Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay,khoa học kỹ thuật phát triển nhanh như vũ bão,con người bước vào một thời đại mớithời đại mà mỗi giờ,mỗi phút,thậm chí là mỗi giây trôi qua lại xuất hiện những phát minh,tiến bộ khoa họckỹ thuật. Công nghệ mới xuất hiện liên tục,từ đó những thành tựu khoa họckỹ thuật được áp dụng vào đời sống thực tiễn.Nhờ vậy,con người ngày càng tận hưởng cuộc sống một cách tiện nghi và thoải mái hơn.Chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy thiết bị công nghệ hiện diện ở mọi nơi,trong mọi lĩnh vực. Ở khắp mọi nơi trên trái đất,hàng ngàn viện nghiên cứu,trung tâm với hàng triệu kỹ sư vẫn đang miệt mài nghiên cứu để đóng góp cho nhân loại nhữn cải tiến,tìm tòi ra những kỹ thuật mới,phục vụ cuộc sống.Có thể nói,sức mạnh về khoa học –kỹ thuật chính là sức mạnh ghê gớm nhất,nó có thể chi phối các mặt khác như quân sự,kinh tế….thể hiện vị thế,vai trò của một quốc gia trên trường quốc tế. Ở Việt Nam,không nằm ngoài xu thế của thời đại,các nhà nghiên cứu,các kỹ sư đặc biệt là thế hệ trẻ,các bạn sinh viên vẫn tích cực,say mê nghiên cứu khoa học để tìm ra những kỹ thuật mới,trao đổi,học hỏi và tiếp thu những công nghệ mới trên thế giới để phục vụ cho công cuộc công nghiệp hóahiện đại hóa đất nước. Để phát triển những công nghệ mới thì trước hết phải nắm chắc và hiểu rõ những vấn đề cơ bản trong mỗi lĩnh vực,mục tiêu là để làm rõ một số yếu tố chủ yếu,cơ bản nhất để có thể phát triển kỹ thuật,sản phẩm mới hơn,hiện đại hơn trong tương lai.Chính vì vậy chúng em đã chọn đề tài “MẠCH BÁO TRỘM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SMS TRONG MẠNG GSM”. Mục đích của đề tài là ứng dụng mạch adruino kết hợp kết hợp với sử dụng module GSMGPRS SIM900 của hãng SIMCOM thiết kế hệ thống cảnh báo chống trộm.Đây là đề tài có tính ứng dụng cao ngoài thực tế.Hệ thống có thể được sử dụng cho các hộ gia đình hay ở các quy mô lớn hơn là các nhà kho,ngân hàng…nơi mà cần hệ thống bảo mật tốt mỗi ngày.Ngoài ra,hệ thống này là giải pháp tốt cho các thiết bị cần bảo mật ở các công ty,bệnh viện,công ty hành chính,cơ quan Thuế Hải quan,các công ty bảo hiểm,ngân hàng và chứng khoán,các trung tâm dịch vụ,bến xe,nhà ga.Dưới sự kiểm soát của hệ thống này,quá trình bảo mật sẽ tốt hơn và hiệu quả hơn.
MỤC LỤC 1 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Hệ thống chống trộm cho gia đình, cơ quan, ngân hàng Hình 1.2. Hệ thống chống trộm kết hợp không dây và có dây Hình 1.3. Các thành phần cơ bản của hệ thống chống trộm tự động Hình 2.1. Những thành viên khởi xướng Arduino Hình 2.2. Ứng dụng của mạch Adruino Hình 2.3. Giao diện phần mềm lập trình IDE Hình 2.4.Vùng lệnh phần mềm lập trình IDE Hình 2.5. Giao diện vùng lập trình phần mềm IDE Hình 2.6.Vùng thông báo(debug) của phần mềm IDE Hình 2.7.Các bo mạch Adruino thông dụng Hình 2.8.Một số loại mạch shield của Adruino Hình 2.9. Sơ đồ chân của Arduino Uno Hình 2.10.Mạch Adruino Uno Hình 2.11.Cảm biến PIR D203B Hình 2.12. Cấu tạo cảm biến PIR Hình 2.13. Nguyên lý phát hiện chuyển động ngang các nguồn thân nhiệt Hình 2.14. Module cảm biến PIR Hình 2.15. IC BISS0001 Hình 2.16. Sơ đồ nguyên lý ứng dụng IC BISS0001 Hình 2.17. Module sim 900A Hình 2.18.Module sim 900A Hình 2.19. Sơ đồ khối hệ thống tự động chống trộm Hình 2.20. Sản phẩm hoàn chỉnh 2 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Chức