(Đồ án hcmute) thiết kế hệ thống ra vào bằng vân tay

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG

THIẾT KẾ HỆ THỐNG RA VÀO BẰNG
VÂN TAY

GVHD: TRƯƠNG NGỌC ANH
SVTH: VŨ NGỌC SƠN THÀNH
MSSV: 10101220
SVTH: MAI VĂN SANG
MSSV: 12141372

SKL 0 0 6 5 0 3

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2018

do an


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG
---------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG RA VÀO

BẰNG VÂN TAY

NGÀNH ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG

SVTH : VŨ NGỌC SƠN THÀNH
MSSV: 10101220
MAI VĂN SANG
MSSV: 12141372

TP. HỒ CHÍ MINH – 07/2018

do an


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
---------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG RA VÀO
BẰNG VÂN TAY

NGÀNH ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG

SVTH: VŨ NGỌC SƠN THÀNH
MSSV: 10101220
MAI VĂN SANG
MSSV: 12141372

GVHD:

Ths. TRƯƠNG NGỌC ANH

TP. HỒ CHÍ MINH – 07/2018
iv

do an


THƠNG TIN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Thơng tin sinh viên

Họ và tên sinh viên 1: VŨ NGỌC SƠN THÀNH

MSSV: 10101220

Email:

Điện thoại: 0977634250

Họ và tên sinh viên 2: MAI VĂN SANG

MSSV: 12141372

Email:

Điện thoại: 0949391714

2. Thông tin đề tài

- Tên của đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG RA VÀO BẰNG VÂN TAY.
- Đơn vị quản lý: Bộ môn Điện Tử - Truyền Thông, Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao,
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh.
- Thời gian thực hiện: Từ ngày 01 / 03 / 2018 đến ngày 07 / 07 / 2018
- Thời gian bảo vệ trước hội đồng: Ngày 28 / 07 / 2018
3. Lời cam đoan của sinh viên

Chúng tôi– Vũ Ngọc Sơn Thành và Mai Văn Sang cam đoan KLTN là công trình
nghiên cứu của bản thân chúng tơi dưới sự hướng dẫn của thạc sỹ Trương Ngọc Anh.
Kết quả công bố trong KLTN là trung thực và không sao chép từ bất kỳ cơng trình nào
khác.
Tp.HCM, ngày 28 tháng 06 năm 2018
SV thực hiện đồ án
(Ký và ghi rõ họ tên)
tên)

Vũ Ngọc Sơn Thành

(Ký và ghi rõ họ

Mai Văn Sang

Giảng viên hướng dẫn xác nhận quyển báo cáo đã được chỉnh sửa theo đề nghị được ghi
trong biên bản của Hội đồng đánh giá Khóa luận tốt nghiệp.
……………………………………………………………………………………………

Xác nhận của Bộ Môn

Tp.HCM, ngày … tháng … năm 2018

Giáo viên hướng dẫn

v

do an


(Ký, ghi rõ họ tên và học hàm - học vị)

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
*******
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên 1: Mai Văn Sang
Ngành: Điện Tử Công Nghiệp
Họ và tên Sinh viên 2: Vũ Ngọc Sơn Thành
Ngành: Kỹ Thuật Điện – Điện Tử

MSSV: 12141372
MSSV: 10101220

Tên đề tài: HỆ THỐNG RA VÀO DÙNG CẢM BIẾN VÂN TAY.
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: Th.s Trương Ngọc Anh
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
2. Ưu điểm:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................

3. Khuyết điểm:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
..............................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
..............................................................................................................................
6. Điểm:……………….(Bằng chữ: ..................................................................... )
..............................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng năm 2017
Giáo viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)
vi

do an


CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
*******
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên Sinh viên: Mai Văn Sang
MSSV: 12141372
Ngành: Điện Tử Công Nghiệp
Họ và tên Sinh viên 2: Vũ Ngọc Sơn Thành
MSSV: 10101220
Ngành: Kỹ Thuật Điện – Điện Tử
Tên đề tài: HỆ THỐNG RA VÀO DÙNG CẢM BIẾN VÂN TAY.

