Điểm danh sinh viên bằng vân tay

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ÐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG ÐIỂM DANH SINH VIÊN BẰNG VÂN TAY GVHD: ThS NGUYỄN NGÔ LÂM SVTH: NGUYỄN KHẮC THÀNH MSSV: 12141383 SKL004481 Tp Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2017 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TH NH PHỐ HỒ CH INH H Đ TẠO CHẤT Ƣ NG C ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỂM DANH SINH VIÊN BẰNG VÂN TAY SVTH: NGUYỄN KHẮC THÀNH MSSV: 12141383 Khóa : 2012 - 2016 NGÀNH: CN T ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THƠNG GVHD: Th.S NGUYỄN NGƠ LÂM Tp Hồ Chí inh, tháng 02 năm 2017 i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -T.p Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Nguyễn Khắc Thành MSSV: 12141383 Ngành: CNKT Điện tử truyền thông Lớp: 12141CLDT1 Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Ngô Lâm ĐT: Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài: Tên đề tài: Điểm danh sinh viên thẻ RFID Các số liệu tài liệu ban đầu: Ý tưởng ban đầu: Muốn tạo hệ thống điểm danh sinh viên Phần cứng có sẵn Board Arduino mega 2560 Nội dung thực đề tài: Thiết kế, thi công hệ thống điểm danh sinh viên vân tay với phần cứng bao gồm Arduino , Module vân tay sử dụng phần mềm C# để tạo giao diện , SQL Server để tạo sở liệu lưu trữ thông tin sinh viên Sản phẩm: Hệ thống điểm danh sinh viên vân tay với chức năng:  Điểm danh sinh viên thông qua thẻ  Quản lý thông tin sinh viên  Sao lưu liệu TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦ GIÁ VIÊN HƢỚNG DẪN Họ tên sinh viên : Nguyễn Khắc Thành MSSV: 12141383 Ngành: Điện tử truyền thông Tên đề tài: ĐIỂ D NH SINH VIÊN BẰNG VÂN T Y Họ tên Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Ngô Lâm NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị bảo vệ hay không: Đánh giá loại: Điểm: (Bằng chữ ) Tp Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: Nguyễn Khắc Thành MSSV: 12141383 Ngành: CNKT Điện tử truyền thông Tên đề tài: ĐIỂ D NH SINH VIÊN BẰNG THẺ RFID Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị bảo vệ hay không: Đánh giá loại: Điểm (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2017 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) LỜI CẢ ƠN  Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, nỗ lực cố gắng thân cịn có hỗ trợ lớn gia đình, thầy cơ, bạn bè Nay em người thực đồ án xin bày tỏ lịng biết ơn: iv  Q thầy Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt Thầy Cô khoa Đào tạo Chất Lượng Cao, khoa Điện-Điện tử trang bị cho em kiến thức tảng vững để hoàn thành đồ án có tảng kiến thức chuyên môn để phục vụ cho công việc sau  Thầy Nguyễn Ngơ Lâm tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em thực hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp  Các bạn lớp 12141CLDT1 giúp đỡ động viên trình thực đề tài Mặc dù người thực đề tài cố gắng nhiều trình làm đề tài khơng tránh khỏi sai sót, kính mong thầy