báo cáo đồ án xử lý tin 2015

MỤC LỤC
1
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Hệ thống chống trộm cho gia đình, cơ quan, ngân hàng
Hình 1.2. Hệ thống chống trộm kết hợp không dây và có dây
Hình 1.3. Các thành phần cơ bản của hệ thống chống trộm tự động
Hình 2.1. Những thành viên khởi xướng
Arduino
Hình 2.2. Ứng dụng của mạch Adruino
Hình 2.3. Giao diện phần mềm lập trình IDE
Hình 2.4.Vùng lệnh phần mềm lập trình IDE
Hình 2.5. Giao diện vùng lập trình phần mềm IDE
Hình 2.6.Vùng thông báo(debug) của phần mềm IDE
Hình 2.7.Các bo mạch Adruino thông dụng
Hình 2.8.Một số loại mạch shield của Adruino
Hình 2.9. Sơ đồ chân của Arduino
Uno
Hình 2.10.Mạch Adruino Uno
Hình 2.11.Cảm biến PIR D203B
Hình 2.12. Cấu tạo cảm biến PIR
Hình 2.13. Nguyên lý phát hiện chuyển động ngang các nguồn thân nhiệt
Hình 2.14. Module cảm biến PIR
Hình 2.15. IC BISS0001
Hình 2.16. Sơ đồ nguyên lý ứng dụng IC BISS0001
Hình 2.17. Module sim 900A
Hình 2.18.Module sim 900A
Hình 2.19. Sơ đồ khối hệ thống tự động chống trộm
Hình 2.20. Sản phẩm hoàn chỉnh
2
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Chức năng các chân của IC BISS0001

Bảng 2.2. Lệnh cấu hình giao tiếp nối tiếp UART
3
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay,khoa học kỹ thuật phát triển nhanh như vũ bão,con người bước
vào một thời đại mới-thời đại mà mỗi giờ,mỗi phút,thậm chí là mỗi giây trôi qua
lại xuất hiện những phát minh,tiến bộ khoa học-kỹ thuật.
Công nghệ mới xuất hiện liên tục,từ đó những thành tựu khoa học-kỹ thuật
được áp dụng vào đời sống thực tiễn.Nhờ vậy,con người ngày càng tận hưởng
cuộc sống một cách tiện nghi và thoải mái hơn.Chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy
thiết bị công nghệ hiện diện ở mọi nơi,trong mọi lĩnh vực.
Ở khắp mọi nơi trên trái đất,hàng ngàn viện nghiên cứu,trung tâm với hàng
triệu kỹ sư vẫn đang miệt mài nghiên cứu để đóng góp cho nhân loại nhữn cải
tiến,tìm tòi ra những kỹ thuật mới,phục vụ cuộc sống.Có thể nói,sức mạnh về khoa
học –kỹ thuật chính là sức mạnh ghê gớm nhất,nó có thể chi phối các mặt khác
như quân sự,kinh tế….thể hiện vị thế,vai trò của một quốc gia trên trường quốc tế.
Ở Việt Nam,không nằm ngoài xu thế của thời đại,các nhà nghiên cứu,các kỹ
sư đặc biệt là thế hệ trẻ,các bạn sinh viên vẫn tích cực,say mê nghiên cứu khoa học
để tìm ra những kỹ thuật mới,trao đổi,học hỏi và tiếp thu những công nghệ mới
trên thế giới để phục vụ cho công cuộc công nghiệp hóa-hiện đại hóa đất nước.
Để phát triển những công nghệ mới thì trước hết phải nắm chắc và hiểu rõ
những vấn đề cơ bản trong mỗi lĩnh vực,mục tiêu là để làm rõ một số yếu tố chủ
yếu,cơ bản nhất để có thể phát triển kỹ thuật,sản phẩm mới hơn,hiện đại hơn trong
tương lai.Chính vì vậy chúng em đã chọn đề tài

