ứng dụng công nghệ giao tiếp tầm gần nfc (rfid) để quản lý sinh viên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP... SRAM :Static Random Access Memory EEPROM: Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory MISO:Master Input / Slave Outp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

-

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2 NGÀNH: Công nghệ kỹ thuật máy tính

LỜI NÓI ĐẦU

N ày y đờ số ườ ày ột â ờ và sự t tr ể ủa khoa

LỜI CẢM ƠN

rướ tiên em ờ ơ â t à sâu sắ tớ t ầy tr trườ

ạ ư ạ Kỷ u t à ố ó u và t ầy trong khoa – ó r ê đã t tì ả ạy, truyề đạt nhóm

ữ k t ứ , k u u tr suốt t ờ u

t à t ầy ạ ầy u r ể và r u u ú đỡ, trự t ỉ ả , ướ ẫ em tr suốt u trì à đ r t ờ

à v vớ t ầy, e t ự đề tà không ừ t t u t ê ều k n

1.1 Đặt vấn đề 10

1.2 Đối tượng nghiên cứu 10

1.3 Lý do chọn đề tài 10

2 12

2.1 BOARD ARDUINO UNO R3 12

2.1.1 i i i 12

2.1.2 thông số của Arduino UNO R3 16

2.2 20

2.2.1 Chuẩn truyền thông SPI 20

2.2.2 Truyền thông SPI trên AVR 22

2.3 22

2.3.1 i i t i 22

2.3.2 đặ t ưn ủ 22

2.3.3 t nối i t n 23

2.4 MODULE RFID RC522 24

2.4.1 ượ ề n n 24

2.4.2 n ố t t 28

2.4.3 đ n t nối 28

2.5 29

2.5.1 ìn d n à t ư c 29

2.5.2 Chứ năn n 29

2.5.3 Giao ti p LCD v i ARDUINO 30

2.5.4 L p trình 32

3 3 33

3.1 Đ 33

3.2 34

3.2.1 ối n n 34

3.2.2 Module RFID RC522 34

3.2.3 ARDUINO UNO R3 35

3.2.4 ối i n t 35

3.2.5 ối i 36

3.2.6 t n 36

3.3 đ à n n t đ n ủ 36

3.3.1 đ 36

3.3.2 n t đ n i ti t 37

4 Đ 39

5 40

5.1 K t quả đ t được 40

5.2 ó ăn ặp phải à ư ng khắc phục 40

5.3 ư ng phát tri n và k thừ t n tư n i 40

6 6 Ụ LỤC 41

6.1 t ố ìn ản t t 41

6.2 Code arduino 41

6.3 Code windows form 43

7 50

SRAM :Static Random Access Memory

EEPROM: Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory

MISO:Master Input / Slave Output

MOSI: Master Output / Slave Input

SPI: Serial Peripheral Bus

RFID: re ue y e t t , ạ só v tuy

LCD: Liquid Crystal Display

I2C: TWI Two-Wire Serial Intereafce

RƯỜN ĐẠI HỌC Ư P ẠM KỸ THU T C NG HÒA XÃ H I CHỦ N ĨA VIỆT NAM

Đ ểm

án g á của g áo viên

CHƯ NG :GIỚI THIỆU

vớ u ượ ữ u k à ấy tờ k ó à k ể s t đượ

uẩ k t ố ữ y t vớ t t để truyề – ữ u ó ều

 ề tà ày sẽ ú s v ê t ự đề tà ểu t ê ơ v đ ều

k ể V (Advanced Virtual RISC) ụ t ể à v đ ều k ể ATmega328 ( 8 t) do hãng Atmel sả xuất

2 C ƢƠN 2 :N IÊN CỨU L U

2.1 BOARD ARDUINO UNO R3

2.1.1 ớ ệu AR UINO

r u đã và đ đượ s ụ rất rộ rã trê t ớ , và ày à ứ tỏ đượ sứ ạ ủ ú t u v số ứ ụ độ đ ủ ườ ù tr

ộ đ u ở ( e -source) Tuy ê tạ V t r u vẫ ò ư đượ t đ ều à v t ày à ột ố ắ ầ ớ t u ột số t t

về r u vớ y v u ấ ườ ù Y t ê ột ự ớ đầy

t ề ă để t ự ự ủ ì

ì : 1 board arduino

ì : 2 â ắ và t t r u

r u à ì à ó t ể k y ả ữ s v ê và à ê ứu tạ trườ đạ t ư , t r , r e e e ả s ụ ; ngay ả e ũ uố ỗ trợ k r đờ ộ k t r u e K ù

để t tr ể ứ ụ r tươ t vớ ả và t t k ?

z , à ột tr ữ ườ t tr ể r u , tạ trườ ter t es

st stute vre ( ) ù ầu ư k đượ t t ì ả, t tứ về r u

vẫ truyề vớ tố độ ó t ờ ữ ờ truyề tốt đẹ ủ ữ

ườ ù đầu t ê y r u t tớ ỗ ó ườ tì đ t trấ vre ỉ để t u ơ đã sả s r r u [1]

Các ứng dụng nổ bật của bo mạc Ardu no

r u đượ à ộ ã x ủ rất ều t t từ đơ ả đ ứ tạ

ì : 4 t độ tr v t ả ù r u ano và camera CMUCam

ết bị bay k ông ngườ lá UAV

ì : 6 t t e s e

Đ u k ển án sáng

t vụ đ ều k ể đơ ả ư đó ắt đè E y ứ tạ ư đ ều

k ể s t e ạ tươ t vớ s ser đều ó t ể t ự vớ Arduino

ắ tớ ò ạ r u ù để trì , đầu t ê à ườ t t ườ ó

tớ à ò r u ò ạ ày đã t tr ể tớ t t ứ 3 (R3) [2]

2.1.2 thông số của Arduino UNO R3

ộ ớ , và s , õ và r t tr đó ó ều õ ó

k ả ă xuất t u W , õ đ t u và uẩ t đ

ạ ư , , W ( 2 )

 5V: ấ đ 5V đầu r ò tố đ é ở â ày à 500

 3.3V: ấ đ 3.3V đầu r ò tố đ é ở â ày à 50

 Vin (Voltage Input): để ấ u à r u , ạ ố ự ươ

ủ u vớ â ày và ự â ủ u vớ chân GND

 IOREF: đ ạt độ ủ v đ ều k ể trê r u ó t ể đượ đ ở

â ày Và ê ó u à 5V ù v y ạ k đượ ấy u 5V từ

â ày để s ụ ở ứ ă ủ ó k ả à ấ u

 RESET: v ấ út eset trê r để reset v đ ều k ể tươ đươ vớ v

â E E đượ ố vớ u 1 đ trở 10KΩ

ộ n ớ

V đ ều k ể t e 328 t êu uẩ u ấ ườ ù :

 32K bộ n ớ Flas : ữ đ ạ ạ trì sẽ đượ ưu trữ tr ộ

ớ s ủ v đ ều k ể ườ t ì sẽ ó k ả và K tr số ày sẽ đượ ù t er ư đừ , ạ k à ầ u 20K

ộ ớ ày đâu

 2KB cho SRAM (Static Random Access Me ry): tr ạ k

k trì sẽ ưu ở đây ạ k à ều t ì à ầ

ều ộ ớ uy v y, t ự sự t ì ũ k à ộ ớ ạ trở t à t ứ à ạ ả tâ K ất đ , ữ u trê sẽ

Các cổng v o/ra

ì : 10 và r

Arduino UNO có 14 â t ù để đ xuất t u ú ỉ ó 2

ứ đ à 0V và 5V vớ ò và r tố đ trê ỗ â à 40 Ở ỗ â đều ó đ trở u -u từ đượ à đ t y tr v đ ều k ể e 328 ( đ t ì đ trở ày k đượ k t ố )

 C ân g ao t ếp PI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) à ứ

ă t t ườ , 4 â ày ò ù để truyề t ữ u t ứ

vớ t t k

 LED 13: trê r u ó 1 đè e àu (k u ữ ) K ấ út

eset, ạ sẽ t ấy đè ày ấ y để u ó đượ ố vớ â số 13 K

â ày đượ ườ ù s ụ , E sẽ s

USB:

r u t êu uẩ đều ó tr ột để t ự k t

ố vớ y t ù v tả ươ trì uy ê V không có , đó r u ả tr t ê ầ uyể đ từ

t er st t ủ , tố độ uạt, ột số à ì E , đ re -time

k, ỉ â ượ ột số ạ … [1]