năng các chân của IC BISS0001 Bảng 2.2. Lệnh cấu hình giao tiếp nối tiếp UART 3 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay,khoa học kỹ thuật phát triển nhanh như vũ bão,con người bước vào một thời đại mới-thời đại mà mỗi giờ,mỗi phút,thậm chí là mỗi giây trôi qua lại xuất hiện những phát minh,tiến bộ khoa học-kỹ thuật. Công nghệ mới xuất hiện liên tục,từ đó những thành tựu khoa học-kỹ thuật được áp dụng vào đời sống thực tiễn.Nhờ vậy,con người ngày càng tận hưởng cuộc sống một cách tiện nghi và thoải mái hơn.Chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy thiết bị công nghệ hiện diện ở mọi nơi,trong mọi lĩnh vực. Ở khắp mọi nơi trên trái đất,hàng ngàn viện nghiên cứu,trung tâm với hàng triệu kỹ sư vẫn đang miệt mài nghiên cứu để đóng góp cho nhân loại nhữn cải tiến,tìm tòi ra những kỹ thuật mới,phục vụ cuộc sống.Có thể nói,sức mạnh về khoa học –kỹ thuật chính là sức mạnh ghê gớm nhất,nó có thể chi phối các mặt khác như quân sự,kinh tế….thể hiện vị thế,vai trò của một quốc gia trên trường quốc tế. Ở Việt Nam,không nằm ngoài xu thế của thời đại,các nhà nghiên cứu,các kỹ sư đặc biệt là thế hệ trẻ,các bạn sinh viên vẫn tích cực,say mê nghiên cứu khoa học để tìm ra những kỹ thuật mới,trao đổi,học hỏi và tiếp thu những công nghệ mới trên thế giới để phục vụ cho công cuộc công nghiệp hóa-hiện đại hóa đất nước. Để phát triển những công nghệ mới thì trước hết phải nắm chắc và hiểu rõ những vấn đề cơ bản trong mỗi lĩnh vực,mục tiêu là để làm rõ một số yếu tố chủ yếu,cơ bản nhất để có thể phát triển kỹ thuật,sản phẩm mới hơn,hiện đại hơn trong tương lai.Chính vì vậy chúng em đã chọn đề tài “MẠCH BÁO TRỘM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SMS TRONG MẠNG GSM”. Mục đích của đề tài là ứng dụng mạch adruino kết hợp kết hợp với sử dụng module GSM/GPRS SIM900 của hãng SIMCOM thiết kế hệ thống cảnh báo chống trộm.Đây là đề tài có tính ứng dụng cao ngoài thực tế.Hệ thống có thể được sử dụng cho các hộ gia đình hay ở các quy mô lớn hơn là các nhà kho,ngân hàng… nơi mà cần hệ thống bảo mật tốt mỗi ngày.Ngoài ra,hệ thống này là giải pháp tốt cho các thiết bị cần bảo mật ở các công ty,bệnh viện,công ty hành chính,cơ quan Thuế & Hải quan,các công ty bảo hiểm,ngân hàng và chứng khoán,các trung tâm 4 dịch vụ,bến xe,nhà ga.Dưới sự kiểm soát của hệ thống này,quá trình bảo mật sẽ tốt hơn và hiệu quả hơn. Trong quá trình thực hiện đồ án chúng em đã cố gắng rất nhiều song do thời gian thực hiện đồ án còn ít và kiến thức có hạn của chúng em nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót.Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến chân thành của quý thầy cô và bạn bè để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn. Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Văn Xuân đã luôn tận tình hướng dẫn chúng em trong quá trình làm đồ án cũng như các thầy cô trong bộ môn đã luôn quan tâm,ân cần chỉ bảo,truyền thụ kiến thức cho chúng em trong suốt quá trình học tập để chúng em có thể làm được đồ án này ! Chúng em xin chân thành cảm ơn ! 5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHỐNG TRỘM TỰ ĐỘNG 1.1. Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay Trong xã hội ngày nay,cùng với sự tiến bộ của KH-KT,cuộc sống của con người trở nên đầy đủ và tiện nghi hơn,lượng của cải vật chất cũng được tạo ra nhiều hơn.Do đó,việc bảo vệ và giữ gìn tài sản được đặt ra rất cấp thiết.