TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNGKHOA ĐIỆN – DIỆN TỬĐỒ ÁN 2ĐÓNG MỞ CỬA DÙNG RFID

MSSV: 41302452 TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – DIỆN TỬ ĐỒ ÁN ĐÓNG MỞ CỬA DÙNG RFID Người hướng dẫn: TS NGUYỄN HỮU KHÁNH NHÂN Người thực hiện: TRƯƠNG LÊ ANH TUẤN MSSV: 41302452 Lớp: 13040202 Khoá: 17 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2016 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn GVHD: TS Nguyễn Hữu Khánh Nhân giúp đỡ việc lựa chọn đề tài, hướng dẫn theo dõi tiến độ đồ án TP Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 09 năm 2016 Tác giả CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Hữu Khánh Nhân Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, luận văn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Trường đại học Tôn Đức Thắng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền gây q trình thực (nếu có) TP Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 03 năm 2016 Tác giả (ký tên ghi rõ họ tên) (Trang dùng để đính kèm Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp có chữ ký Giảng viên hướng dẫn) TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc LỊCH TRÌNH LÀM ĐỒ ÁN Họ tên sinh viên: Lớp: 13040202 MSSV: 41302452 Tên đề tài: Đóng mở cửa dùng RFID Tuần / ngày Nội dung Tìm hiểu chi tiết linh kiện đề tài Xác nhận GVHD Tìm hiểu linh kiện liên quan giao tiếp kết nối chúng với đề tài để thực thi cho mạch Vẽ sơ đồ khối, sơ đồ mạch, giải thích nguyên lý hoạt động chức linh kiện có mạch Viết báo cáo chương chương Viết phần mềm/tìm hiểu driver cho giao tiếp Viết phần mềm/tìm hiểu driver cho giao tiếp Ráp mạch kiểm thử, viết báo cáo Ráp mạch kiểm thử, viết báo cáo Ráp mạch kiểm thử, viết báo cáo 10 Kiểm tra phần cứng, viết báo cáo hoàn chỉnh 11 Nộp báo cáo GV HƯỚNG DẪN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT RFID Radio Frequency Identification USB Universal Serial Bus SPI Serial Peripheral Interface ĐỒ ÁN Trang 10/49 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠCH ĐÓNG MỞ CỬA DÙNG RFID 1.1 Giới thiệu 1.1.1 Mơ tả mạch Mạch đóng mở cửa sử dụng RFID, mở cửa đầu đọc RFID nhận tín hiệu từ thẻ RFID đăng ký sở liệu, tín hiệu đọc xử lý qua MCU cụ thể dùng Arduino Mega 2560 R3 Nếu thẻ đăng ký điều khiển động để mở khóa cửa, ngược lại từ chối, khơng mở cửa 1.1.2 Mục tiêu • Cung cấp tiện lợi cho người sử dụng • Dễ dàng quản lý truy cập/từ chối • Tạo mạch có tình kinh tế mà đảm bảo điều kiện hoạt động 1.2 Tìm hiểu linh kiện Mạch sử dụng linh kiện RFID Tag, đọc RFID-RC522, Ardunio Mega 2560 R3 1.2.1 Giới thiệu công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) • Radio Frequency Identification hay RFID, thuật ngữ chung cho công nghệ sử dụng sóng vơ tuyến để tự động nhận diện người hay đồ vật Một hệ thống RFID tạo thành từ hai phần chính: thẻ nhãn đầu đọc Thẻ RFID nhãn gắn với phát thu Các thành phần thẻ RFID có hai phần: vi mạch lưu trữ xử lý thông tin, ăng ten để nhận truyền tín hiệu Thẻ chứa chuỗi số cụ thể cho đối tượng cụ thể Để đọc thơng tin mã hóa thẻ, truyền-nhận sóng radio hai chiều gọi interrogator hay bơ đọc phát tín hiệu đến thẻ sử dụng ăng-ten Thẻ hồi đáp thông tin chứa ngân hàng nhớ Bộ đọc sau truyền kết đọc cho chương trình máy tính xử lý RFID Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 39/49 CHƯƠNG 3.1 THỰC THI PHẦN