CHỐNG TRỘM XE máy DÙNG PIC (có code và layout bên dưới)

CHỐNG TRỘM XE máy DÙNG PIC (có code và layout bên dưới) ....................... CHỐNG TRỘM XE máy DÙNG PIC (có code và layout bên dưới) ....................... CHỐNG TRỘM XE máy DÙNG PIC (có code và layout bên dưới) ....................... CHỐNG TRỘM XE máy DÙNG PIC (có code và layout bên dưới) ....................... CHỐNG TRỘM XE máy DÙNG PIC (có code và layout bên dưới) .......................

CHỐNG TRỘM XE MÁY DÙNG PIC

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VIII DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IX

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1

1.2 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ GSM 1

1.3 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ GPS 2

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU LINH KIỆN 4

2.1 VI ĐIỀU KHIỂN 16F887 4

2.1.1 Giới thiệu chung về PIC 16F887 4

2.1.2 Sơ đồ chân và chức năng từng chân 5

2.2 MODULE SIM 808 7

2.3 ĐIỆN TRỞ, TỤ ĐIỆN 9

2.4 MODULE RELAY 10

2.5 BUZZER, NÚT NHẤN 11

2.6 THẠCH ANH ĐIỆN TỬ 12

2.7 OPTO PC 817 13

CHƯƠNG 3 SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 15

3.1 SƠ ĐỒ KHỐI 15

3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 16

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MẠCH VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG 17

4.1 KHỐI MẠCH NGUỒN 17

4.2 KHỐI MẠCH CHÍNH 18

4.3 MẠCH IN 19

4.4 THI CÔNG PHẦN CỨNG 20

TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 PHỤ LỤC A 23

HÌNH 2-2 : SƠ ĐỒ CHÂN PIC 16F887 5

HÌNH 2-3 : MODULE SIM808 THỰC TẾ 8

HÌNH 2-4 : ĐIỆN TRỞ 9

HÌNH 2-5 : TỤ ĐIỆN 10

HÌNH 2-6 : MODULE RELAY 10

HÌNH 2-7 : BUZZER 5 VDC 11

HÌNH 2-8 : NÚT NHẤN 12

HÌNH 2-9 : THẠCH ANH ĐIỆN TỬ 13

HÌNH 2-10 : OPTO PC817 THỰC TẾ 13

HÌNH 2-11 : SƠ ĐỒ CHÂN OPTO PC817 14

HÌNH 4-1: KHỐI MẠCH NGUỒN 17

HÌNH 4-2: KHỐI MẠCH CHÍNH 18

HÌNH 4-3: MẠCH IN SAU KHI THIẾT KẾ 19

HÌNH 4-4: MẶT TRƯỚC CẢU MẠCH CỨNG 20

HÌNH 4-5: MẶT SAU CỦA MẠCH CỨNG 20

GSM Broadband Digital Terminal

GPS Fast Fourier Transform

TDMA

CDMA Multi-Input Multi-Output

ICSP In-Circuit Serial Programming

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

1.1 Giới thiệu đề tài

Ngày nay, chúng ta đang sống trong một xã hội ngày càng phát triển nhanh chóng

do sự phát triển mạnh mẽ của các ngành kinh tế, công nghệ, công nghiệp Bêncạnh đó, các mặt trái của xã hội như lừa đảo, trộm cắp, cướp giật cũng ngày càngnhiều cùng với những thủ đoạn hết sức tinh vi

Do đó sự ra đời của các thiết bị chống trộm đòi hỏi phải có những tính năng, biệnpháp chống trộm hiện đại, ưu việt nhưng vẫn dễ sử dụng, gần gũi với mọi đối tượngngười dùng là hết sức cần thiết

Các thiết bị phải có khả năng cảnh báo và báo động cho các tình huống nguy hiểmsắp xảy ra để giúp chủ tài sản có thể xử lý kịp thời nhằm bảo vệ tài sản, báo động cótrộm hoặc có thông tin về vị trí của tài sản nếu không may mắn bị mất cắp

Từ những thực tế trên tôi đã tìm hiểu và thục hiện đề tài “Chống trộm xe máy dùngPIC” nhằm góp một phần công sức trong việc giải quyết những vấn đề trên

Thiết bị dùng vi điều khiển Pic16F887A, Module SIM808 và còi báo động Có khảnăng định vị tìm vị trí của xe, hú còi báo động và ngắt nguồn xe bằng tin nhắn củachủ xe khi xe bị tác động từ người lạ