Họ và tên Giáo viên phản biện:
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
2. Ưu điểm:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
..............................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
..............................................................................................................................
6. Điểm:……………….(Bằng chữ: ..................................................................... )
..............................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng năm 20…
Giáo viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)
vii

do an


LỜI CẢM ƠN
Để có thể hồn thành đề tài này, em chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong
khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao - Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí
Minh đã tận tình truyền đạt kiến thức trong những năm chúng em học tập.

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn Thầy Trương Ngọc Anh đã tận tình
hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em trong suốt thời gian thực hiện
đồ án tốt nghiệp.
Bên cạnh đó, chúng em cũng xin cảm ơn các anh chị, bạn bè đã nhiệt tình
đóng góp ý kiến và chia sẽ kinh nghiệm để giúp em hoàn thành đề tài này.
Cuối cùng, do kiến thức còn hạn hẹp nên khơng tránh khỏi những sai sót.
Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cơ và các bạn
để có thể hồn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

viii

do an


LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay, thế giới đang có sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật,
nhiều cơng nghệ ra đời với mục đích làm cho mọi việc trở nên đơn giản, tiện lợi
nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người trong mọi lĩnh vực.
Kiểm soát cửa ra vào là công việc bắt buộc và tiên quyết trong mọi tổ chức,
đồn thể, cơng ty, xí nghiệp, nhà máy, nhà xưởng,... Vấn đề về bảo mật an ninh tự
động hóa ngày nay càng được các doanh nghiệp, cơ quan, xí nghiệp đánh giá cao.
Càng là một tổ chức lớn, bạn càng phải siết chặt khâu cổng kiểm sốt ra vào để thể
hiện cơng tác quản lý chun nghiệp, hiện đại và quy củ..
Hệ thống kiểm soát ra vào cửa của nhóm chúng em sẽ mang đến một bộ kiểm
soát cửa ra vào hiện đại, phục vụ mục đích như kiểm sốt cửa ra vào của các cơng
ty, văn phịng, chung cư, phịng ban, xí nghiệp cần có độ giám sát cao, kiểm soát
thời gian làm việc của từng nhân viên một cách hiệu quả và hoàn toàn tự động..

ix

do an


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................ viii
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................ix
MỤC LỤC..........................................................................................................x
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .................................................................. xiii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH ............................................ xiii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................ xiv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................... 16
1.1. GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH HIỆN NAY .................................................. 16
1.1.1. Đặt vấn đề ......................................................................................... 16
1.1.2. Các hình thức ra vào cửa hiện nay ..................................................... 16
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .................................................................... 17
1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ......................................... 17
1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................... 17
1.5. BỐ CỤC ĐỒ ÁN .................................................................................... 17
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT................................................................ 19
2.1. MODULE ESP8266 NODEMCU ........................................................... 19
2.1.1. Giới thiệu .......................................................................................... 19
2.1.2. Cấu trúc Module Esp8266 NodeMCU ............................................... 20
2.1.4. Phần mềm lập trình Arduino IDE ...................................................... 21
2.2. MODULE CẢM BIẾN VÂN TAY R305. .............................................. 22
2.2.1. Giới thiệu về cảm biến vân tay R305. ................................................ 22
2.2.2. Thông số kỹ thuật R305. ................................................................... 23
2.2.3. Nguyên tắc hoat động của module R305. .......................................... 24
2.2.4. Cấu trúc lệnh để điều khiển module R305 và dữ liệu nhận về. ........... 24
2.3. LCD HIỂN THỊ ...................................................................................... 32

2.3.1. Giới thiệu về LCD ............................................................................. 32
2.3.2. Module IC2 ....................................................................................... 35
2.4. KHÓA CHỐT ĐIỆN TỪ. ....................................................................... 36
2.4.1. Giới thiệu. ......................................................................................... 36
x

do an


2.4.2.