Để giải quyết vấn đề đó con người đã thiết kế ra các hệ thống phát hiện,cảnh báo và chống lại sự xâm nhập của các thành phần xấu,giữ gìn tài sản được an toàn.Từ những yêu cầu thực tế đó,những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống,cộng với sự hợp tác,phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên chúng em đã mạnh dạn chọn đề tài : “MẠCH BÁO TRỘM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SMS TRONG MẠNG GSM” nhằm đáp ứng nhu cầu giám sát điều khiển từ xa bằng điện thoại di động và góp phần vào sự tiến bộ,văn minh,hiện đại của toàn gia đình và xã hội. Hình 1.1. Hệ thống chống trộm cho gia đình, cơ quan, ngân hàng 1.2.Mục tiêu đề tài 6 Với vốn kiến thức còn hạn chế của mình, chúng em sẽ giới thiệu và trình bày một hệ thống cảnh báo chống trộm xâm nhập đơn giản có sử dụng ứng dụng SMS trong mạng GSM. Đây có thể chưa phải là một hệ thống hoàn chỉnh và hiện đ ạ i nhưng nó có thể hiện những nguyên lý cơ bản nhất của một hệ thống chống trộm, từ đó mở ra khả năng phát triển những hệ thống tốt, hoàn thiện hơn cũng như ứng dụng vào mục đích khác nhau trong cuộc sống. 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đề tài được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng những kiến thức đã học trong nhà trường vào “MẠCH BÁO TRỘM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SMS TRONG MẠNG GSM”. Hệ thống tích hợp module cảnh báo PIR HC- SR501 và module sim 900A . Với module báo động, hệ thống sử dụng cảm biến quang để gửi thông tin dữ liệu về bộ xử lý trung tâm khi có tác động của đ ố i tượng bên ngoài. Qua xử lý, dữ liệu sẽ đư ợ c gửi về thiết bị đầu cuối(mobile) để báo cho biết có tác động của đ ố i t ư ợ ng bên ngoài.Module Arduino Uno đóng vai trò là bộ xử lý trung tâm để thu thập và xử lý tín hiệu từ module cảm biến từ đó xuất ra các tín hiệu điểu khiển đèn hoặc loa. 1.4. Động cơ đề tài - Nạn trộm cắp thường xuyên là vấn đề nhức nhối,nhất là đối với học sinh,sinh viên. - Sự tiện lợi của tin nhắn SMS trong mạng GMS. - Sự chính xác và đơn giản cùng với giá thành rẻ của cảm biến chuyển động so với các mạch cảm biến đắt tiền khác. - Sự bùng nổ của mạch Arduino trên thế giới và xu hướng phát triển của nó ở nước ta hiện nay với rất nhiểu các ứng dụng vào thực tế,lập trình,sử dụng đơn giản,tiện ích 1.5. Phân loại hệ thống chống trộm tự động Hiện nay, hệ thống chống trộm tự động có hai loại chính: + Hệ thống chống trộm tự động nối dây: Các thiết bị của hệ thống được kết nối với trung tâm báo động bằng cáp tín hiệu. + Hệ thống chống trộm tự động không dây: Các thiết bị của hệ thống được kết nối với tủ trung tâm báo động bằng sóng cao tần. 7 Tùy theo nhu cầu thực tế mà chúng ta lựa chọn loại nối dây hay không dây để có được hiệu quả sử dụng tốt nhất. Hình 1.2. Hệ thống chống trộm kết hợp không dây và có dây 1.6. Các thành phần của hệ thống chống trộm tự động 8 Hình 1.3. Các thành phần cơ bản của hệ thống chống trộm tự động 1.6.1. Trung tâm báo động Thường được đặt ở những nơi kín đáo, có tính năng chính dùng để lập trình, điều khiển hoạt động của toàn hệ thống như nhận và xử lý các tín hiệu từ các cảm biến, đưa ra các cảnh báo có trộm tức thời ra loa, còi, thiết lập các chế độ hoạt động cho từng khu vực… 1.6.2. Các loại cảm biến(Sensor) Có chức năng phát hiện các hành vi xâm nhập trái phép, phát hiện khói, dò gas, kính