Chương 1: Tông quan: Nêu tinh cấp thiết của đề tài, xu hướng và tình hình khoa học và công nghệ hiện nay, đưa ra lý do chọn đề tài và xac định mục tiêu cho đề tài. Chương 2: Cơ sơ ly thuyêt: Trình bày tổng quan về cac thành phần và chức năng của từng loại phần cứng có trong hệ thống, dẫn dắt chi tiết cụ thể để xây dựng hoàn chỉnh về mô hình. 2 Chương 3: Thiêt kê và xây dưng hê thông: Từ yêu cầu của đề tài, đưa ra sơ đô khối, sơ đô nguyên lý, phân tich và xử li số liệu từ đó tiến hành lắp ghép hoàn thiện mô hình hệ thống. Chương 4: Thi công hê thông: Sau nhiều lần tiến hành đo đạc và thực hành, tiến hành thi công và hoàn thiện hệ thống.
Chương 5: Kêt qua thưc hiên: Trình bày kết quả của đề tài thông qua hình ảnh, video, sản phẩm thực tế. Chương 6: Kêt luân và hướng phát triên: Dựa vào kết quả để tiến hành đanh gia tổng quan về nhưng gì làm được và chưa làm được so với yêu cầu đặt ra của đề tài. Từ đó đưa ra hướng phat triển và cải thiện hệ thống. 3 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN Hiện nay, có nhiều loại khóa bảo mật cửa được sử dụng trong cac hệ thống an ninh.
Dưới đây là một số loại khóa bảo mật cửa phổ biến, cùng với ưu điểm và nhược điểm của từng loại: Vân tay (Fingerprint): Ưu điểm: Xac thực nhanh chóng và dễ dùng, không cần mang theo chìa khóa hoặc thẻ. Vân tay là duy nhất và khó bị giả mạo, đảm bảo tinh bảo mật cao. Không cần thay đổi mật khẩu thường xuyên. Nhược điểm: Có thể bị trục trặc nếu cảm biến không hoạt động đúng cach.
Đôi khi có thể xảy ra sai sót trong việc nhận diện vân tay. Mã số (Keypad): Ưu điểm: Dễ dùng và tiện lợi, không cần mang theo chìa khóa. Có thể tạo nhiều mã số cho nhiều người sử dụng. Không cần thay đổi mật khẩu thường xuyên.
Nhược điểm: Mã số có thể bị quên hoặc bị nhìn trộm. Mã số dễ bị đoan đúng. Thẻ từ (RFID): Ưu điểm: Xac thực nhanh chóng và dễ dùng, chỉ cần quẹt thẻ qua cảm biến. Có thể cấp quyền truy cập khac nhau cho từng thẻ.
Không cần thay đổi mật khẩu thường xuyên. Nhược điểm: Thẻ từ có thể bị mất hoặc bị đanh cắp. Có khả năng sao chép thẻ từ nếu không được bảo vệ tốt. Khóa thông minh (Smart): Ưu điểm: Điều khiển từ xa thông qua ứng dụng điện thoại di động.
Có thể tich hợp với hệ thống nhà thông minh. Có khả năng cung cấp thông bao khi có hoạt động bất thường. Nhược điểm: Yêu cầu kết nối internet hoặc Bluetooth. Có thể bị tấn công từ xa nếu không được bảo mật tốt.
