BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THIẾT KẾ HỆ THỐNG AN NINH NHÀ Ở S K C 0 0 3 9 5 9 Mà SỐ: SV2020-135 S KC 0 0 7 4 1 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2020 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯àNG ĐH S¯ PH¾M KỸ THUÀT TPHCM BÁO CÁO TàNG K¾T ĐÀ TÀI NGHIÊN CĄU KHOA HàC CĂA SINH VIÊN THI¾T K¾ HÞ THÞNG AN NINH NHÀ â SV2020 - 135 Chă nhißm đÁ tài: Đào Ngác Giang 16119015 TP Hß Chí Minh, 07/2020 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯àNG ĐH S¯ PH¾M KỸ THUÀT TPHCM BÁO CÁO TàNG K¾T ĐÀ TÀI NGHIÊN CĄU KHOA HàC CĂA SINH VIÊN THI¾T K¾ HÞ THÞNG AN NINH NHÀ â SV2020 - 135 Thuác nhóm ngành khoa học: Kỹ thu¿t SV thực hián: Đào Ngọc Giang Nam, Nữ: Nam Dân tác: Kinh Lớp, khoa: 16119CLC - Đào t¿o Chất L°ÿng Cao Năm thứ: 4/Sá năm đào t¿o: 4 Ngành học: Công nghá kỹ thu¿t máy tính Ng°ßi h°ớng dẫn: ThS. Tr°¡ng Quang Phúc TP Hß Chí Minh, 07/2020 MĀC LĀC DANH MĀC HÌNH ÀNH. DANH MĀC BÀNG BIÂU.
DANH MĀC NHĀNG TĆ VI¾T TÂT. THÔNG TIN K¾T QUÀ NGHIÊN CĄU CĂA ĐÀ TÀI. PHÀN Mâ ĐÀU. Lý do chán đÁ tài.
Ph°¢ng pháp nghiên cąu. Đßi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cąu .3 CH¯¡NG 1: C¡ Sâ LÝ THUY¾T .1 Gißi thißu vÁ IOT .2 C¿u phÁn căa hß thßng IOT .2 Các chuẩn giao ti¿p .3 Các linh kißn sÿ dāng .1 Kit phát triÃn ESP8266 NodeMCU .2 Màn hình LCD .4 Bàn phím keypad 4x4.6 Module RFID RC522 .7 CÁm bi¿n chuyÃn đßng PIR HC-SR501 .9 Module chuyÃn ngußn .11 Đßng c¢ RC servo 9G .4 PhÁn mÁm lÁp trình Arduino IDE .2 Các lßnh, các hàm c¢ bÁn trong Arduino IDE .5 Gißi thißu các ngôn ngā lÁp trinh web .6 Gißi thißu Google Firebase .2 Realtime Database System .3 T¿i sao chán Google Firebase .4 T¿o mßt c¢ sã dā lißu trên Google Firebase .30 CH¯¡NG 2: THI¾T K¾ HÞ THÞNG .1 Phân tích hß thßng .2 Đặc tÁ hß thßng .1 S¢ đß khßi hß thßng và chąc năng tćng khßi.2 Mô tÁ hß thßng .3 Thi¿t k¿ chi ti¿t tćng khßi .1 Khßi hiÃn thß .2 Khßi nhÁp dā lißu đóng/mã cÿa .3 Khßi đóng/mã cÿa .5 Khßi thực hißn sms/gái.7 Khßi xÿ lý trung tâm.1 GiÁi thuÁt phÁn mÁm cho phÁn cąng .2 Giao dißn website và firebase .45 CH¯¡NG 3: K¾T QUÀ NGHIÊN CĄU VÀ ĐÁNH GIÁ .1 K¿t quÁ thực hißn .2 Đánh giá hß thßng .2 H°ßng phát triÃn .51 TÀI LIÞU THAM KHÀO. DANH MĀC HÌNH ÀNH Hình 1.1: Mô hình kiến trúc IOT .2: Truyền dữ liáu SPI.3: Mô hình kết nái chuẩn I2C .4: Kit phát triển ESP8266 NodeMCU .5: S¡ đồ chân ESP8266 NodeMCU .6: Màn hình LCD 204 .11: S¡ đồ chân của Sim800L .12: Module RFID RC522 .13: Cảm biến chuyển đáng PIR HC-SR501 .14: Cảm biến lửa.15: M¿ch chuyển nguồn M350 12VDC .17: Đáng c¡ RC servo 9G .19: Giao dián của phần mềm Arduino IDE .20: Các lo¿i board phần mềm hß trÿ .21: Chọn port giao tiếp với phần cứng .23: Quản lý các th° vián Arduino IDE hß trÿ .24: Giao dián install th° vián .25: Giao dián trang Google Firebase .27: T¿o c¡ sá dữ liáu mới .28: Chọn chế đá cho project .29: Chọn chế đá l°u trữ dữ liáu .30: Giao dián c¡ sá dữ liáu trên Firebase .1: S¡ đồ khái há tháng .2: S¡ đồ kết nái keypad 4x4 để đọc giá trị ADC .3: S¡ đồ nguyên lý há tháng .4: L°u đồ giải thu¿t phần mềm (1/2) .5: L°u đồ giải thu¿t phần mềm (2/2) .6: Realtime Database của há tháng trên Google Firebase .7: Trang web thiết kế .1: Mô hình bên ngoài há tháng .2: Mô hình bên trong há tháng .3: Há tháng thực hián cuác gọi khi khẩn cấp .4: Há tháng thực hián gửi sms khi khẩn cấp .5: Trang web của há tháng. 49 DANH MĀC BÀNG BIÂU BÁng 1.1: Chức năng các chân của LCD 20x4 .1: Giá trị đián trá các nút nhấn (đ¡n vị Ω).2: S¡ đồ kết nái chân ESP8266 với các linh kián ngo¿i vi .3: S¡ đồ chân kết nái nguồn.
