Đồ án tốt nghiệp đại học, nhà thông minh

Ngày nay, với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới của chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Và khái niệm về ngôi nhà thông minh đã ra đời. Một ngôi nhà thông minh là một giải pháp điều khiển tích hợp cho các căn hộ cao cấp, tích hợp các thiết bị điện tử, nghe nhìn, truyền thông thành một hệ thống hoàn chỉnh và thống nhất. Nhà thông minh (tiếng Anh: Smart Home hoặc Intellihome) là kiểu nhà được lắp đặt các thiết bị điện, điện tử có tác dụng tự động hóa hoàn toàn hoặc bán tự động, thay thế con người trong thực hiện một hoặc một số thao tác quản lý, điều khiển. Trong căn nhà thông minh, đồ dùng trong nhà từ phòng ngủ, phòng khách đến toilet đều gắn các bộ điều khiển điện tử có thể kết nối với Internet và điện thoại di động, cho phép chủ nhân điều khiển vật dụng từ xa hoặc lập trình cho thiết bị ở nhà hoạt động theo lịch. Thêm vào đó, các đồ gia dụng có thể hiểu được ngôn ngữ của nhau và có khả năng tương tác với nhau.

L I C M N Ờ Ả Ơ

Chúng em xin chân thành c m n quý th y, cô trả ơ ầ ường Đ i H c Bách Khoa Đàạ ọ

N ng đã t n tình d y d trong su t nh ng năm qua Trong đó ph i k đ n quýẵ ậ ạ ỗ ố ữ ả ể ế

th y cô trong Khoa Đi n Kỹ Thu t – B Môn T Đ ng Hóa đã t o đi u ki n choầ ệ ậ ộ ự ộ ạ ề ệchúng em th c hi n đ án t t nghi p này ự ệ ồ ố ệ

Đ c bi t, nhóm xin chân thành c m n giáo viên hặ ệ ả ơ ướng d n Th.S Nguy n Thẫ ễ ịKim Trúc đã t n tình giúp đ chúng em trong quá trình l a ch n đ tài và h trậ ỡ ự ọ ề ỗ ợchúng em trong quá trình th c hi n đ tài Cung c p cho chúng em nh ng ki nự ệ ề ấ ữ ế

th c quý báu cũng nh nh ng l i khuyên c c kỳ h u ích T o đ ng l c cho chúngứ ư ữ ờ ự ữ ạ ộ ự

em hoàn thành t t nhi m v c a mình.ố ệ ụ ủ

Bên c nh đó, nhóm th c hi n cũng xin c m n các b n sinh viên Khoa Đi n Tạ ự ệ ả ơ ạ ệ ự

Đ ng Hóa đã đóng góp ý ki n cho nhóm th c hi n đ tài đ t hi u qu h n.ộ ế ự ệ ề ạ ệ ả ơ

V i th i gian th c hi n đ tài ng n, ki n th c còn h n h p, đi u ki n kinh tớ ờ ự ệ ề ắ ế ứ ạ ẹ ề ệ ếkhông cho phép, dù nhóm đã r t c g ng nh ng v n không tránh kh i nh ng saiấ ố ắ ư ẫ ỏ ữsót, nhóm r t mong nh n đấ ậ ượ ờc l i ch d n thêm c a quý th y cô và b n bè ỉ ẫ ủ ầ ạ

Đà N ng, ngày…tháng…năm 2015ẵ Sinh viên th c hi n :ự ệ

Tr n Ng c Thanhầ ọ

Trương Ng c Vũ ọ

M C L Ụ Ụ

L I C M NỜ Ả Ơ 1

M C L C 2Ụ Ụ LI T KÊ HÌNH NHỆ Ả 5

L I NÓI Đ UỜ Ầ 7

Chương 1: T NG QUAN NHÀ THÔNG MINHỔ 8

1.1 Tính c p thi t c a đ tàiấ ế ủ ề 8

1.1.1 Nhà thông minh là gì 8

1.1.2 Tình hình ng d ng nhà thông minh trên th gi iứ ụ ế ớ 8

1.1.3 Tình hình nhà thông minh trong nướ 12c: 1.1.4: Lý do ch n đ tàiọ ề 14

1.2 Mô hình chung v nhà thông minhề 15

Chương 2: T NG QUAN CÁC THI T B DÙNG TRONG Đ TÀIỔ Ế Ị Ề 19

2.1 Vi đi u khi n PIC16F877Aề ể 19

2.2 T ng quan module Sim900ổ 22

2.3 Công ngh RFIDệ 26

2.3.1 Gi i thi u chungớ ệ 26

2.3.2 Phương th c làm vi c c a h th ngư ệ ủ ệ ố 28

2.3.3 Các ng d ng c a RFIDứ ụ ủ 29

2.3.4 C u t o và đ c đi m c a Tagấ ạ ặ ể ủ 29

2.3.5 B đ c ( Reader RFID)ộ ọ 32

2.4 Màn hình LCD 16x02 35

2.5 M t s linh ki n khácộ ố ệ 37

2.5.1 IC LM35 37

2.5.2 IC LM339 39

2.5.3 C m bi n quang h ng ngo iả ế ồ ạ 42

2.5.4: Đ ng c Servo SG90ộ ơ 44

2.5.5 Module thu phát sóng RF 45

Chương 3: THI T K H TH NGẾ Ế Ệ Ố 48

3.1 S đ kh i c a đ tàiơ ồ ố ủ ề 48

3.2 Thi t k m ch ph n c ngế ế ạ ầ ứ 49

3.2.1 M ch nguyên lý và m ch layoutạ ạ 49

3.2.1.1 Kh i PIC đi u khi nố ề ể 50

3.2.1.2 Kh i ngu nố ồ 50

3.2.1.3 Kh i Module Sim900Aố 51

3.2.1.4 Kh i LCD hi n thố ệ ị 52

3.2.1.5 Kh i Outputố 53

3.2.2 M ch báo cháyạ 54

3.2.3 M ch đóng m c a dùng RFIDạ ở ử 55

3.2.4 M ch c m bi n h ng ngo iạ ả ế ồ ạ 56

3.2.5 M ch đóng m c a gara b ng sóng RFạ ở ủ ằ 57

Chương 4: THI T K CHẾ Ế ƯƠNG TRÌNH ĐI U KHI NỀ Ể 59

4.1 Kh i đi u khi n thi t b qua SMSố ề ể ế ị 59

4.1.1 L u đ chư ồ ương trình chính 59

4.1.2 L u đ chư ồ ương trình x lý tin nh nử ắ 60 4.2 L u đ ch ng trình đi u khi n nhi t đ

4.3 L u đ chư ồ ương trình RFID 62

4.4 L u đ chư ồ ương trình c m bi n h ng ngo iả ế ồ ạ 63

4.5 Chương trình đi u khi n c a Gara b ng sóng RFề ể ử ằ 64

Chương 5: K T QU , K T LU N VÀ HẾ Ả Ế Ậ ƯỚNG PHÁT TRI NỂ 66

5.1 K t qu th c hi nế ả ự ệ 66

5.2.Mô t h th ng:ả ệ ố 67

5.3 u đi m và khuy t đi m c a h th ng:Ư ể ế ể ủ ệ ố 68

5.4 Kh năng ng d ng th c t c a đ tàiả ứ ụ ự ế ủ ề 69

5.5 Hướng phát tri nể 69

PH L C I: Ụ Ụ MÃ NGU N CHỒ ƯƠNG TRÌNH PIC 16F877A GIAO TI P V I SIM900AẾ Ớ 70

PH L C II: Ụ Ụ CHƯƠNG TRÌNH QUÉT TH RFIDẺ 82

PH L C III: Ụ Ụ MÃ CHƯƠNG TRÌNH ĐO NHI T ĐỆ Ộ 93

TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 96

LI T KÊ HÌNH NH Ệ Ả

Hình 1.1: Bi t th Thái Bình D ệ ự ươ ng c a Bill Gates ủ 9

Hình 1.2: Bi t th Cape Cod Cotuit, Massachusetts ệ ự ở 10

Hình 1.3: Bi t th tháp Clock Brooklyn, New York ệ ự ở 11

Hình 1.4: Bi t th Tuxedo Park Atlanta, Georgia ệ ự ở 12

Hình 1.5: Trung tâm hành chính Đà N ng ẵ 13

Hình 1.6: Nhà thông minh Bkav SmartHome t i khu đô th Phú Mỹ H ng TP H Chí ạ ị ư ồ Minh 14

