Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Điểm danh và kiểm soát thời gian làm việc, học tập bằng công nghệ nhận dạng sinh trắc học vân tay là phương thức phổ biến tại các cơ quan, trường học, ngân hàng và doanh nghiệp. Phương thức này giúp bảo đảm tính chính xác trong việc quản lý giờ giấc, ngăn chặn tình trạng điểm danh hộ và hỗ trợ giám sát với độ tin cậy cao. Tuy nhiên, phần lớn các thiết bị điểm danh vân tay thương mại trên thị trường hiện nay vẫn sử dụng kết nối vật lý bằng cổng USB hoặc cáp mạng LAN thông qua đầu nối RJ45. Rào cản kỹ thuật này dẫn đến sự bất tiện khi thi công lắp đặt, bị giới hạn nghiêm ngặt bởi chiều dài dây cáp và vị trí cố định của cổng mạng, gây khó khăn cho việc triển khai tại các phòng họp, hội thảo hoặc giảng đường cần tính cơ động.
Mặc dù thị trường đã xuất hiện một số giải pháp điểm danh qua mạng không dây, các thiết bị này thường có giá thành cao và giới hạn quyền truy cập, làm chủ công nghệ của người sử dụng. Do đó, việc nghiên cứu, làm chủ công nghệ và tự chế tạo một hệ thống điểm danh vân tay không dây truyền dữ liệu qua sóng WiFi với chi phí hợp lý là một yêu cầu kỹ thuật có tính cấp thiết thực tế.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định gồm ba nội dung chính:
- Xây dựng hệ thống điểm danh bằng dấu vân tay giao tiếp với máy tính thông qua mạng không dây WiFi.
- Thiết kế giao diện phần mềm quản trị trên máy tính bằng ngôn ngữ lập trình C#.
- Đánh giá kết quả thực nghiệm và khả năng hoạt động thực tế của toàn bộ hệ thống.
Để hoàn thành các mục tiêu trên, tác giả đã triển khai năm nhiệm vụ nghiên cứu:
- Tìm hiểu nguyên lý hoạt động căn bản của việc nhận dạng và điểm danh bằng dấu vân tay.
- Khảo sát phương thức hoạt động, sơ đồ kết nối phần cứng của cảm biến vân tay quang học, phương thức giao tiếp nối tiếp giữa vi điều khiển Arduino với module cảm biến và các cơ sở lý thuyết liên quan.
- Nghiên cứu mô hình mạng nội bộ và các chế độ kết nối mạng không dây của module WiFi ESP8266v12.
- Xây dựng ứng dụng phần mềm trên máy tính để thu nhận, quản lý và hiển thị thông tin điểm danh.
- Nghiên cứu cấu trúc và phương pháp liên kết cơ sở dữ liệu lưu trữ trên tập tin Excel.
Đối tượng nghiên cứu của đồ án bao gồm: module cảm biến vân tay quang học R305, bo mạch vi điều khiển Arduino Mega 2560, module truyền thông WiFi ESP8266v12, môi trường phát triển Microsoft Visual Studio 2015 (ngôn ngữ C#) và định dạng tập tin bảng tính Excel dùng làm nơi lưu trữ dữ liệu cá nhân. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở việc tích hợp hệ thống phần cứng nhúng dựa trên các module linh kiện có sẵn trên thị trường; cơ sở dữ liệu được quản lý dưới dạng tệp Excel cục bộ theo khuôn khổ kiến thức của tác giả tại thời điểm thực hiện đề tài (khóa luận bảo vệ tháng 07 năm 2017 tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án là công trình nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật và thiết kế hệ thống nhúng. Tác giả kết hợp phương pháp nghiên cứu lý thuyết (tổng hợp tài liệu kỹ thuật, sơ đồ định thời, datasheet linh kiện và tập lệnh của nhà sản xuất) với phương pháp nghiên cứu thực nghiệm (chế tạo mạch phần cứng, lập trình điều khiển vi điều khiển, xây dựng phần mềm máy tính và khảo sát thực tế).
