Đồ án Thiết kế và thi công mô hình khóa điện tử có giám sát từ xa sử dụng GSM và RFID
TRƢỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
----o0o----
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
Tp. HCM, ngày 05 tháng 07 năm 2019
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Nguyễn Thành Dương
Trần Vỉnh Sơn
MSSV: 14141051
MSSV: 14141266
Mã ngành: 141
Chuyên ngành:
Hệ đào tạo:
Khóa:
Điện tử công nghiệp
Đại học chính quy
2014
Mã hệ:
Lớp:
1
14141DT3
I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH KHÓA ĐIỆN TỬ CÓ
GIÁM SÁT TỪ XA SỬ DỤNG GSM VÀ RFID
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
- Pham Minh Tuan, ebook :Internet Of Things(IoT): cho người mới bắt đầu,
- Nguyễn Ngọc Lực, “Thiết kế , thi công mô hình hệ thông điều khiển điện và
giám sát nhà” , đồ án tốt nghiệp , trường ĐHSPKT Tp HCM, 2018.
- Phạm Hưng Thịnh, “Thiết kế, thi công hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị
nhà có hỗ trờ Google Assistant”, đồ án tốt nghiệp, trường ĐHSPKT TpHCM, 2018.
- Nguyen Dinh Phu, Truong Ngoc Anh, giáo trình vi xử lý , Xuất bản ĐH Quốc
Gia, Tp.HCM, 2013.
- Hướng dẫn sử dụng Module cảm biến chuyển động HC - SR501-MLAB
i
- Lập trình và sử dụng module đọc thẻ RFID-RC522 – Arduino.vn
(http://arduino.vn/bai-viet/833-lap-trinh-va-su-dung-modul-doc-rfid-rc522)
2. Nội dung thực hiện:
- Tìm hiểu Arduino, module sim900, module RFID, cảm biến chuyển động,
phím ma trận 4x4.
- Thiết kế, tính toán, thi công mạch giao tiếp module sim với Arduino.
- Thiết kế, tính toán, thi công mạch giao tiếp cảm biến chuyển động với
Arduino.
- Thiết kế, tính toán, thi công mạch giao tiếp cảm biến chuyển động với
Arduino.
- Thiết kế, tính toán, thi công mạch giao tiếp module RFID với Arduino.
- Viết chương trình điều khiển mô hình.
- Thiết kế nguồn cung cấp cho mô hình.
- Chạy thử nghiệm mô hình.
- Viết báo cáo.
- Báo cáo cáo đề tài tốt nghiệp.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
19/02/2019
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05/07/2019
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS.TS Nguyễn Thanh Hải
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – YSINH
ii
TRƢỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÖC
----o0o----
Tp. HCM, ngày 4 tháng 1 năm 2019
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Trần Vỉnh Sơn
Lớp: 14141DT3B
MSSV: 14141266
Họ tên sinh viên: Nguyễn Thành Dƣơng
Lớp: 14141DT3A
MSSV: 14141051
Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH KHÓA ĐIỆN TỬ CÓ GIÁM
SÁT TỪ XA SỬ DỤNG GSM VÀ RFID
Xác nhận
GVHD
Tuần/ngày
Nội dung
Gặp gỡ GVHD và trao đổi về đề tài tốt nghiệp.
Tìm hiểu các đề tài nghiên cứu có liên quan.
Tuần 1 (18/02 - 24/02)
Tuần 2 (25/02 - 03/03)
Gặp và báo cáo với GVHD về đề tài sẽ thực hiện.
Tìm hiểu về các linh kiện sẽ sử dụng
Tuần 3 (04/03 - 10/03)
Tuần 4 (11/03 - 17/03)
Tìm hiểu về giao tiếp giữa module Sim với Arduino.
Vẽ sơ đồ khối và nội dung từng khối.
Thiết kế và lập trình cho Arduino và module Sim
Báo cáo tiến độ với GVHD.
Tuần 5 (18/03 - 24/03)
Hoàn thành cơ sở lý thuyết, thiết kế nguyên lý từng
khối.
Tuần 6 (25/03 - 31/03)
Tuần 7 (01/04 - 07/04)
Hoàn thành giao tiếp (gửi sms) giữa module Sim và
Arrduino.
Tìm hiểu giao tiếp Arduino và phím ma trận.
Viết code cho phím ma trận và Arduino.
iii
Báo cáo tiến độ cho GVHD.