“MẠCH BÁO TRỘM ỨNG
DỤNG CÔNG NGHỆ SMS TRONG MẠNG GSM”.
Mục đích của đề tài là ứng dụng mạch adruino kết hợp kết hợp với sử dụng
module GSM/GPRS SIM900 của hãng SIMCOM thiết kế hệ thống cảnh báo
chống trộm.Đây là đề tài có tính ứng dụng cao ngoài thực tế.Hệ thống có thể được
sử dụng cho các hộ gia đình hay ở các quy mô lớn hơn là các nhà kho,ngân hàng…

nơi mà cần hệ thống bảo mật tốt mỗi ngày.Ngoài ra,hệ thống này là giải pháp tốt
cho các thiết bị cần bảo mật ở các công ty,bệnh viện,công ty hành chính,cơ quan
Thuế & Hải quan,các công ty bảo hiểm,ngân hàng và chứng khoán,các trung tâm
4
dịch vụ,bến xe,nhà ga.Dưới sự kiểm soát của hệ thống này,quá trình bảo mật sẽ tốt
hơn và hiệu quả hơn.
Trong quá trình thực hiện đồ án chúng em đã cố gắng rất nhiều song do thời
gian thực hiện đồ án còn ít và kiến thức có hạn của chúng em nên đồ án không thể
tránh khỏi những sai sót.Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến chân
thành của quý thầy cô và bạn bè để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Văn Xuân đã luôn
tận tình hướng dẫn chúng em trong quá trình làm đồ án cũng như các thầy cô trong
bộ môn đã luôn quan tâm,ân cần chỉ bảo,truyền thụ kiến thức cho chúng em trong
suốt quá trình học tập để chúng em có thể làm được đồ án này !
Chúng em xin chân thành cảm ơn !

5
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHỐNG TRỘM TỰ ĐỘNG
1.1. Giới
thiệu
tình hình nghiên cứu
hiện
nay
Trong xã hội ngày nay,cùng với sự tiến bộ của KH-KT,cuộc sống của con
người trở nên đầy đủ và tiện nghi hơn,lượng của cải vật chất cũng được tạo ra
nhiều hơn.Do đó,việc bảo vệ và giữ gìn tài sản được đặt ra rất cấp thiết.Để giải
quyết vấn đề đó con người đã thiết kế ra các hệ thống phát hiện,cảnh báo và chống
lại sự xâm nhập của các thành phần xấu,giữ gìn tài sản được an toàn.Từ những yêu
cầu thực tế đó,những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống,cộng với sự hợp

tác,phát triển mạnh mẽ của mạng di động nên chúng em đã mạnh dạn chọn đề tài :
“MẠCH BÁO TRỘM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SMS TRONG MẠNG
GSM” nhằm đáp ứng nhu cầu giám sát điều khiển từ xa bằng điện thoại di động
và góp phần vào sự tiến bộ,văn minh,hiện đại của toàn gia đình và xã hội.
Hình 1.1. Hệ thống chống trộm cho gia đình, cơ quan, ngân hàng
1.2.Mục tiêu đề tài
6
Với vốn kiến thức còn hạn
chế của mình, chúng em
sẽ giới thiệu và trình bày
một
hệ thống cảnh báo chống trộm
xâm
nhập đơn giản
có sử dụng ứng dụng SMS
trong
mạng
GSM. Đây
có thể chưa phải
là một
hệ thống
hoàn chỉnh và
hiện
đ
ạ
i

nhưng
nó
có

thể
hiện những nguyên lý
cơ bản
nhất của một
hệ thống chống
trộm, từ
đó mở
ra khả
năng phát
triển
những
hệ thống
tốt, hoàn
thiện hơn cũng như
ứng dụng vào
mục
đích khác nhau trong
cuộc
sống.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đề
tài được
nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với
mục
đích áp dụng những
kiến
thức
đã học trong nhà trường vào
“MẠCH BÁO TRỘM ỨNG DỤNG CÔNG
NGHỆ SMS TRONG MẠNG GSM”. Hệ

thống
tích
hợp
module cảnh báo PIR HC-
SR501 và module sim 900A
. Với module
báo động, hệ
thống sử dụng cảm
biến quang
để
gửi thông tin dữ liệu
về
bộ xử lý
trung tâm
khi
có tác động của
đ
ố
i

