Đang tải... (xem toàn văn)
“THIẾT KẾ MÔ HÌNH KHOÁ THÔNG SỬ DỤNG STM32C8T6”. Liên hệ zalo hộ trợ đồ án: 0395751673 Với yêu cầu đề ra là xây dựng một mô hình mở cửa có hai chức năng là mở cửa bằng thẻ từ và mật khẩu và dưới sự điều khiển của vi điều khiển STM32C8T6 để ứng dụng trong các ngôi nhà chung cư, những trụ sở có tính bảo mật cao, nhóm đã xây dựng mô hình hoàn chỉnh. Việc mở khóa đã có thể có tính an toàn cao hơn so với chìa khóa thủ công..
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ - - BÁO CÁO ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ MƠ HÌNH KHỐ THƠNG MINH SỬ DỤNG STM32F103C8T6 GVHD: Nguyễn Văn Dũng Nhóm : Sinh viên: Nguyễn Trọng Kính MSV : 2020600990 Vũ Hồng Sơn MSV : 2020601027 Hoàng Thiên Vũ MSV : 2020601800 Hà Nội năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ - - BÁO CÁO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ MƠ HÌNH KHỐ THƠNG MINH SỬ DỤNG STM32F103C8T6 GVHD: Nguyễn Văn Dũng Nhóm : Sinh viên: Nguyễn Trọng Kính MSV : 2020600990 Vũ Hồng Sơn MSV : 2020601027 Hoàng Thiên Vũ MSV : 2020601800 Hà Nội - 2023 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .10 1.1 Giới thiệu khố điện tử thơng minh 10 1.2 Ứng dụng mơ hình 10 1.3 Tìm hiểu loại khố thị trường 11 1.3.1 Khóa truyền thống .11 1.3.2 Khóa điện tử thơng minh 13 1.3.3 Một số đánh giá loại khoá đề cập 15 1.4 Giới thiệu vi điều khiển STM32F103C8T6 .16 1.4.1 Một vài đặc điểm bật STM32 .16 1.4.2 Sự an toàn 17 1.4.3 Tính bảo mật 17 1.4.4 Phát triển phần mềm 17 1.4.5 Các chuẩn giao tiếp 18 1.4.6 Thông số kỹ thuật chip STM32F103C8T6 .20 1.4.7 Sơ đồ chân chip STM32F103C8T6 21 1.5 Giới thiệu linh kiện cần dùng 22 1.5.1 Mạch nạp STLINK-V2 .22 1.5.2 Keypad 4x4 23 1.5.3 Module thẻ từ RFID RC522 .25 1.5.4 LCD 16x2A 27 1.5.5 LM1117 29 1.5.6 LM7805 30 1.5.7 DS3231 .31 1.5.8 Buzzer 33 1.5.9 Relay 12V 35 1.5.10 Khoá chốt điện từ IDS-LY02 36 1.5.11 Pin ithium 3V 37 1.6 Phần mềm thiết lập 38 1.7 Ngơn ngữ lập trình nhúng .39 1.8 Phần mềm thiết kế phần cứng 40 1.9 Kết luận chương 40 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MƠ HÌNH KHỐ THƠNG MINH 41 2.1 Mục đích yêu cầu 41 2.1.1 Các tính 41 2.1.2 Thông số kỹ thuật .41 2.1.3 Các yêu cầu cụ thể 41 2.2 Sơ đồ khối .42 2.3 Sơ đồ nguyên lý 43 2.3.1 Sơ đồ khối nguyên lý toàn mạch 43 2.3.2 Khối keypad .44 2.3.3 Khối hiển thị LCD 45 2.3.4 Khối thẻ từ RFID 46 2.3.5 Khối relay điều khiển động 47 2.3.6 Khối loa cảnh báo .47 2.3.7 Khối reset 48 2.3.8 Khối thời gian thực 48 2.3.9 Khối xử lý trung tâm 49 2.3.10 Khối nguồn .50 2.4 Thiết kế mạch in PCB 50 2.5 Kết luận chương 51 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC HIỆN 52 3.1 Sản phẩm 52 3.2 Kiểm thử sản phẩm .52 3.2.1 Kiểm thử chức 52 3.3 Hướng dẫn sử dụng .54 KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO .58 PHỤ LỤC 59 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1: Khoá chốt 11 Hình 1-2: Khố dạng ổ 12 Hình 1-3: Khố bấm 12 Hình 1-4: Khố cửa nắm tay trịn 13 Hình 1-5: Khố cửa thơng minh Việt Tiệp 13 Hình 1-6: Khố thơng minh Ricsa .14 Hình 1-7: Khố cửa thông minh Hafele .15 Hình 1-8: Chip STM32F103C8T6 16 Hình 1-9: Giao thức Master – Slave giao tiếp SPI .19 Hình 1-10: Quy trình giao tiếp I2C 19 Hình 1-11: Giao tiếp UART 20 Hình 1-12: Mạch nạp STLINK-V2 22 Hình 1-13: Keypad 4x4 .23 Hình 1-14: Nguyên lý hoạt động keyboard 24 Hình 1-15: Module thẻ từ RC522 25 Hình 1-16: Sơ đồ chân RC522 26 Hình 1-17: LCD 16x2 27 Hình 1-18: IC LM1117 29 Hình 1-19: IC LM7805 30 Hình 1-20: DS3231 .32 Hình 1-21: Datasheet DS3231 .33 Hình 1-22: Buzzer .34 Hình 1-23: Relay 12 VDC 35 Hình 1-24: Sơ đồ kích thước Relay 12V chân 36 Hình 1-25: Khố điện từ thông số kỹ thuật .37 Hình 1-26: Pin Lithium CR2032 38 Hình 1-27: Giao diện STM32CUBEMX .38 Hình 1-28: Giao diện