Tuần 8 (08/04 - 14/04)
Tuần 9 (15/04 - 21/04)
Viết báo cáo thiết kế khối mở khóa dùng phím ma
trận.
Tìm hiểu và giao tiếp giữa RFID và Arduino
Hoàn thành giao tiếp phím ma trận và viết code
RFID.
Viết báo cáo.
Báo cáo tiến độ cho GVHD.
Tuần 10 (22/04 -
Gửi tài liệu, hình ảnh, báo cáo tiến độ 50%
Viết code cho RFID , ma trận phím và Arduino.
28/04)
Tìm hiểu giao tiếp cảm biến chuyển động PIR, nút
nhấn đơn với Arduino
Tuần 11 (29/04 -
05/05)
Viết code cho PIR, nút nhấn với Arduino.
Tổng hợp code toàn mạch.
Viết báo cáo.
Tuần 12 (06/05 -
12/05)
Báo cáo tiến độ với GVHD.
Chỉnh sửa báo cáo.
Tuần 13(13/05 -
19/05)
Kiểm tra và chỉnh sửa toàn mạch
Đi dây, hoàn thành mô hình.
Viết nhận xét đánh giá
Hoàn thành báo cáo
Tuần 14,15,16 (20/05
– 09/06)
GV HƢỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)
iv
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, chúng em đã nhận được nhiều sự
giúp đỡ từ Thầy/Cô người thân và bạn bè. Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn
chân thành, sâu sắc tới Thầy PGS.TS Nguyễn Thanh Hải đã hướng dẫn và góp ý tận
tình, cũng như chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện tốt nhất để chúng
em hoàn thành tốt đề tài.
Chúng em cũng xin cảm ơn các Thầy, Cô khoa Điện Điện tử đã tạo điều kiện
tốt nhất để chúng em hoàn thành tốt đề tài. Và xin cảm ơn tất cả bạn bè, người thân
đã ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình cho chúng em.
Sau cùng, dù có nhiều cố gắng và sự giúp đỡ của mọi người nhưng do thời
gian thực hiện chỉ 15 tuần, kinh nghiệm còn hạn chế nên chúng em không tránh
được những thiếu sót. Chúng em mong quý Thầy /Cô, người thân, bạn bè cảm thông
và chân thành góp ý để chúng em hoàn thiện tốt đề tài hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Tp. HCM, ngày 05 tháng 07 năm 2019
Người thực hiện đề tài
Trần Vỉnh Sơn
Nguyễn Thành Dƣơng
vi
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................. v
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................... vi
MỤC LỤC........................................................................................................................ vii
LIỆT KÊ HÌNH ẢNH...................................................................................................... ix
LIỆT KÊ BẢNG................................................................................................................ x
TÓM TẮT......................................................................................................................... xi
Chƣơng 1. TỔNG QUAN ................................................................................................. 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................... 1
1.2 MỤC TIÊU ....................................................................................................... 2
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU............................................................................ 2
1.4 GIỚI HẠN ........................................................................................................ 2
1.5 BỐ CỤC............................................................................................................ 3
Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT..................................................................................... 4
2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG........................................................................... 4
2.2.2 Phím ma trận 4x4 ........................................................................................ 6
2.2.4 Vi điều khiển ............................................................................................... 8
2.2.5 Công nghệ RFID ......................................................................................... 9
2.3 GIAO TIẾP I2C........................................................................................... 13
2.5 GIAO TIẾP SPI ............................................................................................. 14
Chƣơng 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ...................................................................... 16
3.1 GIỚI THIỆU .................................................................................................. 16
vii
3.2.2 Thiết kế chi tiết.......................................................................................... 18
3.2.3 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch ....................................................................... 28
Chƣơng 4. THI CÔNG MÔ HÌNH................................................................................ 30
4.1 GIỚI THIỆU .................................................................................................. 30
4.2 THI CÔNG MÔ HÌNH ................................................................................. 30
4.2.1 Danh sách linh kiện................................................................................... 30
4.2.2 Lắp ráp mô hình ........................................................................................ 31
4.3.1 Lưu đồ chương trình.................................................................................. 34
5.1 GIỚI THIỆU .................................................................................................. 40
5.2 KẾT QUẢ....................................................................................................... 40
5.1.1 Kết quả đạt được ....................................................................................... 40
5.1.2 Kết quả thực nghiệm ................................................................................. 40