41 DANH MĀC NHĀNG TĆ VI¾T TÂT IOT: Internet of things SPI: Serial Peripheral Interface UART: Universal asynchronous receiver transmitter I2C: Inter-Integrated Circuit LCD: Liquid Crystal Display RFID: Radio Frequency Identification PIR: Passive InfraRed VCC: Voltage common collector GND: Ground DC: Direct Current PWM: Pulse Width Modulation HTML: Hypertext Markup Language CSS: Cascading Style Sheets JS: JavaScript Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯àNG ĐH S¯ PH¾M KỸ THUÀT TPHCM THÔNG TIN K¾T QUÀ NGHIÊN CĄU CĂA ĐÀ TÀI 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Thiết kế há tháng an ninh nhà á - Chủ nhiám đề tài: Đào Ngọc Giang Mã sá SV: 16119015 - Lớp: 16119CLC Khoa: Đào t¿o chất l°ÿng cao - Thành viên đề tài: Stt Há và tên MSSV Lßp Khoa 1 Nguyßn Thián Quang 16119038 16119CLC Đào t¿o chất l°ÿng cao 2 Huỳnh Quân 16119040 16119CLC Đào t¿o chất l°ÿng cao 3 Tr°¡ng Thị Nh° Quỳnh 16119182 16119CLC Đào t¿o chất l°ÿng cao - Ng°ßi h°ớng dẫn: ThS. Tr°¡ng Quang Phúc 2. Māc tiêu đÁ tài: Xây dựng mát há tháng an ninh cho nhà á, má cửa nhanh chóng với hai giao thức chính là m¿t khẩu và thẻ RFID, phát hián và cảnh báo kịp thßi khi có ng°ßi đát nh¿p hay hßa ho¿n xảy ra.
Thực hián mô hình há tháng, điều khiển thực tế há tháng để đánh giá nh¿n xét. Tính mßi và sáng t¿o: 4. K¿t quÁ nghiên cąu: Nghiên cứu tìm hiểu về các lý thuyết phần cứng sử dāng trong há tháng. Thiết kế tính toán, thi công mô hình há tháng.
L¿p trình phần mềm cho các chức năng của há tháng, giao dián website ng°ßi dùng giao tiếp với há tháng. Đóng góp vÁ mặt giáo dāc và đào t¿o, kinh t¿ - xã hßi, an ninh, qußc phòng và khÁ năng áp dāng căa đÁ tài: Đề tài "Thiết kế há tháng an ninh nhà á" sẽ đóng góp về mặt an ninh xã hái nhằm đáp ứng nhu cầu về an ninh nhà á, phòng cháng trám cÁp, xử lý kịp thßi các tình huáng nguy hiểm khẩn cấp và chi phí thấp. Về giáo dāc cũng góp phần hß trÿ trong quá trình giảng d¿y, học t¿p và nghiên cứu của giảng viên cũng nh° sinh viên của tr°ßng, viác áp dāng mô hình há tháng sẽ giúp ng°ßi d¿y hay ng°ßi học có cái nhìn thực tế về lĩnh vực này thông qua các kiểm chứng ph°¡ng pháp thực hián từ đó có thể hiểu rõ và tìm ra các ph°¡ng pháp tái °u h¡n cho các ứng dāng t°¡ng tự sau này. Công bß khoa hác căa SV tć k¿t quÁ nghiên cąu căa đÁ tài Ngày 27 tháng 7 năm 2020 SV chßu trách nhißm chính thực hißn đÁ tài (kí, họ và tên) NhÁn xét căa ng°ái h°ßng d¿n vÁ nhāng đóng góp khoa hác căa SV thực hißn đÁ tài: Ngày 27 tháng 7 năm 2020 Ng°ái h°ßng d¿n (kí, họ và tên) PHÀN Mâ ĐÀU 1.