2.2 Ơ LƢ C C UẨN RU N PI

2.2.1 Chuẩn truy n thông SPI

( er er er us) à ột uẩ truyề t ố t tố độ

t r đề xuất ây à k ểu truyề t ster- ve, tr đó ó 1 ster

đ ều ố u trì tuyề t và ves đượ đ ều k ể ở ster vì

t truyề t ỉ xảy r ữ ster và ve à ột truyề s ( u u ex) à tạ ù ột t ờ đ ể u trì truyề và ó t ể xảy r

đ t ờ đ k đượ à uẩ truyề t “4 ây” vì ó 4 đườ

t tr uẩ ày đó à K ( er k), ( ster ut ve ut ut), ( ster u ut ve ut) và ( ve e e t) ì 1 t ể ột k t

ữ ột ster và 3 ve t u 4 đườ

SCK: Xu ữ t , vì à uẩ truyề đ ộ ê ầ

1 đườ ữ , ỗ trê â K 1 t ữ u đ đ ây à

đ ể k t vớ truyề t k đ ộ à ú t đã t tr uẩ ự t tạ ủ â K ú u trì tuyề t ỗ và vì t tố độ truyề

ủ ó t ể đạt rất Xu ỉ đượ tạ r ở ster

MISO– Master Input / Slave Output: u à ster t ì đây à đườ

ut ò u à ve t ì ạ à ut ut ủ ster và ves

MOSI – Master Output / Slave Input: u à ster t ì đây à đườ

ut ut ò u à ve t ì à ut ủ ster và ves đượ ố trự t vớ u

SS – Slave Select: à đườ ve ầ t , trê ve

đườ sẽ ở ứ k k à v u ster ké đườ ủ

ột ve à đó xuố ứ t ấ t ì v t sẽ xảy r ữ ster và ve

đó ỉ ó 1 đườ trê ỗ ve ư ó t ể ó ều đườ đ ều k ể trê ster, tùy t uộ và t t k ủ ườ ù

ì : 11 Master- ve truyề t

oạt ộng: ỗ ster y ve ó ột t ữ u 8 ts ứ ỗ

xu ster tạ r trê đườ ữ K, ột t tr t ữ

u ủ ster đượ truyề u ve trê đườ , đ t ờ ột t tr

t ữ u ủ ve ũ đượ truyề u ster trê đườ

2 ó ữ u trê 2 đượ ở u ạ đ t ờ ê u trì truyề ữ u

ày đượ à “s ” ì ướ tả u trì truyề 1 ó ữ u t ự

ở u e tr V , ê tr à ster và ê ả à ve

ì : 12 tả u trì truyề 1 ó ữ u t ự ở u e tr V

ự ủ xu ữ , se và độ ạt độ : ự ủ xu ữ ( k r ty) đượ tắt à à k ù ỉ trạ t ủ â

K ở trạ t ỉ Ở trạ t ỉ ( e), â K ó t ể đượ ữ ở ứ ( =1) t ấ ( =0) se ( ) ù để ỉ à ữ u đượ ấy ẫu (s e) t e xu ữ ữ u ó t ể đượ ấy ẫu ở ạ lên

tr ầ trê Vì t , u đã ểu truyề t t ì sẽ k ố u k ó để

t ự v truyề t ày vớ V ầ ê ướ t trì ày ột số đ ể

K V đượ s ụ à ve, ạ ầ set â K ut,

ut, ut ut và ut u à ster t ì K ut ut, ut ut, MOSI input và khi này c â k u tr , ú t ó t ể ù â ày

để đ ều k ể ủ ves ất kỳ â t t ườ à [3]

 Vớ 2.0 uẩ tố độ , đườ truyề đạt tố độ tố đ đ 480 s

 sợ u (+5V và ây u ) ù ột

sợ ây x ắ để ữ u

 ữ t t ó đ t ắ ó , đ ều ày ó t t ó t ể đượ k t ố ( ắ và ) ắt k t ố (rút r ) tr t ờ đ ể à ườ

ă t é t à ữ khung, và y t đ ều k ể ữ

k u đó K u ứ 1.500 yte, và ột k u ớ ắt đầu ỗ ây

u 1 k u , ữ t t đẳ t ờ và ắt ấy đượ ột v tr đó ú đượ

đả ả ă t à ú ầ ruyề tả à ạt và đ ều k ể truyề tả s

ó t ể đượ truyề u ữ k ả ỏ à k ầ ột t xú v t

à ả

đượ đư và s ụ tr rất ều vự ư: uả â sự,

uả à ó và r s êu t , à k , t e õ độ v t, uả xe ộ u trạ t u , à t ộ u …

ụ: ạ và tr ột s êu t để u đ , à ó đều đượ ắ vớ ột

1/ ẻ RFI (RFID Tag, ò đượ à tr s er): à ột t ắ +

Anten

02 ạ : passive tag và active tag:

o Passive tags: K ầ u à và ượ từ t t đ K ả

t xú trự t ột và ạ t ó t ể đượ đ xuyê u trườ , v t

u ư ê t , tuy t, sươ ù, ă đ , sơ , và đ ều k trườ t

â t y y ủ và y y ứ ày y ó đượ ứ ụ tr

uộ số vì t ạ tr vớ k ạ ấ ẫ ủ

Các k oảng các ọc c uẩn của t ết bị RFI ?

K ả đ ụ t uộ và ột số t số và đ ều k ụ t ể, tùy t uộ và

t à t ve y ss ve ầ ớ t ss ve ó k ả đ < 3 feet, tùy t uộ và ả tầ số ủ đầu đ

t ố s ụ ả tầ UHF sẽ ó k ả đ ớ ơ t ó

ữ t ố k ả đ ó t ể ê tớ 300 feet ( 100 ) ụ t uộ và

từ ứ ụ ụ t ể

ả tần oạt ộng của ệ t ống RFI ?

K ả ự ột t ố , yêu ầu đầu t ê à ả tầ ạt độ

SCK: Xu ữ t

MISO– Master Input / Slave Output: đây à đườ ut ut

MOSI – Master Output / Slave Input: đây à đườ ut

SS – Slave Select: à đườ ve ầ t

K sả xuất , à sả xuất đã t ợ đ ều k ể ( 44780)

ê tr ớ vỏ và ỉ đư â t ầ t t â ày đượ

đ số t ứ tự và đ t tê ư ì

ì : 17 â t

2.5.2 Chức năng các c ân

ì : 18 ứ ă â t [7]

2.5.3 Giao tiếp LCD với ARDUINO

t ườ , để s ụ à ì , ạ sẽ ả ất rất ều â trê r u để đ ều k ể

v y, để đơ ả ó v , ườ t đã tạ r ột ạ ạ đ ều

k ể à ì s ụ t 2 ó ột đơ ả , ạ ỉ tố 2

ây để đ ều k ể à ì , t y vì 8 ây ư t t ườ

Module I2C interface vớ ứ ă à ả tố đ số â k t ố từ

Module Rfid rc522

Computer

ối i n t LCD

ối

i

ì : 28 y ut k ố u

ìn ản t c tế

ì : 29 ơ đ t ự t

3.3.2 Nguyên l oạt ộng c t ết

K t đư t và u e đ t ,t ì u e đ trê t và uyể

đ đượ đ r u , r u truyề u ày ê trê y t và xuất đ đượ r à ì đ t ờ xuất 1 t u r k ố u, k ó t

t ì đè và kêu

u đượ truyề ê y t t u đườ truyề ,tạ y t ày đượ đ s s vớ ơ sở u ó sẳ tr ộ ớ, u ày ợ t ì

y t s xuất r sơ t t ủ ườ ó tươ ứ

4 C ƢƠN 4:K OẠC C IỆN Đ

- uyể s truy suất u từ ess và truy suất t à

5.3 Các ướng phát triển và kế thừa trong tương la

Công ng ệ RFI ược ứng dụng n u trong các l n v c k ác n au n ư

- ù tr ả xe, ờ ụ ú t t k t ờ ,t x và tr đượ trườ ợ ủ k

vớ ụ đ xấu

- ù tr t ư v k s v ê đ t ư v ượ s , ờ ó t ố u trì ượ s đơ ả và đượ t ự

* MOSI: Pin 11 / ICSP-4

* MISO: Pin 12 / ICSP-1