Hệ thống được xây dựng dựa trên các nền tảng kỹ thuật và linh kiện chính:
| Linh kiện / Công nghệ |
Vai trò trong hệ thống |
Thông số kỹ thuật và đặc tính trích xuất từ văn bản |
| Cảm biến vân tay R305 |
Thu nhận ảnh và nhận dạng sinh trắc học |
Giao tiếp UART/USB; điện áp hoạt động 3.6V - 6V DC; dòng làm việc 100mA (đỉnh 150mA); tốc độ truyền mặc định 57600 bps; độ phân giải quang học 500 dpi; dung lượng lưu trữ 162 mẫu vân tay trong bộ nhớ Flash; kích thước file ký tự 256 Byte, kích thước mẫu 512 Byte; thời gian thu thập ảnh < 0.5s; thời gian tìm kiếm < 0.1s. |
| Arduino Mega 2560 |
Khối điều khiển trung tâm |
Vi điều khiển AVR ATmega 2560; xung nhịp thạch anh 16 MHz; điện áp hoạt động 5V; 54 chân I/O số (15 chân PWM); 16 kênh ADC 10-bit; 4 bộ cổng UART phần cứng; bộ nhớ Flash 256 KB (8 KB dành cho bootloader), 8 KB SRAM, 4 KB EEPROM. |
| Module ESP8266v12 |
Cầu nối truyền nhận WiFi |
SoC vi xử lý 32-bit; chuẩn IEEE 802.11 b/g/n băng tần 2.4 GHz; bảo mật WPA/WPA2; tích hợp giao thức TCP/IP; hỗ trợ 3 chế độ (Client, Access Point, Both); công suất phát 19.5 dBm; giao tiếp UART nhận tập lệnh AT. |
| Màn hình LCD 16x2 & I2C |
Hiển thị thông báo trạng thái tại chỗ |
Màn hình hiển thị 2 dòng x 16 ký tự dùng driver HD44780; kết hợp module chuyển đổi giao tiếp LCD sang chuẩn I2C (chip chuyển đổi) giúp giảm số chân vi điều khiển xuống còn 2 chân tín hiệu (SDA và SCL). |
| Module Micro SD Card |
Bộ nhớ ngoại vi |
Kết nối vi điều khiển qua giao thức SPI; lưu trữ tập tin văn bản chứa tên mạng (SSID) và mật khẩu (Password) của mạng WiFi. |
| Môi trường phần mềm |
Nền tảng phát triển và lưu trữ |
Arduino IDE (sử dụng GNU toolchain, AVR libc, Avrdude); Microsoft Visual Studio 2015 (ngôn ngữ C# hướng đối tượng); Cơ sở dữ liệu bảng tính Microsoft Excel. |
Về mặt truyền thông nối tiếp của cảm biến R305, gói dữ liệu được chuẩn hóa theo cấu trúc định dạng cố định: mã bắt đầu (Start code: 2 bytes, cố định 0xEF01), địa chỉ cảm biến (Address: 4 bytes, mặc định 0xFFFFFFFF), nhận dạng gói (Packet Identifier: 1 byte, gồm 0x01 - Gói lệnh, 0x02 - Gói dữ liệu, 0x07 - Gói báo nhận ACK, 0x08 - Gói kết thúc), độ dài gói (Packet Length: 2 bytes), nội dung (Content: lệnh, dữ liệu hoặc mã xác nhận) và mã kiểm tra tổng (Checksum: 2 bytes). Các mã trạng thái trả về (ACK) được module sử dụng để định danh lỗi như: 0x00h (thực thi hoàn tất), 0x01h (lỗi nhận dữ liệu), 0x02h (không phải vân tay), 0x03h (thất bại đăng ký), 0x08h (dấu vân không trùng), 0x09h (thất bại tìm kiếm), 0x0Bh (địa chỉ ID vượt khung), 0x18h (lỗi ghi flash).