5.3 NHẬN XÉT .................................................................................................... 45
5.3.1 Ưu điểm..................................................................................................... 45
5.3.2 Hạn chế...................................................................................................... 46
5.4 ĐÁNH GIÁ ..................................................................................................... 46
6.1 KẾT LUẬN..................................................................................................... 47
6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN ................................................................................ 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 48
PHỤ LỤC......................................................................................................................... 49
viii
LIỆT KÊ HÌNH ẢNH
Hình 2.3 Hình ảnh sơ đồ chân của cảm biến PIR. ...................................................... 6
Hình 2.4 Hình ảnh sơ đồ kết nối của phím ma trận 4x4. ............................................ 7
Hình 2.5 Hình ảnh phim ma trận 4x4.......................................................................... 7
Hình 2.6 Hình ảnh Module SIM900A ........................................................................ 7
Hình 2.7 Hình ảnh Arduino Mega............................................................................... 9
Hình 2.8 Hình ảnh Module RFID RC522................................................................. 10
Hình 2.9 Hình ảnh LCD 16x2................................................................................... 11
Hình 2.10 Mạch chuyển giao tiếp LCD 16x2. .......................................................... 13
Hình 2.11 Hình ảnh kết nối giữa Master và Slave.................................................... 15
Hình 2.12 Logo phần mềm IDE................................................................................ 15
Hình 2.13 Hình ảnh giao diện phần mềm IDE.......................................................... 16
Hình 3.1 Sơ đồ khối của mô hình.............................................................................. 17
Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý của khối giám sát. ........................................................... 20
Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến.................................................................. 20
Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý khối báo động.................................................................. 21
Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý khối động cơ và nút nhấn................................................ 22
Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý khối mở khóa. ................................................................. 23
Hình 3.10 Sơ đồ nối dây ma trận phím 4x4. ............................................................. 25
Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị. ................................................................. 26
Hình 3.12 Hình ảnh module hạ áp LM2596. ............................................................ 27
Hình 4.1 Hình ảnh mạch xử lý trung tâm.................................................................. 31
Hình 4.2 Hình ảnh mạch giám sát module sim......................................................... 31
Hình 4.4 Hình ảnh mạch báo động. .......................................................................... 32
Hình 4.5 Hình ảnh mô hình hoàn thiện..................................................................... 33
Hình 4.7 Lưu đồ chương trình chính......................................................................... 35
Hình 5.2 Hình ảnh LCD khi quẹt thẻ sai................................................................... 41
ix
Hình 5.3 Hình ảnh mạch báo động hoạt động........................................................... 42
Hình 5.6 Hình ảnh LCD khi ở chế độ thêm thẻ ........................................................ 43
Hình 5.7 Hình ảnh LCD khi chọn chế độ xóa thẻ..................................................... 44
LIỆT KÊ BẢNG
Bảng 4.1 Danh sách linh kiện sử dụng……………………………………………..30
x
TÓM TẮT
Ngày nay trước sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là
thành công của cuộc cách mạng kỹ thuật 4.0 làm cho thế giới của chúng ta ngày
càng thay đổi, cuộc sống trở nên văn minh và hiện đại hơn.
Cùng với sự phát triển đó thì các tệ nạn xảy ra ngày càng tinh vi và khó diều
tra được. Trong đó, tệ nạn trộm cấp cũng là vấn đề đáng lo ngại. vì thế,” Thiết kế và
thi công mô hình khóa điện tử có giám sát từ xa sử dụng GSM và RFID” đã đưa
ra một giải pháp thay thế những hệ thống bảo mật truyền thống.
Mô hình sử dụng board Arduino Mega 2560 để làm khối điều khiển trung tâm.
Sử dụng công nghệ thẻ từ RFID để mở lớp đầu tiên kết hợp phím ma trận 4x4 để mở
khóa. Giám sát ngôi nhà qua GSM để gửi tin nhắn cảnh báo cho người dùng. Mô
hình phát hiện chuyển động bằng việc sử dụng cảm biến chuyển động PIR.
xi
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học và công nghệ đã làm
cho cuộc sống của con người được tốt hơn và hoàn thiện hơn. Các thiết bị điều khiển
thông minh và tự động cũng được phát triển. Trong đó có nhà thông mình với các
thiết bị trong nhà hoạt động một cách tự động hoặc bán tự động và việc giám sát
điều khiển trở nên thuận lợi, an toàn và an ninh hơn nhờ được điều khiển từ xa.Với
sự xuất hiện và phát triển mạnh mẽ của công nghệ IoT [1], việc quản lý căn nhà
càng được cải thiện hơn, các thiết bị được kết nối với nhau thông qua wifi,
bluetooth, mạng viễn thông và được điều khiển bởi người dùng trên các thiết bị như
smart phone, máy tính bảng ở bất kỳ đâu.