CỨNG Lưu đồ mơ tả cách hoạt động q trình nhận dạng: Đọc thẻ Thẻ người dùng Thẻ chủ, quản lý Đọc thẻ người dùng Thẻ có Thẻ khơng có sở liệu sở liệu Cho Từ chối, phép, mở khơng khóa khóa Đóng Mở Cửa Dùng RFID Xóa mở thẻ Thêm thẻ khỏi sở vào sở dữ liệu liệu SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 40/49 3.2 Chương trình điều khiển mạch 3.2.1 Khởi nạp thư viện thơng số cần thiết Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 41/49 3.2.2 Thiết lập thẻ chủ để quản lý thẻ người dùng khác Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 42/49 3.2.3 Vịng lặp chính, dùng cho thêm / xóa thẻ mở / khóa cửa Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 43/49 3.2.4 Hàm thực thi cho trường hợp cho phép không cho phép 3.2.5 Hàm lấy UID từ thẻ cho trình xác nhận Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 44/49 3.2.6 Hàm đọc, thêm xóa ID từ EEPROM Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 45/49 3.2.7 Hàm tìm slot ID thẻ từ EEPROM Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 46/49 3.2.8 Hàm kiểm tra byte thẻ chủ; tạo LED chớp cho trường hợp Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 47/49 3.3 Mạch thực tế 3.3.1 Mơ hình khóa cửa Hình 3-1: Mặt trước mơ hình khóa cửa Hình 3-2: Mặt mơ hình khóa cửa Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 48/49 3.3.2 Đầu đọc RFID-RC522 Hình 3-3: Đầu đọc RFID-RC522 Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 49/49 3.3.3 Mạch hồn chỉnh Hình 3-4: Mạch hồn chỉnh 3.4 Q trình thiết lập giao tiếp • Khi thẻ đọc (tag) vào vùng phát đầu đọc, thẻ cấp lượng truyền lại cho đầu đọc chuỗi mã độc thiết đặt sẵn thẻ sản xuất • Kết nối qua giao tiếp SPI khởi tạo đầu đọc thiết lập dòng SS đến Arduino thành mức thấp Chuỗi đọc từ thẻ đầu đọc truyền qua Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 50/49 chân MOSI theo tín hiệu nhị phân kết hợp với xung đồng hồ đồng với tốc độ truyền giao tiếp thiết lập chương trình • Khi vi điều khiển Arduino nhận thông tin từ đầu đọc, vi điều khiển xác định thẻ nằm sở liệu chứa EEPROM vi điều khiển xuất tín hiệu điều chế độ rộng xung chân tương ứng Chân kết nối với chân điều khiển servo để quay servo 3.5 Cú pháp câu lệnh • #define tên_biến số_chân: Dùng để định nghĩa biến ứng với số chân kết nối đến Arduino Nếu không định nghĩa tên biến số chân tương ứng chương trình khơng thể thực hiện, tín hiệu không thiết lập để truyền cho chân Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 51/49 • #include : Nạp thư viện cần dùng cho chương trình, thư viện chứa tập lệnh thực lệnh cho thành phần hệ thống, khơng nạp câu lệnh liên quan đến linh kiện tương ứng thực • int/boolean/byte tên_biến: Khởi tạo biến với loại giá trị biến Đặt loại giá trị cho biến để chương trình xử lý cho thích hợp • tên_biến_servo.attach(số_chân): Kết nối biến servo với số chân tương ứng Arduino Thiết lập chân Arduino dùng để điều khiển servo • tên_biến_servo.write(góc_quay): Dùng để điều khiển góc quay servo với góc quay tương ứng (0-180 độ), servo quay đến góc quay đặt • pinMode(tên_biến, OUTPUT/INPUT): Thiết lập biến chế độ ngõ hay ngõ vào Khi dùng chế độ ngõ dùng để sử dụng hay khơng sử dụng điện trở kéo lên kéo xuống, dòng qua thấp cho mục đích thay đổi trạng thái ngõ vào Khi dùng chế độ ngõ điện trở thấp, dịng qua cao làm cho LED sáng điều khiển số linh kiện cần