Thiết kế và triển khai
Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc khối module hóa nhằm đảm bảo tính tương thích và đơn giản trong quá trình lắp ráp, bảo trì.
Sơ đồ phần cứng bao gồm sáu khối chức năng chính:
- Khối nguồn: Sử dụng nguồn pin sạc dự phòng kết hợp với module cấp nguồn Breadboard chuyên dụng nhằm hạ áp và ổn định hai mức điện áp 5V DC và 3.3V DC độc lập. Đường nguồn 3.3V cấp riêng cho module ESP8266v12 do dòng khởi động của chip này có thể đạt đỉnh 300mA.
- Khối điều khiển trung tâm: Bo mạch Arduino Mega 2560 tiếp nhận dữ liệu từ các ngoại vi, xử lý thuật toán và điều phối luồng thông tin. Tác giả chọn dòng Mega 2560 nhờ ưu thế trang bị 4 cổng UART phần cứng riêng biệt, cho phép giao tiếp song song với cảm biến vân tay và module WiFi mà không xảy ra xung đột dữ liệu.
- Khối cảm biến vân tay: Cảm biến R305 giao tiếp qua cổng nối tiếp thứ hai (Serial2) của Arduino Mega 2560, trong đó chân TX của R305 kết nối vào chân số 17 (RX2) và chân RX của R305 kết nối vào chân số 16 (TX2).
- Khối giao tiếp WiFi: Module ESP8266v12 giao tiếp với vi điều khiển qua cổng UART. Chân điều khiển kích hoạt chip (CH_PD) được thiết kế mạch trễ giữ ở mức thấp (0V) trong 2 giây đầu khởi động để bảo đảm nguồn điện ổn định, sau đó mới kéo lên mức 3.3V để kích hoạt module thu phát sóng.
- Khối hiển thị: Màn hình LCD 16x2 liên kết qua mạch chuyển tiếp I2C, nối trực tiếp với chân số 20 (SDA) và chân số 21 (SCL) của Arduino Mega 2560, cấp nguồn 5V chung từ khối nguồn.
- Khối bộ nhớ ngoại vi: Module đọc thẻ Micro SD kết nối với vi điều khiển bằng giao tiếp SPI. Khi khởi động, hệ thống tự động đọc tập tin cấu hình lưu trong thẻ nhớ để lấy thông số SSID và Password của mạng WiFi cục bộ, giúp hệ thống kết nối mạng linh hoạt mà không cần lập trình lại vi điều khiển khi đổi điểm truy cập.
Kiến trúc phần mềm và thuật toán hoạt động được xây dựng đồng bộ giữa mạch nhúng và máy tính:
- Thuật toán trên Arduino Mega 2560: Sau khi thiết lập phần cứng qua hàm
setup(), vi điều khiển khởi tạo giao tiếp SPI đọc thẻ nhớ, gửi tập lệnh cấu hình AT+CWJAP qua UART để ESP8266 đăng nhập mạng WiFi, lấy địa chỉ IP bằng lệnh AT+CIFSR và xuất kết quả ra LCD. Khi hoàn tất, vi điều khiển chuyển sang chu trình loop() quét trạng thái cảm biến R305 bằng lệnh lấy ảnh (0x01h), trích xuất đặc trưng (0x02h) và so khớp tìm kiếm (0x04h). Nếu vân tay hợp lệ, mã số ID tương ứng được đóng gói thành chuỗi bản tin gửi qua ESP8266 lên máy tính qua giao thức TCP/IP.
- Phần mềm máy tính (Visual Studio 2015 - C#): Được xây dựng dưới dạng ứng dụng Windows Forms kết hợp thư viện xử lý bảng tính Excel. Ứng dụng quản lý các luồng: đăng nhập hệ thống bảo mật, lắng nghe cổng kết nối mạng từ ESP8266, tiếp nhận chuỗi ký tự chứa ID, đối chiếu với danh bạ sinh viên trong file Excel và tự động lưu mốc thời gian điểm danh ra/vào.