Thông số kỹ thuật. ......................................................................... 36

2.5 MODULE 2 RELAY 5V VỚI OPTO CÁCH LY. ................................... 38
2.5.1 Giới thiệu ........................................................................................... 38
2.6.2 Thơng số kỹ thuật ............................................................................... 39
2.6. NGƠN NGỮ HTML............................................................................... 39
2.6.1. Giới thiệu sơ lược về HTML ............................................................. 39
2.6.2 Cấu trúc cơ bản của HTML ................................................................ 40
2.6.3. Các thẻ HTML cơ bản ....................................................................... 40
2.7. NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH PHP ............................................................. 43
2.7.1. Giới thiệu về PHP ............................................................................. 43
2.7.2. Một số lệnh cơ bản trong PHP ........................................................... 44
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG .............................. 45
3.1. Yêu cầu và sơ đồ khối hệ thống .............................................................. 45
3.1.1. Yêu cầu của hệ thống ........................................................................ 45
3.1.2. Sơ đồ khối và chức năng mỗi khối .................................................... 46
3.1.3. Hoạt động của hệ thống ..................................................................... 47
3.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG .................................................. 47
3.2.1. Khối xử lý trung tâm ......................................................................... 47

3.2.2. Khối ngoại vi .................................................................................... 48
3.2.3. Khối hiển thị ..................................................................................... 49
3.2.4. Khối cảm biến ................................................................................... 49
3.2.5. Khối chấp hành ................................................................................. 50
3.2.6. Khối nguồn ....................................................................................... 50
3.3. THIẾT KẾ PHẦN MỀM ........................................................................ 51
3.3.1. Lưu đồ giải thuật ............................................................................... 51
3.3.2. Thiết kế giao diện web và giải thích hoạt động. ................................. 54
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN .......................................................... 57
4.1. KẾT QUẢ PHẦN CỨNG ....................................................................... 57
4.2. KẾT QUẢ PHẦN MỀM ......................................................................... 61
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG ................................ 62
xi

do an


5.1. KẾT LUẬN ............................................................................................ 62
5.2. CÁC PHẠM VI ỨNG DỤNG ................................................................ 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 63

xii

do an


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: danh mục các chân kết nối module R305. .......................................... 24
Bảng 2.2: Lệnh quét vân tay .............................................................................. 24
Bảng 2.3: Dữ liệu trả về sau khi quét ................................................................. 25

Bảng 2.4: Lệnh đưa ảnh vào biến tạm................................................................ 25
Bảng 2.5: Dữ liệu trả về sau khi đưa ảnh vào biến tạm ...................................... 25
Bảng 2.6: Lệnh tổng hợp thông tin 2 dấu vân tay............................................... 26
Bảng 2.7: Dữ liệu nhận về sau khi tổng hợp ...................................................... 26
Bảng 2.8: Lệnh lưu vân tay ............................................................................... 27
Bảng 2.9: Dữ liệu gởi về sau khi lưu. ................................................................ 27
Bảng 2.10: Lệnh xóa tồn bộ dấu vân tay .......................................................... 27
Bảng 2.11: Dữ liệu gởi về sau khi lưu ............................................................... 28
Bảng 2.12: Lệnh tìm dấu vân tay ....................................................................... 28
Bảng 2.13: Dữ liệu gửi về sau khi tìm ............................................................... 29
Bảng 2.14: Lệnh so sánh 2 dấu vân tay. ............................................................. 29
Bảng 2.15: Dữ liệu gởi về sau khi so sánh. ........................................................ 29
Bảng 2.16: Bảng danh mục các chân kết nối module R305. ............................... 30
Bảng 2.17: Bảng thông số điện áp ..................................................................... 30
Bảng 2.18: Bảng thông số điện áp chân TD ....................................................... 31
Bảng 2.19: Bảng thông số điện áp chân RD....................................................... 31
Bảng 2. 20: Các chân trong LCD ....................................................................... 33
Bảng 2.21: Các lệnh trong LCD ........................................................................ 34
Bảng 2.22: Bảng mã màu cơ bản trong HTML .................................................. 41