1.2 Giới thiệu sơ lược về GSM

- GSM là viết tắt của từ “The Global System for Mobile Cpommunication” cónghĩa là Mạng Thông Tin Di Động Toàn Cầu GSM là tiêu chuẩn chung chocác thuê bao để khi các thuê bao di chuyển ở những vị trí địa lí khác nhaunhưng vẫn liên lạc được với nhau

- Các mạng điện thoại GSM sử dụng công nghệ TDMA-Time DivisionMultiple Access có nghĩa là phân chia các truy cập theo thời gian Công nghệnày cho phép 8 máy điện thoại di động có thể sử dụng chung một kênh đàmthoại bằng cách mỗi máy điện thoại di động sẽ sử dụng 1/8 khe thời gian đểtruyền và nhận dữ liệu Hiện nay, ở nước ta có các nhà mạng sau sử dụngcông nghệ TDMA : Vinaphone, Viettel, Mobiphone

- Ngoài công nghệ TDMA ra, còn có có nghệ CDMA-Code Division MultipleAccess có nghĩa là phân chia các truy cập dựa theo mã CDMA sử dụng mã

số cho mỗi cuộc gọi, CDMA không dùng một kênh tần số để đàm thoại nhưTDMA mà sử dụng cả một phổ tần số gồm nhiều kênh truyền cùng lúc đểthực hiện đàm thoại

- Cấu trúc cơ bản của mạng di động gồm có MSC-tổng đài chuyển mạch,BSS-trạm thu phát vô tuyến và MS-điện thoại di động

- GSM sử dụng các băng tần sau : 900MHz, 1800MHz và 1900MHz Cácmạng di động ở nước ta đều đang dùng băng tần 900MHz, các nước trên thếgiới thì dùng bằng tần 1800MHz còn riêng Mỹ thì dùng băng tần 1900MHz

1.3 Giới thiệu sơ lược về GPS

- GPS-Global Positioning System nghĩa là Hệ Thống Định Vị Toàn Cầu GPS

là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo Đượcnghiên cứu, thiết kế, xây dựng, vận hành và quản lý bởi Bộ Quốc Phòng Hoa

Kỳ Toạ độ của một điểm sẽ được xác định nếu khoảng cách từ điểm đó đến

ít nhất 3 vệ tinh bất kỳ được xác định

- Hằng ngày, mỗi vễ tinh sẽ bay vòng quanh Trái Đất 2 lần theo một quỹ đạonhất định và phát tín hiệu có chứa thông tin xuống Trái Đất Các máy thu ởmặt đất sẽ tiếp nhận thông tin từ vệ tinh và sử dụng phép tính lượng giác đểxác định được vị trí chính xác của người dùng Các máy thu ở mặt đất sẽ sosánh thời gian tín hiệu được phát đi ở vệ tinh và thời gian nhận được tín hiệu,sai lệch về thời gian sẽ biết được máy thu cách vệ tinh bao xa Với nhiềukhoảng cách đo được từ nhiều vệ tinh sẽ xác định được vị trí người dùng

- Máy thu ở mặt đất phải nhận được tín hiệu từ ít nhất 3 vệ tinh thì mới có thểtính ra được kinh độ và vĩ độ của người dùng và từ đó theo dõi được chuyểnđộng Nếu nhận được thông tin từ 4 vệ tinh thì máy thu có thể xác định đượckinh độ, vĩ độ và độ cao của người dùng Khi đã thu thập đủ thông tin thìmáy thu có thể xác định được các thông số khác như : tốc độ chuyển động,hướng chuyển động, độ dài quãng đường…

- Hiện nay, hệ thống GPS ngày nay cực kì chính xác, nhờ vào thiết kế nhiềukênh hoạt động song song của chúng Các máy thu 12 kênh song song (củaGarmin) nhanh chóng khóa vào các quả vệ tinh khi mới bật lên và chúng duytrì kết nối bền vững, thậm chí trong tán lá rậm rạp hoặc thành phố với các toànhà cao tầng Trạng thái của khí quyển và các nguồn gây sai số khác có thểảnh hưởng tới độ chính xác của máy thu GPS Các máy thu GPS có độ chínhxác trung bình trong vòng 15 mét.