Về kiểm thử, tác giả đã tiến hành thử nghiệm tuần tự qua các giai đoạn: kiểm tra việc nhận diện phần cứng lúc khởi động, xác nhận khả năng kết nối mạng WiFi và nhận địa chỉ IP của module ESP8266, kiểm tra quá trình ghi mẫu vân tay mới vào bộ nhớ flash của R305 và kiểm thử quá trình nhận diện tự động ghi nhận dữ liệu vào tập tin Excel trên máy tính.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương 1 trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu và ứng dụng của công nghệ cảm biến vân tay trong quản lý giám sát nhân sự, học đường. Tác giả làm rõ tính cấp thiết của việc khắc phục giới hạn dây dẫn mạng LAN và USB truyền thống, từ đó xác định mục tiêu nghiên cứu là chế tạo hệ thống điểm danh vân tay không dây truyền dữ liệu qua WiFi, xây dựng phần mềm quản trị C# và liên kết dữ liệu Excel. Chương này cũng phân định rõ năm nhiệm vụ kỹ thuật, đối tượng, phạm vi nghiên cứu thực nghiệm và giới thiệu khái quát bố cục năm chương của đồ án.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương này tập trung trình bày các cơ sở lý thuyết kỹ thuật, cấu tạo, thông số và giao thức giao tiếp của từng thành phần linh kiện:
- Phân tích chi tiết cảm biến vân tay quang học R305: cấu trúc phần cứng, khả năng xử lý ảnh 500 dpi, bộ nhớ 162 mẫu, sơ đồ định thời truyền dữ liệu UART (bit Start = 0, 8 bit dữ liệu, bit Stop = 1, mặc định 57600 bps), định dạng gói tin 6 phần và tập lệnh giao tiếp nhúng (lệnh bắt tay
0x17h, đặt địa chỉ 0x15h, lấy ảnh 0x01h, trích xuất đặc trưng 0x02h, tạo mẫu 0x05h, lưu mẫu 0x06h, xóa mẫu 0x0Ch, xóa bộ nhớ 0x0Dh, tìm kiếm 0x04h) kèm danh mục 21 mã phản hồi xác nhận ACK.
- Cấu trúc phần cứng của kit Arduino Mega 2560 chạy vi điều khiển ATmega 2560 (54 chân I/O số, 16 chân analog, 4 bộ UART, bộ nhớ flash 256 KB, nguồn cấp ngoài 7-12V DC).
- Màn hình LCD 16x2 điều khiển bằng chip HD44780, tập lệnh điều khiển cơ bản (xóa màn hình, đưa con trỏ về đầu, thiết lập lối vào) và cách thức ghép nối qua module I2C sử dụng 2 dây SDA và SCL.
- Module WiFi ESP8266v12: thông số kỹ thuật (chuẩn 802.11 b/g/n, điện áp 3.3V, dòng đỉnh 300mA), sơ đồ các chân chức năng và phương thức điều khiển bằng tập lệnh AT thông qua UART (
AT, AT+RST, AT+GMR, AT+CWMODE, AT+CWLAP, AT+CWJAP, AT+CIFSR).
- Giới thiệu môi trường phát triển Arduino IDE (chu trình hoạt động của hai hàm
setup() và loop(), công cụ biên dịch Avrdude) và phần mềm Visual Studio 2015 cùng ngôn ngữ C# với các đặc tính lập trình hướng đối tượng, xử lý ngoại lệ và quản trị lớp giao diện.
Chương 3: Thiết kế và xây dựng hệ thống
Chương 3 trình bày các phương án kỹ thuật và thiết kế chi tiết:
- Đặt ra các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống điểm danh không dây và đưa ra giải pháp thiết kế dạng module rời nhằm đảm bảo tính tương thích.