xiii

do an


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Esp8266 ............................................................................................. 19
Hình 2.2: Module Esp8266 NodeMcu.. ............................................................. 20
Hình 2.3: Sơ đồ chân Module Esp8266 NodeMCU. .......................................... 21
Hình 2.4: Giao diện IDE. ................................................................................... 22

Hình 2.5: Cảm biến vân tay R305. ..................................................................... 23
Hình 2.6: Sơ đồ chân R305. ............................................................................... 23
Hình 2.7: Khung truyền dữ liệu ......................................................................... 30
Hình 2.8: LCD 16 x 2 ........................................................................................ 32
Hình 2.9: Các chân của LCD ............................................................................. 32
Hình 2.10: Module I2C ...................................................................................... 35
Hình 2.11: Khóa chốt điện từ. ........................................................................... 36
Hình 2.12 : Kích thước khóa chốt. .................................................................... 38
Hình 2.13: Module 2 relay................................................................................. 39
Hình 2.14 Ví dụ về ngơn ngữ PHP..................................................................... 44
Hình 3.1: Sơ đồ khối của hệ thống ..................................................................... 46
Hình 3.2: Sơ đồ kết nối của Module Esp8266 Nodemce V1.0 Lua với các module
.......................................................................................................................... 48
Hình 3.3: Sơ đồ kết nối các nút nhấn với Module Esp8266. ............................... 48
Hình 3.4: Sơ đồ kết nối của Module ESP8266 với Module I2C và LCD. ........... 49
Hình 3.5: Sơ đồ kết nối của Module R305 với Module Esp8266........................ 50
Hình 3.6: Sơ đồ kết nối của Module Relay với Module Esp8266 ....................... 50
Hình 3.7 : Lưu đồ giải thuật của hệ thống .......................................................... 52
Hình 3.8: Lưu đồ giải thuật thiết lập kết nối truyền dữ liệu ................................ 53
Hình 3.9 : Giao diện trang đăng nhập ................................................................ 54
Hình 3.10: Giao diện trang khi đăng nhập thành cơng ....................................... 55
Hình 3.11: Trang quản lý nhân viên. .................................................................. 55
Hình 3.12: Trang đổi mật khẩu .......................................................................... 56
Hình 4.1: Sản phẩm hồn chỉnh( mặt trước)...................................................... 57
Hình 4.2: Sản phẩm hồn chỉnh( mặt sau)......................................................... 57
Hình 4.3: Hệ thống khi được cấp nguồn ............................................................ 58
Hình 4.4: Hệ thống kết nối internet .................................................................... 58
Hình 4.5: Thơng báo qt vân tay để mở cửa. .................................................... 59
Hình 4. 6: Thơng báo sau khi qt vân tay. ........................................................ 59
Hình 4.7: chốt cửa khi được kích điện. .............................................................. 60

Hình 4. 8: Hệ thống xác nhận vân tay trước khi tiến hành chỉnh sửa.................. 60
Hình 4.9: Xác nhận lại vân tay người quản lý. ................................................... 61

xiv

do an


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết
tắt
LCD

Tiếng anh
Liquid Crystal Display

Tiếng Việt
Màn hình tinh thể lỏng.

EEPROM Electrically Eraseble
Programmable Read Only
Memory

Bộ nhớ đọc không bay hơi.

CSDL

Conceptual Schema Definition
Language

Lượt đồ định nghĩa khái niệm.

SPI

Serial Peripheral Interface

Giao tiếp ngoại vi nối tiếp

DB

Database

Dữ liệu cơ bản.

SQL

Structured Query Language

Ngôn ngữ truy vấn dữ liệu.

IDE

Intergrated
Development Environment

Môi trường phát triển tính hợp.

UART

Universal asynchronous

receiver/transmitter

Bộ Truyền/nhận bất đồng bộ.

I2C

Inter-Integrated Circuit

Vi mạch tích hợp truyền thơng
nối tiếp

IC

Integrated Circuit

Mạch tích hợp

I/O

Input/Output

Ngõ vào/ngõ ra

PHP

Hypertext Preprocesso

Ngơn ngữ lập trình kịch bản

HTML

Hyper Text Markup Language

Ngơn ngữ đánh dấu siêu văn
bản

xv

do an


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH HIỆN NAY
1.1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay xu hướng quản lý nhân sự ngày càng lớn ớ các cơng ty, xí nghiệp,
tập đồn nên việc quản lý ngày càng trở nên cồng kềnh, khó khăn và vất vả. Cơng
việc này trước đây mất rất nhiều thời gian và nguồn nhân lực.
Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển kéo theo sự phát triển của nhiều ngành
nghề khác nhau. Và một vấn đề đang được rất được quan tâm chính là vấn đề tự
động hóa trong quản lý nhân sự.
Vậy vấn đề đặt ra là làm thế nào để có thể quản lý nguồn nhân sự một cách tự
động, hiệu quả, tối giản chi phí và thời gian. Từ đó, đã tạo động lực cho người thực
hiện đề tài quyết định lựa chọn đề tài này để nghiên cứu.

1.1.2 Các hình thức ra vào cửa hiện nay
Ngày nay, để việc quản lý ra vào cổng, chúng ta có rất nhiều lựa chọn như :
dùng vân tay, thẻ từ, thẻ giấy hoặc bằng khuôn mặt... Trong đó mỗi cách có những
ưu nhược điểm như:
 Hệ thống ra vào sử dụng dấu vân tay có ưu điểm là: không quét vân tay
hộ được. Hạn chế: nhân viên tiếp xúc hóa chất, làm cưa bào, nhà máy

sản xuất… dễ mất dấu vân tay khó quét vân tay.
 Hệ Thống ra vào sử dụng khuôn mặt, sử dụng các đặc điểm trên khuôn
mặt mỗi người để quản lý. Ưu điểm: loại bỏ hoàn toàn việc gian lận khi
ra vào, hoạt động tương đối ổn định. Hạn chế: Tốc độ xử lý chậm hơn
so với vân tay, thẻ, giấy. Khơng phù hợp với những doanh nghiệp có số
lượng nhân sự đông.
 Hệ thống ra vào bằng thẻ từ ( thẻ cảm ứng/thẻ khơng tiếp xúc/thẻ RFID)
có ưu điểm: xử lý nhanh, ổn định, có thể tích hợp thành thẻ nhân viên.
Có những hạn chế như quẹt thẻ hộ, mất thẻ.
1.1.3. Tính cấp thiết của đề tài
Trong các giải pháp quản lý việc ra vào cổng hiện nay, thì việc ra vào cửa sử
dụng vân tay để quản lý nhân viên cũng đem lại nhiều lợi ích thiết thực như: tự
16

do an


động cập nhật tình trạng ra vào của mỗi nhân viên giúp các cơng ty thu thập tồn
bộ dữ liệu nhân viên mọi lúc, mọi nơi để kiểm soát mà khơng cần nhân vióa giữ
cửa; dễ dàng mở rộng phạm vi thu thập dữ liệu cho nhân viên.
Để cho hệ thống có thể tự động và nhân viên hồn tồn chủ động trong việc
theo dõi thơng tin của mìm, nhóm thực hiện đề tài đã quyết định xây dựng hệ thống
ra vào cổng được quản lý thông qua mạng Internet.

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Thiết kế và thi công hệ thống ra vào cổng dùng vân tay, đồng thời gửi các
thông số qua mạng Internet để nâng cao khả năng giám sát từng nhân viên.

1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu về phần mềm đó là cách thức lập trình truyền nhận

dữ liệu qua module wifi ESP8266 Nodemcu Lua, cách thức lập trình điều khiển và
giám sát hệ thống qua mạng Internet. Về phần cứng là các linh kiện điện tử, module
như: module Esp8266 , module cảm biến vân tay R305, LCD 16x2 và các module
hỗ trợ khác...
Phạm vi nghiên cứu: người thực hiện đề tài xây dựng hệ thống trong khn
khổ mơ hình nên hệ thống tương đối đơn giản, có thể phát triển lên các mơ hình
lớn hơn.

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Tìm hiểu các lý thuyết về cách thức truyền nhận dữ liệu, cách điều khiển và
giám sát hệ thống qua mạng Internet.
Mô phỏng hoạt động của hệ thống.
Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống mở cửa dùng vân tay.
Báo cáo kết quả thực nghiệm sản phẩm và đánh giá kết quả.

1.5 BỐ CỤC ĐỒ ÁN
Chương 1: Tổng quan
Giới thiệu sơ lược về tình hình nghiên cứu hiện nay cũng như tính
cấp thiết của đề tài.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Nêu các lý thuyết cần thiết để sử dụng trong đề tài.
17

do an


Chương 3: Thiết kế và xây dựng hệ thống
Trình bày sơ đồ khối của hệ thống và giải thích hoạt động,chức năng
của từng khối.
Đưa ra các lựa chọn về phần cứng và xác định lựa chọn phù hợp với

yêu cầu của đề tài.
Đưa ra giải thuật phần mềm.
Chương 4: Kết quả thực hiện
Trình bày kết quả đã thực hiện về phần cứng và phần mềm, đưa ra
nhận xét.
Chương 5: Kết luận và phạm vi ứng dụng
Nêu các ưu điểm và nhược điểm của đề tài, hướng khắc phục và
phạm vi sử dụng trong thực tế.

18

do an


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 MODULE ESP8266 NODEMCU V1.0 LUA
2.1.1 Giới thiệu
ESP8266 là dạng Vi điều khiển tích hợp Wifi (Wifi SoC) được phát triển
bởi Espressif Systems, một nhà sản xuất Trung Quốc có trụ sở tại Thượng Hải.
Với Vi điều khiển và Wifi tích hợp, ESP8266 cho phép lập trình viên có thể thực
hiện vơ số các tác vụ TCP/IP đơn giản để thực hiện vô số các ứng dụng khác
nhau, đặc biệt là các ứng dụng IoT. Tuy nhiên, vào thời điểm ra mắt năm 2014,
hầu như chỉ có tài liệu bằng tiếng Trung Quốc nên ESP8266 chưa được phổ biến
như hiện nay.
Module ESP8266 có giá thành rẻ, phải nói là rẻ nhất trong tất cả các loại
Wifi SoC từ trước tới nay (trước ESP8266 có series CC3xxx từ Ti rất mắc nên
không phổ biến), chỉ khoảng 2USD cho phiên bản đầu tiên, điều này đã thu hút
các IoT-er khám phá cũng như dịch các tài liệu của ESP8266 sang tiếng Anh và
phát triển vô số các ứng dụng kèm theo. Sau nhiều năm phát triển, hiện nay đã có
hơn 14 phiên bản ESP ra đời, trong đó phổ biến nhất là ESP-12.

Hình 2.1: Esp8266
Module ESP-12 kết hợp với firmware ESP8266 trên Arduino và thiết kế
phần cứng giao tiếp tiêu chuẩn đã tạo nên NodeMCU, loại Kit phát triển
ESP8266 phổ biến nhất trong thời điểm hiện tại. Với cách sử dụng, kết nối dễ
dàng, có thể lập trình, nạp chương trình trực tiếp trên phần mềm Arduino, đồng
19

do an


thời tương tích với các bộ thư viện Arduino sẵn có, NodeMCU là sự lựa chọn
hàng đầu cho các bạn muốn tìm hiểu về ESP8266 hiện nay.

Hình 2.2: Module Esp8266 NodeMcu V1.0 Lua.

2.1.2 Cấu trúc Module Esp8266 NodeMCU V1.0 LUA
-

Chip: ESP8266EX

-

WiFi: 2.4 GHz hỗ trợ chuẩn 802.11 b/g/n

-

Điện áp hoạt động: 3.3V

-

Điện áp vào: 5V thông qua cổng USB

-

Số chân I/O: 11 (tất cả các chân I/O đều có Interrupt/PWM/I2C/One-wire,
trừ chân D0)

-

Số chân Analog Input: 1 (điện áp vào tối đa 3.3V)

-

Bộ nhớ Flash: 4MB

-

Giao tiếp: Cable Micro USB Hỗ trợ bảo mật: WPA/WPA2

-

Tích hợp giao thức TCP/IP

-

Lập trình trên các ngôn ngữ: C/C++, Micropython, NodeMCU - Lua

20

do an


Hình 2.3: Sơ đồ chân Module Esp8266 NodeMCU V1.0 Lua.

2.1.4 Phần mềm lập trình Arduino IDE
Thiết kế Module nhỏ gọn, trang bị nhiều tính năng thơng dụng mang lại nhiều
lợi thế cho Esp8266 NodeMCU, tuy nhiên sức mạnh thực sự của nó nằm ở phần
mềm. Mơi trường lập trình đơn giản dễ sử dụng, ngơn ngữ lập trình Wiring dễ hiểu
và dựa trên nền tảng C/C++ rất quen thuộc với người làm kỹ thuật. Và quan trọng
là số lượng thư viện code được viết sẵn và chia sẻ bởi cộng đồng nguồn mở là cực
kỳ lớn.

21

do an


Hình 2.4: Giao diện IDE.
Arduino Toolbar: có một số button và chức năng của chúng như sau :

: Verify : kiểm tra code có lỗi hay khơng
: Upload: nạp code đang soạn thảo vào Arduino .
: New, Open, Save : Tạo mới, mở và Save sketch .
: Serial Monitor: Đây là màn hình hiển thị dữ liệu từ Arduino gửi lên máy
tính .

2.2 MODULE CẢM BIẾN VÂN TAY R305
2.2.1 Giới thiệu về cảm biến vân tay R305
Cảm biến dùng để nhận diện dấu vân tay, sử dụng cảm biến này thực sự

dễ dàng với chuẩn giao tiếp UART dùng để kết nối với các vi điều khiển hoặc
22

do an


máy vi tính thơng qua modul RS232 hoặc USB-Serial. Bạn cũng có thể lưu trữ
dấu vân tay mới - lên đến 120 dấu vân tay vào bộ nhớ FLASH trên mạch. Đã có
một số thư viện để giúp bạn sử dụng bộ cảm biến này với Arduino , chẳng hạn
như các thư viện adafruit dấu vân tay.

Hình 2.5: Cảm biến vân tay R305.

2.2.2 Thơng số kỹ thuật R305

Hình 2.6: Sơ đồ chân R305.

23

do an


Bảng 2.1: danh mục các chân kết nối module R305.
Chức năng

Chân số

Tên

1

VCC

2

TD

Truyền dữ liệu

3

RD

Nhận dữ liệu

4

GND

Nguồn cung cấp

Nối đất

2.2.3 Nguyên tắc hoat động của module R305
Quá trình xử lý dấu vân tay gồm hai phần: quét vân tay và so sánh sự trùng
khớp của hai dấu vân tay. Khi quá trình quét vân tay diễn ra, một đèn LED màu đỏ
sẽ phát sáng, sau đó cảm biến hình ảnh sẽ lưu lại hình ảnh dấu vân tay. Người dùng
khi tạo một mẫu vân tay, cần quét ngón tay hai lần, hệ thống sẽ xử lý hai ảnh vân
tay để tạo ra một mẫu và lưu mẫu đó vào thư viện của module. Khi tìm kiếm hệ
thống sẽ so sánh dấu vân tay cần tìm với tồn bộ thư viện của module, sau đó sẽ

trả về kết q tìm thấy hoặc khơng tìm thấy mẫu vân tay đó.

2.2.4 Cấu trúc lệnh để điều khiển module R305 và dữ liệu nhận về
Quét vân tay.
 Lệnh gửi đi:
Bảng 2.2: Lệnh quét vân tay
2 byte
Header
EF01H

4 byte

1 byte

2 byte

1 byte

2 byte

Module

Package

Package

Instruction

Check

address

identifier

length

code

sum

0003H

01H

0005H

FFFFFFFFH 01H

 Dữ liệu nhận về:

24

do an


Bảng 2.3: Dữ liệu trả về sau khi quét
2 byte
Header
EF01H

4 byte

1 byte

2 byte

1 byte

Module

Package

Package

Confirmation Check

address

identifier

length

code

sum

0003H

xxH

sum

FFFFFFFFH 07H

2 byte

Ghi chú:
confirmation code = 00H: finger collection successs.
confirmation code = 01H: error when receiving package.
confirmation code = 02H: can’t detect finger.
confirmation code = 03H: fail to collect finger.
Đưa hình ảnh vân tay vào biến tạm
 Lệnh gửi đi:
Bảng 2.4: Lệnh đưa ảnh vào biến tạm
2 byte
Header
EF01H

4 byte

1 byte

2 byte

1 byte

1 byte

2 byte

Module

Package

Package

Instruction Buffer

Check

address

identifier

length

code

number

sum

0003H

01H

BuferID 0005H

FFFFFFFFH 01H

Ghi chú: ID của 2 bộ nhớ tạm CharBuffer1 và CharBuffer2 tương ứng là 1h và 2h,
các giá trị khác thì xem như là CharBuffer2.
 Dữ liệu nhận về:
Bảng 2.5: Dữ liệu trả về sau khi đưa ảnh vào biến tạm
2 byte
Header
EF01H

4 byte

1 byte

2 byte

1 byte

Module

Package

Package

Confirmation Check

address

identifier

length

code

sum

0003H

xxH

sum

FFFFFFFFH 07H

2 byte

25

do an


Ghi chú:
confirmation code = 00H: generate character file complete.
confirmation code = 01H: error when receiving package.
confirmation code = 06H: fail to generate character file due to the overdisorderly fingerprint image.
confirmation code = 07H: fail to generate character file due to lackness of
character point or over-smallness of fingerprint image.
confirmation code = 15H: fail to generate the image for the lackness of valid
primary image.
Tổng hợp thông tin 2 dấu vân tay trong biến tạm
 Lệnh gửi đi:
Bảng 2.6: Lệnh tổng hợp thông tin 2 dấu vân tay

2 byte
Header
EF01H

4 byte

1 byte

2 byte

1 byte

2 byte

Module

Package

Package

Instruction

Check

address

identifier

length

code

sum

0003H

05H

0009H

2 byte

FFFFFFFFH 01H

 Dữ liệu nhận về:
Bảng 2.7: Dữ liệu nhận về sau khi tổng hợp
2 byte
Header
EF01H

4 byte

1 byte

2 byte

1 byte

Module

Package

Package

Confirmation Check

address

identifier

length

code

sum

0003H

xxH

sum

FFFFFFFFH 07H

Ghi chú:
confirmation code = 00H: operation success.
confirmation code = 01H: error when receiving package.
confirmation code = 0aH: fail to combine the character files. That’s, the
character files don’t belong to one finger.
26

do an