do an khoa cua thong minh su dung node mcu esp 8266 va module RFID rc 522

GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm Nhận xét giáo viên SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 1P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm 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 cô giáo Th.s Nguyễn Thị Thắm 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 hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, tháng năm 2021 SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 2P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm LỜI MỞ ĐẦU Người ta có câu: “ Cẩn tắc vơ áy náy” An ninh gia đình điều vơ quan trọng Gia đình có bình n hay khơng Tài sản có đảm bảo hay khơng? Tất định lựa chọn phương thức bảo vệ ngơi nhà Khóa cửa thông minh ngày xếp ngang hàng với laptop, smart phone hay vật dụng cần thiết khác cho người Vậy lại đóng vai trị quan trọng ? Nhà nơi an toàn riêng tư, khóa cửa thơng minh sử dụng công cụ đắc lực để tăng cường an ninh cho gia đình Mỗi hộ thường có nhiều loại cửa cửa nơi vào đễ dàng Khóa thơng minh cung cấp giải pháp bảo mật cao, giúp kiểm soát việc vào tốt hơn, khóa cửa truyền thống dễ bị bẻ gãy kết cấu thơ sơ, không gặp nhiều vụ trộm xảy liên tục Nhận thấy tầm quan trọng vấn đề Chúng em lựa chọn đề tài: “Khóa cửa thơng minh sử dụng Node MCU & module RFID RC 522” để làm báo cáo tốt nghiệp Kết nghiên cứu từ đề tài giúp em có nhiều kinh nghiệm để sau tốt nghiệp chúng em có đủ khả nghiên cứu chế tạo hoàn chỉnh thiết bị điều khiển hệ thống điện cho nhà thông minh đáp ứng sử dụng yêu cầu thi ̣trường với giá thành hợp ̣lý, chất lượng đảm bảo, phù hợp ṿ ới điều kiện sống Việt Nam SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 3P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm 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 Giới thiệu khóa điện tử 2.2 Lợi ích lắp đặt khóa cửa thơng minh cho ngơi nhà 2.3 Blynk 14 2.3.1 Hệ sinh thái Blynk 14 2.3.2 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 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 SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 4P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm 3.6 Lập trình ESP 12E Arduino IDE 31 3.6.1 Gới thiệu 31 3.6.2 Chuẩn bị phần cứng 29 3.6.3 Cài đặt phần mềm arduino IDE thư viện cho ESP8266 30 3.6.4 Hướng dẫn nạp chương trình cho ESP8266 12E 30 3.7 Giới thiệu Module RFID RC522 13.56MHz 31 CHƯƠNG 4: NỘI DUNG THỰC HIỆN VÀ MƠ HÌNH 32 4.1 Mục tiêu 33 4.2 Phần cứng chuẩn bị 34 4.3 Phần mềm chuẩn bị 34 4.4 Lắp mạch nguyên lý 35 4.5 Code chương trình 37 4.6 Cấu hình Blynk 40 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 47 5.1 Kết luận 47 5.1.1 Những mặt làm .47 5.1.2 Những hạn chế tồn đọng .47 5.2 Hướng phát triển đề tài 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 51 SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 5P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, loại khóa truyền thống gần khơng cịn phù hợp với nhịp sống đại hóa ngày Trong q trình sử dụng khóa truyền thống thường làm người dùng đối mặt với số bất cập thường thấy thất lạc chìa khóa, phải tạo nhiều chìa khóa cho thành viên (trong gia đình/ cơng ty/ …) Từ lâu chìa khóa gắn liền với cửa nhà gia đình Khóa có nhiệm vụ bảo vệ khơng cho người lạ kẻ gian đột nhập vào nhà với ý đồ xấu Chúng ta phủ nhận khóa thơng thường có tác dụng ngăn cản hay kéo dài thời gian hành động kẻ trộm Khóa dễ mở, đơi kẻ trộm khơng cần dùng chìa mà bọn chúng cần vài thủ thuật thơi mở khóa phút Đơn giản với sắt dẹp, để xoay trục ổ khóa, để đẩy chốt lị xo vị trí mở Thế ai vào nhà bạn vài nháy mắt Chính thế, Khóa cửa thơng minh thay loại khóa truyền thống Nó dần khẳng định vị bốn lý do: Cơng nghệ bảo mật cao; tiện ích – cho phép chủ động quản lý vào; điều khiển khóa từ xa qua ứng dụng điện thoại; mẫu mã thiết kế sang trọng, đại SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 6P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm 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 1.3 Mục tiêu, nhiệm vụ - Tìm hiểu hệ thống khóa cửa thơng minh - Tìm hiểu IOT - Thiết kế mạch điều khiển thiết bị khóa cửa thơng minh - Xây dựng mơ hình mẫu - Kiểm tra, đánh giá tính ứng dụng đề tài SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 7P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm CHƯƠNG GIỚI THIỆU LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu khóa điện tử Khóa điện tử trở nên quen thuộc với người dùng Việt năm gần sang trọng, đại tiện dụng mà thiết bị mang lại Đi kèm với vơ số tính thơng minh đảm bảo an tồn cho ngơi nhà bạn 2.2 Lợi ích lắp đặt khóa cửa thơng minh cho ngơi nhà bạn Khóa cửa điện tử thiết bị an toàn tuyệt đối sử dụng rộng rãi với kiểu mở khóa đa dạng