- Xây dựng sơ đồ khối toàn hệ thống gồm: khối nguồn, khối xử lý trung tâm, khối cảm biến vân tay, khối hiển thị, khối giao tiếp WiFi, khối bộ nhớ ngoại vi và khối máy tính.
- Trình bày sơ đồ nguyên lý kết nối chi tiết giữa Arduino Mega 2560 với cảm biến R305 (chân 16, 17), màn hình LCD I2C (chân 20, 21), module thẻ nhớ Micro SD (qua giao tiếp SPI) và module ESP8266v12 (kèm giải pháp trễ 2 giây chân CH_PD).
- Xây dựng hệ thống lưu đồ giải thuật hoàn chỉnh: lưu đồ điều khiển chính trên bo mạch Arduino Mega 2560, lưu đồ giải thuật cho ứng dụng C# trên máy tính và lưu đồ xử lý kiểm tra tài khoản của Form đăng nhập.
Chương 4: Kết quả thực hiện
Chương 4 công bố các kết quả thực tế sau khi thi công và tích hợp:
- Hoàn thiện mô hình phần cứng máy điểm danh không dây: thiết bị khởi động kiểm tra phần cứng, thực hiện tự động kết nối vào mạng WiFi theo thông tin từ thẻ nhớ, nhận thành công địa chỉ IP cục bộ và hiển thị thông tin IP trực tiếp lên màn hình LCD 16x2.
- Hoàn thiện ứng dụng máy tính viết bằng C# với các giao diện chức năng: giao diện xác thực đăng nhập bảo vệ hệ thống, giao diện điều khiển chính, giao diện chức năng lấy mẫu vân tay mới và liên kết thông tin cá nhân (nhập tên, mã số tương ứng với ID vân tay), trang quản lý theo dõi dữ liệu điểm danh theo thời gian thực và cấu trúc bảng tính Excel lưu trữ cơ sở dữ liệu hồ sơ cá nhân.
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
Chương 5 đúc kết các ưu điểm và hạn chế của đề tài. Hệ thống đã chế tạo thành công thiết bị điểm danh hoạt động ổn định qua sóng WiFi, không bị ràng buộc bởi dây dẫn, chi phí thấp, giao diện quản lý trên máy tính trực quan và liên kết trực tiếp với bảng tính Excel. Đồng thời, tác giả thẳng thắn chỉ ra các giới hạn kỹ thuật còn tồn đọng và đề xuất các phương án mở rộng, nâng cấp trong tương lai.
Kết quả và đóng góp
Đồ án đã chế tạo thành công mô hình thực nghiệm hệ thống điểm danh không dây với các kết quả định lượng cụ thể:
- Mạch phần cứng nhúng tích hợp thành công vi điều khiển Arduino Mega 2560, cảm biến vân tay quang học R305, module WiFi ESP8266v12, màn hình LCD 16x2 I2C và module thẻ nhớ Micro SD, vận hành bằng nguồn pin di động 5V/3.3V.
- Khai thác bộ nhớ của cảm biến R305 để lưu trữ tối đa 162 mẫu vân tay, đạt thời gian thu nhận ảnh dưới 0.5 giây và thời gian tra cứu so khớp mẫu dưới 0.1 giây.
- Thiết lập thành công kênh truyền thông dữ liệu không dây TCP/IP chuẩn IEEE 802.11 b/g/n băng tần 2.4 GHz qua module ESP8266v12, tự động đọc cấu hình mạng (SSID, mật khẩu) từ tập tin trong thẻ Micro SD.
- Ứng dụng C# trên máy tính giao tiếp thông suốt với mạch nhúng, tiếp nhận tức thời mã ID vân tay qua mạng WiFi, tự động tra cứu danh tính sinh viên và ghi lại thời gian ra/vào vào tập tin cơ sở dữ liệu Excel.