Hiện nay có rất nhiều đề tài nghiên cứu về nhà thông minh như đồ án tốt
nghiệp của Nguyễn Ngọc Lực về đề tài “Thiết kế, thi công mô hình hệ thông điều
khiển điện và giám sát nhà” dùng board Arduino Mega 2560 làm bộ điều khiển
trung tâm kết hợp module ESP8266 Node MCU và module sim900A thông qua App
Android và Web server để điều khiển và giám sát các thiết bị trong nhà như đo nhiệt
độ, độ ẩm, báo động rò rỉ khí ga, khi có người đột nhập thì báo động và gửi tin nhắn
đến người sử dụng, hệ thống còn nhận biết khi mất điện thì tự động chuyển sang
nguồn dự phòng (acquy) và gửi tin nhắn cho người sử dụng [2]. Tác giả Phạm Hưng
Thịnh với đề tài “ Thiết kế, thi công hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị nhà có
hỗ trờ Google Assistant”. Hệ thống này sử dụng board Arduino, module wifi
ESP8266 Node MCU, cảm biến nhiệt độ, khí gas, chuyển động. Người dùng có thể
giám sát bằng smartphone hệ đều hành android truy cập Web bất kỳ nơi nào có wifi
hoặc internet. Có thể giám sát hệ thống từ xa, hiển thị nhiệt độ, báo động khi rò rỉ
khí gas hoặc có trộm đột nhập [3].
Bên cạnh sự phát triển của đời sống con người thì các tệ nạn xã hội xảy ra ngày
càng nhiều với hình thức ngày càng tinh vi hơn, trong đó có nạn trộm cắp tài sản.
Các biện pháp bảo bệ truyền thống không thể đáp ứng yêu cầu bảo vệ an toàn cho tài
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
sản. Vì thế, yêu cầu có một thiết bị thông minh hơn giúp bảo vệ tài sản được an toàn
hơn.
Từ các thực tiễn trên, nhóm em quyết định lựa chọn đề tài “Thiết kế và thi
công mô hình khóa điện tử có giám sát từ xa sử dụng GSM và RFID” để góp
phần hạn chế tối đa mất mát tài sản. Hệ thống sử dụng bộ điều khiển trung tâm là
board Arduino giao tiếp với module sim900A [4], phím ma trận 4x4 [5], cảm biến
chuyển động HC-SR501 [6], module RFID RC522 [7].
1.2 MỤC TIÊU
Thiết kế và thi công mô hình điều khiển và giám sát khóa chống trộm thông
minh. Có thể giám sát từ xa qua mạng viễn thông (tin nhắn) và điều khiển trực tiếp
từ ma trận phím 4x4, thẻ RFID.
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu Arduino, module sim900, module RFID, cảm biến chuyển động,
phím ma trận 4x4.
- Thiết kế, tính toán, thi công mạch giao tiếp module sim với Arduino.
- Thiết kế, tính toán, thi công mạch giao tiếp cảm biến chuyển động với
Arduino.
- Thiết kế, tính toán, thi công mạch giao tiếp cảm biến chuyển động với
Arduino.
- Thiết kế, tính toán, thi công mạch giao tiếp module RFID với Arduino.
- Viết chương trình điều khiển mô hình.
- Thiết kế nguồn cung cấp cho mô hình.
- Chạy thử nghiệm mô hình.
- Viết báo cáo.
- Báo cáo cáo đề tài tốt nghiệp.
1.4 GIỚI HẠN
- Mô hình không áp dụng cho nhà ở thực tế.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
- Mô hình sử dụng mạng viễn thông (SMS) để giám sát. Trên thực tế thì có thể
sử dụng nhiều loại sóng để giám sát như: bluetooth, wifi.
- Mô hình dùng cảm biến chuyển động HC-SR501, khoảng cách phát hiện tối đa
5m.
- Dùng chuông buzzer cảnh báo khi có người đột nhập.
1.5 BỐ CỤC
Chƣơng 1: Tổng quan.
Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nôi
dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án.
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết.
Chương này trình bày khái quát về công nghệ IOT, giới thiệu các module, linh
kiện sử dụng cho thiết kế mô hình (Arduino, module RFID, module Sim900, cảm
biến chuyển động PIR, ma trận phím), kiến thức cơ bản và các phần mềm liên quan
để hỗ trợ cho lập trình điều khiển mô hình.
Chƣơng 3: Tính toán và thiết kế.
Đưa ra sơ đồ khối, tính toán và thiết kế khối nguồn, khối điều khiển trung tâm,
khối cảm biến, khối báo động, khối động cơ và nút nhấn, khối mở khóa, khối giám
sát, khối hiển thị.
Chƣơng 4: Thi công hệ thống
Thiết kế lưu đồ giải thuật, viết chương trình, thi công mô hình.
Chƣơng 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá
Đưa ra kết quả, hình ảnh mô hình, nhận xét ưu - nhược điểm và đánh giá về
mô hình.
Chƣơng 6: Kết luận và hƣớng phát triển
Đưa ra Kết luận đề tài sau thời gian thực hiện, và hướng phát triển của mô
hình.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 GIỚI THIỆU VỀ IOTS (INTERNET OF THINGS)
Internet of Things (IoTs) là mạng lưới mọi thứ đều được kết nối với Internet
hay là các thiết bị kết nối với nhau trong một mạng Internet duy nhất. Trong đó, các
thiết bị, đồ vật có khả năng kết nối, thu thập, trao đổi thông tin, dữ liệu với nhau qua
mạng bằng smartphone, máy tính bảng, máy tính nhờ được nhúng với các vi mạch
điện tử, cảm biến, phần mềm. Ứng dụng của IoTs rất đa dạng, trong nhiều lĩnh vực
khác nhau:
- Trong đời sống: Giám sát thông minh, nhà thông minh, vận chuyển tự động,
quản lý điện năng, cung cấp nước, bảo vệ thông minh, quản lý môi trường.
- Trong y tế: Theo dõi sức khỏe như nhịp tim, huyết áp, phát hiện các tế bào ung
thư, chế tạo các bộ phận nhân tạo trong cơ thể.
- Trong công nghiệp: Giám sát sản xuất bằng các cảm biến và dây chuyền tự
động, thu thập dự liệu của máy móc quản lý, điều khiển qua web hay ứng dụng điện
thoại.
2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG
2.2.1 Module cảm biến chuyển động PIR HC – SR501
Cảm biến chuyển động HC-SR501 là cảm biến có khả năng nhận biết được
một vật di chuyển thông qua các tia hồng ngoại phát ra từ vật thể trong vùng mà cảm
biến hoạt động. Module cảm biến có thể điều chỉnh được độ nhạy nhờ 2 biến trở là
Sx biến trở điều chỉnh độ nhạy của cảm biến, Tx biến trở điều chỉnh thời gian đóng
của cảm biến, giúp cho cảm biến hoạt động phù hợp với những yêu cầu của người
dùng.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
4
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 2.1 Hình dạng của cảm biến PIR HC-SR501.
Hình 2.2 Hình ảnh nguyên lý hoạt động của cảm biến PIR.
Các cảm biến PIR luôn có 2 sensor như hình 2.2. Chắn trước mắt sensor là
một lăng kính (thường làm bằng plastic), chế tạo theo kiểu lăng kính fresnel. Lăng
kính fresnel này có tác dụng chặn lại và phân thành nhiều vùng (zone) cho phép tia
hồng ngoại đi vào mắt sensor. 2 đơn vị của mắt sensor có tác dụng phân thành 2
điện cực. Một cái là điện cực dương (+) và cái kia là âm (-). Khi 2 đơn vị này được
tuần tự kích hoạt (cái này xong rồi mới đến cái kia) thì sẽ sinh ra một xung điện,
xung điện này kích hoạt sensor.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
5
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 2.3 Hình ảnh sơ đồ chân của cảm biến PIR.