Hình 1.7: S đ t ng quan h th ng ơ ồ ổ ệ ố 15

Hình 1.8: S đ kh i c a b đi u khi n ơ ồ ố ủ ộ ề ể 16

Hình 2.1: S đ chân c a PIC 16F877A ơ ồ ủ 20

Hình 2.2: S đ nguyên lý c a PIC 16F877A ơ ồ ủ 21

Hình 2.3: Module Sim900 22

Hình 2.4: S đ chân c a Sim900 ơ ồ ủ 23

Hình 2.5: S đ kh i c a m t h th ng RFID ơ ồ ố ủ ộ ệ ố 27

Hình 2.6: Ho t đ ng gi a tag và reader RFID ạ ộ ữ 29

Hình 2.7 : M t s Tag tiêu bi u ộ ố ể 30

Hình 2.8 : Các thành ph n c a m t reader ầ ủ ộ 33

Hình 2.9: Màn hình LCD 16x02 35

Hình 2.10: C m bi n nhi t đ LM 35 ả ế ệ ộ 37

Hình 2.11: IC khu ch đ i thu t toán LM339N ế ạ ậ 40

Hình 2.12: S đ chân c a IC LM339 ơ ồ ủ 41

Hình 2.13: C p led thu – phát h ng ngo i ặ ồ ạ 42

Hình 2.14: S đ k t n i led thu – phát h ng ngo i ơ ồ ế ố ồ ạ 42

Hình 2.15: C ch ho t đ ng c a led thu – phát h ng ngo i ơ ế ạ ộ ủ ồ ạ 43

Hình 2.16: Đ ng c Servo SG 90 ộ ơ 44

Hình 2.17: Cách k t n i đ ng c SG90 ế ố ộ ơ 45

Hình 2.18: Module thu sóng RF 45

Hình 2.19: M ch phát sóng RF ạ 46

Hình 3.1: S đ kh i c a đ tài ơ ồ ổ ủ ề 48

Hình 3.2: M ch nguyên lý chính ạ 49

Hình 3.3:M ch th c t ạ ự ế 49

Hình 3.4: M ch nguyên lý kh i PIC 16F877A ạ ố 50

Hình 3.5: M ch nguyên lý kh i ngu n ạ ố ồ 50

Hình 3.6: M ch nguyên lý kh i Sim900A ạ ố 51

Hình 3.7: M ch nguyên lý kh i LCD ạ ố 52

Hình 3.8: M ch nguyên lý kh i relay output ạ ố 53

Hình 3.9: M ch th c t kh i relay output ạ ự ế ố 53

Hình 3.10: M ch nguyên lý kh i đo nhi t đ ạ ổ ệ ộ 54

Hình 3.11: M ch th c kh i đo nhi t đ ạ ự ố ệ ộ 55

Hình 3.12: M ch nguyên lý kh i RFID ạ ố 55

Hình 3.13: M ch th c t kh i RFID ạ ự ế ố 56

Hình 3.14: M ch nguyên lý kh i c m bi n h ng ngo i ạ ố ả ế ồ ạ 56

Hình 3.15: M ch th c t kh i c m bi n h ng ngo i ạ ự ế ố ả ế ồ ạ 57

Hình 3.16: M ch nguyên lý kh i RF ạ ố 58

Hình 3.17: M ch th c t kh i RF ạ ự ế ố 58

Hình 4.1: L u đ ch ư ồ ươ ng trình chính 59

Hình 4.2: L u đ x lý tin nh n ư ồ ử ắ 60

Hình 4.3: L u đ giám sát nhi t đ ư ồ ệ ộ 61

Hình 4.4: L u đ ch ư ồ ươ ng trình quét th RFID ẻ 62

Hình 4.5: L u đ ch ư ồ ươ ng trình c m bi n ch ng tr m ả ế ố ộ 63

Hình 4.6: L u đ ch ư ồ ươ ng trình đi u khi n c a gara b ng sóng RF ề ể ử ằ 64

L I NÓI Đ U Ờ Ầ

Tình hình cháy n nổ ở ước ta hi n nay đang m c khá cao, nh ng v cháy nhàệ ở ứ ữ ụ

do ch p đi n, n bình ga, do th p n n đang x y ra khá nhi u Bên c nh đó tìnhậ ệ ổ ắ ế ả ề ạhình đ t nh p tr m tài s n cũng đang gây ra r t nhi u b c xúc cho ngộ ậ ộ ả ấ ề ứ ười dân

N m b t đắ ắ ược v n đ đó, t nh ng ki n th c đã đấ ề ừ ữ ể ứ ược h c t i Khoa Đi nọ ạ ệ

trường Đ i H c Bách Khoa Đà N ng, nhóm chúng em đ ra ý tạ ọ ẵ ề ưởng thi t k m tế ế ộ

h th ng nhà thông minh Đ tài đệ ố ề ược mang tên “ ng d ng vi đi u khi n PICỨ ụ ề ể16F877A đ đi u khi n nhà thông minh” Đ tài này sẽ gi i quy t để ề ể ề ả ế ược các v nấ

đ an ninh xã h i đang c p bách hi n nay nh c nh báo cháy n trong các h giaề ộ ấ ệ ư ả ổ ộđình, c nh báo tr m đ t nh p trái phép, các thi t b đi n đả ộ ộ ậ ế ị ệ ược đi u khi n t xaề ể ừthông qua m ng đi n tho i di đ ng Đ tài s d ng các linh ki n đ n gi n, chiạ ệ ạ ộ ề ử ụ ệ ơ ảphí l p đ t th p nên m i nhà đ u có th l p đ t s d ng đắ ặ ấ ọ ề ể ắ ặ ử ụ ược

Tuy nhiên đ tài đi u khi n đề ề ể ược thi t b không nhi u, k t c u còn khá đ nế ị ề ế ấ ơ

gi n nhóm hi v ng đây là tài li u b ích dành cho nh ng ai quan tâm và mongả ọ ệ ổ ữ

mu n phát tri n theo công ngh đi u khi n này.ố ể ệ ề ể

Nhóm cũng r t mong nh n đấ ậ ược s đóng góp c a quý th y cô, các b n sinhự ủ ầ ạviên đ cùng nhau có ki n th c sâu s c h n và có kinh nghi m tôt h n trong vi cể ế ứ ắ ơ ệ ơ ệthi công ph n c ng cho m t mô hình hoàn ch nh.ầ ứ ộ ỉ

Nhóm sinh viên th c hi nự ệ

Tr n Ng c Thanhầ ọ

Trương Ng c Vũọ

Ch ươ ng 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Nhà thông minh (ti ng Anh:ế Smart Home ho cặ Intellihome) là ki u nhà để ược

l p đ t các thi t b đi n, đi n t có tác d ngắ ặ ế ị ệ ệ ử ụ t đ ng hóaự ộ hoàn toàn ho c bán tặ ự

đ ng, thay th con ngộ ế ười trong th c hi n m t ho c m t s thao tác qu n lý, đi uự ệ ộ ặ ộ ố ả ềkhi n.ể

