Đang tải... (xem toàn văn)
Với sự phát triển của kinh tế tình trạng trộm cắp xe máy ngày càng tăng nhưng không dễ dàng gì đối với những xe được trang bị những biện pháp đầy đủ. Các thiết bị phải có khả năng cảnh báo và báo động cho các tình huống nguy hiểm sắp xảy ra để giúp chủ tài sản có thể xử lý kịp thời nhằm bảo vệ tài sản, báo động có trộm hoặc có thông tin về vị trí của tài sản nếu không may mắn bị mất cắp. Từ những thực tế trên em đã tìm hiểu và thực hiện đề tài “Thiết kế mạch chống trộm và khóa động cơ sử dụng PIC” nhằm góp một phần công sức trong việc giải quyết những vấn đề trên. Thiết bị dùng vi điều khiển PIC16F887, Module SIM800L và RF. Có khả tìm xe trong bãi, khóa xe, mở khóa xe và gửi tin nhắn khi xe bị tác động từ người lạ.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ o0o -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG TRỘM VÀ KHÓA ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG PIC GVHD: ThS.DươngThị Hằng Sinh viên thực hiện: Cao Bá Nguyên Mã sinh viên: 2017603804 Hà Nội - 2021 LỜI CẢM ƠN Lời em xin cám ơn khoa Điện tử-Viễn thơng thầy dìu dắt chúng em suốt năm qua để chúng em có chun mơn sâu để ngồi làm việc giúp ích cho xã hội Để thực thành công đồ án tốt nghiệp em xin trân thành cảm ơn cô Th.S Dương Thị Hằng hướng dẫn tận tình, giúp đỡ em định hướng, góp ý cung cấp tài liệu Nhờ tận tình mà góp phần lớn cho chúng em sớm hồn thành đồ án tốt nghiệp Hà Nội, ngày 13 tháng năm 2021 Người thực đề tài Cao Bá Nguyên MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT I DANH MỤC HÌNH ẢNH III DANH MỤC BẢNG BIỂU V MỞ ĐẦU VI TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Lý chọn đề tài .1 1.2 Tìm hiểu thiết bị cảnh báo chống trộm xe ngày .1 1.2.1 Sự phát triển thiết bị chống trộm 1.2.2 Các loại thiết bị lắp đạt ngày .2 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Mục tiêu đồ án 1.6 Kết luận chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu chương 2.2 Giới thiệu vi điều khiển PIC16F887 2.2.1 Lịch sử phát triển PIC 2.2.2 Tổng quan vi điều khiển PIC16F887 .8 2.2.3 USART PIC16F887 11 2.3 Module sim800l .13 2.3.1 Sơ lược GSM 13 2.3.2 Giới thiệu sim800l 14 2.3.3 Lệnh AT sim .15 2.3.4 Thông số kỹ thuật sim800l 16 2.3.5 Sơ đồ chân sim800l 17 2.4 Module RF 18 2.5 Điện trở, tụ điện .20 2.6 Relay 21 2.7 Nút thấn 23 2.8 Thạch anh điện tử 23 2.9 Ic ổn áp 24 2.10 Phầm mềm lập trình cho hệ thống 24 2.11 Kết luận chương .25 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG 26 3.1 Yêu cầu hệ thống .26 3.2 Sơ đồ khối hệ thống 26 3.3 Yêu cầu kỹ thuật 27 3.4 Nguyên lý hoạt động hệ thống 28 3.5 Chức khối 28 3.5.1 Khối nguồn 28 3.5.2 Khối sim 800l 29 3.5.3 Khối thu RF .29 3.5.4 Khối phát RF .30 3.5.5 Khối khóa 30 3.5.6 Khối vận hành 31 3.5.7 Khối xử lý trung tâm 31 3.5.8 Toàn hệ thống .32 3.6 Thiết kế mạch in 33 3.7 Lưu đồ thuật toán .35 3.8 Thực nghiệm 36 3.8.1 Mơ hình hệ thống chống trộm khóa động .36 3.8.2 Khi