cơ, bạn đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện Cuối em xin gởi lời chúc đến Thầy Cô bạn nhiều sức khỏe thành công Xin chân thành cảm ơn! TPHCM, ngày … tháng… năm 2017 Người thực đồ án Nguyễn hắc Thành v TÓM TẮT  Ngày nay, khoa học công nghệ phát triển cho nhiều thiết bị hệ thống hữu ích sống hệ thống điểm danh trường học, công sở,hệ thống nhà thông minh, Các hệ thống xây dựng áp dụng thực tế với nhiều lợi ích Với mong muốn nghiên cứu xây dựng hệ thống điểm danh sinh viên đáp ứng nhu cầu thuận lợi việc quản lý thông tin sinh viên trường học, sinh viên nghiên cứu định lựa chọn đề tài " Điểm danh sinh viên vân tay " với nội dung sau :  Dùng Board Arduino mega 2560 thu thập liệu truyền liệu với máy tính thơng qua chuẩn giao tiếp USB  Xây dựng sở liệu SQL Server để quản lý thông tin sinh viên  Thiết kế phần mềm máy tính kết nối sở liệu xây dựng sẵn điểm danh sinh viên để xác định số buổi sinh viên dự lớp Từ nội dung sinh viên thực đề tài tạo sản phẩm đơn giản, gọn nhẹ, hoạt động ổn định, có khả ứng dụng thực tiễn Mơ hình xây dựng dựa thành phần đơn giản,và dễ sử dụng sau:  Board Arduino mega 2560, module vân tay R305 linh kiện sử dụng với độ ổn định độ tin cậy cao  Sử dụng ngôn ngữ C#  Phần mềm máy tính viết C# xây dựng sở liệu công cụ SQL Server vi MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa i Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp ii Phiếu nhận xét giáo viên hướng dẫn iii Phiếu nhận xét giáo viên phản biện iv Lời cảm ơn iv Tóm tắt vi Mục lục vii Danh mục từ viết tắt ix Danh mục bảng biểu x Danh mục hình ảnh, biểu đồ xi Chƣơng 1: TỔNG QU N 1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.6 Phương pháp nghiên cứu 1.7 Bố cục đề tài Chƣơng 2: CƠ SỞ Ý THUYẾT 2.1 Cảm biến vân tay 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Các đặc trưng cảm biến vân tay .4 2.1.3 Giao tiếp .5 2.1.4 Phương thức giao tiếp 2.1.5 Các lệnh điều khiển cảm biến vân tay 2.2 Tổng quan Board Arduino Mega 2560 12 2.2.1 Sơ đồ khối, sơ đồ chân 12 2.2.2 Các thông số chi tiết 14 2.3 Màn hình LCD 20x4 16 vii 2.3.1 Giới thiệu 16 2.3.2 Mã lệnh LCD 18 2.3.3 Các mã lệnh 19 2.4 Giới thiệu ngơn ngữ lập trình cho Arduino 21 2.5 Phần mềm quản lý sở liệu - Microsoft SQL Server 2014 22 2.5.1 Giới thiệu 22 2.5.2 Các lệnh SQL Server 23 2.5.3 Các kiểu liệu thường gặp 23 2.5.4 Ưu điểm Microsoft SQL Server 24 2.6 Phần mềm Visual Studio 2012 ngôn ngữ C# 24 Chƣơng 3: THIẾT KẾ 27 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 27 3.1.1 Yêu cầu hệ thống điểm danh sinh viên 27 3.1.2 Sơ đồ khối chức khối hệ thống điểm danh sinh viên 28 3.2 Phương án thiết kế, tính tốn 29 3.2.1 Khối điều khiển trung tâm 29 3.2.2 Khối cảm biến vân tay 30 3.2.3 Hiển thị 32 3.2.4 Nguồn 34 3.2.5 Chương trình máy tính 34 Chƣơng 4: ẾT QUẢ THỰC HIỆN 37 4.1 Phần cứng 37 4.2 Phần mềm 38 Chƣơng 5: ẾT LUẬN V defined HƢỚNG PHÁT TRIỂN Error! Bookmark not 5.1 Kết luận Error! Bookmark not defined 5.2 Hướng phát triển Error! Bookmark not defined T I IỆU TH