Đề tài hệ thống cảnh báo xâm nhập cho khu nhà ở

Chính vì thế việc nghiên cứu và ứng dụng một hệ thống có thể cảnh báo xâm nhập vào nhà ở, khu dân cư là cần thiết.. Mục đích: - Hiểu rõ hơn về hệ thống cảnh báo xâm nhập - Mô phỏng được

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1

o0o  

TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG CẢNH BÁO XÂM NHẬP CHO KHU NHÀ Ở 

Giảng viên hướng dẫn:  TS Nguyễn Tài Tuyên

Sinh viên:  Nguyễn Quang Chí

Lời cam đoan

Em xin cam đoan đề tài “Hệ thống cảnh báo xâm nhập” do cá nhân em nghiên cứu và thực hiện

Em đã kiểm tra dữ liệu theo quy định hiện hành

Kết quả làm của đề tài “Hệ thống cảnh báo xâm nhập” là trung thực và không sao chép từ  bất kỳ bài tập của cá nhân/ nhóm khác

Các tài liệu được sử dụng trong tiểu luận có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng

(Ký và ghi rõ họ tên)

Chí   Nguyễn Quang Chí 

Mục lục

Phần 1 Mở đầu 3

1 Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu 3

2 Mục đích và đối tượng nghiên cứu của đề tài 3

2.1 Mục đích 3

2.2 Đối tượng nghiên cứu 3

3 Phạm vi nghiên cứu 3

4 Phương pháp nghiên cứu 3

Phần 2 Nội dung 3

1 Cơ sở lý thuyết 3

1.1 Hệ thống cảnh báo xâm nhập 3

1.2 Các công cụ sử dụng 3

1.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 5

2 Xây dựng hệ thống 6

2.1 Sơ đồ khối chức năng 6

2.2 Sơ đồ chi tiết 6

2.3 Lưu đồ thuật toán 7

2.4 Mô hình mô phỏng 8

2.5 Code 8

3 Kết quả thử nghiệm 11

Phần 3 Kết luận 12

Phần 1 Mở đầu

1 Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu (Lý do lựa chọn đề tài)  Ngày nay, bên cạnh sự phát triển kinh tế, đời sống người dân dần đi lên cùng với các tệ nạn xã hội càng tăng cao Nỗi lo về bảo vệ tài sản và tính mạng của người dân càng được quan tâm hơn Chính vì thế việc nghiên cứu và ứng dụng một hệ thống có thể cảnh báo xâm nhập vào nhà ở, khu dân cư là cần thiết

2 Mục đích và đối tượng nghiên cứu của đề tài 2.1 Mục đích:

- Hiểu rõ hơn về hệ thống cảnh báo xâm nhập

- Mô phỏng được mô hình cơ bản của hệ thống cảnh báo xâm nhập

- Sử dụng điện thoại thông minh để bật, tắt hay nhận thông báo cảnh báo 2.2 Đối tượng nghiên cứu: hệ thống cảnh báo xâm nhập, blynk iot app

3 Phạm vi nghiên cứu

- Các tường rào, cổng ra vào của khu nhà ở 

4 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập thông tin về hệ thống

- Xây dựng hệ thống đơn giản

- Xây dựng source code để chạy thử

- Kết nối Blynk và điện thoại thông minh

Phần 2 Nội dung

1 Cơ sở lý thuyết 1.1 Hệ thống cảnh báo xâm nhập

- Hệ thống cảnh báo xâm nhập là hệ thống các thiết bị tự động có tính năng phát hiện, báo động khi có đối tượng xâm nhập bất hợp pháp vào nhà ở nhằm đảm bảo an toàn về người, tài sản và tài liệu

- Hệ thống có 3 phần chủ yếu:

 Phần cảm biến

 Phần trung tâm

 Phần cảnh báo

- Ở chế độ bảo vệ, bất cứ khi nào trung tâm nhận được tín hiệu lạ từ phần cảm biến, trung tâm sẽ kích hoạt phần cảnh báo

- Phần cảnh báo gồm:

 Kích hoạt hệ thống chuông hú báo tự động tại chỗ

 Kích hoạt hệ thống đèn chiếu sáng

 Gửi cảnh báo đến ứng dụng trên smartphone 1.2 Các công cụ sử dụng

- ESP32: là một series các vi điều khiển trên một vi mạch giá rẻ, năng lượng thấp có hỗ trợ WiFi và dual-mode Bluetooth