- GPS hiện nay rất phổ biến và có nhiều ứng dụng hữu ích trong đời sống hằngngày như : định vị trong xe ô tô, định vị điện thoại di động, định vị trong cácthiết bị chống trộm xe, các ứng dụng bản đồ…

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU LINH KIỆN

1.4 Vi điều khiển PIC16F877A

1.1.1 Giới thiệu chung về vi điều khiển PIC 16F877A

Pic 16f877a là dòng vi điều khiển được sản xuất bởi công ty Microchip Technology,

là dòng PIC phổ biến nhất hiện nay với tính năng mạnh mẽ, có tất cả 40 chân và bộnhớ đủ cho hầu hết các ứng dụng phổ biến Cấu trúc tổng quát của pic16f877a gồm:

- 8K Flash ROM

- 368 Bytes RAM

- 256 Bytes EPROM

- 5 ports A, B, C, D, E vào ra với tín hiệu điều khiển độc lập

- 2 bộ định thời 8Bits là Timer 0 và Timer 2

- 1 bộ định thời 16 bits là timer 1, có thể hoạt động trong chết độ sleep modevới nguồn xung clock ngoài

- 2 bộ CCP (Capture/Compare/PWM)

- 1 bộ biến đổi AD 10 bits có 8 ngõ vào

- 2 bộ so sánh tương tự (compartor)

- 1 bộ định thời giám sát (WatchDog Timer)

- Một cổng song song 8 bits với các tín hiệu điều khiển

- Một cổng nối tiếp

- 15 nguồn ngắt

- Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSP (In-Circuit Serial Programming)

- Được chế tạo bằng công nghệ CMOS, có chế độ tiết kiệm năng lượng

- 35 tập lệnh có độ dài 14 bits

- Tần số hoạt động tối đa là 20MHz

Hình 2-1 : Hình ảnh thực tế của PIC16F887 [1]

1.1.2 Sơ đồ chân và chức năng từng chân

Hình 2-2: Sơ đồ chân PIC 16F887 [2]

2 RA0/AN0/ULPWU/C12IO0- I/O Chân vào/ra số Lối vào analog 0

Lối vào điện áp chuẩn của ADC

Ngõ Chân vào/ra số cực máng ngỏ Lối vào xung ngoài cho timer Lối ra bộ so sánh 1

analog 4 lối ra bộ so sánh 2

ngõ vào xung nguồn bên ngoài

cho SPI và I2C

I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O I/O

Vào/ra dữ liệu I2C

Hình 2-3 : Module Sim808 thực tế [3]

Thông số kỹ thuật :

- Sim808 sử dụng nguồn đầu vào trong khoảng từ 5 VDC đến 18 VDC, dòngvào lớn hơn 1 A

- Sử dụng mức tín hiệu giao tiếp TTL (3.3-5 VDC)

- Được tích hợp mức chuyển tín hiệu TTL Mosfet tốc độ cao và tích hợp mạchgiảm áp xung, tụ lọc để ổn định nguồn

- Tích hợp led báo trạng thái và khe cắm Micro Sim

- Hoạt động được ở 4 băng tần là : 850/900/1800/1900MHz

- Điểu khiển bằng tập lệnh AT

Chức năng các chân :

- GND : chân nối MASS, 0 VDC

- VCC : chân nối nguồn dương

- RXD : chân nhận tín hiệu TTL, nhận mức tín hiệu 3.3 và 5 VDC.

- TXD : chân truyền tín hiệu TTL, nhận mức tín hiệu 3.3 và 5 VDC

- EN : mặc định được nối lên VCC, có chứ năng khởi động hoặc dừng hoạtđộng Module Sim808

Hình 2-5 : Tụ điện [5]

1.7 Module Relay :

Module Relay được cấu tạo bởi 2 linh kiện chủ yếu là Relay và Transitor Relay làmột loại công tắc nhưng được kích đóng hoặc mở bằng dòng điện thay vì dùng tayngười nên được gọi là công tắc điện tử

Module Relay có 2 loại là loại kích đóng mở ở mức thấp và loại kích đóng mở ởmức cao

Hình 2-6 : Module Relay [6]

Module relay có 3 chân để kích và 3 chân nối với đồ điện công suất cao :

- VCC : cấp hiệu điện thế tối ưu vào chân này

- GND : chân nối Mass

- S : chân tín hiệu, tùy loại relay mà nó sẽ có nhiệm vụ khác nhau Nếu dùngrelay kích mức cao thì cấp điện thế dương vào chân S thì module relay sẽđược kích Relay kích mức thấp thì ngược lại.

- COM : nối với dây bất kì của đồ điện, nên mắc vào dây lửa khi dùng điệnxoay chiều và mắc vào cực dương nếu dùng điện một chiều

- ON hoặc NO : nối với chân lửa nếu dùng điện xoay chiều hoặc nối vào cựcdương nếu dùng ngồn một chiều

- OFF hoặc NC : chân này nối trung hòa nếu dùng điện xoay chiều và nối vàocực âm nếu có điện một chiều

1.8 Buzzer, nút nhấn :

- Buzzer 5 VDC là loại nút nhấn nhỏ gọn, tuổi thọ cao và có hiệu suất ổn định,

có thiết kế nhỏ gọn rất phù hợp với các loại mạch còi hay mạch báo động.hoạt động ở điện áp từ 3.5 đến 5 VDC, dòng tiêu thụ không lớn hơn 25 mA

Hình 2-7 : Buzzer 5 VDC [7]

- Nút nhấn là linh kiện cơ khí dùng kim loại đàn hồi cao để làm tiếp điểm, do

đó khi các tiếp điểm tiếp xúc với nhau sẽ xảy ra hiện tượng các tiếp điểm daođộng

Hình 2-8 : Nút nhấn [8]

1.9 Thạch anh điện tử :

Thạch anh điện tử là linh kiện làm bằng đá thạch anh được mài phẳng và chính xác.Thạch anh hoạt động dựa trên hiện tượng áp điện Hiện tượng áp điện là khi áp mộtđiện áp vào 2 mặt của thạch anh thì điện áp sẽ bị biến dạng và nếu tạo sức ép lên 2mặt của thạch anh thì nó sẽ sinh ra điện áp

Hình 2-9 : Thạch anh điện tử [9]

1.10 Opto PC817 :

Opto (cách ly quang) là loại linh tiện tích hợp có cấu tạo bởi 1 đèn Led và mộtDiode quang (Photo Diode) Opto có nhiệm vụ chính là cách lý các khối có chênhlệch về điện áp và công suất trong các board mạch hệ thống

Hình 2-10 : OPTO PC817 thực tế [10]

Nguyên lý hoạt động là khi cung cấp 5 VDC vào chân số 1, LED nối giữa 2 chân số

1 và 2 trong OPTO sẽ phát sáng và khi LED phát sáng sẽ xảy ra hiện tượng quangđiện dẫn làm thông mạch 2 cực 3 và 4 của Diode quang, làm cho dòng điện chạyqua và mức logic sẽ tự chuyển từ 1 sang 0

Mục đích của việc sử dụng OPTO là nếu có sự cố xảy ra ở khối ứng ụng thì cũngkhông ảnh hưởng đến khối điều khiển

Hình 2-11 : Sơ đồ chân Opto PC817 [11]

CHƯƠNG 3 SƠ ĐÒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

- Khi khối nguồn cấp điện áp 5 VDC vào vi điều khiển và Module Sim808 thì

vi điều khiển sẽ ra lệnh yêu cầu Module Sim808 thiết lập kết nối GPS và kếtnối GSM

- Khi có tin nhắn từ điện thoại di động gửi đến Module Sim808 thì vi điều

khiển sẽ tiến hành kiểm tra xem tin nhắn vừa nhận có được gửi từ số điệnthoại của chủ xe đã được thiết lập để nhắn tin trước đó hay không

- Nếu sau khi kiểm tra thấy đúng số điện thoại đã thiết lập thì vi điều khiển sẽ

thực hiện theo yêu đúng yêu cầu của nội dung tin nhắn đã gửi đến Nếukhông đúng số điện thoại thì vi điều khiển sẽ bỏ qua tin nhắn đó

- Khi xe máy bị tác động mở khóa nguồn xe, mạch chống trộm sẽ gửi một tin

nhắn đến số điện thoại của chủ xe để thông báo rằng xe vừa bị mở khóa.Trong trường hợp là chủ xe mở khóa thì có thể bỏ qua tin nhắn này, nếukhông phải là chủ xe mở khóa thì chủ xe có thể nhắn tin yêu cầu bất còi hú

và tắt nguồn xe Khi mạch chống trộm nhận được tin nhắn thì vi điều khiển

sẽ xử lý tin nhắn và bật còi báo động đồng thời tắt luôn nguồn xe máy

- Trong trường hợp vì một lý do nào đó mà chủ xe đọc được tin nhắn quá trễ

sau khi xe bị tác động mở khóa thì chủ xe có thể dùng chức năng định vị củaModule Sim808 để định vị được vị trí xe máy của mình hiện tại đang ở đâubằng cách nhắn tin yêu cầu mạch chống trộm gửi thông tin tọa độ của xe

- Ngoài ra chức năng còi hú của xe cũng có thể dùng để tìm vị trí của xe khi

đỗ xe trong bãi xe quá lớn và chủ xe không nhớ mình đỗ xe ở vị trí nào

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MẠCH VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG

1.13 Khối mạch nguồn:

Hình 4-1 : Khối mạch nguồn

- Mạch nguồn sử dụng IC LM7805 để chuyển điện áp 12 VDC sang 5 VDC

sau đó cấp nguồn cho vi điều khiển và Module Sim808

- Các tự điện trong mạch được dùng để lọc nhiễu và làm phẳng tín hiệu.

- Mạch còn có một Led sáng để báo tình trạng nguồn.

1.14 Khối mạch chính :

Hình 4-2 : Khối mạch điều khiển chính

Khi có nguồn 12 VDC kích vào Opto ( nguồn xe bị mở ) thì vi điều khiển sẽ ra lệnhcho Module Sim808 gửi tin nhắn thông báo đến chủ xe Khi có tin nhắn từ điệnthoại của chủ xe gửi đến Module Sim808 thì vi điều khiển sẽ xử lý tin nhắn và yêucầu Module Sim808 gửi thông tin vị trí hiện tại của xe hoặc yêu cầu hú còi báođộng đồng thời tắt nguồn xe máy

1.15 Thiết kế mạch in :

Hình 4-3 : Mạch in sau khi thiết kế

1.16 Thi công phần cứng :

Hình 4-4 : Mặt trước của mạch cứng

Hình 4-5 : Mặt sau của mạch cứng

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

1.17 Kết luận

Sau hơn hai tháng nghiên cứu và thực hiện với sự nỗ lực và cố gắng của bản thân

em cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy ThS.NGUYỄN KIỀU TAM, đề tài của

em cũng đã hoàn thành đúng thời gian và yêu cầu đặt ra

Sau khi thiết kế xong thì mạch chống trộm của em đã đạt được những mục tiêu nhưsau : thiết kế đơn giản, cách chức năng của mạch dễ sử dụng, chi phí cũng khôngquá cao

Tuy nhiên cũng còn những hạn chế là :

- Định vị GPS vẫn còn sai số.

- Tiêu hao tài nguyên vì sử dụng tin nhắn khá nhiều, nhất là khi chủ xe hoặc

người thân của chủ xe bật nguồn xe

- Mạch thiết kế vẫn còn to, chưa đạt được tiêu chí nhỏ gọn.

1.18 Hướng phát triển

Mạch chống trộm xe máy có rất nhiều hướng phát triển, vị dụ như sau :

- Thiết kế thêm hệ thống RFID để tăng tính bảo mật và tiết kiệm được tài

- Thiết kế thêm đèn nháy để kết hợp với còi báo động cho mục đích báo động

hoặc tìm xe trong bãi

TÀI LIỆU THAM KHẢO

http://phipdong.blogspot.com/2013/09/opto-la-gi-khai-niem-va-ung-dung-Và các bài viết tham khảo về linh kiện, GPS, GSM trên trang

https://vi.wikipedia.org

PHỤ LỤC A

#include <main.h>

int count=0, count1=0;//Khai báo biến đếm

char data[]="000.000000,000.000000";//Khai báo mảng lưu tọa độ

int1 done=0;

const char GPS_RC[]="+UGNSINF:";//Khai báo mảng chưa chuỗi khởi động GPSint count5=0;

int1 F_GPS_RC=0;//biến trạng thái thông báo bắt đầu nhận tọa độ

const char KTTD[]="KIEM TRA TOA DO XE";//mang chua noi dung tin nhanchar sdt[]="\"+84968108755\""; //MẢNG LƯU SỐ ĐIỆN THOẠI CHỦ XE

int count4=0;

int GTD=0;//biến trạng thái thông báo đã nhận được dữ liệu GPS

//const CHAR BATCOI2[12]="Bat bao dong";//mảng chứa nội dung cú pháp tinnhắn

const CHAR TATCOI[]="Tat bao dong";// mảng chứa nội dung cú pháp tin nhắnconst CHAR BATCOI[]="Bat bao dong";// mảng chứa nội dung cú pháp tin nhắn

int count6=0,count7=0;

int MK=0;//biến trạng thái mở khóa xe

int1 ht=0;

#INT_RDA//

void RDA_isr(VOID)

{

CHAR c = fgetc (UART) ; //lưu kí tự nhận được vào biến “c”

//kiểm tra từng kí tự nhận được với từng phần tử trong mảng chữa chuỗi khởiđộng PGS

//nếu kí tự nhận được giống với phần tử đầu tiên thì bắt đầu so sánh với kí tự tiếptheo ở lần nhận dữ liệu sau