Chương 1 : tổng quan về đề tài. Chương 2 : các cơ sở lý thuyết liên quan. Chương 3 : tính toán và thiết kế hệ thống. Chương 4 : kết quả sau khi thực hiện.
Chương 5 : kết luận và hướng phát triển. 2 do an Chương 2. MỘT SỐ THIẾT BỊ KHÓA CỬA HIỆN NAY Từ xa xưa, con người đã nhận ra sự có mặt của vật giúp họ yên tâm về đồ đạc của mình mà không cần phải ngó trước nghiêng sau là vô cùng thiết, và những ổ khóa bằng gỗ đầu tiên đã ra đời. Trải qua hơn vài nghìn năm, những ổ khóa giờ đây đã được cải tiến thiết kế bằng kim loại để chắc chắn hơn.
Hơn thế nữa, các ổ khóa giờ đây còn gánh thêm trách nhiệm lớn hơn khác như cá nhân hóa việc bảo mật và theo dõi được lịch sử ra vào của người dùng. Sau đây là hai loại khóa phổ biến thời hiện đại: khóa cơ và khóa điện tử. Khóa cơ Là phiên bản gần gũi nhất với những ổ khóa đời đầu. Ngày nay, khóa cơ được sử dụng cực kỳ rộng rãi với ưu điểm bền và có khả năng chống trộm cao nhờ thiết kế vật lý phức tạp gây khó khăn trong việc mở khóa nếu không có chìa khóa đi kèm.1: Một số loại khóa cơ hiện nay.
Khóa điện tử Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, khóa điện tử ngày nay rất đa dạng và có nhiều ưu điểm nổi trội hơn khóa cơ truyền thống như tính an toàn và bảo mật cao hơn, tính thẩm mỹ cũng là lợi thế của khóa điện tử. Khóa điện tử hiện nay gồm những nhóm loại chính phải kể đến như: Khóa mã số: nhập mã số đúng từ bàn phím của khóa để mở khóa. Khóa thẻ từ: chỉ người có thẻ từ được khóa chấp nhận mới có thể mở khóa. 3 do an Khóa vân tay: chỉ người có vân tay được khóa chấp nhận mới có thể mở khóa.
Khóa nhận dạng: chỉ giọng nói, khuôn mặt, võng mạc,… được khóa chấp nhận mới có thể mở khóa. Nhược điểm của các loại khóa điện tử hiện tại chính là độ bền không cao, năng lượng cũng là nhược điểm cần nhắc đến. Ngoài ra, các loại khóa điện tử có thể bị phá bởi các tội phạm hoặc thiết bị công nghệ cao. Vì vậy việc cải thiện và cập nhật của các loại khóa này phải diễn ra thường xuyên.
Ngoài các nhược điểm kể trên thì nhìn chung khóa điện tử vẫn đảm bảo an toàn hơn nhiều loại khóa cơ truyền thống. INTERNET OF THINGS Internet of Things (IoT) được hiểu là mạng lưới vạn vật kết nối internet. Cụm từ IoT được đưa ra vào năm 1999 bởi Kevin Ashton, ông là một nhà khoa học đã sáng lập ra Trung tâm Auto-ID ở đại học MIT. khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính.
Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó. Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn thông (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại, các thiết bị có thể là điện thoại thông minh, máy giặt, tai nghe, bóng đèn, và nhiều thiết bị khác.2: Sơ đồ khối một hệ thống IoT cơ bản 4 do an Ứng dụng của IoT: Những ứng dụng của IoT ngày càng được phổ biến rộng rãi trong mọi nghành nghề và mọi lĩnh vực đời sống bởi vì sự hiệu quả mà nó mang lại rất lớn. Một ứng ứng dụng của IoT được nhiều người biết đến và được sử dụng phổ biến là nhà thông minh, nhà thông minh giúp mọi người giám sát, kiểm soát, điều khiển ngôi nhà của mình một cách thuận tiện và đơn giản nhất. Bên cạnh đó IoT còn được ứng dụng trong y tế, giáo dục, nông nghiệp, kinh tế.
NHỮNG CHUẨN TRUYỀN DỮ LIỆU Truyền dữ liệu là cách mà các thiết bị có thể giao tiếp, trao đổi thông tin với nhau. Có hai loại hình truyền dữ liệu đó là có dây và không dây. Ở phương pháp truyền có dây, có hai cách truyền dữ liệu là nối tiếp và song song, mặc dù chỉ có hai cách truyền nhưng lại có rất nhiều chuẩn truyền dữ liệu hiện nay. Ở đề tài này chỉ đề cập đến các chuẩn truyền liên quan như: I2C, UART, SPI và Wifi.
Chuẩn giao tiếp I2C I2C là từ viết tắt của “Inter-Integrated-Circuit” là 1 loại bus nối tiếp được phát triển bởi Philips và dùng cho các thiết bị điện tử của Philips. Hiện nay chuẩn I2C đã được chuẩn hóa và sử dụng phổ biến bởi do tính ưu việt và dễ sử dụng của nó. Ưu điểm lớn nhất của I2C là chỉ dùng 2 chân tín hiệu để điều khiển cả mạng lưới thiết bị. Nguyên lý hoạt động: I2C sử dụng 2 đường truyền tín hiệu: Đường truyền xung nhịp (SCL) do master phát đi (100KHz và 400KHz) Đường truyền tín hiệu (SDA) truyền theo 2 hướng.3: Bắt đầu và kết thúc quá trình truyền dữ liệu Quá trình truyền dữ liệu bắt đầu khi chân SDA chuyển từ mức cao xuống mức thấp và chân SCL đang ở mức cao, quá trình này kết thúc khi chân SDA chuyển từ mức thấp lên mức cao và chân SCL đang ở mức cao.
5 do an Dữ liệu được truyền theo từng bit, dữ liệu được truyền đi theo từng bit tại mỗi sườn lên của xung clock trên SCL.4: Quá trình thay đổi bit dữ liệu Quá trình thay đổi bit dữ liệu trên SDA xảy ra khi SCL đang ở mức thấp.5: Bit dữ liệu truyền và nhận Mỗi lần truyền dữ liệu đối với I2C sẽ truyền 8 bit và nhận 1 bit, 1 bit nhận lại đó là bit ACK. Bit có trọng số cao nhất (MSB) sẽ được truyền đi trước các bit còn lại sẽ được truyền lần lược theo sau cho đến bit cuối cùng (bit thứ 8), khi nhận đủ 8 bit thì chân SDA sẽ bị kéo xuống mức thấp để tạo ra một xung ACK báo hiệu đã nhận đủ 8 bit. Chuẩn giao tiếp UART UART là từ viết tắt của “Universal Synchronous & Asynchronous serial Reveiver And Transmitter” là bộ truyền nhận nối tiếp đồng bộ và không đồng bộ, thường là một mạch tích hợp được sử dụng trong việc truyền dẫn dữ liệu nối tiếp giữa máy tính và các thiết bị ngoại vi. Rất nhiều vi điều khiển hiện nay đã được tích hợp UART, UART thường được dùng trong máy tính công nghiệp, truyền thông, vi điều khiển, hay một số các thiết bị truyền tin khác.
Nguyên lý hoạt động Đặc điểm của UART là truyền nhận theo từng byte, nên thường được đóng gói dữ liệu thành các gói tin sau đó truyền đi.6: Một gói tin của UART 6 do an Start Flag và End Flag là 2 byte dùng để đánh dấu bắt đầu và kết thúc gói tin. Nếu dữ liệu truyền đi có byte trùng với Start Flag và End Flag thì phải chèn vào trước byte này một bit ESC vào phía trước để khi thiết bị giải mã dữ liệu nhận được sẽ biết đó là dữ liệu cần truyền. Chuẩn giao tiếp SPI Chuẩn giao tiếp SPI (Serial Perippheral Interface) được Motorola phát minh và phát triển từ giữa năm 1980 để sử dụng trong các dòng vi điều khiển của họ. Nhưng với sự đơn giản của giao thức này, SPI đã trở nên ngày càng phổ biến và sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử, đặc biệt là trong giao tiếp trao đổi với các ngoại vi.
