đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. • Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Giới thiệu cảm biến vân tay R305, module Arduino Mega 2560, ESP8266 và một số thiết bị liên quan sử dụng trong việc thiết kế, thi công cho đề tài. • Chương 3: Thiết Kế và Xây Dựng Hệ Thống.
Chương này giới thiệu tổng quan về các yêu cầu của đề tài và các tính toán, thiết kế. • Chương 4: Kết Quả Thực Hiện. 2 do an Phần này gồm có 2 phần là kết quả thi công phần cứng và những kết quả hình ảnh trên màn hình. • Chương 5: Kết Luận và Hướng Phát Triển Chương này sẽ trình bày những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống.
Những điều làm được và chưa làm được đồng thời đưa ra hướng phát triển và mở rộng cho đề tài. 3 do an Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cảm biến vân tay 2.1 Giới thiệu Hiện tại trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến để nhận dạng và phát hiện người dùng như: cảm biến nhận dạng khuôn mặt, cảm biến hồng ngoại, cảm biến giọng nói, RFID, … nhưng với tính hữu dụng và tiện lợi của cảm biến vân tay rất phù hợp cho việc quản lý người dùng. Chính vì vậy người thực hiện đề tài đã chọn cảm biến vân tay để nhận dạng người dùng. Đây là module nhận dạng vân tay giao tiếp trực tiếp qua giao thức UART có thể kết nối trực tiếp đến vi điều khiển hoặc qua PC adapter Max232/USB-Serial.
Người sử dụng có thể lưu trữ dữ liệu vân tay trực tiếp vào module. Module có thể dễ dàng giao tiếp với các loại vi điều khiển chuẩn 3. Có một đèn Led đỏ được bật sáng trong ống kính trong suốt quá trình chụp vân tay để giúp báo hiệu cho người dùng biết khi nào thiết bị đang chờ lấy vân tay. Cảm biến với độ chính xác cao và có thể được nhúng vào các thiết bị như: điều khiển truy cập, két sắt, khóa cửa nhà, khóa cửa xe… Có thể chứa lên đến 120 dạng vân tay khác nhau trong bộ nhớ flash của module.1: Module nhận dạng vân tay R305.2 Các đặc trưng của cảm biến vân tay R305 - Tích hợp bộ xử lý hình ảnh và thuật toán xử lý vân tay trên cùng một chip.
- Khả năng xử lý ảnh chụp tốt với độ phân giải lên đến 500dpi. - Kích thước nhỏ gọn. - Thời gian lấy ảnh nhanh. - Cửa sổ nhận dạng vân tay lớn.
- Trang bị 2 chuẩn giao tiếp: USB và UART. - Tỷ lệ lỗi chấp nhận được: 0. - Tỷ lệ lỗi không chấp nhận: 0. - Tiêu thụ công suất thấp và hiệu suất tuyệt vời: (Công suất tối đa chỉ 0.
4 do an - Có 2 chân truyền nhận dữ liệu: • Chân số 3 Rx dùng để nhận dữ liệu. • Chân số 4 Tx dùng để truyền dữ liệu. - Thông số kĩ thuật: Bảng 2.1: Thông số kĩ thuật module R305. Nguồn cung cấp 3.6 – 6 VDC Giao diện UART hoặc USB Dòng làm việc Thông thường :100mA Chế độ so sánh 1:1 và 1:N Đỉnh: 150mA Tốc độ Baud 57600bps Kích cỡ file kí 256 Byte tự Thời gian thu < 0.5s Kích cỡ mẫu 512 Byte thập ảnh Khả năng lưu 162 Mức bảo vệ 5(1,2,3,4,5) trữ mẫu Thời gian tìm <0.1s (1:1000) Kích thước cửa 18mm*22mm kiếm trung bình sổ cảm biến Môi trường làm Nhiệt độ: -10oC đến Môi trường Nhiệt độ: -40oC việc 40oC bảo quản đến 85oC RH: 40% đến 85% RH: <85% 2.
Sơ đồ định thời đơn byte - Tốc độ cảm biến có thể lựa chọn từ từ 9600bps đến 115200bps. Tốc độ mặc định là 57600 bps. - Chế độ truyền đơn byte bao gồm 1 bit bắt đầu, 8 bit nội dung và 1 bit kết thúc. Bit bắt đầu luôn là 0, trong khi bit kết thúc luôn là 1.