 Có 18 kênh – bộ chuyển đổi ADC – Analog to Digital

 3xSPI, 3xUART, 2xI2C

 16 kênh đầu ra PWM

 2 bộ chuyển đổi DAC – Digital to Analog

 2xI2S, 10 GIPO cảm biến điện dung

- Cảm biến hồng ngoại (PIR sensor):

 Là một cảm biến điện tử đo ánh sáng hồng ngoại phát ra từ các vật thể trong trường nhìn của nó

  Nguyên lý hoạt động: Mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0 độ K đều  phát ra ngoài không gian bức xạ của tia hồng ngoại Nhiệt độ cơ  thể người là 36 – 37 độ C, khi máy phát hiện con người chuyển động quanh mức bức xạ hoạt động của máy thì cũng sẽ phát ra tín hiệu

- Đèn Led: là các diode có khả năng phát ra ánh sáng.

- Chuông báo (Buzzer): Là một thiết bị điện tử nhỏ có thể phát ra âm thanh để cảnh báo về một sự kiện nào đó

1.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

- Khi hệ thống được kích hoạt, hệ thống cảnh báo sẽ hiển thị vùng được liên kết với cảm biến được kích hoạt và thực hiện kiểu phản hồi được lập trình cho vùng đó

- Nếu một trạm giám sát trung tâm nhận được tín hiệu, hệ thống cảnh báo

sẽ lập tức được khởi động

- Đồng thời, một cảnh báo sẽ được gửi tới điện thoại của người dùng cuối

2 Xây dựng hệ thống 2.1 Sơ đồ khối chức năng

2.2 Sơ đồ chi tiết

2.3 Lưu đồ thuật toán

2.4 Mô hình mô phỏng

2.5 Code Định nghĩa thông tin thiết bị

Khai báo các thư viện

 Nhập các thông số như Blynk app token hay tên wifi và mật khẩu Vì sử dụng

mô phỏng trên wokwi.com nên ssid mặc định sẽ là Wokwi-GUEST và không cần password

Thông tin về PIN của các thiết bị sử dụng

Đoạn code này để nhận giá trị từ phía Button của Blynk Với đoạn code này khi ON đèn sẽ mở cùng với đó hệ thống cảnh báo sẽ đi vào hoạt động Còn khi OFF đèn sẽ tắt và hệ thống sẽ không thể cảnh báo đối với các tín hiệu xâm nhập

Trong phần setup(), các đèn led, buzzer sẽ được thiết lập là output, còn với cảm biến PIR sẽ là input Ngoài ra Blynk được khởi động với 3 thông số đẫ khai báo là auth token, tên wifi và mật khẩu

Trong phần loop(), Blynk được kích hoạt.

Biến num được sử dụng để đọc trạng thái của lfPin, để xem hệ thống có được  bật hay không Nếu như hệ thống đã khởi động, biến val sẽ đọc các tín hiệu từ cảm biến thông qua inputPin

Khi có tín hiệu từ cảm biến hệ thống sẽ bật đèn và còi thông báo, đồng thời gửi thông báo tới điện thoại của người dùng Nếu như sau 1 thời gian không còn nhận được tín hiệu hoặc người dùng tắt hệ thống thì còi báo và đèn sẽ được tắt

3 Kết quả thử nghiệm

- Hệ thống kết nối wifi thành công

- Led và còi báo đã hoạt động

- Hệ thống đã gửi thông báo tới điện thoại

Phần 3 Kết luận

Trên đây là toàn bộ những nghiên cứu, tìm hiểu và thực nghiệm của em về “Hệ thống cảnh báo xâm nhập cho khu nhà ở” Báo cáo này đã đạt được một số mục tiêu như:

- Tìm hiểu lý thuyết về một hệ thống cơ bản

- Xây dựng, mô phỏng được hệ thống

- Thực nghiệm trên trang web mô phỏng wokwi.com Qua những điều đã đạt được em đã có thể nắm rõ được những kiến thức liên quan đến hệ thống này Từ đó, sẽ giúp em có những cải tiến, cải thiện cho hệ thống và những phương