà qua kênh liên lạc thiết lập từ trước Hệ thống báo trộm có mục đích chống trộm đột nhập vào nhà nhằm mục đích bảo vệ tài sản cá nhân  Phát hiện: phát người di chuyển, chuyển động  Báo động: báo cho biết tình hình nguy hiểm xảy  Thông báo: báo tin tới người sử dụng thiết bị SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 8| Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy - Hệ thống phát trộm thông qua cảm biến báo trộm như: cảm biến cửa, cảm biến hồng ngoại phát chuyển động (trong nhà ngồi trời), cảm biến vỡ kính, - Báo động cịi hú Khi nhận tín hiệu báo động từ cảm biến, trung tâm báo động bật cịi hú chỗ, có cịi báo động riêng lắp đặt trời để báo cho hàng xóm đến giúp đỡ - Gửi thơng báo qua điện thoại hình thức gọi điện nhắn tin Các hệ thống chống trộm đại dùng SIM di động Khi phát trộm đột nhập, trung tâm báo động gọi điện cho chủ nhân qua số điện thoại cài đặt sẵn, điện thoại bàn di động Ngoài ra, được, người dùng sử dụng số điện thoại lực lượng chức năng, công an khu vực dịch giám sát từ trung tâm giám sát an ninh từ xa để họ hỗ trợ (nếu có) Bên cạnh đó, hệ thống chống trộm tối ưu cần có camera giám sát an ninh Hệ thống camera gia đình giúp giám sát hiệu vị trí dễ bị trộm xâm nhập ngồi ngơi nhà 2.2 Cấu trúc hệ thống báo trộm: Trung tâm đóng vai trị "bộ não" hệ thống, cảm biến báo trộm đóng vai trị "xúc giác" việc phát chuyển động trộm chúng đột nhập vào nhà  Trung tâm báo động có nhiệm vụ: Nhận tín hiệu cảnh báo theo yêu cầu người dùng; Gọi điện cho chủ nhân; Nhập mật để đặt chế độ báo động  Cảm biến cửa: Là thiết bị chống trộm gắn cửa nhằm phát trộm mở cửa đột nhập vào nhà SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 9| Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy  Cảm biến hồng ngoại (trong nhà trời): Là thiết bị báo trộm hồng ngoại dùng để phát trộm di chuyển, chuyển động ngồi nhà  Cảm biến vỡ kính: Là thiết bị chống trộm báo vỡ kính dùng để phát trộm đập phá vách kính để đột nhập vào nhà 2.3 Các loại hệ thống báo trộm gia đình phổ biến Phân loại theo đường truyền gồm: hệ thống báo trộm có dây khơng dây 2.3.1 Hệ thống báo trộm có dây Là hệ thống sử dụng mạng lưới dây dẫn để kết nối tín hiệu cho hệ thống hoạt động Trong hệ thống báo trộm có dây dẫn, trung tâm báo động cảm biến hoạt động trực tiếp dựa vào nguồn điện gia đình  Ưu điểm: Kết nối ổn định, hiệu suất cao mạnh mẽ  Nhược điểm: Sử dụng dây dẫn gây thẩm mỹ cho nhà, cần hệ thống dây dẫn phức tạp Hơn nữa, thời gian chi phí lắp đặt cũng lớn đòi hỏi yêu cầu cao thiết kế hệ thống Ngoài ra, cháy nổ cũng trường hợp cần phải tính đến thiết kế hệ thống chống trộm có dây 2.3.2 Hệ thống báo trộm không dây Là hệ thống hoạt động thông qua mạng không dây (vô tuyến), để kết nối trung tâm báo động (Control Panel) tới cảm biến chống trộm thiết bị an ninh khác (gọi chung thiết bị chống trộm)  Ưu điểm: Các thiết bị chống trộm phải dùng pin nuôi nguồn để trì hoạt động Chủ nhà tự lắp đặt sử dụng hệ thống dễ dàng Kết nối không dây giúp không gian nhà trở nên tiện nghi đại Đây xu hướng công nghệ chống trộm phổ biến tương lai SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 10 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy 3.6 Lập trình ESP 12E Arduino IDE 3.6.1 Giới thiệu Để bắt đầu với dự án Wifi bạn cần ESP8266 với giá thành rẻ, dễ dàng sử dụng Đặc biệt ESP8266 12E lập trình Arduino IDE Trước bắt đầu chuỗi dự án với ESP8266, viết này, chia sẻ cách cài đặt Arduino IDE để nạp code cho ESP8266 3.6.2 Chuẩn bị phần cứng: Module ESP8266 V12 V12E tích hợp sẵn mạch nạp 3.6.3 Cài đặt phần mềm arduino IDE thư viện cho esp8266 Sau tải phần mềm Arduino IDE, tiến hành cài đặt bình thường mở chương trình lên Cần cài driver để phần mềm nhận diện module (file driver có sẵn file cài) SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 29 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy Để tiến hành cài đặt thư viện chức nạp code cho IDE làm sau: Vào File→ Preferences, vào textbox Additional Board Manager URLs thêm đường link sau vào http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json Click OK để chấp nhận SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 30 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy Tiếp theo vào Tool→Board→Boards Manager Đợi lát để chương trình tìm kiếm Ta kéo xuống click vào ESP8266 by ESP8266 Community, click vào Install Chờ phần mềm tự động download cài đặt SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 31 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy 3.6.4 Hướng dẫn nạp chương trình cho ESP8266 12E Kết nối mudule ESP8266 -12E vào máy tính Vào Tool→Board→NodeMCU 1.0,chọn cổng COM tương ứng với module tương ứng Chọn chế độ nạp Arduino as ISP chọn cổng COM cho nhé.Vậy ta có mơi trường lập trình cho esp8266 thân thiện SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 32 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy Sau kết