HẢ 44 PHỤ ỤC 46 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT USB: Universal Serial Bus UART: Universal Asynchronous Receiver – Transmitter ACK: Acknowledgement ID: Identification PWM: Pulse Width Modulation DC: Direct Current LCD: Liquid crystal display ix Chương trình máy tính có nhiệm vụ hoạt động online, giám sát hệ thống điều khiển trực tiếp hệ thống Đầu tiên, quét cổng com, kiểm tra khung truyền Sau hoàn thành kiểm tra tiến hành kết nối Kiểm tra nút chức Nếu có nhấn truyền mã lệnh tương ứng vi điều khiển kết thúc Lưu đồ from “đăng nhập” Trong hế thống cần phân quyền người dùng để dễ quản lý đảm bảo tính bảo mật tồn vẹn thơng tin, sau tới với lưu đồ đăng nhập Bắt đầu Nhập tên mật từ bàn So sánh với tên mật Thông báo sai tên mật mời nhập lại S Đ Kết thúc Hình 9: Lưu đồ From đăng nhập 36 Bắt đầu S Nhấn lấy vân tay Nhấn đọc vân tay Đ Đ Gửi ID vân tay lên máy tính, lưu thơng tin sinh viên nhập từ máy tính S Hiển thị thơng tin sinh viên điểm danh lên hình Kết thúc Hình 10: Lưu đồ chương trình Board Arduino Chương trình Arduino có nhiệm vụ kiểm tra lệnh gửi từ máy tính xuống, thực lệnh lấy mẫu vân tay đọc mẫu vân tay Sau gửi liệu lên máy tính tiến hành lưu thơng tin xuất liệu hình Chƣơng 4: ẾT QUẢ THỰC HIỆN 4.1 Phần cứng - Khung mơ hình máy điểm danh sinh viên vân tay làm từ vật liệu bìa 37 giấy Hình 1: Mơ hình máy điểm danh sinh viên vân tay Hình 2: Máy điểm danh sinh viên chờ quét vân tay - Hệ thống điểm danh sinh viên trạng thái chờ quét vân tay đèn cảm biến vân tay sáng lên chờ sinh viên đưa mẫu vân tay vào quét, lúc hình LCD hiển thị dòng chữ “DO AN TOT NGHIEP” - Hệ thống điểm danh sinh viên trạng thái quét mã vân tay hợp lệ hiển thị thông tin sinh viên (họ tên mã số sinh viên) điểm danh Hình 3: Máy điểm danh sinh viên hiển thị thông tin người điểm danh 4.2 Phần mềm - Phần mềm viết C# thực chức năng:  Điểm danh sinh viên kiểm tra mã vân tay gửi lên từ Board so sánh với sở liệu sở liệu SQL Server, xuất hình 38  Tìm kiếm thơng tin sinh viên thơng qua tên, mã số sinh viên  Thêm, sửa, xóa liệu sinh viên phần mềm mà không cần phải thao tác SQL Server  Bảo vệ diệu thông qua phương thức đăng nhập - Với tính sau sản phẩm thực tế thi cơng phần mềm máy tính:  Trang đăng nhập giúp người quản lý hệ thống dễ kiểm sốt người dùng với chức xác định quyền hạn thao tác tài khoản sử dụng hệ thống  Hình 4.4: Trang đăng nhập chưa có tài khoản đăng nhập Hình 4: Khi chưa đăng nhập  Hình 4.5: Khi đăng nhập sai tài khoản mật khẩu, chọn “OK” dấu X để thơng báo tiến hành nhập thơng tin đăng nhập lại 39 Hình 5: Đăng nhập sai tài khoản  Hình 4.6: giao diện hệ thống Bao gồm thơng tin đề tài, nút chức lấy, lưu mẫu vân tay, lưu thông tin sinh viên, kết nối ngắt kết nối hệ thống… Hình 6: Giao diện  Hình 4.7: giao diện hệ thống điểm danh lấy mẫu vân tay lưu thông tin sinh viên vào hệ thống quản lý 40 Hình 7: Lấy mẫu vân tay nhập thông tin cho sinh viên  Hình 4.8: trang quản lý liệu điểm danh hệ thống chưa có liệu sinh viên: trang cho phép