LSB được gửi đầu tiên bên phải bit bắt đầu.2: Sơ đồ định thời đơn byte. Sơ đồ định thời lệnh - Một lệnh đơn bao gồm 6 bytes đơn liên tục được truyền đi. - Sau đây là ví dụ về lệnh SYNC (AA0D00000000h).3: Sơ đồ định thời lệnh SYNC.4 Phương thức giao tiếp a. Định dạng gói dữ liệu - Dữ liệu thu và nhận được định dạng theo các gói khi giao tiếp.
• Định dạng gói dữ liệu: Bắt đầu Địa chỉ Nhận dạng Độ dài Nội dung Kiểm tra (lệnh/dữ liệu) tổng • Định nghĩa gói dữ liệu: Bảng 2.2: Định nghĩa gói dữ liệu. Tên Độ dài Mô tả Bắt đầu 2 bytes Giá trị 0xEF01H Địa chỉ 4 bytes Địa chỉ cảm biến mặc định 0xFFFFFFFF Nhận dạng 1 byte 0x01H Lệnh 0x02H Dữ liệu 0x07H Báo nhận 0x08H Kết thúc Độ dài 2 bytes Độ dài gói tính từ byte nhận dạng đến kiểm tra. Nội dung - Có thể là lệnh, dữ liệu hoặc báo nhận Kiểm tra tổng 2 bytes Tổng byte tính từ byte nhận dạng đến hết nội dung. *Các byte cao được gởi trước.
Kiểm tra gói ACK - Lưu ý: lệnh chỉ được gởi đến module cảm biến, module cảm biến chỉ trả về các gói xác nhận. - Định nghĩa bytes xác nhận: 1. 0x00h: thực thi hoàn tất. 0x01h: lỗi nhận dữ liệu.
0x02h: không phải vân tay. 0x03h: thất bại đăng ký vân tay. 0x06h: không tạo được đặc điểm nhận dạng. 0x07h: dấu vân quá nhỏ để lấy mẫu.
0x08h: dấu vân không trùng. 0x09h: thất bạ tìm kiếm dấu vân. 0x0Ah: lỗi kết hợp đặc điểm dấu vân. 0x0Bh: địa chỉ ID vượt khung.
0xCh: lỗi đọc từ dữ liệu vân tay. Dữ liệu xấu. 0xDh: lỗi nạp dữ liệu. 0xEh: không thể nhận dữ liệu.
0xFh: lỗi gửi hình ảnh. 0x10h: lỗi xoá dữ liệu. 0x11h: lỗi xoá một ID. 0x15h: lỗi tạo ảnh.
0x18h: lỗi ghi flash. 0x19h: không xác định được lỗi. 0x1Ah: số đăng ký không hợp lệ. 0x1Bh: gói dữ liệu sai.
0x1Ch: sai số trang. 0x1Dh: lỗi cổng giao tiếp. Others: dự phòng.5 Các lênh ̣ điề u khiể n cảm biến vân tay Module cảm biến vân tay đươ ̣c điề u khiển với lệnh như sau: a. Lệnh kết nối (bắt tay) - Mô tả: xác nhận giao tiếp giữa cảm biến và PC hoặc VXL.
- Code chỉ thị : 0x17h. - Ack hồi đáp = 0x00h, 0x01h, 0x1Dh. • Định dạng gói lệnh: Bảng 2.3: Gói lệnh kết nối. 2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 1 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ Nhận Độ dài Chỉ thị Lệnh Kiểm tra dạng 0xEF01h 0xXXXXh 0x01h 0x0004h 0x17h 0x00h 0x001Ch • Định dạng gói Ack: Bảng 2.4: Gói Ack kết nối.
2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ Nhận dạng Độ dài Code xác Kiểm tra nhận 0xEF01h 0xXXXXh 0x07h 0x0003h 0xXXh 0x001Ch b. Lệnh đặt địa chỉ - Mô tả: đặt lại địa chỉ cho cảm biến. - Code chỉ thị: 0x15h. • Định dạng gói lệnh: Bảng 2.5: Gói lệnh địa chỉ.
2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 4 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ cũ Nhận dạng Độ dài Chỉ thị Địa chỉ Kiểm tra mới 0xEF01h 0xXXXXh 0x01h 0x0004h 0x15h 0xYYYYh sum 8 do an • Định dạng gói ACK: Bảng 2.6: Gói Ack địa chỉ. 2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ Nhận dạng Độ dài Code xác nhận Kiểm tra 0xEF01h 0xXXXXh 0x07h 0x0007h 0xXXh sum c. Lệnh lấy ảnh - Mô tả: lấy ảnh. - Code chỉ thị: 0x01h.