tượng
bên ngoài.
Qua xử lý, dữ liệu
sẽ
đư
ợ
c
gửi
về
thiết bị

đầu cuối(mobile) để
báo cho
biết có tác động
của
đ
ố
i

t
ư
ợ
ng
bên ngoài.Module Arduino Uno đóng vai trò là bộ xử lý trung tâm để
thu thập và xử lý tín hiệu từ module cảm biến từ đó xuất ra các tín hiệu điểu khiển
đèn hoặc loa.
1.4. Động cơ đề tài
- Nạn trộm cắp thường xuyên là vấn đề nhức nhối,nhất là đối với học
sinh,sinh viên.
- Sự tiện lợi của tin nhắn SMS trong mạng GMS.
- Sự chính xác và đơn giản cùng với giá thành rẻ của cảm biến chuyển động
so với các mạch cảm biến đắt tiền khác.
- Sự bùng nổ của mạch Arduino trên thế giới và xu hướng phát triển của nó ở
nước ta hiện nay với rất nhiểu các ứng dụng vào thực tế,lập trình,sử dụng
đơn giản,tiện ích
1.5. Phân loại hệ thống chống trộm tự động
Hiện nay, hệ thống chống trộm tự động có hai loại chính:
+ Hệ thống chống trộm tự động nối dây: Các thiết bị của hệ thống được kết
nối với trung tâm báo động bằng cáp tín hiệu.
+ Hệ thống chống trộm tự động không dây: Các thiết bị của hệ thống được
kết nối với tủ trung tâm báo động bằng sóng cao tần.

7
Tùy theo nhu cầu thực tế mà chúng ta lựa chọn loại nối dây hay không dây
để có được hiệu quả sử dụng tốt nhất.
Hình 1.2. Hệ thống chống trộm kết hợp không dây và có dây
1.6. Các thành phần của hệ thống chống trộm tự động
8
Hình 1.3. Các thành phần cơ bản của hệ thống chống trộm tự động
1.6.1. Trung tâm báo động
Thường được đặt ở những nơi kín đáo, có tính năng chính dùng để lập trình,
điều khiển hoạt động của toàn hệ thống như nhận và xử lý các tín hiệu từ các cảm
biến, đưa ra các cảnh báo có trộm tức thời ra loa, còi, thiết lập các chế độ hoạt
động cho từng khu vực…
1.6.2. Các loại cảm biến(Sensor)
Có chức năng phát hiện các hành vi xâm nhập trái phép, phát hiện khói, dò gas,
kính vỡ…Khi phát hiện thấy có các hiện tượng bất thường, các cảm biến sẽ gửi tín
hiệu về tủ trung tâm, tủ trung tâm sẽ báo động bằng còi hú, loa, đèn chớp, đồng
thời thông báo đến các số điện thoại được cài đặt trước. Về cơ bản hệ thống
thường có các loại cảm biến sau:
+ Cảm biến chuyển động: Có tác dụng phát hiện chuyển động, sự đột nhập
của kẻ trộm từ bên ngoài, các cảm biến thường được lắp đặt ở cửa ra vào, phòng
khách, phòng ngủ…
9
+ Cảm biến từ: Có tác dụng phát hiện các trường hợp cửa bị phá, bị bẻ khóa
hay sự đột nhập của kẻ trộm qua cửa. Cảm biến từ thường được lắp ở cửa ra vào,
cửa sổ.
+ Cảm biến vùng: Thường được lắp ở xung quanh căn nhà. Có nhiệm vụ
cảnh báo khi có kẻ trộm đột nhập bên ngoài căn nhà.
+ Cảm biến khói: Thường được lắp đặt trong bếp, các phòng ngủ, những nơi
có khả năng xảy ra khói khi có hỏa hoạn, có nhiệm vụ cảnh báo có khói xuất hiện.
+ Cảm biến gas: Được lắp trong bếp để phát hiện khi có hiện tượng do rò rỉ