chủ xe tắt xe có kẻ trộm đột nhập ổ khóa xe 37 3.8.3 Khi chủ mở khóa xe 39 3.8.4 Khi chủ xe tìm xe 40 3.9 Kết luận chương .40 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 PHỤ LỤC 44 I DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT Thuật ngữ Tiếng anh Tiếng việt TDMA Time Division Multipe Access Đa truy cập phân chia theo thời gian CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập (đa người dùng) phân chia theo mã ICSP In-Circuit Serial Programming Lập trình nối tiếp mạch FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo tần số FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia tần số Digital Enhanced Cordless Viễn thông không dây Telecommunications nâng cao kỹ thuật số UMTS- Universal Hệ thống di động toàn TDD MobileTelecommunications Systems cầu- Song công phân - Time Division Duplex chia thời gian TD- Time Division - Synchronous Code Phân chia thời gian- SCDMA Division Multiple Access Phân chia mã đồng DECT đa truy cập ADC Analog Digital Converter Bộ chuyển đổi kỹ thuật số tương tự ALU Arithmetic Logic Unit Bộ số học logic I/O Input/ Output Đầu vào/đầu GPIO General-purpose input/output Cổng kết nối vào/ra LCD Liquid crystal display Màn hình tinh thể lỏng II PIC SIM Programmable Intelligent Lập trình máy tính Computer thơng minh SubScriber Identity Module Module nhận dạng chủ thuê bao III DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Khóa chống trộm Smart Hình 1.2 Khóa chống trộm thẻ từ Hình 2.1 : Hình ảnh thực tế PIC16F887 11 Hình 2.2: Module Sim 800 15 Hình 2.3 Sơ đồ chân sim800l 17 Hình 2.4: Module phát RF 19 Hình 2.5: Module thu RF 20 Hình 2.6: Điện trở 20 Hình 2.7: Tụ điện 21 Hình 2.8: Relay 21 Hình 2.9: Nút nhấn 23 Hình 2.10: Thạch anh điện tử 23 Hình 2.11: IC LM7805 24 Hình 2.12: Chân IC ổn AP 7805 24 Hình 3.1 Sơ đồ khối 26 Hình 3.2: Khối nguồn 28 Hình 3.3: Khối sim800l 29 Hình 3.4: khối RF 29 Hình 3.5: Khối phát RF 30 Hình 3.6: Khối ổ khóa 30 Hình 3.7: khối vận hành 31 Hình 3.8: Khối vi điều khiển 32 Hình 3.9: Tồn hệ thống 32 Hình 3.10 Mạch in 2D 3D toàn hệ thống 34 Hình 3.11 Mạch RF phát 36 Hình 3.12 Khi nhấn mở khóa chưa cho phép chủ xe 37 Hình 3.13 Sau mở trộm khóa 38 Hình 3.14 Sau mở trộm khóa 38 IV Hình 3.15 Sau chủ xe mở khóa 39 Hình 3.16 Chủ xe tìm xe 40 V DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Bảng lựu chọn thiết bị 27 VI MỞ ĐẦU Kinh tế ngày phát triển kèm theo Khoa học - Công nghệ phát triển, phát triển gắn liền với mốc thời gian vào công nghệ phát triển Trong cơng nghệ phát triển điển hình nghành cơng nghệ thơng tin di động áp dụng phát triển rộng rãi giới Việt Nam, ngày Việt Nam thử nghiệm mạng 5G rộng rãi làm cho giới phải ngưỡng mộ với Nghành thông tin di động Cùng với công nghệ thông tin di động cơng nghệ sóng RF cơng nghệ không dây phát triển mạnh mẽ, ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực đơn giản, khả đảm bảo an toàn tốt đặc biệt giá thành rẻ Với công