Chương 1: Tổng quan Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay và tính cấp thiết của đề tài. Chương 2: Cơ sở lý thuyết Giải thích một số lý thuyết cần thiết được sử dụng trong đề tài. Chương 3: Thiết kế và xây dựng hệ thống Thiết kế sơ đồ hệ thống và giải thích trình tự hoạt động. Lựa chọn các phương pháp thực hiện thi công phần cứng.
Đưa ra lưu đồ giải thuật và giải thích lưu đồ Chương 4: Kết quả thực hiện Trình bày kết quả thực hiện về phần cứng và phần mềm. Chương 5: Kết luận và hướng phát triển Nêu ra các ưu nhược điểm của hệ thống, phương hướng khắc phục và hướng cải thiện của hệ thống. 4 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. LÝ THUYẾT VỀ MẠNG WIFI IoT viết tắt của từ Internet of Things là thuật ngữ nói về sự giao tiếp truyền nhận dữ liệu tốc độ cao không dây tầm xa giữa các thiết bị điện tử với nhau.
IoT còn được biết đến với 1 công nghệ khá phổ biến đó chính là công nghệ wifi. Wifi là viết tắt của từ Wireless Fidelity sử dụng sóng vô tuyến để truyền tín hiệu. Loại sóng vô tuyến này tương tự như sóng điện thoại, truyền hình và radio. Và trên hầu hết các thiết bị điện tử ngày nay như máy tính, laptop, điện thoại, máy tính bảng.
đều có thể kết nối Wifi. Kết nối Wifi dựa trên các loại chuẩn kết nối IEEE 802.11, và chủ yếu hiện nay Wifi hoạt động trên băng tần 54 Mbps và có tín hiệu mạnh nhất trong khoảng cách 30m. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG WIFI Mạng Internet sẽ được các ISP (nhà cung cấp dịch vụ Internet - Internet Services Provider) truyền đến bộ giải mã tín hiệu số (Modem), thông qua bộ định tuyến (Router) hay chúng ta hay gọi là “bộ phát wifi” chuyển tín hiệu hữu tuyến thành kết nối vô tuyến và đưa đến các thiết bị di động không dây thông qua chuẩn kết nối WiFi. Các thiết bị không dây tiếp nhận sóng WiFi thông qua một thiết bị chuyển đổi tín hiệu gọi là Adapter (card Wifi) được cài đặt trực tiếp trên các thiết bị.
Tín hiệu vô tuyến sẽ được giải mã ngay trên thiết bị, từ đây người dùng có thể trực tiếp truy cập Internet như bình thường. CÁC CHUẨN KẾT NỐI WIFI Tín hiệu Wifi hoạt động gửi và nhận dữ liệu ở tần số 2.5GHz đến 5GHz, cao hơn khá nhiều so với tần số của điện thoại di động, radio. do vậy tín hiệu Wifi có thể chứa nhiều dữ liệu nhưng lại bị hạn chế ở phạm vi truyền - khoảng cách Sóng Wifi sử dụng chuẩn kết nối 802.11 trong thư viện IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), chuẩn này bao gồm 4 chuẩn nhỏ hơn là a/b/g/n.11b là phiên bản yếu nhất, hoạt động ở mức 2.4GHz và có thể xử lý đến 11 megabit/giây.11g nhỉnh hơn đôi chút so với chuẩn b, tuy nó cũng hoạt động ở tần số 2.4GHz nhưng nó có thể xử lý 54 megabit/giây.11a phát ở tần số cao hơn là 5GHz và tốc độ xử lý đạt 54 megabit/giây. Cuối cùng là chuẩn 802.11n, nó hoạt động ở tần số 2.4GHz nhưng tốc độ xử lý lên đến 300 megabit/giây.
5 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM WIFI Bảng 2.1 Ưu điểm và nhược điểm của mạng WIFI Ưu điểm Nhược điểm Không cần dây nối giữa các thiết Sóng truyền kém nếu có vật cản. bị Cũng như sóng điện thoại, sóng wifi cũng có Kết nối được khắp mọi nơi thông vài ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ con qua mạng lưới internet. người nếu tiếp xúc sóng wifi 24/24.
