đề tài 3 thiết kế hệ thống báo động chống trộm bằng cảm biến pir sử dụng board arduino

TRƯỜNG ĐẠI HỌC FPT TP.HỒ CHÍ MINHKHOA: Công Nghệ Thông TinMÔN HỌC: Internet of Things – IOT102ĐỀ TÀI 3: Thiết kế hệ thống báo động chống trộm bằng cảm biến PIR sử dụngboard Arduino... Gi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC FPT TP.HỒ CHÍ MINHKHOA: Công Nghệ Thông Tin

MÔN HỌC: Internet of Things – IOT102

ĐỀ TÀI 3: Thiết kế hệ thống báo động chống trộm bằng cảm biến PIR sử dụngboard Arduino

B Xe tự hành theo dõi vạch kẻ đường 5

C Xe tự hành tránh chướng ngại vật 5

D Xe tự hành đi theo động vật 5

II Adruino Project1 Giới thiệu chủ đề: Hệ thống Báo động chống trộm bằng cảm biến PIR sử dụng board Arduino 5

lời câu hỏi chuyên đề

video demo sản phẩm

I.Công nghệ IOT trong việc ứng dụng vào xe tự hành

1 Board Arduino là gì?

Arduino là một loại board mạch vi điều khiển nguồn mở, thiết kế để xây dựng

các ứng dụng điện tử tương tác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn Nóđược sử dụng rộng rãi trong các dự án điện tử và tự động hóa

Có một số loại board Arduino phổ biến, chẳng hạn như Arduino Uno, ArduinoMicro, Arduino Nano, Arduino Pro, Arduino Mega, Arduino Leonardo, và ArduinoLilyPad Arduino Uno là loại board đơn giản nhất và rất phù hợp cho người mới bắtđầu học điện tử

Arduino được sử dụng với các phần mềm IDE để lập trình như Arduino IDE,Programino IDE, Visual Studio Code, và có tất cả 6 phiên bản khác nhau, trong đóArduino Uno và Arduino Mega là phiên bản thường được sử dụng nhiều nhất.

2 Minh họa xe tự hành sử dụng board Arduino

Internet vạn vật (IoT) là mạng lưới kết nối các thiết bị thông minh có khả năng

thu thập, chia sẻ dữ liệu qua internet Nhờ tích hợp cảm biến và phần mềm, các thiết bịnày có thể giao tiếp và tương tác lẫn nhau, tạo nên nền tảng cho nhiều ứng dụng độtphá trong lĩnh vực xe tự hành.

Xe tự hành là một loại phương tiện di động mà không cần sự can thiệp trực tiếptừ người lái để điều khiển và thực hiện các chuyến đi Thay vào đó, nó sử dụng các hệthống tự động hoặc tự lái để nhận diện môi trường xung quanh, phân tích thông tin, vàra quyết định để điều hướng và vận hành phương tiện một cách an toàn và hiệu quả.

Xe tự hành đang là một lĩnh vực nghiên cứu và phát triển nhanh chóng, hứa hẹnmang lại nhiều tiện ích trong việc tăng cường an toàn giao thông, giảm thiểu tai nạn vàtạo ra những trải nghiệm đi lại mới mẻ.

Ví dụ về ứng dụng xe tự hành bằng bo mạch Arduino

A Xe tự hành điều khiển từ xa bằng điện thoại thông minh.

- Dự án này sử dụng board Arduino để điều khiển hướng di chuyển của xe tự láithông qua kết nối Bluetooth với điện thoại thông minh.

Linh kiện được sử dụng trong ví dụ

nó cho phép điều khiển xe từ xa

Hướng dẫn chi tiết minh họa: Arduino Bluetooth Car : 12 Steps (with Pictures)

B Xe tự hành sử dụng Sensor.

- Sử dụng board Arduino, camera và cảm biến màu để theo dõi vạch kẻ đường vàđiều khiển xe di chuyển theo đúng làn đường.

- Có thể lập trình để xe tự động điều chỉnh hướng di chuyển khi gặp vạch kẻđường cong hoặc ngã rẽ.

Linh kiện được sử dụng trong ví dụ

Cảm biến siêu âm, dùng để phát hiện chướng ngại vật

Hướng dẫn chi tiết minh họa: How to Build: Arduino Self-Driving Car : 7 Steps

(with Pictures) - Instructables

Video Minh Họa: How To Make A DIY Arduino Obstacle Avoiding Car AtHome - YouTube

D Xe tự hành đi theo.

- Dự án này sử dụng board Arduino cùng với Ultrasonic Sensor và Infrared Sensorđể đi theo con người hoặc động vật.

Video Minh Họa: How To Make Arduino Human Following Robot - YouTube

II.Adruino Project

1 Giới thiệu chủ đề: Hệ thống Báo động chống trộm bằng cảm biến PIR sử dụngboard Arduino.

- Trong xã hội hiện đại, vấn đề an ninh luôn là mối quan tâm hàng đầu của mỗi

gia đình và doanh nghiệp Trộm cắp, xâm nhập trái phép là những nguy cơ tiềm ẩn cóthể xảy ra bất cứ lúc nào Để bảo vệ tài sản và con người, việc sử dụng các hệ thốngbáo động chống trộm là vô cùng cần thiết.