nghệ giúp đất nước phát triển xong có mặt tối để giúp tội phạm có nhiều mánh khóe đa Trong đó, xe máy thứ mà kẻ gian muốn trộm lấy giá xe vô lớn người Với mong muốn áp dụng khoa học công nghệ vào thực tiễn, bảo vệ tài sản cho người dân em nghiên cứu đề tài “Thiết kế mạch chống trộm khóa động sử dụng PIC” Đóng góp phần vào bảo vệ tài sản cho người khác cho Nội dung trình bày em gồm phần: Chương 1: Tổng quan đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Thiết kế mạch thi công hệ thống Chương 4: kết luận hướng phát triển 36 3.8 Thực nghiệm 3.8.1 Mơ hình hệ thống chống trộm khóa động Sim RF thu Đèn nguồn Đèn báo Đèn báo GSM còi xe khởi tạo xong Đèn báo IC khóa xe Đèn báo Xi nhan Dây IC khóa, cịi, xi nhan ổ khóa xe thay nút nhấn Hình Mạch chống trộm Nút chưa dùng Nút mở khóa Nút tìm xe Nút Khóa xe Hình 3.11 Mạch RF phát 37 - Mơ hình mạch chống trộm xe máy - Các thiết bị chức nói 3.8.2 Khi chủ xe tắt xe có kẻ trộm đột nhập ổ khóa xe Hình 3.12 Khi nhấn mở khóa chưa cho phép chủ xe - Khi chủ bật chế độ tắt xe đèn xi nhan nháy lần ic đề tắt - Khi có người tác động vào ổ khóa xe 38 Hình 3.13 Sau mở trộm khóa - Đèn còi sáng đèn xi nhan nháy 10 lần - Sau đèn cịi xe bật - Cuối gửi tin nhắn cho chủ xe Hình 3.14 Sau mở trộm khóa 39 3.8.3 Khi chủ mở khóa xe Hình 3.15 Sau chủ xe mở khóa Ấn nút mở khóa xe đèn xi nhan nháy lần sau đèn ic đề sáng 40 3.8.4 Khi chủ xe tìm xe Hình 3.16 Chủ xe tìm xe Đèn cịi đèn xi nhan nháy lần tắt 3.9 Kết luận chương Ở chương em giới thiệu sơ đồ khối hệ thống, chức nhiệm vụ linh kiện hệ thống Đồng thời, đưa sơ đồ mạch in, mạch hệ thống mơ hình sau hoàn thiện 41 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN KẾT LUẬN Với phát triển ngành khoa học kỹ thuật đặc biệt điện tử hay cơng nghệ thơng tin có ảnh hưởng lớn tới đời sống xã hội, giúp cải thiện, nâng cao giá trị sống Sau hai tháng nghiên cứu thực với nỗ lực cố gắng thân em với hướng dẫn tận tình ThS.Dương Thị Hằng, đề tài em hoàn thành thời gian yêu cầu đặt Ưu điểm: - Khả ứng dụng vi điều khiển - Cảnh báo giúp người sử dụng có biện pháp phịng tránh tốt nhất, cải thiện sống - Hệ thống đơn giản, dễ dàng sử dụng - Hệ thống bảo mật cao Nhược điểm: - Kỹ thiết kế em nhiều hạn chế nên chưa đạt tính đại, nhỏ gọn so với thiết bị có thị trường - Chưa cải thiện tiêu hao tài nguyên từ nguồn ắc quy - Chưa phát huy hết công dụng sim kết nối GPS - Sản phẩm chưa đạt được thẩm mỹ cao - Vì thiết bị điện tử nên sử dụng thời gian gặp trục trắc kỹ thuật Do thời gian tìm hiểu hạn chế thân nên sản phẩm em cịn nhiều thiết sót Em mong ứng dụng sản phẩm giúp ích cho người sử dụng, phịng tránh rủi ro khơng đáng có, giúp sống ngày tươi đẹp HƯỚNG PHÁT TRIỂN Từ qua việc thực nghiệm, kết đề tài em có hướng phát triển cho người làm kết tiếp sau: 42 - Thêm GPS vào hệ thống cho đảm bảo tìm vị trí xe bị - Thiết kế sản phẩm nhỏ gọn thẩm mỹ cao - Cải thiện tốt tiêu hao tài nguyên từ bình ắc quy xe 