Trong căn nhà thông minh, đ dùng trong nhà t phòng ng , phòng khách đ nồ ừ ủ ếtoilet đ u g n các b đi u khi n đi n t có th k t n i v iề ắ ộ ề ể ệ ử ể ế ố ớ Internet và đi nệtho i di đ ng, cho phép ch nhân đi u khi n v t d ng t xa ho c l p trình choạ ộ ủ ề ể ậ ụ ừ ặ ậthi t b nhà ho t đ ng theo l ch Thêm vào đó, các đ gia d ng có th hi uế ị ở ạ ộ ị ồ ụ ể ể

được ngôn ng c a nhau và có kh năng tữ ủ ả ương tác v i nhau.ớ

1.1.2 Tình hình ứng dụng nhà thông minh trên thế giới

nhi u nỞ ề ước phát tri n, h t ng hi n đ i, nhà thông minh đã để ạ ầ ệ ạ ược th nhịhành t lâu và ngừ ười ta không coi nó là th xa x , mà là nh ng cái c n thi t, r tứ ỉ ữ ầ ế ấ

đ i thờ ường khi n cu c s ng ti n nghi h n.ế ộ ố ệ ơ

Hi n t i trên th gi i có r t nhi u hãng cung c p nhà thông minh trong đó n iệ ạ ế ớ ấ ề ấ ổ

b t nh t là các hãng Home Automation Inc (HAI- Nay là Leviton security &ậ ấAutomation), ELK, Vantage, Control4

Dưới đây là m t s nhà thông minh n i ti ng th gi i:ộ ố ổ ế ế ớ

Hình 1.1: Biệt thự Thái Bình Dương của Bill Gates

Bi t th Thái Bình Dệ ự ương c aủ Bill Gates, được m nh danh là "ngôi nhà thôngệminh" đ u tiên trong l ch s loài ngầ ị ử ườ ả ềi c v nghĩ đen và nghĩa bóng, do có

nh ng h th ng trang, thi t b đi n t tinh vi, hi n đ i và r t ph c t p đữ ệ ố ế ị ệ ử ệ ạ ấ ứ ạ ược bốtrí n i th t bên trongở ộ ấ

Hình 1.2: Biệt thự Cape Cod ở Cotuit, Massachusetts

Công ngh c a ngôi nhà thông minh r ng 7,6 m u (g n 31.000 mét vuông)ệ ủ ộ ẫ ầkhông ch là các h th ng trong nhà chính g m 4 phòng ng , mà còn c ánh sáng,ỉ ệ ố ồ ủ ảnhi t và các ti n nghi khác trong c ngôi nhà đ hàng 1 phòng ng H th ngệ ệ ả ể ủ ệ ốcông ngh này đi u khi n audio/video, 14 chi c TV màn hình ph ng và c nhi tệ ề ể ế ẳ ả ệ

đ trong h m rộ ầ ượu vang

Ngôi bi t th có 4 năm tu i này cũng có t i 8 phòng t m, 4 lò sệ ự ổ ớ ắ ưởi và m t bộ ể

b i c c đ pơ ự ẹ

Hình 1.3: Biệt thự tháp Clock ở Brooklyn, New York

Nh ng khung c a s c a ngôi nhà này r t đ c bi t, đữ ử ổ ủ ấ ặ ệ ược ch m kh c hình nhạ ắ ả

4 chi c đ ng h kh ng l , và c b n chi c đ ng h này v n đang ho t đ ng bìnhế ồ ồ ổ ồ ả ố ế ồ ồ ẫ ạ ộ

thường Ngoài ra, ngôi nhà được trang b các h th ng kỹ thu t s v i h th ngị ệ ố ậ ố ớ ệ ố

đi u khi n Crestron ki m soát ánh sáng, nhi t, đi u hoà không khí, nghe/nhìn vàề ể ể ệ ềbóng râm

Nh ng ti n nghi khác c a ngôi nhà bao g m 3,5 phòng ng , c u thang máyữ ệ ủ ồ ủ ầriêng, tr n nhà cao t 16-50 foot (4,8 mét đ n 15 mét) và d ch v b o v 24 gi ầ ừ ế ị ụ ả ệ ờ

Hình 1.4: Biệt thự Tuxedo Park ở Atlanta, Georgia

Ngôi bi t th r ng 2 m u (h n 8.000 mét vuông) này h i t đ y đ m i lo iệ ự ộ ẫ ơ ộ ụ ầ ủ ọ ạcông ngh tiên ti n nh t, t nhà hát t i gia có giá g n 1 tri u USD đ n h th ngệ ế ấ ừ ạ ầ ệ ế ệ ốánh sáng, nhi t và r t nhi u th b n có th đi u khi n t xa.ệ ấ ề ứ ạ ể ề ể ừ

H u nh m i căn phòng trong ngôi nhà đ u k t n i v i h th ng b o m t vàầ ư ọ ề ế ố ớ ệ ố ả ậ

âm nh c, đạ ược trang b cáp CAT5, h th ng t ng đài đi n tho i PBX và truy c pị ệ ố ổ ệ ạ ậInternet t c đ cao Ngoài ra, căn nhà cũng có h th ng nhi t/làm mát công nghố ộ ệ ố ệ ệcao và các c a s đi u ch nh nhi t cùng ch c năng cách nhi t h u d ng.ử ổ ề ỉ ệ ứ ệ ữ ụ

1.1.3 Tình hình nhà thông minh trong nước:

C m t nhà thông minh đã b t đ u xu t hi n nhi u h n Vi t Nam trong vàiụ ừ ắ ầ ấ ệ ề ơ ở ệnăm tr l i đây, khi mà các căn h hi n đ i m c lên, các tòa bi t th hay các côngở ạ ộ ệ ạ ọ ệ ựtrình l n do Nhà nớ ước đ u t … Cùng v i nó là s hi n di n c a nhi u công tyầ ư ớ ự ệ ệ ủ ềcung c p gi i pháp nhà thông minh t i th trấ ả ạ ị ường Vi t Nam.ệ

Nhìn chung, hi n nay Vi t Nam có r t nhi u công ty cung c p gi i pháp nhàệ ở ệ ấ ề ấ ảthông minh nh ng ít có doanh nghi p cung c p đư ệ ấ ược đ ng b , t ng th các gi iồ ộ ổ ể ảpháp đi u khi n thông minh trong tòa nhà theo đúng tiêu chu n châu Âu và Mỹ.ề ể ẩ

Đa s các doanh nghi p Vi t Nam hi n nay thiên v cung c p m t s gi i phápố ệ ệ ệ ề ấ ộ ố ả

nh l nh gi i pháp v an ninh, an toàn trong các tòa nhà và thở ẻ ư ả ề ường thì m iỗdoanh nghi p có m t th m nh Các thi t b đi kèm gi i pháp nhà thông minhệ ộ ế ạ ế ị ảcũng được nh p kh u t th trậ ẩ ừ ị ường châu Á nhi u h n.ề ơ

Đi n hình nhà thông minh b c nh t Vi t Nam chính là Trung Tâm hành chínhể ậ ấ ệ

Đà N ng.ẵ

Hình 1.5: Trung tâm hành chính Đà Nẵng

Hình 1.6: Nhà thông minh Bkav SmartHome tại khu đô thị Phú Mỹ Hưng TP Hồ Chí

Minh

1.1.4: Lý do chọn đề tài

Đ đ u t s d ng gi i pháp nhà thông minh dù là gi i pháp đ ng b toànể ầ ư ử ụ ả ả ồ ộ

di n đ n gi i pháp nh l đ u ph i ph thu c vào túi ti n c a nhà đ u t , trongệ ế ả ỏ ẻ ề ả ụ ộ ề ủ ầ ưkhi m t b ng ch t lặ ằ ấ ượng cu c s ng c a ngộ ố ủ ười Vi t Nam v n còn th p; Thi t kệ ẫ ấ ế ếban đ u c a căn nhà đang N u ch đ u t 1 vài gi i pháp liên quan đ n anầ ủ ở ế ỉ ầ ư ả ếninh, an toàn trong tòa nhà có th không thay đ i nhi u đ n thi t k ban đ uể ổ ề ế ế ế ầ

nh ng n u là gi i pháp đi u khi n tư ế ả ề ể ương đ i t ng th thì l i r t ph c t p Vìố ổ ể ạ ấ ứ ạnhà cung c p gi i pháp ph i l p đ t l i đấ ả ả ắ ặ ạ ường dây đi n, trong khi hi n nay cácệ ệ

đường đây đ u ch y ng m trong tề ạ ầ ường Cũng chính vì ph thu c vào nh ng y uụ ộ ữ ế

t trên nên th trố ị ường nhà thông minh hi n nay Vi t Nam ch y u ch tri nệ ở ệ ủ ế ỉ ểkhai nhi u cho đ i tề ố ượng là các tòa bi t th , căn h cao c p, nhà hàng khách s nệ ự ộ ấ ạ

l n, các d án l n c a Nhà nớ ự ớ ủ ước,…

V i ớ ước mu n cho m i nhà, m i ngố ọ ọ ười dân đ u có th ti p c n t i gi i phápề ể ế ậ ớ ảnhà thông minh, giúp ti t ki m b t phí sinh ho t cũng nh an toàn cho chính b nế ệ ớ ạ ư ảthân và gia đình Nhóm chúng em quy t đ nh ch n đ tài “ ng d ng PICế ị ọ ề Ứ ụ

16F877A đi u khi n nhà thông minh” Các thi t b trong gia đình sẽ đề ể ế ị ược giámsát và đi u khi n t xa qua m ng SMS.ề ể ừ ạ

1.2 Mô hình chung về nhà thông minh

Hình 1.7: Sơ đồ tổng quan hệ thống

Dù đang r t xa ngôi nhà, ngở ấ ườ ử ụi s d ng có th dùng máy tính để ược k t n iế ố

v i m ng Internet ho c các thi t b nh đi n tho i, máy tính b ng có h tr tinớ ạ ặ ế ị ư ệ ạ ả ỗ ợ

nh n SMS đ g i tín hi u t i b đi u khi n tác đ ng lên các thi t b đi n trongắ ể ử ệ ớ ộ ề ể ộ ế ị ệgia đình Đi u này r t thu t ti n khi b n thề ấ ậ ệ ạ ường xuyên ph i ra kh i nhà và mu nả ỏ ố

c p nh t tr ng thái và đi u khi n ho t đ ng c a các thi t b đi n trong ngôi nhà.ậ ậ ạ ề ể ạ ộ ủ ế ị ệ

- S đ kh i c a b đi u khi n:ơ ồ ố ủ ộ ề ể

Hình 1.8: Sơ đồ khối của bộ điều khiển

• Kh i giao ti p SMS:ố ế

G m Module SIM900, có ch c năng g i nh n tin nh n SMS cho vi c đi u khi nồ ứ ử ậ ắ ệ ề ểcác thi t b Module SIM900 đế ị ược k t n i v i vi đi u khi n PIC16F877A, cóế ố ớ ề ểnhi m v nh n SMS g i t i vi đi u khi n và g i SMS t i ngệ ụ ậ ử ớ ề ể ử ớ ườ ử ụi s d ng khi cóyêu c u.ầ

• Kh i vi đi u khi n PIC16F877Aố ề ể

Kh i trung tâm trong vi c x lý và đi u khi n Vi đi u khi n nh n tín hi u tố ệ ử ề ể ề ể ậ ệ ừ

kh i giao ti p SMS, kh i giao ti p Ethernet và c m bi n, sau đó đ a ra tín hi uố ế ố ế ả ế ư ệ

đi u khi n đ ng th i hi n th lên LCD.ề ể ồ ờ ể ị

• Kh i c m bi n nhi t đố ả ế ệ ộ

C m bi n đả ế ượ ử ục s d ng là LM35 có nhi m v đo nhi t đ và g i tín hi u t i việ ụ ệ ộ ử ệ ớ

đi u khi n Khi nhi t đ đo đề ể ệ ộ ượ ớc l n h n giá tr cho phép thì vi đi u khi n phátơ ị ề ểtín hi u c nh báo.ệ ả

• Kh i c m bi n h ng ngo iố ả ế ồ ạ

G m 3 c p led h ng ngo i thu – phát tín hi n, phát hi n v t c n trong ph m viồ ặ ồ ạ ệ ệ ậ ả ạ

ho t đ ng, chúng đạ ộ ược n i v i m t con opamp LM339 đ t o xung tín hi u ra.ố ớ ộ ể ạ ệKhi có tr m đ t nh p, c p led thu – phát sẽ truy n m t tín hi u đ n LM339, tộ ộ ậ ặ ề ộ ệ ế ừ

đó xu t ra m t xung đ n chân transistor C1815 đ kích m relay, làm h th ngấ ộ ế ể ở ệ ốloa báo đ ng ho t đ ng.ộ ạ ộ

G m TEXT LCD 16x2, có nhi m v hi n th các thông tin có liên quan t i vi cồ ệ ụ ệ ị ớ ệ

đi u khi n, giúp cho giao di n gi a ngề ể ệ ữ ười dùng và thi t b tr c quan h n.ế ị ự ơ

• Kh i công su tố ấ

Kh i này bao g m 4 BJT C1815 có nhi m v khu ch đ i đi n áp đ kích choố ồ ệ ụ ế ạ ệ ểrelay Kh i công su t v i dòng th p, đáp ng t i tiêu t công su t dân d ng nhố ấ ớ ấ ứ ả ụ ấ ụ ưbóng đèn

• Kh i ngu nố ồ

T o ngu n v i hai m c đi n áp 5V c p cho vi đi u khi n và 3V3 c p choạ ồ ớ ứ ệ ấ ề ể ấENC26JC0 Ngoài ra module SIM900 đượ ấc c p ngu n v i đi n áp 4V.ồ ớ ệ

Trong đ án t t nghi p này, em đ xu t các phồ ố ệ ề ấ ương án và gi i quy t các v nả ế ấ

đ cho ngôi nhà thông minh nh sau:ề ư

- Giám sát và đi u khi n h th ng ánh sáng trong nhà thông qua m ng SMSề ể ệ ố ạ

- Giám sát nhi t đ phòng, hi n th LCD và c nh báo cháy khi nhi t đ vệ ộ ệ ị ả ệ ộ ượtquá giá tr cài đ tị ặ

- T đ ng b t t t qu t khi thay đ i nhi t đự ộ ậ ắ ạ ổ ệ ộ

- H th ng c nh báo tr m b ng c m bi n quangệ ố ả ộ ằ ả ế

- H th ng m c a t đ ng thông qua công ngh RFIDệ ố ở ử ự ộ ệ

- Đóng m c a Gara ô tô b ng sóng RFở ử ằ

Ch ươ ng 2

2.1 Vi điều khiển PIC16F877A

PIC là tên vi t t t c a “Programmable Intelligent computer” do hãng Generalế ắ ủInstrument đ t tên cho con vi đi u khi n đ u tiên c a h Hãng Micrchip ti p t cặ ề ể ầ ủ ọ ế ụphát tri n s n ph m này và cho đ n hàng đã t o ra g n 100 lo i s n ph m khácể ả ầ ế ạ ầ ạ ả ẩnhau

PIC16F887A là dòng PIC khá ph bi n, khá đ y đ tính năng ph c v cho h uổ ế ầ ủ ụ ụ ầ

h t t t c các ng d ng th c t Đây là dòng PIC khá d cho ngế ấ ả ứ ụ ự ế ễ ười m i làm quenớ

v i PIC có th h c t p và t o n n t n v h vi đi u khi n PIC c a mình.ớ ể ọ ậ ạ ề ả ề ọ ề ể ủ

PIC 16F877A thu c h vi đi u khi n 16Fxxx có các đ t tính sau:ộ ọ ề ể ặ

 Ngôn ng l p trình đ n gi n v i 35 l nh có đ dài 14 bit.ữ ậ ơ ả ớ ệ ộ

 T t c các câu l nh th c hi n trong 1 chu kì l nh ngo i tr 1 s câu l nhấ ả ệ ự ệ ệ ạ ừ ố ệ

rẽ nhánh th c hi n trong 2 chu kì l nh Chu kì l nh b ng 4 l n chu kì daoự ệ ệ ệ ằ ầ

 Kh năng ng t (lên t i 14 ngu n c ng t trong và ng t ngoài).ả ắ ớ ồ ả ắ ắ

 Ngăn nh Stack đớ ược chia làm 8 m c.ứ

 Có 3 timer: timer0, 8 bit ch c năng đ nh th i và b đ m v i h s t lứ ị ờ ộ ế ớ ệ ố ỷ ệ

trước.Timer1, 16 bit ch c năng b đ nh th i, b đ m v i h s t l trứ ộ ị ờ ộ ế ớ ệ ố ỷ ệ ước,

kích ho t ch đ Sleep.Timer2, 8 bit ch c năng đ nh th i và b đ m v i hạ ế ộ ứ ị ờ ộ ế ớ ệ

s t l trố ỷ ệ ước và sau

 Có 2 kênh Capture/ so sánh đi n áp (Compare)/đi u ch đ r ng xungệ ề ế ộ ộPWM 10 bit / (CCP)

 Có 8 kênh chuy n đ i ADC 10 bit.ể ổ

 C ng truy n thông n i ti p SSP v i SPI phổ ề ố ế ớ ương th c ch và Iứ ủ 2C(ch /ph ).B truy n nh n thông tin đ ng b , d b (USART/SCL) có khủ ụ ộ ề ậ ồ ộ ị ộ ảnăng phát hi n 9 bit đ a ch ệ ị ỉ

 C ng ph song song (PSP) v i 8 bít m r ng, v i RD, WR và CS đi u khi n.ổ ụ ớ ở ộ ớ ề ể

- S đ chân c a PIC 16F877Aơ ồ ủ

Hình 2.1: Sơ đồ chân của PIC 16F877A

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý của PIC 16F877A

T s đ chân và s đ nguyên lý trên, ta rút ra các nh n xét ban đ u nh sau :ừ ơ ồ ơ ồ ở ậ ầ ư

2.2 Tổng quan module Sim900

Hình 2.3: Module Sim900

Sim900 là m t module GSM/GPRS c c kỳ nh g n, độ ự ỏ ọ ược thi t k cho thế ế ị

trường toàn c u Sim900 ho t đ ng đầ ạ ộ ượ ởc 4 băng t n GSM 850MHz, EGSMầ900MHz, DCS 1800MHz và PCS 1900MHz nh là m t lo i thi t b đ u cu i v iư ộ ạ ế ị ầ ố ớ

m t Chip x lý đ n nhân đ y s c m nh, tăng cộ ử ơ ầ ứ ạ ường các tính năng quan tr ngọ

d a trên n n vi x lý ARM926EJS, mang l i nhi u l i ích t kích thự ề ử ạ ề ợ ừ ước nh g nỏ ọ(24x24 mm), đáp ng nh ng yêu c u v không gian trong các ng d ng M2M ứ ữ ầ ề ứ ụ Sim900 là được xem nh là m t chi c đi n tho i v i các ch c năng t c b nư ộ ế ệ ạ ớ ứ ừ ơ ả

nh : nghe g i, nh n tin cho đ n GPRS.ư ọ ắ ế

Giao ti p v t lý trong ng d ng đi n tho i c a SIM900 là 60 chân, nó cung c pế ậ ứ ụ ệ ạ ủ ấ

t t c các giao di n v t lý gi a module Sim và bo m ch c a khách hàng:ấ ả ệ ậ ữ ạ ủ

- Có Serial port và Debug port giúp d dàng h n trong vi c phát tri n ng d ng.ễ ơ ệ ể ứ ụ

- M t kênh audio bao g m Input c a Microphone và Ouput c a Speaker.ộ ồ ủ ủ

- Có th d dàng để ễ ượ ấc c u hình b ng l nh AT qua c ng giao ti p n i ti p.ằ ệ ổ ế ố ế

- Giao ti p v i simcard gi ng nh đi n tho i di đ ng.ế ớ ố ư ệ ạ ộ

SIM900 h tr giao th c TCP/IP, r t h u ích cho vi c truy n d li u trênỗ ợ ứ ấ ữ ệ ề ữ ệInternet

SIM900 được thi t k v i công ngh ti t ki m năng lế ế ớ ệ ế ệ ượng vì v y m c tiêu thậ ứ ụ

ch m c 1.5mA trong ch đ SLEEP.ỉ ở ứ ở ế ộ

Đ hi n th c vi c nh n tin qua sim900 thì ch c n Serial port c a sim900 đ g i,ể ệ ự ệ ắ ỉ ầ ủ ể ử

nh n các AT commandậ

- S đ chân c a sim900:ơ ổ ủ

Hình 2.4: Sơ đồ chân của Sim900

- Các thông s kỹ thu t c a sim 900:ố ậ ủ

+ Ngu n cung c p kho ng 3,2 – 4,8Vồ ấ ả

+ Ngu n l u trồ ư ữ

+ Băng t n ầ

• Sim 900 h tr giao th c PAP ,ki u s d ng k t n i PPPổ ợ ứ ể ử ụ ế ố

• Sim 900 tích h p giao th c TCP/IPợ ứ

• Ch p nh n thông tin đấ ậ ược đi u ch nh r ng rãiề ỉ ộ

+ CSD:

• T c đ truy n d n CSD: 2; 4; 8; 9; 6; 14 KPPSố ộ ề ẫ

• H tr USSDỗ ợ

+ SMS:

• MT, MO, CB, Text and PDU mode

• C ng n i ti p có th Sd ch c năng giao ti pổ ố ế ể ứ ế

• H tr t c đ truy n 1200 BPS t i 115200 BPSỗ ợ ố ộ ề ớ

2.3.1 Giới thiệu chung

Công ngh RFID (Radio Frequency Identification) cho phép m t thi t b đ cệ ộ ế ị ọthông tin ch a trong chip không c n ti p xúc tr c ti p kho ng cách xa, khôngứ ầ ế ự ế ở ả

th c hi n b t kỳ giao ti p v t lý nào ho c gi a hai v t không nhìn th y Côngự ệ ấ ế ậ ặ ữ ậ ấngh này cho ta phệ ương pháp truy n , nh n d li u t m t đi m đ n m t đi mề ậ ữ ệ ừ ộ ể ế ộ ểkhác

Kỹ thu t RFID s d ng truy n thông không dây trong d i t n sóng vô tuy nậ ử ụ ề ả ầ ế

đ truy n d li u t các tag(th ) đ n các reader (b đ c) Tag có th để ề ữ ệ ừ ẻ ế ộ ọ ể ược đínhkèm ho c g n vào đ i tặ ắ ố ượng được nh n d ng ch ng h n s n ph m, h p ho cậ ạ ẳ ạ ả ẩ ộ ặ

giá kê (pallet) Reader scan d li u c a tag và g i thông tin đ n c s d li u cóữ ệ ủ ử ế ơ ở ữ ệ

l u tr d li u c a tag Ví d : các tag có th đư ữ ữ ệ ủ ụ ể ược đ t trên kính ch n gió xe h iặ ắ ơ

đ h th ng thu phí để ệ ố ường có th nhanh chóng nh n d ng và thu ti n trên cácể ậ ạ ềtuy n đế ường

D ng đ n gi n nh t đạ ơ ả ấ ượ ử ục s d ng hi n nay là h th ng RFID b đ ng làm vi cệ ệ ố ị ộ ệ

nh sau: reader truy n m t tín hi u t n s vô tuy n đi n t qua anten c a nóư ề ộ ệ ầ ố ế ệ ừ ủ

đ n m t con chip Reader nh n thông tin tr l i t chip và g i nó đ n máy tínhế ộ ậ ở ạ ừ ử ế

đi u khi n đ u đ c và x lý thông tin l y đề ể ầ ọ ử ấ ượ ừc t chip Các chip không ti p xúcếkhông tích đi n, chúng ho t đ ng b ng cách s d ng năng lệ ạ ộ ằ ử ụ ượng nh n t tínậ ừ

hi u đệ ượ ử ởc g i b i reader

Hình 2.5: Sơ đồ khối của một hệ thống RFID

M t h th ng RFID là m t t p h p các thành ph n mà nó th c thi gi i phápộ ệ ố ộ ậ ợ ầ ự ảRFID M t h th ng RFID bao g m các thành ph n sau:ộ ệ ố ồ ầ

- Th (Tags): là m t thành ph n b t bu c đ i v i m i h th ng RFID Bao g m:ẻ ộ ầ ắ ộ ố ớ ọ ệ ố ồchip bán d n nh và anten thu nh trong m t s hình th c đóng gói ẫ ỏ ỏ ộ ố ứ

- Đ u đ c (Reader): là thành ph n b t bu c, th c hi n vi c đ c, ghi d li u lênầ ọ ầ ắ ộ ự ệ ệ ọ ữ ệTag, giao ti p v i máy ch ế ớ ủ

- Ăngten (Antena): làm nhi m v b c x , thu sóng đi n t và gia công tín hi u.ệ ụ ứ ạ ệ ừ ệ

- M ch đi u khi n (Controller): là thanh ph n b t bu c, tuy nhiên h u h tạ ề ể ầ ắ ộ ầ ếreader m i đ u có thành ph n này g n li n v i chúng Cho phép các thành ph nớ ề ầ ắ ề ớ ầbên ngoài nh con ngư ười, chương trình máy tính giao ti p đi u khi n các ch cế ề ể ứnăng c a reader, annunciator, c c u ch p hành k t h p v i reader.ủ ơ ấ ấ ế ợ ớ

- C m bi n (sensor), c c u ch p hành (actuator) và b ng tín hi u đi n báoả ế ơ ấ ấ ả ệ ệ(annunciator): h tr xu t và nh p c a h th ng.ỗ ợ ấ ậ ủ ệ ố

- Máy ch và h th ng ph n m m: v m t lí thuy t, m t h th ng RFID có thủ ệ ố ầ ề ề ặ ế ộ ệ ố ể

ho t đ ng mà không c n thành ph n này Th c t , m t h th ng RFID g n nhạ ộ ầ ầ ự ế ộ ệ ố ầ ưkhông có ý nghĩa n u không có thành ph n này.ế ầ

- C s h t ng truy n thông: là thành ph n b t bu c, nó là m t t p g m c 2ơ ở ạ ầ ề ầ ắ ộ ộ ậ ồ ả

m ng có dây và không dây và các b ph n k t n i tu n t đ k t n i các thànhạ ộ ậ ế ố ầ ự ể ế ố

ph n đã li t kê trên v i nhau đ chúng truy n v i nhau hi u qu ầ ệ ở ớ ể ề ớ ệ ả

2.3.2 Phương thưc làm việc của hệ thống

M t h th ng RFID có ba thành ph n c b n: tag, đ u đ c, và m t máy ch ộ ệ ố ầ ơ ả ầ ọ ộ ủ

M i tag đỗ ượ ậc l p trình v i m t nh n d ng duy nh t cho phép theo dõi không dâyớ ộ ậ ạ ấ

đ i tố ượng ho c con ngặ ười đang g n tag đó B i vì các chip đắ ở ược s d ng trongử ụtag RFID có th gi m t s lể ữ ộ ố ượng l n d li u, chúng có th ch a thông tin nhớ ữ ệ ể ứ ưchu i s , th i d u, hỗ ố ờ ấ ướng d n c u hình, d li u kỹ thu t, s sách y h c, và l chẫ ấ ữ ệ ậ ổ ọ ịtrình Cũng nh phát sóng tivi hay radio, h th ng RFID cũng s d ng b n băngư ệ ố ử ụ ốthông t n s chính: t n s th p (LF), t n s cao (HF), siêu cao t n (UHF) ho cầ ố ầ ố ấ ầ ố ầ ặsóng c c ng n (viba) Các h th ng trong siêu th ngày nay ho t đ ng băngự ắ ệ ố ị ạ ộ ởthông UHF, trong khi các h th ng RFID cũ s d ng băng thông LF và HF Băngệ ố ử ụthông viba đang được đ dành cho các ng d ng trong tể ứ ụ ương lai

Các tag có th để ượ ấc c p ngu n b i m t b pin thu nh trong tag (các tag tíchồ ở ộ ộ ỏ

c c) ho c b i reader mà nó “wake up” (đánh th c) tag đ yêu c u tr l i khi tagự ặ ở ứ ể ầ ả ờđang trong ph m vi (tag th đ ng).ạ ụ ộ

Hình 2.6: Hoạt động giữa tag và reader RFID

2.3.3 Các ứng dụng của RFID

RFID đượ ức ng d ng trong các lĩnh v c :ụ ự

 B o m t, an ninh: Đi u khi n truy nh p khóa và các thi t b c đ nh.ả ậ ề ể ậ ế ị ố ị

 Quy trình qu n lí: Ch ng tr m trong vi c kinh doanh buôn bán.ả ố ộ ệ

 RFID trong vi c x ph t.ệ ử ạ

 Giám sát:

- Dây truy n cung c p : đi u khi n ki m soát trong các nhà kho ề ấ ề ể ể

- Người ho c súc v t: tr em, b nh nhân, v n đ ng viên, gia súc…ặ ậ ẻ ệ ậ ộ

- Tài s n: hành lí trên máy bay, hàng hóa, thi t b ả ế ị

 H th ng thanh toán đi n t : H th ng thu phí t đ ng Vé vào c ng Thệ ố ệ ử ệ ố ự ộ ổ ẻtín d ngụ

2.3.4 Cấu tạo và đặc điểm của Tag

a C u t o c a Tag:ấ ạ ủ

Hình 2.7 : Một số Tag tiêu biểu

Tag (th ) RFID là m t thi t b có th l u tr và truy n d li u đ n m t readerẻ ộ ế ị ể ư ữ ề ữ ệ ế ộtrong m t môi trộ ường không ti p xúc b ng sóng vô tuy n Tag RFID mang dế ằ ế ữ

li u v m t v t, m t s n ph m (item) nào đó và g n lên s n ph m đó M i tagệ ề ộ ậ ộ ả ẩ ắ ả ẩ ỗ

có các b ph n l u tr d li u bên trong và cách giao ti p v i d li u đó Thôngộ ậ ư ữ ữ ệ ế ớ ữ ệ

thường m i tag RFID có m t cu n dây ho c anten nh ng không ph i t t c đ uỗ ộ ộ ặ ư ả ấ ả ề

có vi chip và ngu n năng lồ ượng riêng

b Đ c đi m v t lí:ặ ể ậ

Tag RFID mang d li u đữ ệ ược g n lên s n ph m có hình d ng và kích thắ ả ẩ ạ ướckhác nhau và đ t trong môi trặ ường làm vi c khác nhau, tag có th đệ ể ược phân lo iạtheo hình d ng và kích thạ ước H n n a tag có th đơ ữ ể ượ ạc t o thành t nhi u ki uừ ề ể

- Tag trong h p th y tinh có th ho t đ ng trong các môi trộ ủ ể ạ ộ ường ăn mòn

ho c ch t l ng ặ ấ ỏ

c T n s ho t đ ng:ầ ố ạ ộ

T n s ho t đ ng là t n s đi n t mà tag dùng đ giao ti p ho c thu đầ ố ạ ộ ầ ố ệ ừ ể ế ặ ượcnăng lượng Ph đi n t mà RFID thổ ệ ừ ường ho t đ ng là t n s th p (LF), t n sạ ộ ầ ố ấ ầ ốcao (HF), siêu cao t n (UHF) và vi sóng (Microwave) Vì h th ng RFID truy n điầ ệ ố ề

b ng sóng đi n t , chúng cũng đằ ệ ừ ược đi u ch nh nh thi t b radio H th ngề ỉ ư ế ị ệ ốRFID không được gây c n tr các thi t b khác, b o v các ng d ng nh radioả ở ế ị ả ệ ứ ụ ưcho các d ch v kh n c p ho c truy n hình ị ụ ẩ ấ ặ ề

ph i là t n s ISM, nh ng trong kho ng này h th ng RFID dùng ngu n năngả ầ ố ư ả ệ ố ồ

lượng t trừ ường và ho t đ ng kho ng cách ng n vì v y nhi u phát ra ít h nạ ộ ở ả ắ ậ ễ ơ

t i t n s khác ạ ầ ố

Bảng 2.2: Khoảng đọc của tần số

Kho ng đ c c a t n sả ọ ủ ầ ốTên nh t cho tag th đ ngKho ng cách đ c l nấả ụ ộọ ớ Các ng d ngứ ụ

2.3.5 Bộ đọc ( Reader RFID)

Reader RFID được g i là v t tra h i (interrogator), là m t thi t b đ c và ghiọ ậ ỏ ộ ế ị ọ

d li u lên tag RFID tữ ệ ương thích Ho t đ ng ghi d li u lên tag b ng reader đạ ộ ữ ệ ằ ược

g i là t o tag Quá trình t o tag và k t h p tag v i m t đ i tọ ạ ạ ế ợ ớ ộ ố ượng đượ ọc g i là đ aưtag vào ho t đ ng (commissioning the tag) Decommissioning tag có nghĩa là táchạ ộtag ra kh i đ i tỏ ố ượng được g n tag và tùy ý làm m t hi u l c ho t đ ng c a tag.ắ ấ ệ ự ạ ộ ủ

Th i gian mà reader có th phát năng lờ ể ượng RF đ đ c tag để ọ ượ ọc g i là chu kỳ làm

vi c c a reader ệ ủ

Reader là h th n kinh trung ệ ầ ương c a toàn h th ng ph n c ng RFID thi tủ ệ ố ầ ứ ế

l p vi c truy n v i thành ph n này và đi u khi n nó, là thao tác quan tr ng nh tậ ệ ề ớ ầ ề ể ọ ấ

c a b t kỳ th c th nào mu n liên k t v i th c th ph n c ng này ủ ấ ự ể ố ế ớ ự ể ầ ứ

a Các thành ph n v t lí c a Reader :ầ ậ ủ

M t reader có các thành ph n chính sau :ộ ầ

Hình 2.8 : Các thành phần của một reader.

- Máy phát : (Transmitter)

Máy phát c a reader truy n ngu n AC và chu kỳ xung đ ng h qua anten c aủ ề ồ ồ ồ ủ

nó đ n tag trong ph m vi đ c cho phép Đây là m t ph n c a máy thu phát,ế ạ ọ ộ ầ ủthành ph n ch u trách nhi m g i tín hi u c a reader đ n môi trầ ị ệ ử ệ ủ ế ường xung quanh

và nh n l i đáp ng c a tag qua anten c a reader Anten c areader đậ ạ ứ ủ ủ ủ ược k t n iế ố

v i thành ph n thu phát c a nó Anten c a reader có th đớ ầ ủ ủ ể ược g n v i m i c ngắ ớ ỗ ổanten Hi n t i thì m t s reader có th h tr đ n 4 c ng anten ệ ạ ộ ố ể ỗ ợ ế ổ

- Máy thu : (Receiver)

Thành ph n này cũng là m t ph n c a máy thu phát Nó nh n tín hi u tầ ộ ầ ủ ậ ệ ương

t t tag qua anten c a reader Sau đó nó g i nh ng tín hi u này cho vi m ch c aự ừ ủ ở ữ ệ ạ ủreader, t i n i này nó đạ ơ ược chuy n thành tín hi u s tể ệ ố ương đương (có nghĩa là

d li u mà tag đã truy n cho reader đữ ệ ề ược bi u di n d ng s ) ể ễ ở ạ ố

- Vi m ch : (Microprocessor)ạ

Thành ph n này ch u trách nhi m cung c p giao th c cho reader đ nó truy nầ ị ệ ấ ứ ể ềthông v i tag tớ ương thích v i nó Nó th c hi n vi c gi i mã và ki m tra l i tínớ ự ệ ệ ả ể ỗ

hi u tệ ương t nh n t máy thu Thêm n a là vi m ch có th ch a lu n lý đ th cự ậ ừ ữ ạ ể ứ ậ ể ự

hi n vi c l c và x lý d li u đ c đệ ệ ọ ử ữ ệ ọ ượ ừc t tag

- B nh :ộ ớ

B nh dùng l u tr d li u nh các tham s c u hình reader và m t b n kêộ ớ ư ữ ữ ệ ư ố ấ ộ ảkhai các l n đ c tag Vì v y n u vi c k t n i gi a reader và h th ng m ch đi uầ ọ ậ ế ệ ế ố ữ ệ ố ạ ềkhi n/ph n m m b h ng thì t t c d li u tag đã để ầ ề ị ỏ ấ ả ữ ệ ược đ c không b m t Tuyọ ị ấnhiên, dung lượng c a b nh sẽ gi i h n s lủ ộ ớ ớ ạ ố ượng tag đ c đọ ược trong m tộkho ng th i gian N u trong quá trình đ c mà vi c k t n i b h ng thì m t ph nả ờ ế ọ ệ ế ố ị ỏ ộ ầ

d li u đã l u sẽ b m t (có nghĩa là b ghi đè b i các tag khác đữ ệ ư ị ấ ị ở ược đ c sau đó) ọ

- Kênh vào/ra đ i v i các c m bi n, c c u ch p hành, b ng tín hi u đi n báoố ớ ả ế ơ ấ ấ ả ệ ệbên ngoài:

Các reader không c n b t su t Các tag có th ch xu t hi n lúc nào đó và r iầ ậ ố ể ỉ ấ ệ ờ

kh i reader mãi mãi cho nên vi c b t reader su t sẽ gây lãng phí năng lỏ ệ ậ ố ượng.Thêm n a là gi i h n v a đ c p trên cũng nh hữ ớ ạ ừ ề ậ ở ả ưởng đ n chu kỳlàm vi c c aế ệ ủreader Thành ph n này cung c p m t c ch b t và t t reader tùy thu c vào cácầ ấ ộ ơ ế ậ ắ ộ

s ki n bên ngoài Có m t s lo i c m bi n nh c m bi n v ánh sáng ho cự ệ ộ ố ạ ả ế ư ả ế ề ặchuy n đ ng đ phát hi n các đ i tể ộ ể ệ ố ượng được g n tag trong ph m vi đ c c aắ ạ ọ ủreader C m bi n này cho phép reader b t lên đ đ c tag Thành ph n c m bi nả ế ậ ể ọ ầ ả ếnày cũng cho phép reader xu t tín hi u đi u khi n c c b tùy thu c vào m t sấ ệ ề ể ụ ộ ộ ộ ố