khóa thẻ từ, vân tay, mã số, chng cửa có SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 8P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm hình, điều khiển từ xa… Thao tác mở cửa vô đơn giản bạn cần nhập mã số, bấm dấu vân tay, quẹt thẻ từ cần bấm nút cửa tự động mở Khi bạn cần bấm nút exit, đóng cửa lại cửa tự động khóa Điều giúp bạn tiết kiệm nhiều thời gian mở khóa cửa thời gian tìm chùm chìa khóa túi đồ Khóa cửa điện tử đại khơng giúp bảo vệ, nâng cao an toàn, yên tâm cho ngơi nhà bạn mà cịn khiến phần thẩm mỹ bật hẳn với kiểu dáng đầy hút, sang trọng tinh tế Các nhà sản xuất khơng trọng tính mà vẻ ngồi khóa đặt lên hàng đầu Nếu ổ khóa truyền thống thường xuyên đối mặt với nguy phá khóa sử dụng khóa điện tử cao cấp, bạn an tâm với tính bảo mật: báo động âm khóa bị tác động lực mạnh bên ngồi; chống sốc điện phịng trường hợp kẻ xấu muốn phá khóa phương pháp sốc SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 9P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm điện; tự động vơ hiệu hóa nhập sai mật nhiều lần liên tiếp; cho phép nhập dãy số trước sau mật để tránh nguy bị nhìn Cịn bạn người hay quên, khóa điện tử báo động chốt chưa vào vị trí, nhắc nhở bạn khóa cửa trước rời nhà Khi mức độ bảo mật tăng lên, rủi ro vấn đề an ninh gia đình giảm đáng kể từ đó, vụ trộm cắp hay xâm nhập khắc phục Do đó, hệ thống khóa cửa thơng minh hộ mang lại khơng gian sống an tồn Đối với thành viên gia đình bạn, họ khơng cần phải q lo lắng việc chìa mở cửa nhà cần sử dụng vân tay, thẻ từ hay mật mở cửa dễ dàng Khóa thơng minh cho phép bạn khóa mở cửa từ xa Hệ thống tự động gửi tin nhắn, báo cáo lịch sử vào, giúp bạn dễ dàng theo dõi lịch vào thành viên gia đình Khóa thơng minh cung cấp giải pháp ưu việt cho chủ nhà trọ, homestay để bảo vệ tài sản quản lý dễ dàng 2.3 Blynk Đây tảng IoT ưa thích 500.000 kỹ sư lĩnh vực IoT tồn thể giới 2.3.1 Hệ sinh thái Blynk Có ba thành phần tảng Blynk: Blynk App - cho phép tạo giao diện cho sản phẩm bạn cách kéo thả widget khác mà nhà cung cấp thiết kế sẵn SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 10P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm } void loop() { digitalWrite(SLN_PIN, LOW); if (digitalRead(BTN_PIN) == LOW) { digitalWrite(SLN_PIN, HIGH); //unlock lcd.print(0, 0, " BUTTON UNLOCK "); lcd.print(0, 1, " DOOR OPEN "); digitalWrite(PiezoPin, HIGH), delay(200), digitalWrite(PiezoPin, LOW); delay(7000); DisplayWAiT_CARD(); } if (beginCard == 0) { if ( ! mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) { //Look for new cards Blynk.run(); return; } if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) { //Select one of the cards Blynk.run(); return; SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 37P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm }} //Read "UID" for (byte i = 0; i < mfrc522.uid.size; i++) { uidDecTemp = mfrc522.uid.uidByte[i]; uidDec = uidDec * 256 + uidDecTemp; } if (beginCard == || LockSwitch > 0)EEPROMwriteUIDcard(); //uidDec == adminID if (LockSwitch == 0) { //CardUIDeEPROMread for (ARRAYindexUIDcard = 0; ARRAYindexUIDcard 0) { if (CardUIDeEPROMread[ARRAYindexUIDcard] == uidDec) { lcd.print(0, 0, "CARD ACCESS OPEN"); lcd.print(3, 1, uidDec); digitalWrite(SLN_PIN, HIGH); //unlock digitalWrite(PiezoPin, HIGH), delay(200), digitalWrite(PiezoPin, LOW); delay(7000); break; } SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 38P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm } } if (ARRAYindexUIDcard == 10) { lcd.print(0, 0, " Card not Found "); lcd.print(0, 1, " "); lcd.print(0, 1, "ID : "); lcd.print(5, 1, uidDec); for (int i = 0; i 0) { if (skipCard == 1) { //uidDec == adminID lcd.print(0, 0, " SKIP RECORD "); lcd.print(0, 1, " "); lcd.print(0, 1, " label : "); lcd.print(11, 1, EEPROMstartAddr / 5); EEPROMstartAddr += 5; skipCard = 0; } else { Serial.println("writeCard"); EEPROM.write(EEPROMstartAddr, uidDec & 0xFF); SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 41P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm EEPROM.write(EEPROMstartAddr + 1, (uidDec & 0xFF00) >> 8); EEPROM.write(EEPROMstartAddr + 2, (uidDec & 0xFF0000) >> 16); EEPROM.write(EEPROMstartAddr + 3, (uidDec & 0xFF000000) >> 24); EEPROM.commit(); delay(10); lcd.print(0, 1, " "); lcd.print(0, 0, "RECORD OK! IN "); lcd.print(0, 1, "MEMORY : "); lcd.print(9, 1, EEPROMstartAddr / 5); EEPROMstartAddr += 5; delay(500); } } LockSwitch++; if (EEPROMstartAddr / == 10) { lcd.clear(); lcd.print(0, 0, "RECORD FINISH"); delay(2000); EEPROMstartAddr = 0; SVTH: Nguyễn Hữu Nghĩa 42P a g e GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thắm uidDec = 0; ARRAYindexUIDcard = 0; EEPROMreadUIDcard(); } } void EEPROMreadUIDcard() { for (int i = 0; i