Có thể kết nối 1 hoặc nhiều thiết Dễ bị xâm nhập bởi các hacker, virus. bị trông phạm vi rộng trong phạm vi 30m. Truy cập mạng nhanh chóng, tiện lợi hơn so với mạng có dây. Chi phí lắp đặt và sử dụng rẻ.
Không bị nhiễu hay ảnh hưởng bởi các thiết bị khác Tính phổ biến cao nên hầu hết các thiết bị công nghệ đều có phầm cứng hỗ trợ kết nối wifi. LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ VÂN TAY VÀ CÔNG NGHỆ QUÉT VÂN TAY 2. NHỮNG ĐIỀU CƠ BẢN VỀ DẤU VÂN TAY Vân tay là một trong những đặc điểm đặc trưng của từng người. Mỗi người đều có một dấu vân tay đặc trưng của riêng mình.
Người ta đã biết rằng dấu vân tay của mỗi cá nhân là độc nhất. Xác suất hai cá nhân - thậm chí ngay cả anh em (hoặc chị em) sinh đôi có cùng một bộ dấu vân tay là cực kì thấp hầu như là không có trường hợp nào trùng dấu vân tay. Ngay cả các ngón trên cùng bàn tay cũng có vân khác nhau. Dấu vân tay của mỗi người là không đổi trong suốt cuộc đời.
Người ta có thể làm phẫu thuật thay da ngón tay, nhưng chỉ sau một thời gian dấu vân tay lại được hồi phục như ban đầu. 6 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.1 Dấu vân tay 2. CÔNG NGHỆ QUÉT VÂN TAY Có nhiều cách khác nhau để lấy hình ảnh ngón tay, trong đó cách phổ biến nhất là quét quang học và quét điện dung. Cả hai đều đưa ra cùng một hình ảnh, nhưng bằng hai phương pháp khác nhau hoàn toàn.
Máy quét quang học: Quét vân tay quang học là phương pháp lâu đời nhất để chụp ảnh và so sánh các dấu vân tay. Cũng như cái tên của phương pháp, kỹ thuật này dựa trên việc chụp lại một hình ảnh quang học của dấu vân tay, và sử dụng thuật toán để phát hiện các mô hình độc đáo trên bề mặt, như các đường lằn hoặc các dấu hiệu riêng, bằng cách phân tích các vùng sáng nhất và tối nhất trên hình ảnh. Trung tâm của máy quét quang học là CCD ( Charge Coupled Device ) – hệ thống cảm biến ánh sáng sử dụng trong camera kỹ thuật số. CCD là một mảng diode nhạy cảm với ánh sáng gọi là photosite, có nhiệm vụ tạo tín hiệu điện tương ứng với những photon ánh sáng.
Mỗi photosite ghi lại một pixel, tức một chấm nhỏ thể hiện rằng ánh sáng đã chạm đến điểm đó. Các pixel sáng và tối sẽ tổng hợp thành một hình ảnh của vật thể được quét (như ngón tay). Thường thì Bộ chuyển đối ADC ( từ analog sang digital ) trong hệ thống quét sẽ xử lý tín hiệu điện analog để tạo ra bức ảnh dạng số hóa Quy trình quét bắt đầu khi bạn đặt ngón tay lên một đĩa thủy tinh, và để CCD chụp ảnh. Máy quét có nguồn điện riêng, thường là một mảng diode phát sáng (LED) để tỏa sáng các đường vân trên ngón tay.