Hệ thống cửa của nhóm sẽ được ứng dụng dựa trên cac khóa vân tay, mã số và smart thông qua IOTs.1 Giới thiệu về phần cứng của hệ thống 2.1 Arduino Mega 2560 Là một trong những board Arduino được phat triển để xử lý cac dự an cần sử dụng nhiều chân IO và bộ nhớ lớn hơn so với cac board Arduino khac. Nó được tich hợp với vi xử lý ATmega2560 và có 54 chân I/O (16 chân input analog và 54 chân digital), bộ nhớ lưu trữ Flash 256KB, SRAM 8KB và EEPROM 4KB. Mạch Mega 2560 sử dụng IC nạp chương trình và giao tiếp may tinh CH340.1: Thông số kỹ thuật Arduino Mega 2560 Vi điều khiển ATmega2560 Giao tiếp UART CH340G Nguôn cấp 7-12V Dòng tối đa 5V 500mA Dòng tối đa chân 3.3V 50mA Dòng tối đa chân I/O 30mA Số chân digital I/O 70 Số chân analog 16 Bộ nhớ Flash 32kB Tốc độ xung 16Mhz Dung lượng SRAM 8kB Dung lượng EEPROM 4kB Arduino Mega 2560 bao gôm 54 chân I/O digital trong đó 15 chân có thể được sử dụng làm đầu ra PWM); 16 đầu vào analog, 4 UART (cổng nối tiếp phần cứng), kết nối USB, jack nguôn, tiêu chuẩn ICSP và nút reset. Datasheet Arduino Mega: https://s.2 Module NodeMCU ESP8266 Module tich hợp NodeMCU ESP8266 là một board phat triển IoT (Internet of Things) được tich hợp với một vi xử lý ESP8266 và cac module viễn thông như Wi-Fi, Bluetooth, và cac chân GPIO (General-Purpose Input/Output) để kết nối với cac thiết bị ngoại vi.
5 NodeMCU ESP8266 được thiết kế dựa trên ngôn ngữ lập trình Lua, vì vậy có thể được lập trình dễ dàng và nhanh chóng mà không cần phải biên dịch. Nó cũng hỗ trợ Arduino IDE, cho phép người dùng lập trình bằng ngôn ngữ C/C++ thông qua một plugin đặc biệt. NodeMCU ESP8266 là một board linh hoạt và có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng IoT khac nhau như thiết bị đo lường, điều khiển, giam sat, tự động hóa, và nhiều hơn nữa. Bên cạnh đó, NodeMCU ESP8266 còn có gia thành rẻ và dễ dàng sử dụng, làm cho nó trở thành một trong những board phat triển IoT phổ biến nhất trên thị trường.
Trong hệ thống cửa an ninh của nhóm, sẽ kết nối ESP8266 với Arduino Mega qua chuẩn giao tiếp UART để vận hành cac chức năng.2: Thông số kỹ thuật ESP8266 IC chinh ESP8266 Phiên bản firmware NodeMCU Lua Giao tiếp UART CP2102. Cấp nguôn 5VDC MicroUSB hoặc Vin GPIO giao tiếp 3.3VDC Tốc độ xung 80Mhz – 160Mhz Dung lượng Flash 4MB Dung lượng SRAM 128kB GPIO tương thich hoàn toàn với firmware Node MCU và trình biên dịch Arduino. Tich hợp Led bao trạng thai, nút Reset, Flash.3: Sơ đô chân Esp8266 NodeMCU Để điều khiển Esp8266, nhóm đã sử dụng công cụ Arduino IDE để lập trình. Cac bước làm để truyền nhận dữ liệu ESP8266 trước hết cần thiết lập NodeMCU ESP8266 trong Arduino IDE.
Việc thiết lập theo quy trình như sau: Mở phần mềm Arduino IDE → File → References → Copy đường dẫn bên dưới “http://arduino.com/package_esp8266com_index.json” dan vào ô Additional Boards Manager URLs → OK. Board ESP8266 đã được cài đặt để lập trình. Datasheet ESP8266: https://s.3 Module vân tay R305 Module vân tay R305 là một trong những module vân tay phổ biến được sử dụng trong cac ứng dụng xac thực người dùng. Module này được tich hợp với cảm biến quang học và vi xử lý, thuật toan so sanh vân tay, chip Flash, … để đọc và xac thực dấu vân tay của người dùng.