Về mặt giải pháp, đồ án đề xuất giải pháp thay thế hoàn toàn đường truyền có dây cố định (cáp mạng RJ45, cáp USB) bằng kết nối mạng không dây WiFi, kết hợp cơ chế nạp cấu hình mạng linh hoạt thông qua thẻ nhớ ngoài Micro SD. Về mặt đóng góp kỹ thuật, đồ án giúp người nghiên cứu làm chủ kỹ thuật điều khiển cảm biến sinh trắc học quang học bằng tập lệnh nhúng UART mức thấp, chứng minh tính khả thi của giải pháp điểm danh di động chi phí thấp (sử dụng module ESP8266 có giá thành khoảng 80.000 VNĐ) phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất giảng đường và doanh nghiệp vừa và nhỏ.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Dựa trên nội dung văn bản, đồ án còn tồn tại một số hạn chế kỹ thuật:
- Cơ sở dữ liệu lưu trữ bị giới hạn ở định dạng tập tin Excel cục bộ do tác giả gặp hạn chế về mặt kiến thức đối với các hệ quản trị cơ sở dữ liệu chuyên sâu, dẫn đến khả năng quản lý dữ liệu lớn và truy vấn đồng thời chưa cao.
- Hệ thống chưa thể hoạt động độc lập (stand-alone) mà vẫn phụ thuộc vào phần mềm trên máy tính để kích hoạt quy trình điểm danh và lưu trữ hồ sơ.
- Dung lượng lưu trữ mẫu vân tay phần cứng bị giới hạn ở con số 162 mẫu của module R305, chỉ phù hợp cho quy mô lớp học hoặc nhóm làm việc nhỏ.
- Mô hình phần cứng dừng lại ở dạng lắp ghép module thực nghiệm, chưa được thiết kế mạch in nguyên khối (PCB) chuyên dụng.
Các hướng phát triển tiếp theo được tác giả đề xuất bao gồm:
- Nâng cấp hệ thống cơ sở dữ liệu: Chuyển đổi từ việc quản lý bằng tập tin Excel sang các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ chuyên nghiệp như SQL Server hoặc MySQL nhằm nâng cao tính toàn vẹn dữ liệu, hiệu năng truy vấn và bảo mật.
- Phát triển hệ thống hoạt động hoàn toàn độc lập: Tích hợp máy chủ web (Web Server) nhúng ngay trên phần cứng hoặc đẩy dữ liệu trực tiếp lên nền tảng đám mây (Cloud) mà không cần máy tính giám sát tại chỗ.
- Tối ưu hóa phần cứng: Thiết kế bo mạch in (PCB) tích hợp nguyên khối để thu nhỏ kích thước thiết bị, nghiên cứu mở rộng dung lượng bộ nhớ lưu trữ mẫu vân tay và tích hợp nguồn pin dung lượng cao phục vụ vận hành dài hạn.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, giảng viên và kỹ sư thuộc các ngành Công nghệ Kỹ thuật Máy tính, Kỹ thuật Điện - Điện tử, Kỹ thuật Nhúng và Mạng, Công nghệ Thông tin khi thực hiện các đồ án môn học, khóa luận tốt nghiệp hoặc dự án ứng dụng liên quan đến hệ thống Internet vạn vật (IoT).
Các phần nội dung có giá trị tham khảo chuyên môn cao bao gồm:
- Toàn bộ bảng phân tích chi tiết cấu trúc gói tin UART và mã phản hồi trạng thái ACK (từ
0x00h đến 0x1Dh) của module cảm biến vân tay R305 tại Chương 2.
- Thiết kế mạch kết hợp module chuyển đổi I2C cho màn hình LCD 16x2 và giải pháp trễ kích hoạt chân CH_PD trên module ESP8266v12 nhằm đảm bảo độ ổn định dòng khởi động.