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO GIÁO TRÌNH THAM KHẢO [1] Đồng tác giả Vũ Trung Kiên, Văn Văn Văn, Nguyễn Văn Tùng (2014), Giáo trình Vi điều khiển PIC, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội [2] Bộ môn Điện tử tin học – Khoa Điện tử (2015), giáo trình thiết kế mạch điện tử (Antium designer), NXB trường đại học Công nghiệp Hà Nội, Hà Nội [3] Nguyễn Viết Nguyên (2009), Giáo trình linh kiện điện tử ứng dụng, NXB giáo dục, Hà Nội WEBSITE THAM KHẢO [1] http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/41291d.pdf [2] https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/35122/PTC/PT2262.html [3] https://img.filipeflop.com/files/download/Datasheet_SIM800L.pdf 44 PHỤ LỤC #include #device ADC=10 #fuses nocpd,nowrt,nowdt,hs,noput,noprotect,nodebug,nobrownout,nolvp//cau hinh pic #use delay(clock=12000000) #use rs232(UART1,baud=9600,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stop= 1,Stream=UART,DISABLE_INTS) #include #include #include #include #BYTE trisa=0x03 #BYTE trisc=0x80 #BYTE trisb=0xff #BYTE trisd=0X00 #BYTE trise=0x00 unsigned char sdt_admin[]="\"+84565072977\""; unsigned char rv1, rv2, rv3, rv4,rev; unsigned int new_call=0; unsigned int ck=0; unsigned int i; unsigned int kk=0; // chuong trinh 45 void khoi_tao(void); void adc (void); void reset_var(void); #INT_RDA void RDA_isr(void) { rev= fgetc(UART); if(rev=='R') { rv1=rev; } if(rev=='I') { rv2=rev; } if(rev=='N') { rv3=rev; } if(rev=='G') { rv4=rev; } if(rv1=='R'&&rv2=='I'&&rv3=='N'&&rv4=='G') { new_call=1; } } 46 void reset_var(void){ rev=rv1=rv2=rv3=rv4=new_call=0; } void khoi_tao(void)//khoi tao gsm { delay_ms(3000); fprintf (UART, "AT\r\n");//gui lenh kiem tra ket noi uart delay_ms(500); fprintf(UART,"ATE1\r\n") ; delay_ms(200); fprintf(UART,"AT+CLIP=1\r\n") ; delay_ms(200); fprintf(UART,"AT+CNMI=2,2\r\n") ;//truyen lenh cho phep hien thi so dien thoai co cuoc goi den delay_ms(200); fprintf(UART,"AT+CMGF=1\r\n") ;//truyen lenh cho phep hien thi so dien thoai co cuoc goi den delay_ms(200); fprintf(UART,"AT+CMGDA=\"DEL ALL\"\r\n") ; delay_ms(200); } void adc (void)//khai bao adc { setup_adc_ports(sAN0); setup_adc(ADC_CLOCK_DIV_8); delay_ms(500); set_adc_channel(0);//chon kenh adc } void main() 47 { enable_interrupts(INT_RDA); enable_interrupts(GLOBAL); delay_ms(1000); khoi_tao(); adc (); // den led bao simcom da san sang // khoi tao output_low(PIN_A5); output_low(PIN_E0); output_low(PIN_E1); output_high(PIN_C0); while(TRUE) { // WAITING COMMAND CALL PHONE if(new_call==1) { fprintf(UART,"ATH\r\n"); reset_var(); } // done //TODO: rf443 // CHU MO XE if(input(pin_B3)==1)//CHU MO KHOA { if(input(pin_B3)==1) { output_high(PIN_E1);//XI NHAN delay_ms(200); 48 output_low(PIN_E1);//XI NHAN delay_ms(200); ck=1; output_low(PIN_E1);//XI NHAN output_high(PIN_A5);//IC KHOA output_low(PIN_E0);//COI } } // tim xe; if(input(pin_B4)==1) { if(input(pin_B4)==1) { for(i=0;i