khí gas hoặc khi nồng độ gas trong bếp vượt quá mức cho phép.
1.6.3. Các thiết bị đầu ra báo động thường sử dụng
- Còi hú, loa
Thường được lắp trên trần, hay những góc khuất. Một số thì được lắp ngay
trong tủ điều khiển trung tâm. Khuyến khích nên sử dụng loại còi hú có âm lượng
khoảng 110db để khi có báo động thì hàng xóm hay những người trên cùng dãy
phố cũng có thể nghe thấy được.
- Đèn chiếu sáng
Được lắp đặt ở hành lang, quanh ngôi nhà. Khi có cảnh báo, ngay lập tức
đèn sẽ sáng, báo rằng ở vị trí đó đang có đột nhập
- Đèn chớp
Có tác dụng cảnh báo khi có sự đột nhập, thường được phát huy tác dụng
vào ban đêm. Khi có cảnh báo, đèn chớp sáng, những người dân xung quanh sẽ dễ
dàng xác định được ngôi nhà bị đột nhập.
- Tủ trung tâm báo động
CHƯƠNG 2
XÂY DỰNG PHẦN CỨNG CHO HỆ THỐNG CHỐNG TRỘM TỰ ĐỘNG
2.1 Tìm hiểu về mạch Adruino
2.1.1. Giới thiệu chung về Adruino
a) Hiện tượng adruino
Arduino thực sự đã gây sóng gió trên thị trường người dùng DIY (là những
người tự chế ra sản phẩm của mình) trên toàn thế giới trong vài năm gần đây, gần
10
giống với những gì Apple đã làm được trên thị trường thiết bị di động. Số lượng
người dùng cực lớn và đa dạng với trình độ trải rộng từ bậc phổ thông lên đến
đại học đã làm cho ngay cả những người tạo ra chúng phải ngạc nhiên về mức độ
phổ biến.
Hình 2.1. Những thành viên khởi xướng
Arduino
Arduino là gì mà có thể khiến ngay cả những sinh viên và nhà nghiên cứu

tại các trường đại học danh tiếng như MIT, Stanford, Carnegie Mellon phải sử
dụng; hoặc ngay cả Google cũng muốn hỗ trợ khi cho ra đời bộ kit Arduino Mega
ADK dùng để phát triển các ứng dụng Android tương tác với cảm biến và các thiết
bị khác?
Arduino thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác
với các thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác. Đặc
điểm nổi bật của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng,
với một ngôn ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng ngay cả với người ít
am hiểu về điện tử và lập trình. Và điều làm nên hiện tượng Arduino chính là
mức giá rất thấp và tính chất nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm. Chỉ với
khoảng $30, người dùng đã có thể sở hữu một board Arduino có 20 ngõ I/O có
thể tương tác và điều khiển chừng ấy thiết bị.
Arduino ra đời tại thị trấn Ivrea thuộc nước Ý và được đặt theo tên một vị
vua vào thế kỷ thứ 9 là King Arduin. Arduino chính thức được đưa ra giới thiệu
vào năm 2005 như là một công cụ khiêm tốn dành cho các sinh viên của giáo sư
Massimo Banzi, là một trong những người phát triển Arduino, tại trường
Interaction Design Instistute Ivrea (IDII). Mặc dù hầu như không được tiếp thị
11
gì cả, tin tức về Arduino vẫn lan truyền với tốc độ chóng mặt nhờ những lời
truyền miệng tốt đẹp của những người dùng đầu tiên. Hiện nay Arduino nổi tiếng
tới nỗi có người tìm đến thị trấn Ivrea chỉ để tham quan nơi đã sản sinh ra
Arduino.
b) Khả năng của bo mạch Adruino
Bo mạch Arduino sử dụng dòng vi xử lý 8-bit megaAVR của Atmel với hai
chip phổ biến nhất là ATmega328 và ATmega2560. Các dòng vi xử lý này cho
phép lập trình các ứng dụng điều khiển phức tạp do được trang bị cấu hình mạnh
với các loại bộ nhớ ROM, RAM và Flash, các ngõ vào ra digital I/O trong đó có
nhiều ngõ có khả năng xuất tín hiệu PWM, các ngõ đọc tín hiệu analog và các
chuẩn giao tiếp đa dạng như UART, SPI, TWI (I2C).
c) Sức mạnh xử lý