dòng điện thấp khác • digitalWrite(tên_biến, LOW/HIGH): Ghi giá trị số 0/1 tương ứng cho biến • Serial.begin(tốc_độ_truyền): Lệnh bắt đầu giao tiếp với tốc độ tương ứng (bps) Khơng có lệnh giao tiếp nối tiếp khơng thực • SPI.begin(): Bắt đầu giao tiếp SPI cách khởi tạo SCK, MOSI SS thành ngõ ra, kéo SCK MOSI thành mức thấp, SS thành mức cao Khơng có lệnh giao tiếp SPI khơng thể thực • EEPROM.write(địa_chỉ, giá_trị): Lệnh ghi giá trị byte vào EEPROM với địa tương ứng Nếu khơng sử dụng lệnh khơng thể ghi liệu vào EEPROM • EEPROM.read(địa_chỉ): Đọc giá trị byte từ EEPROM với địa tương ứng Nếu khơng sử dụng lệnh khơng thể đọc liệu từ EEPROM • delay(thời_gian): Tạo trễ để tam dừng chương trình với thời gian tương ứng (ms) Nếu khơng sử dụng chương trình chạy liên tục, báo hiển thị cho người dùng bị hạn chế xảy nhanh Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 52/49 • tên_biến.PCD_Init(): Lệnh bắt đầu đầu đọc cách khởi tạo SS, RST chế độ ngõ ra, kéo SS lên mức cao Khơng có lệnh việc tạo kết nối Arduino đầu đọc khơng thành cơng • tên_biến.PICC_IsNewCardPresent(): Lệnh bool để xem có thẻ đặt vào đầu đọc hay khơng Nếu khơng chương trình khơng thể tiếp tục khơng phát thẻ • tên_biến.PICC_ReadCardSerial(): Lệnh bool để xem thẻ đặt vào đầu đọc có truyền chuỗi mã hay khơng Nếu khơng chương trình khơng thể tiếp tục khơng đọc giá trị thẻ • tên_biến.PICC_HaltA(): Lệnh dừng việc đọc từ đầu đọc Nếu khơng đầu khơng dừng phiên làm việc, q trình khơng thể tiếp tục TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [2] Super user (2016) Techprovn Retrieved October, 2016, from http://www.techpro.vn/tin-tuc/ban-tin-tong-hop/346-cong-nghe-rfid-lagi.html Tiếng Anh: Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ĐỒ ÁN Trang 53/49 [3] RFID Journal (n.d.) Frequently Asked Questions Retrieved September 30, 2016, from http://www.rfidjournal.com/site/faqs [4] Bonsor, K., & Fenlon, W (2007) How RFID Works Retrieved September 30, 2016, from http://electronics.howstuffworks.com/gadgets/high-tech-gadgets/rfid.htm [5] Circuitbasicscom (2016) Circuit Basics Retrieved October, 2016, from http://www.circuitbasics.com/basics-of-the-spi-communicationprotocol/ [6] Understanding the SPI Bus with NI LabVIEW (n.d.) Retrieved September 30, 2016, from http://www.ni.com/white-paper/9119/en/ [7] USB Network (n.d.) Retrieved September 30, 2016, from http://www.keil.com/pack/doc/mw/USB/html/_u_s_b network.html [8] Arduino - ArduinoBoardMega2560 (n.d.) Retrieved September 30, 2016, from https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560 [9] Arduino Lesson 14 Servo Motors (n.d.) Retrieved September 30, 2016, from https://learn.adafruit.com/adafruit-arduino-lesson-14-servo- motors/overview [10] MFRC522 Data Sheet Rev 3.9 [PDF] (2016, April 27) NXP Semiconductors Đóng Mở Cửa Dùng RFID SVTH: Trương Lê Anh Tuấn ... khảo Ngoài ra, luận văn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Trường... bao gồm pin để chip ln có đủ lượng để kích hoạt chúng khơng có phát tích cực Thẻ BAP có phạm vi lớn thẻ thụ động với chi phí cao tuổi thọ hạn chế pin • Cơng nghệ RFID sử dụng số ứng dụng bao gồm:... chủ hub đến thiết bị khác  Loại B: thiết kế để điều khiển thiết bị ngoại vi Khơng có khác biệt lớn loại A loại B, chức hai loại chủ yếu để tránh việc kết nối thiết bị chủ đến thiết bị chủ gây