SPI là giao thức nối tiếp đồng bộ đa mục đích, trong khi thực hiện giao tiếp dữ liệu truyền và nhận được diễn ra một cách đồng thời. Một xung clock đồng bộ dùng để dịch và lấy mẫu thông tin trên hai đường dữ liệu. SPI sử dụng quan hệ master-slave (chủ-tớ) trong khi giao tiếp, do các thiết bị slave không định địa chỉ nên khi giao tiếp thiết bị master với nhiều slave thì phải cần đến chân CS (chọn chip salve nào cần truyền dữ liệu). Một giao tiếp SPI gồm các chân: MOSI (Master output Slave input): chân này được sử dụng để truyền dữ liệu từ master sang slave.
MISO (Master input Slave output): chân này được sử dụng để truyền dữ liệu từ slave sang master. SCK: cấp xung đồng bộ truyền nhận giữa master với slave được chọn. Dữ liệu sẽ không được truyền đi nếu master không cấp xung SCK đến tất cả các slave. Ngược lại, salve không cấp được xung ở chân này.
Ngoài ra, SPI có 4 mode hoạt động dựa vào cực tính và pha của xung SCK. SS: master truyền tín hiệu để lựa chọn slave giao tiếp. SPI có các kiểu kết nối như sau: Hình 2.7: Kết nối 1 master và 1 slave 7 do an Hình 2.8: Kết nối song song 1 master và nhiều slave Hình 2.9: Kết nối Daisy chain 1 master và nhiều salve 2. Chuẩn Wifi Wifi là từ viết tắt của “Wireless Fidelity” là mạng kết nối internet không dây sử dụng sóng vô tuyến để truyền tín hiệu, loại sóng vô tuyến này tương tự như sóng điện thoại, truyền hìnhn radio.
Hiện nay hầu hết các thiết bị điện tử như điện thoại, laptop, máy tính bảng đều có thể kết nối wifi. Kết nối wifi dựa trên các chuẩn kết nối IEEE 802.11b : là phiên bản yếu nhất hoạt động ở mức 2.4GHz có thể xử lý 11 megabit/giây.11g : hoạt động ở tần số 2.4GHz và có thể xử lý 54 megabit/giây.11a : hoạt động ở tần số 5GHz và có thể xử lý 54 megabit/giây.11n : hoạt động ở tần số 2.4GHz và có thể xử lý 300 megabit/giây Ngoài ra còn có các chuẩn khác như 802. Nguyên lý hoạt động Để một thiết bị có thể sử dụng sóng wifi để kết nối internet, nó phải được trang bị một bộ thu phát Wifi. Router đóng vai trò vừa là bộ thu vừa là bộ phát nó nhận sóng vô tuyến là dữ liệu yêu cầu được gửi đi từ thiết bị yêu cầu, sau đó chuyển đồi thành dữ liệu để truyền đi thông qua kết nối vật lý.
Khi tìm thấy dữ liệu yêu cầu của thiết bị thì router mã hóa chúng thành sóng vô tuyến và gửi lại cho thiết bị gửi. Ưu điểm Tính linh động là ưu điểm lớn của Wifi vì nó khôn kết nối trực tiếp bằng cable. Người dùng có thể truy cập bất kỳ đâu trong bán kính cho phép. Nhược điểm Phạm vi sử dụng Wifi có giới hạn và phụ thuộc vào số lượng thiết bị kết nối vào Wifi nhiều hay ít mà tốc độ truy cập sẽ thay đồi.