Thông số kỹ thuật:
- Sử dụng điện áp: 4.5V - 20V DC
- Điện áp đầu ra: 0V - 3.3V DC
- Có 2 chế độ hoạt động:
(L) không lặp lại kích hoạt
(H) lặp lại kích hoạt
- Thời gian trễ: điều chỉnh trong khoảng 0.5-200S
- Góc quét <100 độ
- Sử dụng cảm biến: 500BP
- Khoảng các phát hiện: 2m -4.5m
- Kích thước PCB:32mm x 24mm
2.2.2 Phím ma trận 4x4
Ma trận phím 4x4 gồm có 16 nút bấm được sắp xếp theo ma trận 4 hàng, 4 cột.
có đến 16 nút nhấn, nghĩa là nếu làm một cách thông thường (dùng chân digital) thì
chúng ta phải cần đến 16 chân. Nhưng do các nút bấm trong cùng một hàng và một
cột được nối với nhau, vì vậy ma trận phím 4x4 sẽ có tổng cộng 8 ngõ ra.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
6
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 2.4 Hình ảnh sơ đồ kết nối của phím ma trận 4x4.
Hình 2.5 Hình ảnh phim ma trận 4x4.
2.2.3 Module Sim900a
SIM900A là module được thiết kế dưới dạng module chipset, nhỏ gọn, giá
thành thấp, hoạt động ổn định. Module SIM900A có các tính năng cơ bản của chiếc
điện thoại như gọi, nhắn tin, truy cập GPRS.
Hình 2.6 Hình ảnh Module SIM900A
Điện áp hoạt động 4.5 – 5V , dòng kích tối thiểu 1A
Giao diện: TTL
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
7
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chức năng các chân:
- VCC: Chân cấp nguồn (3-5VDC).
- DTR: Chân đầu cuối dữ liệu.
- TX: Chân truyền dữ liệu trong điều khiển UART.
- RX: Chân nhận dữ liệu trong điều khiển UART.
- Speaker: Chân xuất dữ liệu âm thanh.
- Microphone: Chân kết nối với mic.
- Chân Reset: Reset module sim.
- Chân GND: Chân nối mass.
2.2.4 Vi điều khiển
2.2.4.1 Giới thiệu về Arduino
Arduino là một board mạch vi xử lý dùng để lập trình xây dựng các ứng dụng
tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn. Ưu điểm của Arduino
là ngôn ngữ cực kì dễ học (giống C/C++), các ngoại vi trên bo mạch đều đã được
chuẩn hóa, nên không cần biết nhiều về điện tử chúng ta cũng có thể lập trình được.
Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế trên nền tảng vi xử lý
AVR Atmel 8bit, hoặc ARM Atmel 32-bit. Những Model hiện tại được trang bị gồm
1 cổng giao tiếp USB, 6 chân đầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích
với nhiều board mở rộng khác nhau.
2.2.4.2 Arduino Mega
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
8
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 2.7 Hình ảnh Arduino Mega.
Thông số kỹ thuật:
- Chip xử lý: ATmega2560.
- Điện áp hoạt động: 5V.
- Điện áp đầu vào (giới hạn): 6-20V.
- Điện áp đầu vào (khuyến khích): 7-12V.
- Số chân Digital I/O: 54(với 15 chân PWM).
- Số chân Analog (input) : 16.
- Dòng sử dụng I/O Pin : 20mA..
- Dòng sử dụng 3.3V Pin: 50mA
- Bộ nhớ Flash: 256KB, 8KB sử dụng cho Bootloader.
- SRAM: 2KB: 8KB..
- EEPROM: 4KB.
- Xung nhịp: 16 MHz.
Nguồn sử dụng: Arduino có thể được cấp nguồn thông qua cổng USB hoặc cấp
nguồn ngoài thông qua jack cắm 2.1mm, cũng có thể sử dụng 2 chân Vin và GND
để cấp nguồn cho Arduino.
Chức năng các chân:
- Chân 5V và chân 3.3V: các chân này dùng để lấy nguồn ra tương ứng 5V và
3.3V.
- Vin: Cấp nguồn cho Arduino
- GND: chân mass
- Reset: chân reset
2.2.5 Công nghệ RFID
2.2.5.1 Giới thiệu về RFID
Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ nhận dạng đối
tượng bằng sóng vô tuyến. Công nghệ này cho phép nhận biết các đối tượng thông
qua hệ thống thu phát sóng radio, từ đó có thể giám sát, quản lý từng đối tượng.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
9
Tải về để xem bản đầy đủ
74 trang
23400
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế và thi công mô hình khóa điện tử có giám sát từ xa sử dụng GSM và RFID", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_thiet_ke_va_thi_cong_mo_hinh_khoa_dien_tu_co_giam_sat.pdf