• Định dạng gói lệnh: Bảng 2.7: Gói lệnh lấy ảnh. 2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ Nhận dạng Độ dài Chỉ thị Kiểm tra 0xEF01h 0xXXXXh 0x01h 0x0003h 0x01h sum • Định dạng gói ACK: Bảng 2.8: Gói ACK lấy ảnh. 2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ Nhận Độ dài Code xác Kiểm dạng nhận tra 0xEF01h 0xXXXXh 0x07h 0x0003h 0xXXh sum d. Trích xuất đặc trưng từ ảnh chụp vân tay - Mô tả: Trích xuất đặc trưng từ ảnh chụp vân tay ưu vào buffer1, buffer 2.
- Code chỉ thị: 0x02h. • Định dạng gói lệnh: Bảng 2.9: Gói lệnh đặc biệt cho ảnh. 2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 1 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ Nhận dạng Độ dài Chỉ thị buffer Kiểm tra 9 do an 0xEF01h 0xXXXXh 0x01h 0x0004h 0x02h 1,2 sum • Định dạng gói ACK: Bảng 2.10: Gói Ack đặc biệt cho ảnh. 2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ Nhận dạng Độ dài Code xác nhận Kiểm tra 0xEF01h 0xXXXXh 0x07h 0x0003h 0xXXh sum e.
Tạo mẫu - Mô tả: tạo dữ liệu mẫu từ buffer1 và buffer2. - Code chỉ thị: 0x05h. - ACK hồi đáp = 0x00h, 0x01h, 0x0Ah. • Định dạng gói lệnh: Bảng 2.11: Gói lệnh tạo mẫu.
2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ Nhận dạng Độ dài Chỉ thị Kiểm tra 0xEF01h 0xXXXXh 0x01h 0x0003h 0x05h 0x09h • Định dạng gói ACK: Bảng 2.12: Gói ACK tạo mẫu. 2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ Nhận dạng Độ dài Code xác nhận Kiểm tra 0xEF01h 0xXXXXh 0x07h 0x0003h 0xXXh sum f. Lưu mẫu - Mô tả: lưu mẫu đã tạo vào bộ nhớ flash kèm số ID của mẫu. - Code chỉ thị: 0x06h.
- ACK hồi đáp = 0x00h, 0x01h, 0x0bh, 0x18h. • Định dạng gói lệnh: Bảng 2. 2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 1 bytes 2 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ dạng Độ dài Chỉ thị buffer ID Kiểm tra 0xEF01h 0xXXXXh 0x01h 0x0006h 0x06h 1/2 ID sum 10 do an 11 do an • Định dạng gói ACK Bảng 2. 2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ Nhận dạng Độ dài Code xác nhận Kiểm tra 0xEF01h 0xXXXXh 0x07h 0x0003h 0xXXh sum g.
Xoá mẫu - Mô tả: xoá số lượng mẫu (N) đã lưu trong bộ nhớ flash từ vị trí ID. - Code chỉ thị: 0x0Ch - ACK hồi đáp = 0x00h, 0x01h, 0x10h. • Định dạng gói lệnh: Bảng 2. 2 bytes 4 bytes 1 2 bytes 1 2 2 2 bytes bytes bytes bytes bytes Bắt đầu Địa chỉ dạng Độ dài Chỉ thị ID Số mẫu Kiểm tra 0xEF01h 0xXXXXh 0x01h 0x0007h 0x0Ch ID N sum • Định dạng gói ACK: Bảng 2.
2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ Nhận dạng Độ dài Code xác nhận Kiểm tra 0xEF01h 0xXXXXh 0x07h 0x0003h 0xXXh sum h. Xoá toàn bộ mẫu - Mô tả: xoá toàn bộ bộ nhớ flash. - Code chỉ thị: 0x0Dh. • Định dạng gói lệnh: Bảng 2.17: Gói lệnh xóa toàn bộ mẫu.
2 bytes 4 bytes 1 bytes 2 bytes 1 bytes 2 bytes Bắt đầu Địa chỉ dạng Độ dài Chỉ thị Kiểm tra 0xEF01h 0xXXXXh 0x01h 0x0003h 0x0Dh 0x0011h 12 do an • Định dạng gói ACK: Bảng 2.18: Gói ACK xóa toàn bộ mẫu.