vỡ…Khi phát hiện thấy có các hiện tượng bất thường, các cảm biến sẽ gửi tín hiệu về tủ trung tâm, tủ trung tâm sẽ báo động bằng còi hú, loa, đèn chớp, đồng thời thông báo đến các số điện thoại được cài đặt trước. Về cơ bản hệ thống thường có các loại cảm biến sau: + Cảm biến chuyển động: Có tác dụng phát hiện chuyển động, sự đột nhập của kẻ trộm từ bên ngoài, các cảm biến thường được lắp đặt ở cửa ra vào, phòng khách, phòng ngủ… 9 + Cảm biến từ: Có tác dụng phát hiện các trường hợp cửa bị phá, bị bẻ khóa hay sự đột nhập của kẻ trộm qua cửa. Cảm biến từ thường được lắp ở cửa ra vào, cửa sổ. + Cảm biến vùng: Thường được lắp ở xung quanh căn nhà. Có nhiệm vụ cảnh báo khi có kẻ trộm đột nhập bên ngoài căn nhà. + Cảm biến khói: Thường được lắp đặt trong bếp, các phòng ngủ, những nơi có khả năng xảy ra khói khi có hỏa hoạn, có nhiệm vụ cảnh báo có khói xuất hiện. + Cảm biến gas: Được lắp trong bếp để phát hiện khi có hiện tượng do rò rỉ khí gas hoặc khi nồng độ gas trong bếp vượt quá mức cho phép. 1.6.3. Các thiết bị đầu ra báo động thường sử dụng - Còi hú, loa Thường được lắp trên trần, hay những góc khuất. Một số thì được lắp ngay trong tủ điều khiển trung tâm. Khuyến khích nên sử dụng loại còi hú có âm lượng khoảng 110db để khi có báo động thì hàng xóm hay những người trên cùng dãy phố cũng có thể nghe thấy được. - Đèn chiếu sáng Được lắp đặt ở hành lang, quanh ngôi nhà. Khi có cảnh báo, ngay lập tức đèn sẽ sáng, báo rằng ở vị trí đó đang có đột nhập - Đèn chớp Có tác dụng cảnh báo khi có sự đột nhập, thường được phát huy tác dụng vào ban đêm. Khi có cảnh báo, đèn chớp sáng, những người dân xung quanh sẽ dễ dàng xác định được ngôi nhà bị đột nhập. - Tủ trung tâm báo động CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG PHẦN CỨNG CHO HỆ THỐNG CHỐNG TRỘM TỰ ĐỘNG 2.1 Tìm hiểu về mạch Adruino 2.1.1. Giới thiệu chung về Adruino a) Hiện tượng adruino Arduino thực sự đã gây sóng gió trên thị trường người dùng DIY (là những người tự chế ra sản phẩm của mình) trên toàn thế giới trong vài năm gần đây, gần 10 [...]... SIM900A để phát tin nhắn cảnh báo + Đầu ra báo động loa, còi: Làm nhiệm vụ cảnh báo cho gia chủ, hàng xóm và những người xung quanh, dùng cho cả trong trường hợp gia chủ có nhà và không có nhà + Module SIM900: Giao tiếp với Vi điều khiển ATMEGA16A, nhận lệnh từ vi điều khiển, gửi tin nhắn cảnh báo khi có trộm dùng cho cả trường hợp chủ nhà có nhà và không có nhà 2.5 Lưu đồ thuật toán Bắt đầu Có chuyển... S Đ Sim 900 phát tin nhắn cảnh báo Phát tín hiệu cảnh báo ra đèn,loa,còi Kết thúc 33 2.6 Sản phẩm hoàn chỉnh Hình 2.20 Sản phẩm hoàn chỉnh 34 CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 3.1 Kết luận Sau một thời gian thực hiện đến nay đồ án của chúng em đã hoàn thành đúng thời hạn với yêu cầu đặt ra là’’Ứng dụng mạch vi điều khiển để thiết kế mạch chống trộm tự động’’ Qua quá trình làm đồ án chúng em đã học... 2.19 Sơ đồ khối hệ thống tự động chống trộm - Hệ thống chống trộm tự động ứng dụng mạch Adruino bao gồm các khối: 32 + Khối nguồn: Có nhiệm vụ cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống hoạt động + Khối giao tiếp cảm biến: Nhận tín hiệu thu thập được từ cảm biến gửi về bộ xử lý trung tâm là ATMEGA16A + Khối xử lý trung tâm, mạch Adruino: Có nhiệm vụ đọc tín hiệu thu được từ cảm biến, phát tín hiệu cảnh báo ra loa,... cả, tin tức về Arduino