Module vân tay R305 xuất ảnh vân tay dưới dạng dữ liệu dạng ảnh với độ phân giải 8-bit, nghĩa là mỗi điểm ảnh (pixel) trong ảnh vân tay được biểu diễn bằng 8 bit (1 byte). Tuy nhiên, độ phân giải cụ thể của ảnh vân tay có thể khac nhau tùy thuộc vào cấu hình và thiết lập. Có khả năng lưu trữ tối đa 1000 dấu vân tay và hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông như UART, RS485 và Wiegand. Nó cũng được tich hợp với một bộ chuyển đổi ADC để đọc cac tin hiệu analog từ cảm biến vân tay.3: Thông số kỹ thuật vân tay R305 Nguôn cấp 3.0VDC Dòng làm việc 100mA Dòng cực đại 150mA Thời gian nhận diện hình ảnh vân tay < 0.3 giây 7 Chế độ nhận dạng So sanh 1:1 và tìm kiếm 1:N Tệp tinh năng 256 byte Tệp mẫu 512 byte Dung lượng lưu trữ 980 bit - R305 cung cấp gôm cac chế độ bảo mật: năm cấp độ (thấp đến cao: 1, 2, 3, 4, 5) - Tỷ lệ giả (FAR): < 0,001% - Tỷ lệ loại bỏ (FRR): < 0,1% - Thời gian tìm kiếm trung bình là: < 0,8 giây (1: 880) - Giao diện may chủ: UART USB1.1 - Tốc độ truyền thông (UART): (9600 x N) bps trong đó N = 1 ~ 12 (gia trị mặc định N = 6, tức là 57600bps) -Môi trường làm việc: Nhiệt độ: -10°C ~ +40°C, độ ẩm tương đối: 40% rh - 85% rh.
Môi trường lưu trữ: Nhiệt độ: -40°C ~ +85°C, độ ẩm tương đối: <85% rh Cac bước hoạt động của cảm biến vân tay R305 như sau: Đọc dữ liệu vân tay: Khi đặt ngón tay lên cảm biến, cac cảm biến dấu vân tay sẽ quét cac đặc trưng của vân tay, bao gôm chiều dài, độ sâu và hướng của cac rãnh vân tay. Cac dữ liệu này được lưu trữ trong bộ nhớ của cảm biến. So sanh dữ liệu: Khi một người dùng muốn xac thực, họ đặt ngón tay lên cảm biến. Cảm biến sẽ lấy dữ liệu vân tay của người dùng và so sanh với dữ liệu đã lưu trữ trong bộ nhớ để xac định xem vân tay có khớp với dữ liệu trong bộ nhớ hay không.
Đưa ra kết quả: Khi vân tay được xac định khớp với dữ liệu trong bộ nhớ, cảm biến sẽ phat ra một tin hiệu tương ứng để mở khóa hoặc kich hoạt thiết bị nào đó. Nếu vân tay không khớp, cảm biến sẽ không phat ra tin hiệu và người dùng sẽ không được phép truy cập. Từ qua trình hoạt động trên, có thể thấy rằng cảm biến vân tay R305 hoạt động kha nhanh và chinh xac trong việc xac thực vân tay người dùng. Nó được sử dụng rộng rãi trong cac ứng dụng như điều khiển truy cập, bảo mật, chấm công, thanh toan di động, … Hình 2.4: Module vân tay R305 2.4 Module Relay 5V Module 2 relay 5V là một module điện tử được sử dụng để điều khiển động cơ, đèn, may bơm và cac thiết bị khac bằng cach sử dụng tin hiệu điện từ một bộ điều khiển 8 điện tử như Arduino.
Module này bao gôm hai khối relay và mỗi khối có thể điều khiển một thiết bị riêng. Module 2 relay 5V được cấp nguôn bằng điện ap DC 5V từ nguôn cung cấp điện hoặc từ một pin điện thoại di động. Khi tin hiệu điện được cung cấp cho bộ điều khiển của module, cac relay sẽ kich hoạt và cho phép dòng điện chạy qua cac thiết bị được kết nối với chúng.4: Thông số kỹ thuật Module 2 Relay Nguôn hoạt động 5VDC Dòng tiêu thụ 200mA mỗi Relay Tin hiệu phat Cao – 5VDC và Thấp – 0VDC Tiếp điểm đóng ngắt cực đại 250VAC – 10A hoặc 30VDC – 10A Hình 2.5: Hình ảnh Module 2 Relay 5V Datasheet Module 2 Relay: https://s.5 Màn hình cảm ứng hiển thị TFT LCD 2.4inch Phat triển dựa trên phiên bản LCD trước đó, nên TFT có cấu tạo tương tự màn hình LCD, nhưng đã được thay thế lưới điện cực điều khiển bằng ma trận transistor dạng phim mỏng. Hoạt động dựa trên nguyên lý của công nghệ màn hình TFT (Thin Film Transistor).
Cac điểm ảnh của màn hình được tạo ra bởi cac pixel nhỏ được điều khiển bởi transistor. Mỗi pixel được tạo thành bởi 3 điểm màu đỏ, xanh và lục.