Cuối cùng hệ thống CCD sẽ tạo ra hình ảnh đảo ngược của ngón tay. 7 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.2 Quét vân tay bằng quang học Trước khi so sánh hình ảnh nhận được với dữ liệu có sẵn, bộ xử lý quét sẽ đảm bảo rằng hình ảnh thu được đủ rõ bằng cách kiểm tra độ tối pixel trung bình, hay tổng giá trị của một mẫu nhỏ, và sẽ từ chối quét hình nếu nó quá sáng hoặc quá tối. Nếu ảnh bị từ chối, máy quét sẽ điều chỉnh thời gian phơi sáng, rồi quét lại lần nữa. Nếu bộ xử lý cảm thấy hình ảnh đã đủ sắc nét và độ sáng, nó sẽ tiếp tục so sánh hình ảnh đó với vân tay trong hồ sơ.
Nhược điểm chính của các máy quét quang học là nó không khó để đánh lừa. Khi công nghệ chỉ là chụp lại một bức hình 2D, việc giả mạo hay thậm chí các bức ảnh với chất lượng cao cũng có thể sử dụng để đánh lừa các máy quét này Hình 2.3 Quét vân tay bằng quang học 8 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Máy quét điện dung: Cũng như máy quét quang học, máy quét điện dung tạo ra hình ảnh vân tay, nhưng không phải bằng ánh sáng mà bằng dòng điện. Thay vì tạo ra một hình ảnh dấu vân tay như truyền thống, các máy quét vân tay điện dung sử dụng một mảng các mạch tụ điện siêu nhỏ để thu thập dữ liệu về dấu vân tay. Khi các tụ điện lưu trữ dòng điện, chúng sẽ được kết nối với các tấm dẫn điện trên bề mặt của máy quét, nhằm theo dõi các chi tiết của dấu vân tay.4 Quét vân tay điện dung Một khi được ghi lại, dữ liệu kỹ thuật số này sẽ được phân tích để tìm ra các thuộc tính độc đáo và dễ phân biệt của dấu vân tay, sau đó sẽ được lưu lại để so sánh sau này.
Ưu điểm của thiết kế này là nó khó bị đánh lừa hơn nhiều so với máy quét quang học. Kết quả sẽ không thể bị lặp lại bởi một hình ảnh và đặc biệt khó để đánh lừa với các bộ phận được làm giả, do các vật liệu khác nhau sẽ tạo ra các thay đổi khác nhau trong dòng điện qua các tụ điện.5 Máy quét vân tay điện dung 9 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2. NGUYÊN LÝ PHÂN TÍCH VÂN TAY Hầu hết các máy quét vân tay chỉ so sánh các đặc điểm đặc trưng của vân tay, ví dụ như điểm bắt đầu của đường vân nổi, hay điểm mà đường vân chia tách làm 2 (điểm rẽ nhánh). Nếu so sánh toàn bộ hình ảnh vân thì sẽ mất rất nhiều năng lượng xử lý.
Phần mềm quét thường sử dụng các thuật toán đặc biệt phức tạp để nhận diện và phân tích. Nhiệm vụ cơ bản của chúng là đo đạc vị trí tương đối của các điểm. Một cách đơn giản là xem xét hình dạng tạo thành khi nối các điểm lại với nhau. Nếu 2 vân tay có 3 điểm nhỏ và 2 điểm rẽ nhánh, tạo thành một hình giống hệt nhau với cùng kích thước thì nhiều khả năng chúng là một.6 Các điểm đặc trưng của vân tay 2.
CÁC CHUẨN TRUYỀN DỮ LIỆU 2. CHUẨN GIAO TIẾP 1 DÂY (ONE-WIRE) Chuẩn giao tiếp 1 dây (1 wire) do hãng Dallas giới thiệu. Trong chuẩn giao tiếp này chỉ cần 1 dây để truyền tín hiệu và làm nguồn. Là chuẩn giao tiếp không đồng bộ và bán song công (half-duplex).
Trong giao tiếp này tuân theo mối liên hệ chủ tớ một cách chặt chẽ. Trên một bus có thể gắn 1 hoặc nhiều thiết bị slave. Nhưng chỉ có một master có thể kết nối đến bus này. Bus dữ liệu khi ở trạng thái rãnh (khi không có dữ liệu trên đường truyền) phải ở mức cao do vậy bus dữ liệu phải được kéo lên nguồn thông qua một điện trở.