• Xung nhịp 16MHZ
• EEPROM: 1KB (ATmega328) và 4KB (ATmega2560)
• SRAM: 2KB (Atmega328) và 8KB (Atmega2560)
• Flash: 32KB (Atmega328) và 256KB (Atmega2560)
d) Đọc tín hiệu cảm biến ngõ vào
• Digital: Các bo mạch Arduino đều có các cổng digital có thể cấu hình làm ngõ
vào hoặc ngõ ra bằng phần mềm. Do đó người dùng có thể linh hoạt quyết định số
lượng ngõ vào và ngõ ra. Tổng số lượng cổng digital trên các mạch dùng
Atmega328 là 14, và trên Atmega2560 là 54.
• Analog: Các bo mạch Arduino đều có trang bị các ngõ vào analog với độ phân
giải 10-bit (1024 phân mức, ví dụ với điện áp chuẩn là 5V thì độ phân giải khoảng
0.5mV). Số lượng cổng vào analog là 6 đối với Atmega328, và 16 đối với
Atmega2560. Với tính năng đọc analog, người dùng có thể đọc nhiều loại cảm
biến như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, ánh sáng, gyro, accelerometer…
e) Xuất tín hiệu điều khiển ngõ ra
• Digital output: Tương tự như các cổng vào digital, người dùng có thể cấu hình
trên phần mềm để quyết định dùng ngõ digital nào là ngõ ra. Tổng số lượng cổng
digital trên các mạch dùng Atmega328 là 14, và trên Atmega2560 là 54.
12
• PWM output: Trong số các cổng digital, người dùng có thể chọn một số cổng dùng
để xuất tín hiệu điều chế xung PWM. Độ phân giải của các tín hiệu PWM này là 8-
bit. Số lượng cổng PWM đối với các bo dùng Atmega328 là 6, và đối với các bo
dùng Atmega2560 là 14. PWM có nhiều ứng dụng trong viễn thông, xử lý âm
thanh hoặc điều khiển động cơ mà phổ biến nhất là động cơ servos trong các máy
bay mô hình.
Hình 2.2. Ứng dụng của mạch Adruino
f) Chuẩn giao tiếp
• Serial : Đây là chuẩn giao tiếp nối tiếp được dùng rất phổ biến trên các bo mạch
Arduino. Mỗi bo có trang bị một số cổng Serial cứng (việc giao tiếp do phần cứng
trong chip thực hiện). Bên cạnh đó, tất cả các cổng digital còn lại đều có thể thực

hiện giao tiếp nối tiếp bằng phần mềm (có thư viện chuẩn, người dùng không cần
phải viết code). Mức tín hiệu của các cổng này là TTL 5V. Lưu ý cổng nối tiếp
RS-232 trên các thiết bị hoặc PC có mức tín hiệu là UART 12V. Để giao tiếp được
giữa hai mức tín hiệu, cần phải có bộ chuyển mức, ví dụ như chip MAX232. Số
lượng cổng Serial cứng của Atmega328 là 1 và của Atmega2560 là 4. Với tính
năng giao tiếp nối tiếp, các bo Arduino có thể giao tiếp được với rất nhiều thiết bị
như PC, touchscreen, các game console…
13
• USB : Các bo Arduino tiêu chuẩn đều có trang bị một cổng USB để thực hiện kết
nối với máy tính dùng cho việc tải chương trình. Tuy nhiên các chip AVR không
có cổng USB, do đó các bo Ardunino phải trang bị thêm phần chuyển đổi từ USB
thành tín hiệu UART. Do đó máy tính nhận diện cổng USB này là cổng COM chứ
không phải là cổng USB tiêu chuẩn.
• SPI: Đây là một chuẩn giao tiếp nối tiếp đồng bộ có bus gồm có 4 dây. Với tính
năng này các bo Arduino có thể kết nối với các thiết bị như LCD, bộ điều khiển
video game, bộ điều khiển cảm biến các loại, đọc thẻ nhớ SD và MMC…
• TWI(I2C) : Đây là một chuẩn giao tiếp đồng bộ khác nhưng bus chỉ có hai dây.
Với tính năng này, các bo Arduino có thể giao tiếp với một số loại cảm biến như
thermostat của CPU, tốc độ quạt, một số màn hình OLED/LCD, đọc real-time
clock, chỉnh âm lượng cho một số loại loa…
g) Môi trường lập trình Adruino
Thiết kế bo mạch nhỏ gọn, trang bị nhiều tính năng thông dụng mang lại
nhiều lợi thế cho Arduino, tuy nhiên sức mạnh thực sự của Arduino nằm ở phần
mềm. Môi trường lập trình đơn giản dễ sử dụng, ngôn 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.Để lập trình cho các loại Adruino có thể sử dụng phần mềm lập trình IDE
với các đặc điểm sau:
Giao diện
14