Đặt v¿n đÁ Mßi ngày chúng ta đều nhìn thấy các tin tức trên ph°¡ng tián truyền thông liên quan về vấn đề an ninh, báo đáng nguy hiểm. Tình hình an ninh, tình huáng báo đáng luôn trong tr¿ng thái bị đáng, xảy ra bất cứ khi nào. gây ra nhiều thiát h¿i, khó kiểm soát. Chính vì thiếu đề phòng và chủ quan, viác phòng cháng tá n¿n trám cÁp, cháy nổ không hiáu quả.
Để giải quyết vấn đề đó, chúng ta có thể áp dāng IoT (Internet of Things) vào mát cách đ¡n giản, thu¿n tián. Nhất là đái với công nghá IoT đang ngày càng phổ biến á Viát Nam và khi mọi thiết bị đ°ÿc kết nái Internet, ng°ßi sử dāng hoàn toàn có thể giám sát, quản lý, nh¿n cảnh báo, điều khiển há tháng từ bất cứ n¡i nào, chỉ cần mát chiếc smartphone hoặc máy tính bảng có kết nái Internet. Vì há tháng ứng dāng IoT đem l¿i hiáu quả to lớn, phù hÿp thực tế nên nhóm quyết định chọn đề tài: <Thiết kế há tháng an ninh cho nhà á=. Mọi công viác giám sát, điều khiển các thiết bị đều đ°ÿc thực hián qua Internet, chức năng nh¿n tin nhÁn, cuác gọi khẩn cấp.
Há tháng này giúp ng°ßi chủ nhà nâng cao hiáu quả phòng cháng trám cÁp, đái phó các tình huáng nguy hiểm. Lý do chán đÁ tài Hián nay, hầu hết các á nhà dân đều sử dāng camera để quản lý an ninh t¿i khu vực tuy nhiên viác sử dāng camera cũng còn mát sá h¿n chế nhất định. Há tháng camera chỉ có thể quan sát và l°u trữ hình ảnh những ng°ßi ra/vào nhà, nh°ng không thể cảnh báo hay báo đáng khi có ng°ßi l¿ đát nh¿p nên tình tr¿ng mất trám vẫn còn xảy ra. Đứng tr°ớc những vấn đề đó, cần mát há tháng có thể đảm bảo đ°ÿc an ninh cho ngôi nhà từ viác đóng má ra vào nhà đến viác phát hián khi có ng°ßi l¿ đát nh¿p, phát hián những tình huáng khẩn cấp có thể xảy ra trong nhà nh° cháy nổ và thực hián thông báo ngay l¿p tức khi xảy ra.
Há tháng đó phải luôn đ°ÿc duy trì ổn định kể cả khi có xảy ra sự cá mất đián đát ngát. Để đáp ứng hết tất cả những yêu cầu trên nhóm đã chọn đề tài này, không chỉ để giải quyết vấn đề mà còn muán tìm hiểu góp phần xây dựng nhß vào ngành công nghá hián nay. Māc tiêu đÁ tài Xây dựng mát há tháng an ninh cho nhà á, má cửa nhanh chóng với hai giao thức chính là m¿t khẩu và thẻ RFID, phát hián và cảnh báo kịp thßi khi có ng°ßi đát nh¿p hay hßa ho¿n xảy ra. Sản phẩm phù hÿp với nhiều đái t°ÿng ng°ßi dùng.
Ph°¢ng pháp nghiên cąu Để thực hián ý t°áng của đề tài đ°a ra, chúng tôi sử dāng ph°¡ng pháp nghiên cứu nh° sau: - Tổng hÿp tài liáu lý thuyết, những kiến thức đã đ°ÿc học. - Khảo sát những há tháng thực tế t°¡ng tự. - Thiết kế, tính toán và thi công mô hình há tháng. - Thử nghiám, đánh giá kết quả mô hình há tháng.
- Tham khảo ý kiến ng°ßi h°ớng dẫn. Đßi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cąu Để thiết kế và thi công há tháng chúng tôi nghiên cứu những đái t°ÿng nh° sau: - Kit phát triển ESP8266 Node MCU. - Màn hình LCD. - Bàn phím keypad 4x4.
- Module RFID RC522. - Cảm biến chuyển đáng PIR HC-SR501. - Cảm biến lửa. - Module chuyển nguồn.
- Đáng c¡ RC servo 9G. - L¿p trình trên phần mềm ArduinoIDE. - C¡ sá dữ liáu Google Firebase. - L¿p trình trang web.
2 PHÀN NÞI DUNG CH¯¡NG 1: C¡ Sâ LÝ THUY¾T 1.1 Gißi thißu vÁ IOT 1.