- Phương pháp nạp dữ liệu SSID và Password cho vi điều khiển thông qua thẻ nhớ Micro SD qua giao tiếp SPI, tránh việc phải chỉnh sửa mã nguồn khi thay đổi điểm truy cập.
- Mã nguồn thuật toán điều khiển và sơ đồ lưu đồ giải thuật kết nối giữa bo mạch Arduino Mega 2560 và ứng dụng C# Windows Forms.
Câu hỏi thường gặp
1. Thiết bị điểm danh sử dụng module cảm biến vân tay nào và dung lượng lưu trữ tối đa của module là bao nhiêu mẫu?
Thiết bị sử dụng module cảm biến vân tay quang học R305. Theo bảng thông số kỹ thuật (Bảng 2.1) và thiết kế phần cứng tại Chương 3, module này có khả năng lưu trữ tối đa 162 mẫu vân tay trong bộ nhớ Flash tích hợp với độ phân giải quang học 500 dpi.
2. Hệ thống truyền tải dữ liệu điểm danh từ mạch vi điều khiển về máy tính bằng phương thức nào?
Hệ thống truyền tải dữ liệu không dây qua sóng WiFi băng tần 2.4 GHz dựa trên module ESP8266v12. Module này giao tiếp nối tiếp UART với bo mạch Arduino Mega 2560 và truyền nhận chuỗi dữ liệu theo giao thức mạng TCP/IP về ứng dụng giám sát trên máy tính.
3. Thông tin tên mạng (SSID) và mật khẩu WiFi được cung cấp cho thiết bị bằng cách nào?
Thông tin SSID và mật khẩu mạng WiFi được lưu trữ sẵn trong một tập tin trên thẻ nhớ Micro SD. Khi khởi động, khối điều khiển Arduino Mega 2560 đọc dữ liệu từ module đọc thẻ nhớ Micro SD qua giao tiếp SPI để cấu hình tự động cho module ESP8266v12, giúp người dùng không phải lập trình nạp lại code vi điều khiển khi chuyển đổi môi trường mạng.
4. Dữ liệu thông tin cá nhân và thời gian điểm danh được lưu trữ bằng công cụ gì trên máy tính?
Ứng dụng trên máy tính được lập trình bằng ngôn ngữ C# trên môi trường Microsoft Visual Studio 2015, sử dụng cơ sở dữ liệu lưu trữ trực tiếp trên tập tin bảng tính Microsoft Excel để quản lý danh sách sinh viên, số ID vân tay và ghi nhận mốc thời gian điểm danh ra/vào.
5. Cảm biến vân tay R305 được kết nối với các chân nào trên bo mạch Arduino Mega 2560?
Cảm biến R305 được kết nối vào cổng UART nối tiếp số 2 (Serial2) của Arduino Mega 2560: chân nhận dữ liệu (RD/RX) của R305 nối với chân số 16 (TX2), chân truyền dữ liệu (TD/TX) của R305 nối với chân số 17 (RX2), cùng các chân cấp nguồn 5V và nối đất (GND).
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Hệ thống điểm danh vân tay qua WiFi" của sinh viên Huỳnh Nguyên Tuấn Anh đã thiết kế và chế tạo thành công một mô hình mẫu phần cứng điểm danh không dây sử dụng vi điều khiển Arduino Mega 2560, cảm biến vân tay quang học R305 và module ESP8266v12. Hệ thống giải quyết hiệu quả hạn chế về dây cáp nối của các thiết bị truyền thống, thực hiện tốt quy trình nhận diện vân tay và truyền dữ liệu thời gian thực về máy tính qua sóng WiFi. Dù cơ sở dữ liệu còn đơn giản khi phụ thuộc vào tập tin Excel và hệ thống chưa vận hành hoàn toàn độc lập, kết quả nghiên cứu đã tạo ra một nền tảng thực nghiệm vững chắc, chứng minh tính khả thi của giải pháp điểm danh sinh trắc học không dây chi phí thấp trong thực tiễn.