Hình 2.3. Giao diện phần mềm lập trình IDE
Vùng lệnh
Bao gồm các nút lệnh menu (File, Edit, Sketch, Tools, Help). Phía dưới là
các icon cho phép sử dụng nhanh các chức năng thường dùng của IDE được miêu
tả như sau:
15
Hình 2.4.Vùng lệnh phần mềm lập trình IDE
Vùng viết chương trình
Bạn sẽ viết các đoạn mã của mình tại đây. Tên chương trình của bạn được
hiển thị ngay dưới dãy các Icon, ở đây nó tên là “Blink”. Để ý rằng phía sau tên
chương trình có một dấu “§”. Điều đó có nghĩa là đoạn chương trình của bạn chưa
được lưu lại.
Hình 2.5. Giao diện vùng lập trình phần mềm IDE
16
Vùng thông báo (debug)
Hình 2.6.Vùng thông báo(debug) của phần mềm IDE
Những thông báo từ IDE sẽ được hiển thị tại đây. Để ý rằng góc dưới cùng
bên phải hiển thị loại board Arduino và cổng COM được sử dụng. Luôn chú ý tới
mục này bởi nếu chọn sai loại board hoặc cổng COM, bạn sẽ không thể upload
được code của mình.
h) Các loại bo mạch Adruino
Về mặt chức năng, các bo mạch Arduino được chia thành hai loại: loại bo
mạch chính có chip Atmega và loại mở rộng thêm chức năng cho bo mạch chính
(thường được gọi là shield).
Các bo mạch chính về cơ bản là giống nhau về chức năng, tuy nhiên về mặt
cấu hình như số lượng I/O, dung lượng bộ nhớ, hay kích thước có sự khác nhau.
Một số bo có trang bị thêm các tính năng kết nối như Ethernet và Bluetooth.
Các bo mở rộng chủ yếu mở rộng thêm một số tính năng cho bo mạch
chính ví dụ như tính năng kết nối Ethernet, Wireless, điều khiển động cơ v.v…
17

Hình 2.7.Các bo mạch Adruino thông dụng
Hình 2.8.Một số loại mạch shield của Adruino
18
2.1.2. Giới thiệu về Adruino Uno
Arduino Uno là 1 bo mạch thiết kế với bộ xử lý trung tâm là vi điểu
khiển AVR Atmega328. Cấu tạo chính của Arduino Uno bao gồm các phần sau:
Hình 2.9. Sơ đồ chân của Arduino
Uno
 Cổng USB: đây là loại cổng giao tiếp để ta upload code từ PC lên vi điều
khiển.

Đồng
thời nó cũng là giao tiếp serial để truyền dữ liệu giữa vi điều khiển
và máy tính.
 Jack nguồn: để chạy Arduino thỉ có thể lấy nguồn từ cổng USB ở trên,
nhưng

không
phải lúc nào cũng có thể cắm với máy tính được . Lúc đó ta cần
một nguồn từ 9V đến 12V.
 Có 14 chân vào/ra số đánh số thứ tự từ 0 đến 13, ngoài ra có một chân nối đất
(GND)

và
một chân điện áp tham chiếu (AREF).
 Vi điều khiển AVR: đây là bộ xử lí trung tâm của toàn bo mạch. Với mỗi
mẫu
19
Arduino
khác nhau thì con chip là khác nhau. Ở con Arduino Uno này thì sử

dụng ATMega328.
 Các thông số chi tiết của Arduino Uno:
• Vi xử lý: Atmega328
• Điện áp hoạt động:

5V
• Điện áp đầu vào: 7-12V
• Điện áp đầu vào (Giới hạn): 6-20V
• Chân vào/ra (I/O) số: 14 ( 6 chân có thể cho đầu ra PWM)
• Chân vào tương tự: 6
• Dòng điện trong mỗi chân I/O: 40mA
• Dòng điện chân nguồn 3.3V : 50mA
• Bộ nhớ trong:

32 KB
(ATmega328) SRAM:

2 KB
(ATmega328) EEPROM:

1 KB
(ATmega328) Xung nhịp: 16MHz
1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory):
đây giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu của mình
vào đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM.
Các cổng vào/ra
20
Hình 2.10.Mạch Adruino Uno
Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ
có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở mỗi

chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển
ATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối).
Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:
• chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive
– RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác
thông qua 2 chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết
nối Serial không dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng
2 chân này nếu không cần thiết
• Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ
phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 2
8
-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm
analogWrite(). Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra
ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như
những chân khác.
21
• Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngoài các
chức năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng
giao thức SPI với các thiết bị khác.
• LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm
nút Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân
số 13. Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.
Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit
(0 → 2
10
-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với chân AREF trên
board, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tức
là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân analog để
đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit.
Đặc biệt Arduino UNO có 2 chân A4 (SAD) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp

I2C/TWI với các thiết bị khác.
2.2. Cảm biến chuyển động PIR
PIR là chữ viết tắt của Passive InfraRed sensor( PIR sensor), tức là bộ cảm
biến thụ động dùng nguồn kích thích là tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại (IR) chính
là các tia nhiệt phát ra từ các vật thể nóng. Trong các cơ thể sống, chúng ta luôn có
thân nhiệt(thông thường là ở 37ºC), và cơ thể chúng ta sẽ luôn phát ra các tia nhiệt,
hay còn gọi là các tia hồng ngoại, người ta sẽ dùng một tế bào điện để chuyển đổi
tia nhiệt thành tín hiệu điện, nhờ đó mà có thể chế tạo các cảm biến phát hiện các
vật thể nóng đang chuyển động. Cảm biến này gọi là thụ động vì nó không dùng
nguồn nhiệt tự phát (làm nguồn tích cực, hay chủ động) mà chỉ phụ thuộc vào các
nguồn tha nhiệt, đó là thân nhiệt của các thực thể khác, như con người, động vật…
22
Hình 2.11.Cảm biến PIR D203B
2.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của PIR
Hình 2.12. Cấu tạo cảm biến PIR
Hình 2.13 là loại cảm biến PIR, loại bên trong gắn hai cảm biến tia nhiệt, nó
có ba chân ra, chân 1(Drain) nối với nguồn Vcc, mức điện áp làm việc có thể từ 3
đến 15V, chân 2 (Source) tín hiệu output ngõ ra của cảm biến, chân 3(Ground) nối
mass. Góc dò lớn để tăng độ nhạy cho đầu dò. Kính Fresnel được thiết kế dùng cho
loại đầu có hai cảm biến với góc dò lớn, có tác dụng ngăn tia tử ngoại.
Đầu dò cảm biến PIR để phát hiện người hay con vật di chuyển ngang.
23
Hình 2.13. Nguyên lý phát hiện chuyển động ngang các nguồn thân nhiệt
Nguyên lý chung: Module cảm biến PIR hoạt động dựa trên nguyên lý cảm
ứng các tia nhiệt của các vật thể sống phát ra, khi cảm biến Pyroelectric thứ nhất
nhận được tia nhiệt, nó sẽ phát ra tín hiệu và khi nguồn nóng di chuyển ngang, sẽ
đến cảm biến Pyroelectric thứ hai và cảm biến Pyroelectric 2 nhận được tia nhiệt,
nó phát ra tín hiệu. Sự xuất hiện của hai tín hiệu này nhận biết rằng đã có một
nguồn nhiệt di động ngang và mạch điện tử sẽ phát ra tín hiệu điều khiển.
2.2.2. Module cảm biến chuyển động PIR

PIR HC-SR501 cảm biến chuyển động chỉnh được độ nhạy bao gồm 2 biến
trở. 1 biến trở điều chỉnh độ nhạy của cảm biến (có tên Sx), 1 biến trở điều chỉnh
thời gian đóng của cảm biến (Tx).
Việc vặn biến trở về bên phải sẽ làm tăng giá trị của biến trở, vặn về bên trái sẽ
làm giảm giá trị.Điều làm cho PIR HC-SR501 trở nên đặc biệt đó là khả năng điều
chỉnh được độ nhạy. Khả năng này rất có ý nghĩa khi trong nhà bạn có thú cưng
(chó, mèo ). Với cảm biến PIR không có biến trở điều chỉnh độ nhạy, khi thú
cưng của bạn đi ngang qua sẽ vẫn có tác dụng với cảm biến và làm cảm biến đóng.
Điều này thật sự không tốt. Hoặc khi dùng cảm biến làm mạch báo trộm, khi có
mèo đi ngang qua tác động làm chuông báo động kêu gây ra báo động giả!
24
PIR HC-SR501 sử dụng IC cảm biến mới nhất tên mã: BISS0001 A1326311.1
tăng khả năng nhận biết chuyển động.
Hình 2.14. Module cảm biến PIR
Module cảm biến PIR sử dụng IC BISS0001 được thiết kế dành riêng cho
cảm biến PIR
Hình 2.15. IC BISS0001
• Mô tả các chân của IC BISS0001 như sau:
25