quản lý sở liệu với thao tác “thêm, sửa, xóa, tìm kiếm, thốt” hiển thị thơng tin điểm danh sinh viên Hình 8: Trang quản lý liệu điểm danh 41  Hình 4.9: trang quản lý liệu sinh viên hệ thống hoạt động Hình 9: Quản lý liệu sinh viên  Hình 4.10: Bảng liệu sinh viên lưu gồm: họ tên, mã số sinh viên ID vân tay tương ứng 42 Hình 10: Dữ liệu sinh viên Khi bắt đầu vào chương trình chính, hệ thống cập nhật học tiết bắt đầu, tiết học - Chương trình kiểm tra liệu máy chủ gửi xuống - Hiển thị hình chờ chưa nhấn nút điểm danh - Kiểm tra nút nhấn điểm danh: hiển thị hình chờ đặt vân tay vào cảm biến kiểm tra thời gian thao tác trình - Hiển thị hình chờ xác nhận thông tin kiểm tra thời gian thao tác trình kiểm tra liệu vân tay có hệ thống Các thao tác vận hành hệ thống điểm danh vân tay:  Hệ thống vận hành với tất thông tin thiết lập hiển thị hình máy tính  Cấp nguồn cho hệ thống  Kết nối hệ thống điểm danh vân tay với máy tính cáp USB  Nút “kết nối” giao diện máy tính để kết nối khối xử lý trung tâm máy tính  Nút “ngắt kết nối” để ngắt kết nối khối xử lý trung tâm sở liệu máy tính  Nút “lấy mẫu” để lưu liệu vân tay vào sở liệu  Nút “đọc vân tay” để tiến hành điểm danh sinh viên vào/ra  Nút “lưu vân tay” để lưu mã vân tay thông tin sinh viên (tên sinh viên, mã số sinh viên, mã môn học, tiết học) cho sinh viên  Nút “điểm danh” để kiểm tra hiển thị tồn thơng tin điểm danh sinh viên  Nút “tìm kiếm” để tìm thơng tin sinh viên theo mã số sinh viên.Nút “xóa” để xóa sinh viên tương ứng 43 Chƣơng ẾT LUẬN V 5.1 HƢỚNG PHÁT TRIỂN KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian thực đề tài nhóm thực rút số kết luận sau:  Việc thực truyền thông tin giao tiếp USB giải pháp đơn giản, kinh tế hiệu  Có thể thực giải pháp dùng cảm biến vân tay để thực giám sát phòng học  Việc thực giám sát phịng học thơng qua máy tính giúp cơng việc trở nên dễ dàng, nhanh chóng xác hơn, thứ phải thực theo sở liệu  p dụng khoa học kỹ thuật vào yêu cầu thực tế 44 5.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN  Thay đổi cảm biến vân tay có độ phân giải cao hơn, xác hơn, dung lượng lớn  Phát triển hệ thống theo hướng kết nối với mạng Internet để việc giám sát thực linh động  Phát triển phần mểm sử dụng cho Smartphone  Mở rộng hệ thống để giám sát nhiều thiết bị khác thông qua GSM  Thiết kế giao diện người dùng tối ưu TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC 46 47 48 ... Hình 1: Mơ hình máy điểm danh sinh viên vân tay 38 Hình 2: Máy điểm danh sinh viên chờ quét vân tay 38 Hình 3: Máy điểm danh sinh viên hiển thị thông tin người điểm danh .38 Hình 4: Khi... vân tay thông tin sinh viên Tùy vào học kì sinh viên phịng khác Đầu học kì, máy tính gửi liệu vân tay xuống mơ đun cảm biến vân tay cập nhật mẫu vân tay sinh viên phịng học vào cảm biến vân tay. .. 3.1.1.Yêu cầu hệ thống điểm danh sinh viên 27 Dùng hệ thống điểm danh sinh viên cảm biến vân tay lắp đặt phòng học Máy điểm danh ghi nhận tiết bắt đầu tiết kết thúc sinh viên truyền tải liệu máy