Altium designer 20021 40 Hình 2-1: Sơ đồ khối hệ thống 42 Hình 2-2: Khối keypad 44 Hình 2-3: Khối LCD 45 Hình 2-4: Khối RFID 46 Hình 2-5: Khối relay 47 Hình 2-6: Khối loa .47 Hình 2-7: Khối reset 48 Hình 2-8: Khối thời gian thực .48 Hình 2-9: Khối xử lý trung tâm 49 Hình 2-10: Khối nguồn 50 Hình 2-11: Mạch in PCB 3D .51 Hình 3-1: Mơ hình sản phẩm hồn thiện .52 Hình 3-2: Giao diện ban đầu mơ hình 54 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Thông số kỹ thuật keypad 4x4 .24 Bảng 1-2: Thông số kỹ thuật RC522 25 Bảng 1-3: Thông số kỹ thuật LCD 16x2 .27 Bảng 1-4: Chức chân ghép nối chi tiết LCD .28 Bảng 1-5: Thông số kỹ thuật LM1117 30 Bảng 1-6: Thông số kỹ thuật LM7805 31 Bảng 1-7: Các thông số kỹ thuật DS3231 .32 Bảng 3-1: Bảng phân tích kết thực nghiệm 53 DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT Chữ viết tắt RFID Tiếng anh Radio Frequency Identification Tiếng Việt Nhận dạng qua tần số vô tuyến Universal Asynchronous Receiver-Transmitter Bộ thu phát không đồng đa I2C Inter-Intergrated Circuit ID IC ADC Identification Intergrated Circuit Analog-to-Digital Converter RTC SPI Real-time clock Serial Peripheral Interface LCD EEPROM SCL Liquid Crystal Display Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory Serial Clock Line Bus giao tiếp ngoại vi cho nhiều loại IC khác Nhận dạng Vi mạch tích hợp Hệ thống mạch thực chuyển đổi tín hiệu tương tự Đồng hồ thời gian thực Chuẩn truyền thơng nối tiếp đồng Màn hình tinh thể lỏng Bộ nhớ không liệu ngừng cung cấp điện SDA I/O Serial Data Line In put/Out put UART Tạo ung nhịp đồng hồ Master phát Đường truyền nhận liệu Đầu vào , đầu LỜI MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày với phát triển mạnh mẽ giới mặt, khoa học cơng nghệ nói chung ngành cơng nghệ kỹ thuật điện tử nói riêng có nhiều phát triển vượt bậc, góp phần làm cho giới ngày đại văn minh Sự phát triển kỹ thuật điện tử tạo hàng loạt thiết bị có đặc điểm với xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ linh hoạt hoạt động ổn định, bảo mật cao Đó yếu tố cần thiết làm cho suất, hiệu công việc tăng cao, thời gian hoạt động người giảm bớt Một số phải kể đến khóa cửa - yếu tố quan trọng thiếu cơng trình xây dựng Khóa cửa khơng giới hạn khoảng khơng gian bên bên ngồi, mà cịn phận tạo nên an tồn bên bên ngồi Vì cơng trình, khóa cửa trở thành người bạn trung thành ln bảo vệ tính mạng, tài sản người thân yêu Khóa cửa góp phần tạo nên tổ ấm hạnh phúc Xuất phát từ thực tế, nhóm thực đề tài “THIẾT KẾ MƠ HÌNH KHỐ THƠNG MINH SỬ DỤNG STM32F103C8T6” Nội dung nghiên cứu Đồ án khố thơng minh gồm nội dung sau: Chương : Cơ sở lý thuyết thiết kế mơ hình khố thơng minh Chương : Thiết kế mơ hình khố thơng minh Chương : Kết thực Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu "Thiết kế mơ hình khố thơng minh sử dụng STM32F103C8T6" bao gồm quy trình chi tiết để phát triển hệ thống an toàn hiệu Đầu tiên, xác định mục tiêu phạm vi nghiên cứu để đặt câu hỏi cụ thể Sau đó, tìm hiểu vi điều khiển STM32F103C8T6 xác định yếu tố quan trọng cho mơ hình khố thơng minh Tiếp theo, phát triển firmware cho vi điều khiển, sử dụng ngơn ngữ lập trình cơng cụ phần mềm liên quan Quá trình kiểm thử đánh giá đảm bảo tính ổn định hiệu suất hệ thống Kết phân tích so sánh với mơ hình tương tự để đánh giá đột phá độ hiệu Cuối cùng, báo cáo nghiên cứu trình bày kết đề xuất hướng phát triển cho mơ hình khố thơng minh Đối tượng phạm vi nghiên cứu Một nhà thơng minh cần phải thơng minh từ ngồi thềm cửa Một chìa khóa thơng minh giúp lối vào tiện nghi sống thường ngày người Khóa cửa thơng minh sử dụng thẻ từ kết hợp mật thiết bị điện từ có tác dụng thực nhiệm vụ mở khóa cửa nhận thẻ từ mật thiết lập từ trước Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn