Thiết kế hệ thống an ninh sử dụng mã nhập liệu bằng màn hình cảm ứng

MỤC LỤCLời nói đầu Chương I:Tổng quan về công nghệ 1.1 mục đích thiết kế 1.2 yêu cầu của hệ thống 1.3 tầm quan trọng và ứng dụng của đề tài Chương II:Thiết kế và xây dựng mạch phần cứng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TÀU BIỂN

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên : NGUYỄN HUY CÔNG

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Chương I:Tổng quan về công nghệ

1.1 mục đích thiết kế

1.2 yêu cầu của hệ thống

1.3 tầm quan trọng và ứng dụng của đề tài

Chương II:Thiết kế và xây dựng mạch phần cứng

2.1 giới thiệu về vi điều khiển sử dụng (8051)

2.2 các phần tử trong mạch và cách bố trí các phần tử

2.3 thiết minh nguyên lí hoạt động của mạch

2.4 xây dựng lưu đồ thuất toán cho mạch

Chương III:Viết phần mềm điều khiển

3.1 viết phần mềm điều khiển và thuyết minh cho lưu đồ thuật toán 3.2 đưa ra một số giả thiết phát triển hệ thống sau này

Kết luận:

Tài liệu tham khảo:

Lời núi đầu

Trong một xã hội hiện đại, sự phát triển của ngành điện tự động làmột yêu cầu không thể thiếu để thúc đẩy nền kinh tế pháttriển và góp phần nâng cao đời sống xã hội

Ngày nay, trên thế giới, điện tự động vẫn không ngừng phát triểnvới tốc độ rất cao và thâm nhập ngày càng sâu vào tất cả cáclĩnh vực của đời sống xã hội Cùng với sự phát triển nh vũ bão đó,ngành điện tự động Việt Nam cũng đang nỗ lực hết sức trên con

đờng tìm chỗ đứng cho mình

Trong đó, lĩnh vực bảo mật là một mảng lớn mà chúng ta cầnquan tâm Chính vì thế, với mục đích làm quen bớc đầu vớiviệc thiết kế mạch điện tử nói chung và với hệ thống an toàn,bảo mật nói riêng, chúng em chọn đề tài “ Thiết kế hệ thốngkhóa mã điện tử ” để nghiên cứu và thực hiện Hệ thống nàycho phép ta quản lý và hạn chế đợc số ngời ra vào theo mã sốtrong khu vực cần bảo mật với độ an toàn cao.Đề tài tuy không lớnsong về mặt nguyên lý thì có thể phát triển thành các ứng dụngquản lý theo thẻ từ, mã vạch,mã hoá trong các khu vực đặc biệtcần phải có may tính hiện đại với CSDL,ngoài mật mã ra cònkiểm tra tần số giọng nói và camera kiểm tra hình ảnh… màhiện nay đang rất cần thiết Vì thế, đối với chúng em đây làbớc cơ sở để nghiên cứu những ứng dụng lớn hơn sau này

Trong quá trình thực hiện đề tài, tuy đã rất cố gắng song donhững hạn chế về thời gian tìm hiểu, kiến thức cũng nh kinhnghiệm thực tế nên chúng em không tránh khỏi nhiều thiếu sót.Chúng em rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp của thầycô và các bạn để đề tài của chúng em đợc hoàn thiện hơn, vớinhiều chức năng hơn

Chương I Tổng quan về cụng nghệ1.1 Mục đớch thiết kế

-Phỏt huy thành quả ứng dụng của vi điều khiển tạo ra những sản phẩm tiờn tiến cú

1.2 Yờu cầu của hệ thống

- Hệ thống hoạt động tin cậy

-Tính an toàn: do là cửa nên phải có chức năng bảo vệ -Tính bảo mật

-Dễ dàng cho người sử dụng khi thao tỏc với hệ thống

1.3 Tầm quan trọng và ứng dụng của đề tài

Đây là một hệ thống đóng mở theo mã cho phép một số ítngời có thể ra vào theo mã của họ Nó có thể đợc áp dụng làmcửa ra vào của các hệ thống cần mang tính bảo mật, giới hạn số

ngời ra vào nh: Cửa ra vào cơ quan, nhà máy, các khu quan trọng,ứng dụng cho những ngụi nhà thụng minh

Hệ thống giao tiếp với ngời sử dụng chỉ bằng bàn phím(mànhỡnh cảm ứng) và hiển thị do vậy nó hạn chế đợc tác động của ngời

sử dung vào nội dung bên trong của khoá

Với số lợng mã không lớn (cỡ 10 mã), mỗi mã dài sáu chữ số thìxác suất tìm thấy mã đúng là: 10/1.000.000 = 0,0001%.Thêmvào đó là khả năng báo động khi nhập ba mã sai liên tiếp làmcho hệ thống có tính an toàn cao

Mỗi ngời có một mã riêng Nếu nghi ngờ lộ mã, ngời dùng cóthể thay đổi mã theo mong muốn Nhờ đó mà khả năng bảo mậtcủa hệ thống cũng tăng cao

Chương II Thiết kế và xõy dựng mạch phần cứng 2.1 giới thiệu về vi điều khiển sử dụng (8051)

Từ yêu cầu của đề bài ta dự kiến dùng các chip vi điều khiển thuộc họ MCS-51 của Intel, mà cụ thể ở đây là dùng chip 8051 vì những lý do

Chip thuộc họ MCS-51 hiện đợc sử dụng phổ biến và đợc coi làchuẩn công nghiệp cho các thiết kế khả dụng.Với sinh viên mớilàm quen với VĐK thì 8051 có nhiều tài liệu tham khảo,đồng thờicũng sử dụng đơn giản nhất Mặt khác, qua việc khảo sát thị tr-ờng linh kiện việc có đợc chip 8051 là dễ dàng nên mở ra khảnăng thiết kế thực tế

V× nh÷ng lý do trªn mµ viÖc lùa chän vi ®iÒu khiÓnAT89C51 cña h·ng Atmel, ®©y lµ vi ®iÒu khiÓn thuéc hä MCS-51.

-IC điều khiển 89C51tương thích với họ MSC51 có đặc điểm sau :

+ 4K Bytes Flash rom

+ 128 Bytes Ram

+ 4 port 8 bit

+ 2 bộ định thời 16 bit

+ Có port nối tiếp

+ Có thể mở rộng bộ nhớ chương trình ngoài 64 K Byte

+ Bộ xử lý bit

- Cấu trúc bên trong của 89C51

- Sơ đồ chân của 89C51 :

2.2 các phần tử trong mạch và cách bố trí các phần tử

2.3 thiết minh nguyên lí hoạt động của mạch

Mạch điện là một ứng dụng nhỏ của vi điều khiển AT89C51, dùng để khóa một cánh cửa Muốn mở cửa bạn phải nhập đúng mã số (mặc định ban đầu là 123456 ) Các bước thao tác để có thể mở được cửa:

+b1: Nhấn ENTER lần thứ nhất để bắt đầu quá trình nhập mã số

+b2: Nhập 6 số của mã số, nhấn CLEAR để xóa số vừa nhập

+b3: Nhấn ENTER lần thứ hai để xác nhận mã số vừa nhập

Nếu mã số đúng thì cửa sẽ được mở, đèn xanh sẽ bật sáng và sau 1s đèn sẽ tự tắt.Nếu mã số nhập sai thì đèn đỏ sẽ bật sáng, bạn được phép nhập sai 2 lần, nếu nhập sai mã số lần thứ 3 thì hệ thống sẽ báo động, cả đèn xanh và đèn đỏ đều được bật sáng, sau 3 phút báo động sẽ tắt

Sau khi mở cửa người mở khóa sẽ nhấn nút CLOSE để đóng cửa Giả sử sau khi

mở cửa, người mở khóa quên đóng cửa thì sau 10s cửa sẽ tự động đóng lại, trong vòng 10s đó nếu nút CLOSE được nhấn bất cứ lúc nào thì cửa sẽ đóng ngay lập tức

2.4 xây dựng lưu đồ thuật toán cho mạch

Lưu đồ giải thuật chương trình chính

Giải thuật nhập số từ bàn phím

III-Đoạn mã của chương trình:

; CHUONG TRINH KHOA

SO -; -MA SO MAC DINH LA

LCALL SCANKEYPAD    ;NHAP SO TU BAN PHIM

CJNE A ,#0AH,TT1  ;KIEM TRA NUT CLEAR CO DUOC NHAN HAY KHONG

SETB OPEN      ;MO CUA

CLR GREENLED    ;DEN XANH BAT SANG

LCALL DELAY1S

SETB GREENLED

;DOI 10S NEU KHONG NHAN NUT CLOSE THI CUA SE TU DONG DONG LAI

;TRONG VONG 10S NEU NHAN NUT CLOSE THI CUA CUNG SE DONG

;==CHUONG TRINH CON XOA SO VUA NHAP====

sẽ mất đi Để khắc phục được điều này ta cú thể sử dụng RAM ngoài cú nguồn nuụi riờng hoặc sử dụng loại RAM NVSRAM đõy là loại RAM khụng mất dữ liệu khi mất điện.

Kết luận:

Trên cơ sở lí thuyết đã học, em đã thiết kế hệ thống khóa với

độ tin cậy có thể chấp nhận đợc dựa vào chức năng quản lí

ch-ơng trình bằng password trong máy tính với quy mô đơn giảnhơn Để ứng dụng vào thực tế, hệ thống nàycòn cần đợc chỉnhsửa để tăng tính ổn định và kết nối với bộ phận cơ khí đóng

mở cửa Ngoài ra hệ thống trên có thể phát triển thêm chức nănggiữ cho cửa mở trong một khoảng thời gian tuỳ ý theo ngời sửdụng

Hiện nay, những hệ thống kiểm soát ra vào theo mã đã sửdụng những hình thức quản lí tiên tiến hơn nh: thẻ từ, vân tay tuy nhiên chi phí còn rất cao Một hệ thống quản lí nh em tậpthiết kế vẫn còn có những ứng dụng nhất định

Do là thiết kế đầu tiên nên không thể tránh khỏi sai sót nhất

định em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và hớng dẫn của cácthầy giáo chu nhiệm và các bạn trong thời gian vừa qua Mong rằng

sẽ nhận đợc nhiều đóng góp ý kiến để bản thiết kế này vànhững bản thiết kế sau ngày càng đợc hoàn thiện hơn

+ Phần mềm sử dụng :

- Lập trình dịch file ASM >Hex : Reads51

- Mô phỏng : Proteus 6 Professional.

- Vẽ mạch nguyên lý và mạch in : Protelus

*Tài liệu tham khảo

1.Họ vi điều khiển 8051 Tác giả :Tống văn On,Hoàng đức Hải2.Kỹ thuật số - Nguyễn Thuý Vân

3.Cấu trỳc lập trỡnh và họ vi điều khiển 8051, tỏc giả: Nguyễn Tăng Cường – Phan Quốc Thắng

Datasheet và cỏc linh kiện lấy từ trang AT89C51, và cỏc linh kiện khỏc lấy từ trangweb www.alldatasheet.com

Sinh viờn thực hiện:NGUYỄN HUY CễNG

Hải phòng 29/4/2011