vẫn lan truyền với tốc độ chóng mặt nhờ những lời truyền miệng tốt đẹp của những người dùng đầu tiên Hiện nay Arduino nổi tiếng tới nỗi có người tìm đến thị trấn Ivrea chỉ để tham quan nơi đã sản sinh ra Arduino b) Khả năng của bo mạch Adruino Bo mạch Arduino sử dụng dòng vi xử lý 8-bit megaAVR của Atmel với hai chip phổ biến nhất là ATmega328 và ATmega2560 Các dòng vi xử lý này... quá trình truyền nhận tin nhắn được thực hiện ở chế độ Text(mặc định là ở chế độ PDU) Chuỗi trả về có dạng: OK - AT+CNMI=2,0,0,0,0 Thiết lập chế độ thông báo khi module nhận được tin nhắn mới - AT+CSAS Lưu cấu hình cài đặt được thiết lập bởi các lệnh AT+CMGF và AT+CNMI 31 - ATDxxxxxxxx; Thực thi cuộc gọi Chuỗi trả về có dạng: OK Thông báo lệnh đã được nhận... shield của Adruino 18 2.1.2 Giới thiệu về Adruino Uno Arduino Uno là 1 bo mạch thiết kế với bộ xử lý trung tâm là vi điểu khiển AVR Atmega328 Cấu tạo chính của Arduino Uno bao gồm các phần sau: Hình 2.9 Sơ đồ chân của Arduino Uno Cổng USB: đây là loại cổng giao tiếp để ta upload code từ PC lên vi điều khiển Đồng thời nó cũng là giao tiếp serial để truyền dữ liệu giữa vi điều khiển và máy tính Jack... nguồn từ 9V đến 12V Có 14 chân vào/ra số đánh số thứ tự từ 0 đến 13, ngoài ra có một chân nối đất (GND) và một chân điện áp tham chiếu (AREF) Vi điều khiển AVR: đây là bộ xử lí trung tâm của toàn bo mạch Với mỗi mẫu 19 Arduino khác nhau thì con chip là khác nhau Ở con Arduino Uno này thì sử dụng ATMega328 Các thông số chi tiết của Arduino Uno: • Vi xử lý: Atmega328 • Điện áp hoạt động: 5V • Điện... trạng dữ liệu trực tuyến) là những lệnh căn bản + Những lệnh mở rộng là những lệnh AT bắt đầu với dấu “+” Mọi lệnh GSM AT đều là lệnh mở rộng VD: +CMGS(Gửi tin nhắn SMS), +CMSS(Gửi tin nhắn SMS từ bộ nhớ), +CMGL(Liệt kê các tin nhắn SMS) và +CMGR(Đọc tin nhắn SMS) Cú pháp tổng quát của các lệnh AT mở rộng tuân theo các quy tắc sau: Quy tắc 1: Tất cả các lệnh phải bắt đầu với “AT” và kết thúc với ký tự... được nguyên lý hoạt động của module cảm biến chuyển động ,module sim 900A và ghép nối thành công chúng với mạch Adrino Uno để tạo thành một mạch có khả năng cảnh báo chống trộm bằng cách phát tín hiệu ra đèn và gọi điện về số thuê bao chủ thông báo có sự xâm nhập của con người.Tìm hiểu thêm được một ứng dụng vào thực tế rất hữu ích của mạch Adruino để từ đó ứng dụng phát triển thành các dự án lớn hơn... điều chỉnh độ nhạy, khi thú cưng của bạn đi ngang qua sẽ vẫn có tác dụng với cảm biến và làm cảm biến đóng Điều này thật sự không tốt Hoặc khi dùng cảm biến làm mạch báo trộm, khi có mèo đi ngang qua tác động làm chuông báo động kêu gây ra báo động giả! 24 PIR HC-SR501 sử dụng IC cảm biến mới nhất tên mã: BISS0001 A1326311.1 tăng khả năng nhận biết chuyển động Hình 2.14 Module cảm biến PIR Module cảm . hiện đồ án còn ít và kiến thức có hạn của chúng em nên đồ án không thể tránh khỏi những sai sót.Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến chân thành của quý thầy cô và bạn bè để đồ án của. quang để gửi thông tin dữ liệu về bộ xử lý trung tâm khi có tác động của đ ố i tượng bên ngoài. Qua xử lý, dữ liệu sẽ đư ợ c gửi về thiết bị đầu cuối(mobile) để báo cho biết có. có báo động thì hàng xóm hay những người trên cùng dãy phố cũng có thể nghe thấy được. - Đèn chiếu sáng Được lắp đặt ở hành lang, quanh ngôi nhà. Khi có cảnh báo, ngay lập tức đèn sẽ sáng, báo