- Là một giải pháp an ninh thế hệ mới, hệ thống Báo động chống trộm bằng cảmbiến PIR sử dụng board Arduino mang đến nhiều ưu điểm vượt trội so với các giảipháp truyền thống do:

Hiệu quả caoTiết kiệm chi phíDễ dàng sử dụngLinh hoạt

Hệ thống thông minh

2 Ý tưởng thực hiện

- Nhóm dự định sử dụng bộ kit Arduino, cùng với cảm biến PIR và cảm biến thutín hiệu hồng ngoại, để có thể kích hoạt trạng thái bật tắt hệ thống thông qua remote.Khi hệ thống được bật, 1 đèn tín hiệu sẽ sáng lên để thông báo rằng hệ thống đã đượckích hoạt Nếu PIR phát hiện chuyển động trong vùng phát hiện của nó, lập tức còi báođộng sẽ hú lên cùng với 2 đèn tín hiệu sẽ sáng lên Khi hệ thống tắt, tất cả mọi hoạtđộng của linh kiện cũng sẽ được tắt theo.

Cảm biếnchuyển động

Phát hiện sự chuyểnđộng bằng cách đo sựthay đổi của ánh sánghồng ngoại trong môitrường

3 Cảm biến thu

Nhận tín hiệu từ điềukhiển từ xa IR

4 Điều khiển từ

Gửi tín hiệu hồngngoại đến cảm biếnthu hồng ngoại, đượcsử dụng để bật và tắthệ thống.

5 Đèn LED màu

Thông báo rằng hệthống đang được kíchhoạt.

6 Đèn LED màu

Thông báo rằng hệthống đang được kíchhoạt.

7 Điện trở 330 Ω 3

Giới hạn dòng điệnqua đèn LED, giúpbảo vệ chúng khôngbị quá tải và đảm bảochúng sáng ổn định.

Phát ra âm thanh khicảm biến chuyểnđộng PIR phát hiện sựchuyển động

Kết nối các linh kiệnkhác nhau trong hệthống

10 Dây cắm

đực-đực vs đực-đực cái Nhiều

Kết nối các thiết bịvới Arduino

4 Mạch kết nối (Circuit)

Mạch mô phỏng:

5 Mạch nguyên lý (Schematic)

6 Thuật toán

- Khởi tạo:

+ Thiết lập kết nối serial để giao tiếp với máy tính.

+ Khởi tạo đối tượng IR receiver (irrecv) và cấu hình chân nhận tín hiệuIR.

+ Đặt chế độ chân LED, cảm biến PIR và buzzer là INPUT hoặcOUTPUT.

- Vòng lặp chính (loop):

+ Kiểm tra nếu có tín hiệu IR nhận được:

Nếu mã IR là 0xFF38C7 (ON), bật LED1 và in ra "PIR: ON".Nếu mã IR là 0xFF18E7 (OFF), tắt LED1 và in ra "PIR: OFF".+ Đọc trạng thái của cảm biến PIR.

+ Nếu LED1 đang bật (hệ thống đang được kích hoạt) và cảm biến PIRphát hiện chuyển động:

+ Bật LED2 và LED3.

+ In ra "Motion Detected Please check".

+ Gọi hàm playAlertSound() để phát âm thanh cảnh báo bằng buzzer.+ Đợi 500ms.

+ Tắt LED2 và LED3.

- Hàm playNote(int note, int duration):

+ Hàm này được sử dụng để phát một nốt nhạc với tần số (note) và thờilượng (duration) nhất định trên buzzer.

+ Tính toán khoảng thời gian trì hoãn (delayPeriod) dựa trên tần số nốtnhạc.

+ Tính toán số chu kỳ cần phát dựa trên thời lượng nốt nhạc.

+ Trong vòng lặp, đảo trạng thái của buzzer (HIGH và LOW) với khoảngthời gian trì hoãn delayPeriod để tạo ra âm thanh.

void playNote( note, duration) {intint, delayPeriod = int1000000 note ;//2, numCycles = note duration int*/1000;, for ( i = ; i numCycles; iint0<++) {, , digitalWrite(buzzerPin, HIGH);, , delayMicroseconds(delayPeriod);, , digitalWrite(buzzerPin, LOW);, , delayMicroseconds(delayPeriod);, }

, playNote(NOTE_C5 1000, );}

void loop() {

, (irrecv.decode( results)) {if&

, , irrecv.resume();

, , (results.value if== 0xFF38C7) {, , , digitalWrite(led1, HIGH);, , , Serial.println("PIR: ON");, , } elseif (results.value == 0xFF18E7) {, , , digitalWrite(led1, LOW);, , , Serial.println("PIR: OFF");, , }

, , digitalWrite(led2, LOW);, , digitalWrite(led3, LOW);, }

8 Kết quả đạt được

Khả năng phát hiện xâm nhập: Phát hiện chuyển động chính xác, giảm thiểubáo động giả.

Hệ thống báo động hiệu quả: Kích hoạt báo động bằng âm thanh, đèn LED Kếtnối với còi hú, chuông báo động và âm thanh báo động lớn, thu hút sự chú ý.

Dễ dàng sử dụng và quản lý: Cài đặt và sử dụng đơn giản (Điều khiển quaboard Arduino).

Tiết kiệm chi phí: Lắp đặt và vận hành thấp hơn so với giải pháp truyền thốngvà sử dụng nguồn điện hiệu quả.

9 Video Project

Group 3 - IOT102 SE1862 - Hệ thống báo động chống trộm sử dụng cảm biến PIR.