đi u ki n qua m t b ng tín hi u đi n báo (ch ng h n báo b ng âm thanh) ho cề ệ ộ ả ệ ệ ẳ ạ ằ ặ

c c u ch p hành (ví d m ho c đóng van an toàn, di chuy n m t cánh tayơ ấ ấ ụ ở ặ ể ộrobot, v.v…)

- M ch đi u khi n : (có th nó đạ ề ể ể ược đ t bên ngoài)ặ ở

M ch đi u khi n là m t th c th cho phép thành ph n bên ngoài là con ngạ ề ể ộ ự ể ầ ười

ho c chặ ương trình máy tính giao ti p, đi u khi n các ch c năng c a reader, đi uế ề ể ứ ủ ềkhi n b ng tín hi u đi n báo và c c u ch p hành k t h p v i reader này.ể ả ệ ệ ơ ấ ấ ế ợ ớ

Thường thì các nhà s n xu t h p nh t thành ph n này vào reader (nh ph nả ấ ợ ấ ầ ư ầ

m m h th ng (firmware) ch ng h n) Tuy nhiên, có th đóng gói nó thành m tề ệ ố ẳ ạ ể ộthành ph n ph n c ng/ph n m m riêng ph i mua chung v i reader ầ ầ ứ ầ ề ả ớ

- M ch truy n thông :ạ ề

Thành ph n giao di n truy n thông cung c p các l nh truy n đ n reader, nóầ ệ ề ấ ệ ề ếcho phép tương tác v i các thành ph n bên ngoài qua m ch đi u khi n, đớ ầ ạ ề ể ểtruy n d li u c a nó, nh n l nh và g i l i đáp ng Thành ph n giao di n nàyề ữ ệ ủ ậ ệ ử ạ ứ ầ ệcũng có th xem là m t ph n c a m ch đi u khi n ho c là phể ộ ầ ủ ạ ề ể ặ ương ti n truy nệ ề

gi a m ch đi u khi n và các th c th bên ngoài Th c th này có nh ng đ cữ ạ ề ể ự ể ự ể ữ ặ

đi m quan tr ng c n xem nó nh m t thành ph n đ c l p Reader có th có m tể ọ ầ ư ộ ầ ộ ậ ể ộgiao di n tu n t Giao di n tu n t là lo i giao di n ph bi n nh t nh ng cácệ ầ ự ệ ầ ự ạ ệ ổ ế ấ ưreader th h sau sẽ đế ệ ược phát tri n giao di n m ng thành m t tính năng chu n.ể ệ ạ ộ ẩCác reader ph c t p có các tính năng nh t phát hi n b ng chứ ạ ư ự ệ ằ ương trình ngứ

d ng, có g n các Web server cho phép reader nh n l nh và trình bày k t quụ ắ ậ ệ ế ảdùng m t trình duy t Web chu n v.v… ộ ệ ẩ

- Ngu n năng lồ ượng :

Thành ph n này cung c p ngu n năng lầ ấ ồ ượng cho các thành ph n c a reader.ầ ủNgu n năng lồ ượng được cung c p cho các thành ph n này qua m t dây d n đi nấ ầ ộ ẫ ệ

được k t n i v i m t ngõ ra bên ngoài thích h p ế ố ớ ộ ợ

2.4 Màn hình LCD 16x02

Là lo i màn hình tinh th l ng v i hai hàng hi n th , m i hàng có th hi n thạ ể ỏ ớ ệ ị ỗ ể ệ ị

16 ký t nh hình dự ư ưới:

T 1 xu ngừ ố0

Vô hi u hóa LCDệLCD ho t đ ngạ ộ

đi n t l thu n v i nhi t đ , đo tín hi u đi n ta bi t đệ ỷ ệ ậ ớ ệ ộ ệ ệ ế ược giá tr nhi t đ c nị ệ ộ ầ

đo S tác đ ng c a nhi t đ t o ra đi n tích t do và các l tr ng trong ch t bánự ộ ủ ệ ộ ạ ệ ự ỗ ố ấ

d n B ng s phá v các phân t , b c các electron thành d ng t do di chuy nẫ ằ ự ớ ử ứ ạ ự ểqua vùng c u trúc m ng tinh th t o s xu t hi n các l tr ng, làm cho t lấ ạ ể ạ ự ấ ệ ỗ ố ỷ ệ

đi n t t do và l tr ng tăng lên theo quy lu t hàm mũ v i nhi t đ ệ ử ự ỗ ố ậ ớ ệ ộ

Hình 2.10: Cảm biến nhiệt độ LM 35

LM35 là c m bi n nhi t đ có th ho t đ ng đ n 150 C C tăng 1 đ , đi n ápả ế ệ ộ ể ạ ộ ế ◦ ứ ộ ệ

ra tăng 10mV

Các tính ch t c a LM35:ấ ủ

+ Đ chính xác ban đ u là 1 đ Cộ ầ ộ

+ Tr kháng đ ng <1Ωở ộ

+ D i nhi t đ đo đả ệ ộ ược -55 đ n 150oCế

+ H s t l gi a tín hiêu ra v i nhi t đ là 10mV/oCệ ố ỷ ệ ữ ớ ệ ộ

+ Ngu n nuôi t 4-30V, ăn dòng ít h n 60 Aồ ừ ơ μ

+ Tr kháng ra chân Vout 0.1 cho t i 1 mA, d dàng ph i ghép trong m ch ở Ω ả ễ ố ạ + T m bi n thiên đi n áp ng v i nhi t đ là t 0 ầ ế ệ ứ ớ ệ ộ ừ  100 C◦

Cách m c LM 35:ắ

Phép đo nhi t đ c b n trong d i 2oC - 150oCệ ộ ơ ả ả

Phép đo nhi t đ full d i -55oC - 150oC ệ ộ ả

LM339 g m 4 b so sánh đi n áp đ c l p, v i đi n áp offset th p c 2mV choồ ộ ệ ộ ậ ớ ệ ấ ỡ

c 4 b so sánh Chúng đả ộ ược thi t k đ ho t đ ng t m t ngu n đ n có vùngế ế ể ạ ộ ừ ộ ồ ơ

đi n áp r ng nh ng cũng có th ho t đ ng t ngu n kép Ngu n c p cho c cệ ộ ư ể ạ ộ ừ ồ ồ ấ ựmáng th p và đ c l p v i biên đ đi n áp cung c p B so sánh này có đi m n iấ ộ ậ ớ ộ ệ ấ ộ ể ổ

b t là vùng đi n áp mode chung đ u vào bao g m c đ t, ngay c khi ho t đ ngậ ệ ầ ồ ả ấ ả ạ ộ

t ngu n đ n.ừ ồ ơ

ng d ng c a LM339 bao g m các b so sánh, các b chuy n đ i tỨ ụ ủ ồ ộ ộ ể ổ ương tựsang s đ n gi n, máy phát xung vuông, các b đa rung và c ng logic s đi n ápố ơ ả ộ ổ ố ệcao LM339 được thi t k v i giao di n tr c ti p TTL và CMOS Khi ho t đ ng tế ế ớ ệ ự ế ạ ộ ừngu n c ng tr , nó sẽ đồ ộ ừ ược thi t k v i giao di n tr c ti p MOS, trong đó ngu nế ế ớ ệ ự ế ồ

c c máng th p c a LM339 là m t l i th so v i các b so sánh chu n.ự ấ ủ ộ ợ ế ớ ộ ẩ

Hình 2.11: IC khuếch đại thuật toán LM339N

Low supply current drain Independent of supply Voltage: 0.8mA

Low input bias Current: 25nA

Low Input offset Current: 3nA

Low Input offset Voltage: 2mV

Single Supply: 2V đ n 36Vế

Dual supplies: ±1 đ nế ±18 V

Operating Temperature: 0°C ~ 70°C