nối ESP8266 với máy tính, test code ESP8266 đây: Code test led board esp8266 12E chân 13 (D7 ) sáng tắt vòng giây void setup() { pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // bật led sáng giây delay(1000); // wait for asecond digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // tắt led giây delay(1000); // wait for a second } Hình ảnh thực tế Từ ví dụ đơn giản ta bắt tay vào lập trình cho NODE MCU để làm dự dán IOT có ứng dụng cao SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 33 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy CHƯƠNG NỘI DUNG THỰC HIỆN VÀ MƠ HÌNH 4.1 Mục tiêu:  Gửi thông báo điện thoại có trộm vào nhà 4.2 Phần mềm cần chuẩn bị  Cài đặt phần mềm arduino IDE  Cài đặt app blynk vào điện thoại 4.3 Phần cứng cần chuẩn bị:  Mạch Node MCU  smartphone andriod IOS  Dây cắm test board  module cảm biến chuyển động SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 34 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy 4.4 Lắp mạch nguyên lý: 4.5 Code chương trình: #define BLYNK_PRINT Serial #include #include BlynkTimer timer; char auth[] = "M8j3ltiXDVE_KPloI1X7GBkaGAhh6Gas"; // mã token gửi vào email atvt.da04@gmail.com sau lập project blynk char ssid[] = "ANH THO VUI TINH "; //Wifi name char pass[] = "88888888"; //Wifi Password int trangthai=0; int led =5; void canhbao() { int gtcb = digitalRead(D6); } SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 35 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy else if (gtcb==0) { trangthai=0; digitalWrite(5, LOW); } } void setup() { Serial.begin(9600); Blynk.begin(auth, ssid, pass); pinMode(12,INPUT_PULLUP);//D6 pinMode(5,INPUT_PULLUP); timer.setInterval(1000L,canhbao); } void loop() { Blynk.run(); timer.run(); } Upload code cho Nodemcu ( trước upload ta chọn giống hình dưới) SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 36 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy 4.6 Cấu hình app blynk Bước 1: Tải app blynk CH play App Store Bước 2: Mở app lên chọn hình Bước 3: Thiết lập lựa chọn hình SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 37 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy Bước 4: Chọn vào nút OK sau dùng tay trượt theo dấu mũi tên Bước 5: Chọn đến mục hình Bước 6: Chọn vào hình tam giác hình để chuyển qua chế độ online SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 38 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy Sau hoàn thiện app upload chương trình cho board NodeMCU thử test: Tin nhắn gửi điện thoại thông qua app blynk sau: SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 39 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận 5.1.1 Những mặt làm - Mạch điện với module nhỏ mạch thiết kế, thi cơng hồn chỉnh thử nghiệm nhiều lần động ổn định thực tế - Hệ thống phát xâm nhập cảnh báo điện thoại 5.1.2 Những hạn chế, tồn - Tốn nhiều dây dẫn để kết nối ngoại vi - Thơng báo qua blynk cịn chậm ( phụ thuộc tốc độ mạng ) - Mạch điều khiển chưa sử dụng nguồn 220 V trực tiếp mà phài sử dụng nguồn riêng để cung cấp cho mạch - Chưa nhận diện tín hiệu giả dễ bị nhiễu dẫn đến báo động nhầm 5.2 Hướng phát triển đề tài - Khắc phục hạn chế, tồn hệ thống - Tự phát triển app Android, IOS để điều khiển thiết bị qua wifi - Sử dụng module đóng gói chuẩn hóa TUY, SONOFF, XIAOMI, BROADLINK SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 40 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình Arduino cho người bắt đầu, Cộng đồng Arduino Việt Nam [2] Giáo trình Internet Of Thing with ESP 8266 [3] Trang web: Arduino.vn / Arduino.cc [4] Sách Internet Of Things [ IoT], Tg Phạm Minh Tuấn SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 41 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy PHỤ LỤC  Mã Auth Token dự án: M8j3ltiXDVE_KPloI1X7GBkaGAhh6Gas  Link tải app Blynk từ CH PLAY: https://play.google.com/store/apps/details?id=cc.blynk  Cấu hình Wifi để kết nối với Module dự án: SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 42 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy  Thông tin tài khoản Blynk Acc Blynk: atvt.da04@gmail.com Password: anhthovuitinh Sever: Blynk cloud  Hình ảnh q trình thực mơ hình SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 43 |Page ... ESP8 266 12E Hình 3.4: Chip ESP 12E SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 17 |Page GVHD: Th.s Vũ Mạnh Thủy 3.3 Giới thiệu module ESP 12E( NodeMCU V1) NodeMCU v1.0 Lua - ESP8 266 ESP1 2E Hình 3.5 NODE MCU ESP8 266... code, điều khiến việc sử dụng lập trình ứng dụng ESP8 266 trở nên đơn giản Module thu phát Wifi ESP8 266 NodeMCU Lua kit phát triển dựa chip Wifi SoC ESP8 266 với thiết kế dễ sử dụng đặc biệt sử dụng... BỊ VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ 18 3.1 Kit Node MCU Lua ESP8 266 18 3.2 Module Board phát triển ESP8 266 20 3.3 Giới thiệu module ESP 12E (Node MCU V3) 21 SVTH: Nguyễn Ngọc Quân 4|