giao tiếp camera với pic lưu hình có code

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN 3

HỆ THỐNG GIÁM SÁT AN NINH GIAO
TIẾP QUA GSM

Người hướng dẫn: TS TRẦN THANH PHƯƠNG
Người thực hiện: PHAN HỒNG VŨ
Lớp: 13040202
Khoá: 17

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017

1


2


3


MỤC LỤC

4


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

5


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

UART

Universal asynchronous receiver/transmitter

USB

Universal serial bus

VĐK

Vi điều khiển

PIC

Programable Intelligent Computer

6


ĐỒ ÁN 3
Trang 7/20

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

•

1.1 Giới thiệu chung
Chúng ta đang sống trong một xã hội rất phát triển, theo đó cũng các tệ nạn
xã hội cũng ngày càng tăng, trộm cắp, cờ bạc, ma tý…

• Từ đó với kiến thức học được từ Trường Đại Học Tôn Đức Thắng, nay em
xin giới thiệu và trình bày sản phẩm hệ thống giám sát an ninh giao tiếp qua

GSM, qua đó giúp chúng ta đề phòng được những nguy cơ xấu đến tính
mạng và tài sản.
1.2 Mục đích đề tài
• Nhờ hướng phát triển đó chúng ta có thể sử dụng sóng di động có sẵn, các
cảm biến chuyển động camera…
• Giúp giảm nguy cơ rủi ro và đề phòng được trộm cắp.
•
•
•
•
•
•
•
•

1.3 Yêu cầu và nhiệm vụ của đề tài
Cần tìm hiểu rõ Pic 16F877A các module liên quan.
Chức năng của module và các linh kiện .
Thiết kế sơ đồ khối và lưu đồ giải thuật.

Thiết kế mạch nguyên lý.
Mô phỏng và thực nghiệm.
Thiết kế matlab để xử lý camera.
Thực thi phần cứng và kiểm tra kết quả cuối cùng.
Kiểm tra phần cứng có đủ khả năng đáp ứng đề tài.

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ ĐỀ TÀI
1.4 Sơ đồ khối
Cảm biến PIR

LCD
Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

Camera

Khối điều khiển

GSM
SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 8/20

Khối nguồn

Hình 2.1 Sơ đồ khối.
1.5 Khối điều khiển
1.1.1 PIC 16F877A(VĐK)

Hình 2.2: Pic 16F877A.
(nguồn codientu.org)
• Là vi điều khiển 8bit của hãng Microchip.
• Có kiến trúc lệnh Havard, sử dụng tập lệnh RISC.
• Gồm có 40 chân:

Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 9/20

Hình 2.3: Sơ đồ chân.
(nguồn codientu.org)
• Có bộ nhớ là 8K*14bit.
• Có bộ nhớ Ram 368*8 byte và bộ nhớ EEROM với dung lượng lưu trữ là
•
•
•
•
•
•

256*8 byte.
Có 3 Timer: 0, 1 và 2.
Có có thể ghi xóa được 1.000.000 lần.

Có năng port chính là A,D,E,C,B.
Có bộ chuyển đổi ADC tích hợp.
Có giao tiếp kết nối UART nhờ vào các chân TX,RX.
Hoạt động ổn định trong điện áp 3V-5V.

1.1.2 Nhiệm vụ của khối
• Có chức năng rất quang trọng trong mạch và có thể xem như là trái tim của
mạch.

Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 10/20

• Chức năng xử lý các thông tin, các lệnh được lập trình hay các thông tin thu
từ các khối chức năng khắc như cảm biến.
• Nhiệm vụ của khối vi điều khiển này trong đề tài này là:
o

Nhận dữ liệu từ cảm biến pir.

o

Sau đó so sánh nếu đúng điều kiện thì xử lý các lệnh.

o

Các lệnh như kích hoạt chức năng camera và module sim.

1.6 Cảm biến PIR
1.1.3 Cảm biến PIR

Hình 2.4: Cảm biến PIR.
(nguồn www.dientuchiase.com)
• Là loại cảm biến phát hiện nhiệt từ con người hay các vật phát nhiệt.
• Nên có thể phát hiện được di chuyển của con người, qua đó giúp và cảnh báo
chúng ta được có người lạ.
• Có thể phát hiện trong khoảng 7m.
• Có thể điều chỉnh thời gian delay.
1.1.4 Nhiệm vụ của khối:
• Chức năng luôn luôn phát thu tín hiệu để phát hiện chuyển động xung quanh
nhờ sự biến đổi nhiệt.

Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 11/20

• Khi phát hiện thay đổi thì nó thay đổi từ 0 sang 1 và gửi dữ liệu lên khối cảm
biến.
1.7 Khối giao tiếp GSM
1.1.5 Module Sim

Hình 2.5: module sim900.
(nguồn: congdongpic.com)
• Là linh kiện ngoại vi kết nối với VĐK thông qua chuẩn UART.
• Sử dụng băng tần đăng ký 900MHz.
• Có thể thực hiện cuộc gọi, nhắn tin, nhờ đó chúng ta có thể điều khiển qua
cuộc gọi hay tin nhắn.
• Chân VCC: để cấp nguồn có sử dụng nguồn từ 3.3V-5V.
• Chân GND: chân đất của module.
• Chân Tx để gửi tín hiệu được nối với chân Rx.
• Chân Rx để nhận tín hiệu được nối với chân Tx.

Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 12/20

• Các chân còn lại để gắn với loa, mic để thực hiện cuộc gọi như điện thoại
thông thường.
1.1.6 Nhiệm vụ của khối
• Nhận tín hiệu từ khối điều khiển sau đó dùng tập lệnh AT để gửi tin nhắn đến
số thuê bao được thiết lập.
1.8 Khối hiển thị LCD
1.1.7 LCD

Hình 2.6: Màn hình.

(nguồn: arduino.vn)
•

Dùng đề hiển thị thông tin mong muốn.

•

Hiển thị đươc 16 kí tự và hiển thị được 2 hàng.

•

Thiết lập qua các chân gồm 16:

•

o

Các chân như nguồn đất.

o

Gồm 8 chân data để đọc và ghi giá trị

o

Chân kết nối với biến trở để điều chỉnh độ tương phản.

o

Và các chân để bật tắt màn hình.

Khi dùng với VĐK thường sẽ được lập trình theo thư viện có sẳn.

2.1.1 Nhiệm vụ của khối
• Nhận dữ liệu từ khối điều khiển sau đó hiển thị lên màn hình.
Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 13/20

1.9 Khối Camera
1.1.8 Giới thiệu chung
• Sử dụng camera có sẵn trên laptop để sử dụng.
• Camera được viết chương trình trên matlab.
• Chương trình này kết nối với khối điều khiển thông qua chuẩn Urat nên
chúng ta sử dụng Usb urat.

Hình 2.7: USB TTL
•

Dùng để kết nối VĐK với máy tính thông qua chuẩn nối tiếp UART.

•

Có chức năng như giúp gửi và nhận dữ liệu với nhau.

•

Gồm có 5 chân:
o

Chân 5V, 3V3: chân này dùng để cấp nguồn cho các thiết bị ngoại vi.

o

Gồm 2 chân để kết nối để truyền nhận là TX, RX.

o

Chân nối đất để thiết bị có thể hoạt động.

1.1.9 Nhiệm vụ của khối
• Có chức năng nhận tín hiệu từ VĐK sau đó so sánh trên chương trình.
• Chụp ảnh và lưu anh và các thông báo vào bộ nhớ.
1.10 Nguyên lý hoạt động
• Kết nối usb với VĐK theo chuẩn uart. Kết nối này kiên kiến với phần mềm
trên máy tính.
Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 14/20

• Nếu có tín hiệu nhận được từ cảm biến gửi đến chân 20 của VĐK.
• VĐK lúc này nhân được tín hiệu khi đó mới so sánh các giá trị nhận được và
thực hiện điều khiển và gửi data đến máy tính và đồng thời gửi tín hiệu đến
module sim.
• Phần mềm trên máy tính nhận được tín hiệu sẽ cho phép kích hoạt camera
chụp hình lưu bộ nhớ và ghi lại thời gian vào file .txt.
• Module sim sẽ gửi đi một tin nhắn với nội dung được lập trình sẵn cho số
thuê bao đã được thiết lập.
• Đồng thời Lcd cũng hiển thị cảnh báo là có người.
1.11

Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý.
1.12 Tìm hiểu về giao tiếp
• Cách thức giao tiếp và dạng tín hiệu:
o Truyền qua giao tiếp qua serial(UART).
• Tín hiệu truyền dạng nhị phân 0,1.
• Có khung truyền là:
Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 15/20

o 1bit bắt đầu 1 bit kết thúc và 8 bit dữ liệu.

Hình 2.9: Sơ đồ khung truyền.
(nguồn: )

1.13 Lưu đồ giải thuật
START

Có tín hiệu cảm biến, gửi tới VĐK

0
1

Tiếp tục quán sát

Thực hiện điều khiển các
thiết bị ngoại vi.

Camera chụp hình và gửi tin nhắn.

Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 16/20

Quay về START.
Hình 2.10: Lưu đồ giải thuật.
1.1.10 Giải thích

• Khi có tín hiệu từ kết nối từ cảm biến thì lúc này VĐK sẽ thực hiện nhiệm vụ
cho các chân theo lập trình và điều khiển.
o Điều khiển như gửi tin nhắn hiển thị LCD và chụp hình.
o Lưu vào bộ nhớ.
• Nếu không có tín hiệu từ cảm biến thì sẽ yêu cầu kết nối lúc này lại, VĐK sẽ
không thực thi được yêu cầu của hệ thống.

CHƯƠNG 3. THI CÔNG ĐỀ TÀI
1.14 Mạch in

Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 17/20

Hình 3.11: Mạch in.
• Mạch thiết kế và đi dây bằng công cụ hổ trợ chuyên dụng.
• Trên mạch in thể hiện rỏ được tên sinh viên và mã số của sinh viên.
• Mạch có gắn các linh kiên như VĐK các module sim hay cảm biến.
1.15 Quá trình thực hiện
• Thực hiện là ủi mạch in và rửa là các bước quan trọng vì nếu bước này
không thực hiện tốt sẽ làm cho các đường kết nối với nhau không liên kết
được sẽ làm cho mạch không hoạt động tốt.

Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 18/20

Hình 3.12: Mạch đồng khi vừa được ủi.
• Lúc này sẽ đêm đi rửa với dung dịch để đồng chỉ còn lại các đường bị bao
phủ bởi mạch in.
• Khi thực hiện sau mạch in sẽ như thế này.

Hình 3.13: Mạch đã được rửa.

Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 19/20

1.16 Mô hình thực tế

Hình 3.14: Mạch thực tế phía trước.
•
•
•
•

Trên hình có pic 16F877A.
Module Sim.
Cảm biến PIR với usb TTL.
Và các linh kiện cần thiết khác.

1.17 Một số hình ảnh hoạt động thực tế của mạch

Hình 3.15: Hệ thống đang quan sát.
• Khi có người hệ thống sẽ chụp hình lại và gửi tin nhắn hiển thi nội
dung lên Lcd
Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 20/20

Hình 3.16: Hiển thị thông tin lên LCD.

Hình 3.17: Hình ảnh và thông báo sẽ được lưu ở thư mục.

Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan

ĐỒ ÁN 3
Trang 21/20

Hình 3.18: Tin nhắn sẽ gửi đến số điện thoại được cài đặt.

Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 22/20

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN
1.18 Kết luận
1.1.11 Ưu điểm
• Hoạt động ổn định.
• Mạch hoàn thiện tốt.
• Tốt độ đáp ứng của hệ thống nhanh và có gửi thông báo hiển thị đầy đủ.
• Các linh kiện dễ dàng tìm mua, phần thiết kế đơn giản tính ứng dụng cao.
1.1.12 Nhược điểm
• Cảm biến dễ nhầm lẫn các chuyển động.
• Tốn chi phí khi gửi tin nhắn.
1.19 Hướng phát triển
• Phát triển thêm qua đó có thể tích hợp điều khiển thiết bị qua GSM.
• Giám sát các nông trại.
• Hay có thể kết nối internet để xem trực tiếp hình ảnh được gửi đến thiết bị
như di động máy tính.
• