Đồ án Hệ thống Quản lý điểm danh sinh viên nhân viên thông qua ứng dụng winform + Cơ sở dữ liệu SQL + thẻ RFID

Bên mình chun nhận thiết kế các đồ án mơn, tốt nghiệp chuyên ngành như: Cơ điện
tử, Tự động hóa, Điện tử viễn thơng, Cơ khí, Cơng nghệ thơng tin, IOT…, dự án cơ
điện tử, tự động hóa...
Ln đảm bảo thời gian hoàn thành, chất lượng sản phẩm và giá cả.
---------------Các bạn có nhu cầu hỗ trợ đồ án ,đặt đồ án, liên hệ :
👉 />👉 Số điện thoại & zalo : 0565271668
👉 Kênh YouTube, list đồ án :
/>#DienTuNGON


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
PHÂN HIỆU TẠI TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC
*******

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỂM DANH
RFID THÔNG QUA ỨNG DỤNG WINFORM

Sinh viên thực hiện
Người hướng dẫn

: Xxx
: ThS. Xxx

Thành phố Thủ Đức – 2023

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
PHÂN HIỆU TẠI TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC
*******

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỂM DANH
RFID THÔNG QUA ỨNG DỤNG WINFORM

Sinh viên thực hiện : Xxx
Người hướng dẫn
: ThS. Xxx
Mã số sinh viên
: yyy
Lớp : Kĩ thuật điều khiển và tự động hóa K60

Thành phố Thủ Đức – 2023


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
NAM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

Trường Đại học GTVT

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Sinh viên: Xxx
Tên và tóm tắt yêu cầu, nội dung đề tài:
Thiết kế hệ thống quản lý điểm danh RFID thông qua ứng dụng Winform
Số liệu cần thiết chủ yếu để thiết kế.

 Module thu phát RF Zigbee CC2530 UART 2.4g sử dụng IC CC2530
 Arduino Nano CH340
 Mạch RFID NFC 13.56MHz RC522 sử dụng IC MFRC522
 Cịi chip 5V
 Màn hình hiển thị LCD 1602
…………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………..

Nội dung của bản thuyết minh, yêu cầu giải thích tính toán của thiết kế tốt nghiệp:
 Tổng quan về hệ thống quản lí điểm danh RFID.
 Phân tích, tính chọn linh kiện, thiết bị cho thiết kế mạch điều khiển.
 Thiết kế phần cứng mạch điều khiển, mơ hình.
 Thiết kế giao diện, tính năng trên Winform.
 Kết luận và hướng phát triển đề tài.


Các bản vẽ chính: 5 - 10 bản vẽ khổ A0:
 Sơ đồ khối của hệ thống điểm danh RFID qua Winform.
 Sơ đồ mạch nguyên lí phần cứng.

 Lưu đồ thuật toán hệ thống: quẹt thẻ và điểm danh trên hệ thống.
 Mơ hình của hệ thống.
 Các kết quả thử nghiệm và đánh giá
Những yêu cầu bổ sung thêm trong nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp hoặc chuyên đề:
................................................................................................................................................

Cán bộ hướng dẫn:
 Giáo viên của trường: ThS. Xxx

 Cán bộ ngoài sản xuất:
- Ngày giao nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp: 02/10/2023...................................
- Ngày bắt đầu thiết kế tốt nghiệp: 30/12/2023..............................................
- Ngày nộp bản thiết kế tốt nghiệp: 07/12/2023.......................................................

Ngày 07 tháng 12 năm 2023
TL/HIỆU TRƯỞNG

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

Đã giao nhiệm vụ TKTN
GIÁO VIÊN HƯỚNG

DẪN
TRƯỞNG KHOA

Xxx
Đã nhận nhiệm vụ TKTN
Sinh viên: Xxx
Lớp: Tự động hóa
Khóa: 60

Ký tên:


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em muốn bày tỏ lòng biết ơn tới trường Đại Học Giao Thông
Vận Tải Phân Hiệu TP HCM đã cung cấp cho em một môi trường học tập
chuyên nghiệp và thúc đẩy sự năng động, sáng tạo, đồng thời tích lũy được
nhiều kiến thức và kỹ năng trong suốt quá trình học tập tại đây. Em xin gửi lời
cảm ơn chân thành tới các thày cô và bạn bè đã hỗ trợ em trong suốt quá trình
học tập, giúp đỡ em vượt qua những khó khăn trước nhiều thử thách tại ngôi
trường, giúp em trưởng thành hơn trong cuộc sống và chuẩn bị hành trang kiến
thức vững vàng cho những thử thách trong trương lai.
Để hoàn thiện đồ án này, em xin chân thành cảm ơn thày giáo hướng dẫn của Cô
Xxx đã giúp đỡ em trong suốt quá trình tìm hiểu và thiết kế để hoàn thành tốt đề
tài.
Em xin chân thành cảm ơn !
Thành phố Thủ Đức, ngày tháng năm 2023
Sinh viên thực hiện

Xxx


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................v
MỤC LỤC.............................................................................................................i
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................iv
DANH MỤC HÌNH VẼ.....................................................................................vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU................................................................................ix
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI................................................................1
1.1 Đặt vấn đề..................................................................................................1

1.2 Yêu cầu đề tài.............................................................................................2
1.3 Giới hạn đề tài :.........................................................................................3
1.4 Phương pháp và nội dung nghiên cứu.....................................................3
1.5 Mục tiêu nghiên cứu..................................................................................3
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT...................................................................4
2.1 Giới thiệu RFID.........................................................................................4
2.2 Thành phần của một hệ thống RFID.......................................................5
2.2.1 Thẻ RFID............................................................................................5
2.2.2 Thiết bị đọc thẻ....................................................................................7
2.2.3 Anten thu phát sóng vơ tuyến.............................................................9
2.2.4 Các thành phần khác........................................................................11
2.3 Phương thức làm việc.............................................................................12
2.4 Các tiêu chuẩn công nghệ RFID............................................................15
2.5 Ứng dụng, ưu điểm và nhược điểm của hệ thống RFID......................17
2.6 Một số giao thức truyền thông giao tiếp trong mạch điện tử..............21
i


2.6.1 Giao thức UART...............................................................................21
a ) Cấu tạo...............................................................................................22
b) Khung truyền.......................................................................................22
c) Các chế độ hoạt động..........................................................................23
2.6.2 Giao thức I2C....................................................................................24
a) Cấu tạo :..............................................................................................25
b) Khung truyền I2C................................................................................26
c)Các chế độ hoạt động của I2C:............................................................27
2.6.3 Giao thức SPI....................................................................................28
a)

Cấu tạo:............................................................................................29

b) Khung truyền SPI:...............................................................................29
c) Chế độ hoạt động:...............................................................................30
2.7 Giới thiệu về Winform C#......................................................................32
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG............................................................33
3.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống.........................................................33
3.2 Sơ đồ khối hệ thống.................................................................................33
3.3 Yêu cầu thiết kế.......................................................................................35
3.4 Lựa chọn thiết bị......................................................................................35
3.4.1 Khối truyền thông.............................................................................35
3.4.2 Khối xử lý trung tâm.........................................................................39
3.4.3 Khối đọc dữ liệu thẻ..........................................................................43
3.3.4 Khối cịi thơng báo............................................................................44
3.3.5 Khối hiển thị......................................................................................45
3.3.6 Khối nguồn........................................................................................48
CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ THEO SỐ LIỆU THỰC ĐỊA.......50
ii


4.1 Thiết kế phần cứng..................................................................................50
4.1.1 Sơ đồ mạch nguyên lý.......................................................................50
4.1.2 Layout mạch PCB.............................................................................50
4.2 Lưu đồ thuật toán....................................................................................52
4.3 Một số bảng lưu trữ dữ liệu....................................................................53
4.4 Thiết kế ứng dụng:..................................................................................58
CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ MƠ HÌNH.............................................................62
5.1 Kết quả mơ hình......................................................................................62
5.2 Kết quả ứng dụng....................................................................................64
CHƯƠNG 6 : KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI...........................................67
6.1 Nhận Xét...................................................................................................67

6.2 Hướng phát triển.....................................................................................67
6.3 Kết luận....................................................................................................67
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................69
PHỤ LỤC...........................................................................................................70
A Code sử dụng..............................................................................................70
Cơ sở dữ liệu SQL......................................................................................70
Code Arduino.............................................................................................75
Code Winform............................................................................................81
B Hướng dẫn sử dụng.................................................................................116

iii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

TỪ VIẾT TẮT

GIẢI THÍCH

RFID
SQL
LAN
ID
EPC
TID
RF
LF
HF
UHF
IC

UART
LSB
MSB

Radio-Frequency Identification
Structured Query Language
Local Area Network
Identification
Electronic Product Code
Terminal ID
Radio Frequency
Low Frequency
High Frequency
Ultra High Frequency
Integrated Circuit
Universal Asynchronous Receiver-Transmitter
Least Significant Bit
Most Significant Bit

I2C
SCL
SDA
ACK
NACK
SPI
SCK
MISO
MOSI
SD
SS

CS
CPOL
CPHA
GUI
SCADA

Inter – Integrated Circuit
Serial Clock Line
Serial Data Line
Acknowledged
Not Acknowledged
Serial Peripheral Interface
Serial Clock
Master Input Slave Output
Master Output Slave Input
Secure Digital
Slave Select
Chip Select
Clock Polarity
Clock Phase
Graphical User Interface
Supervisory Control and Data Acquisition
iv


IOT
LORA
UART
TTL
NFC

LCD
PWM
PCB

Internet of Things
Long Range
Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
Transistor-Transistor Logic
Near Field Communication
Liquid Crystal Display
Pulse Width Modulation
Printed Circuit Board

v


DANH MỤC HÌNH V
Hình 1. 1 Một số lĩnh vực áp dụng quản lý sử dụng cơng nghệ RFID...............1Y
Hình 2. 1 Cơng nghệ RFID..................................................................................4
Hình 2. 2 Cấu tạo thẻ RFID...................................................................................6
Hình 2. 3 Thẻ RFID...............................................................................................7
Hình 2. 4 Các thành phần của một Reader............................................................9
Hình 2. 5 Phương thức truyền simplex ( đơn cơng )...........................................10
Hình 2. 6 Phương thức truyền Half-duplex ( bán song cơng )............................11
Hình 2. 7 Phương thức truyền Duplex ( song cơng )..........................................11
Hình 2. 8 Sơ đồ tổng qt của một hệ thống RFID.............................................12
Hình 2. 9 Truyền nhận trong hệ thống RFID......................................................13
Hình 2. 10 Hoạt động giữa tag và reader trong hệ thống RFID..........................14
Hình 2. 11 Ứng dụng cơng nghệ RFID...............................................................18
Hình 2. 12 Giao thức UART...............................................................................22

Hình 2. 13 Khung truyền dữ liệu.........................................................................23
Hình 2. 14 Truyền đơn cơng................................................................................24
Hình 2. 15 Truyền bán song cơng.......................................................................24
Hình 2. 16 Truyền song cơng..............................................................................24
Hình 2. 17 Mơ hình giao tiếp I2C.......................................................................25
Hình 2. 18 Địa chỉ trong I2C..............................................................................26
Hình 2. 19 SPI protocol.......................................................................................29
Hình 2. 20 Cách thức hoạt động của giao thức SPI.............................................30
Hình 2. 21 Các chế độ hoạt động........................................................................31
vi


Hình 3. 1 Sơ đồ khối hệ thống.............................................................................34
Hình 3. 2 Một số giao thức khơng dây thường được sử dụng.............................35
Hình 3. 3: Module thu phát RF Zigbee CC2530 Uart 2.4g sử dụng IC CC2530 38
Hình 3. 4 Adurino nano.......................................................................................42
Hình 3. 5 Vẽ mạch khối xử lí trung tâm..............................................................43
Hình 3. 6 Module đọc thẻ RFID..........................................................................43
Hình 3. 7 Mạch kết nối với module RFID...........................................................44
Hình 3. 8 Cịi thơng báo......................................................................................45
Hình 3. 9 Mạch khối cịi thơng báo.....................................................................45
Hình 3. 10 Màn hình hiển thị LCD 1602............................................................46
Hình 3. 11 Mạch khối hiển thị.............................................................................47
Hình 3. 12 Module I2C........................................................................................48
Hình 3. 13 Adapter 5V 1A......................................................................................
Hình 4. 1 Sơ đồ mạch nguyên lý.........................................................................50
Hình 4. 2 Đi dây cho mạch..................................................................................51
Hình 4. 3 Ảnh 3D của mặt trước.........................................................................51
Hình 4. 4 Lưu đồ thuật tốn tồn hệ thống..........................................................52
Hình 4. 5 Bảng account.......................................................................................53

Hình 4. 6 Bảng attendance..................................................................................54
Hình 4. 7 Bảng thời khóa biểu.............................................................................56
Hình 4. 8: Bảng sinh viên....................................................................................57
Hình 4. 9: Tab điểm danh của ứng dụng.............................................................58
Hình 4. 10 Tab Sinh viên.....................................................................................59
Hình 4. 11 Tab tài khoản.....................................................................................60
vii


Hình 4. 12 Tab Thời gian biểu............................................................................60
Hình 4. 13 Tab Giáo viên....................................................................................61
Hình 4. 14 Tab Lớp.............................................................................................61
Hình 4. 15 Hộp thoại Add Connection................................................................62
Hình 4. 16 Hộp thoại Database Properties của Microsoft SQL Sever.............63Y
Hình 5. 1 Thiết bị khi đưa vào sử dụng...............................................................64
Hình 5. 2 Mặt trước có LCD thơng báo..............................................................64
Hình 5. 3 Mặt sau................................................................................................65
Hình 5. 4 Mạch chủ cắm vào máy tính................................................................65
Hình 5. 5 Màn hình LCD báo quẹt thẻ thành cơng.............................................66
Hình 5. 6 Giao diện ứng dụng lúc quẹt thẻ để điểm danh...................................66
Hình 5. 7 Tab điểm danh với đầy đủ thơng tin khi bấm “ Thống kê” (Admin). .67
Hình 5. 8 Xuất file kết quả điểm danh ra excel...................................................67
Hình 5. 9 Xuất riêng mơn có tên “ TDH”...........................................................68
Hình 5. 10 Xuất riêng mơn có tên “ Điện Tử Số “..............................................68
Hình 5. 11 Giao diện đăng nhập ứng dụng..........................................................69
Hình 5. 12 Chọn cổng COM để kết nối thiết bị..................................................69

viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Khung truyền I2C..................................................................................26
Bảng 2: So sánh các giao thức.............................................................................37
Bảng 3: So sánh một số vi điều khiển trên thị trường.........................................39

ix


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học kỹ thuật,
công nghệ kỹ thuật điện tử mà trong đó là kỹ thuật tự động điều khiển đóng vai
trò quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, cơng nghiệp, cung
cấp thơng tin... Do đó là một sinh viên chuyên ngành Tự Động Hoá, chúng ta
phải biết nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự
phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ
thuật điện tử nói riêng. Bên cạnh đó cịn là sự thúc đẩy sự phát triển của nền
kinh tế nước nhà.
Trong các môi trường công nghiệp, giáo dục và tổ chức, việc quản lý điểm
danh là một phần quan trọng để đảm bảo sự hiệu quả và theo dõi hoạt động của
nhân viên, học sinh hoặc thành viên. Hiện nay, công nghệ RFID (RadioFrequency Identification) đã trở thành một cơng cụ quan trọng trong việc tự
động hóa q trình điểm danh, mang lại nhiều lợi ích như tính chính xác cao và
tiết kiệm thời gian.

Hình 1. 1 Một số lĩnh vực áp dụng quản lý sử dụng công nghệ RFID
1


Tuy nhiên, việc triển khai và quản lý hệ thống điểm danh RFID vẫn còn

một số thách thức. Đặc biệt, việc phát triển một ứng dụng giao diện người dùng
(WinForms) dễ sử dụng và linh hoạt đồng thời tích hợp nhanh chóng với hệ
thống quản lý tổ chức là một vấn đề đáng xem xét.
Với bối cảnh này, đề tài nhằm tập trung vào việc thiết kế một hệ thống
quản lý điểm danh sử dụng công nghệ RFID thông qua một ứng dụng
WinForms. Mục tiêu là phát triển một giải pháp tồn diện, kết hợp tính năng
điểm danh tự động và khả năng tương tác dễ dàng của người dùng, nhằm nâng
cao hiệu quả quản lý trong các môi trường đã đề cập.
1.2 Yêu cầu đề tài
Dựa trên những vấn đề đã trình bày ở mục 1.1 thì “Hệ thống quản lý điểm
danh RFID thông qua ứng dụng Winform” cần đáp ứng những yêu cầu sau:
- Thiết kế thiết bị phần cứng đáp ứng được nhu cầu ở mục 1.1.
- Quét thẻ RFID điểm danh sinh viên.
- Xây dựng trang web đăng nhập, thiết lập cơ sở dữ liệu cho quản trị viên.
- Xây dựng hệ thống điểm danh, thiết lập cơ sở dữ liệu lưu trữ thông tin
sinh viên.
- Import danh sách sinh viên từ file Excel , giúp việc nhập thơng tin sinh
viên trở nên nhanh chóng.
- Lấy danh sách điểm danh (tên, mssv, id, giờ điểm danh vào, giờ điểm
danh ra), có thể xuất ra file Excel , dễ dàng theo dõi.
- Phần quyền đăng nhập: Nếu tài khoản ở cấp Admin đăng nhập, thì có thể
chỉnh sửa thông tin sinh viên, thêm bớt tài khoản đăng nhập, cịn nếu tài
khoản khách đăng nhập thì chỉ xem được trạng thái điểm danh của sinh
viên.
- Cài đặt thời khóa biểu của từng ngày, và đẩy lên SQL, từ đó hiện thị
chính xác trạng thái điểm danh của sinh viên: Đi muộn, đến sớm, đã điểm
2


danh ra về.

1.3 Giới hạn đề tài :
- Chưa thể nhập trực tiếp một cách nhanh chóng thời khóa biểu trực tuyến
trên trang của nhà trường, cịn nhập thủ cơng.
- Giáo viên ở nhà thì khơng thể kiểm tra dữ liệu được, chỉ có thể xem dữ
liệu khi sử dụng mạng wifi hoặc mạng LAN của nhà trường, dữ liệu sẽ
được truyền qua hình thức mạng LAN.
1.4 Phương pháp và nội dung nghiên cứu
 Có 2 phương pháp nghiên cứu là:
- Phương pháp tham khảo tài liệu : tham khảo tài liệu trên internet.
- Phương pháp thực hành : tìm hiểu, thiết kế và thử nghiệm.
 Nội dung nghiên cứu :
- Phân tích, tính chọn linh kiện, thiết bị cho thiết kế mạch điều khiển.
- Thiết kế phần cứng mạch điều khiển, mơ hình.
- Thiết kế giao diện, tính năng trên Winform.
- Kết luận và hướng phát triển đề tài.
1.5 Mục tiêu nghiên cứu
- Áp dụng hệ thống điểm danh với quy mô từ 30-80 sinh viên và căn cứ vào
các dữ liệu thời khóa biểu, thơng tin học sinh mơn học, mã ID của thẻ từ
đó đưa lên cơ sở dữ liệu SQL để tiến hành quẹt thẻ điểm danh. Giải quyết
được vấn đề điểm danh truyền thống hiện nay tại các trường học.
- Hệ thống đảm bảo được các thông tin:
 Giờ vào, giờ ra, đến sớm hay muộn của sinh viên.
 Xuất dữ liệu điểm danh ra được file Exel cũng như nhập từ form có
sẵn để dễ dàng trong việc quản lí.
3


- Các thiết bị hoạt động ổn định, thu thập dữ liệu và nhận tín hiệu.
- Ứng dụng trực quan, đủ chức năng và dễ dàng sử dụng cho người mới.

4


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Giới thiệu RFID
RFID chính là viết tắt của thuật ngữ Radio Frequency Identification, ta có
thể hiểu đây chính là việc nhận dạng qua tần số vô tuyến. RFID là một công
nghệ dùng kết nối sóng vơ tuyến để cho phép một thiết bị đọc thông tin chứa
trong chip không cần tiếp xúc trực tiếp ở khoảng cách xa, không thực hiện bất
kỳ giao tiếp vật lý nào hoặc giữa hai vật khơng nhìn thấy. Công nghệ này cho ta
phương pháp truyền , nhận dữ liệu từ một điểm đến một điểm khác.

Hình 2. 1 Công nghệ RFID
Lịch sử RFID đánh dấu từ những năm 1930 nhưng có nguồn gốc từ khí
Guglielmo Macrconi phát hiện ra sóng radio. Và rồi sau đó các ứng dụng của
RFID ngày càng được sự dụng nhiều hơn trong các công việc như xác định vật
thể, thiết bị giám sát vật thể, theo dõi lưu thông, đánh dấu thú vật,...
Kỹ thuật RFID sử dụng truyền thông không dây trong dải tần sóng vơ
tuyến để truyền dữ liệu từ các tag(thẻ) đến các reader (bộ đọc). Tag có thể được
đính kèm hoặc gắn vào đối tượng được nhận dạng chẳng hạn sản phẩm, hộp
hoặc giá kê. Reader scan dữ liệu của tag và gửi thông tin đến cơ sở dữ liệu có
5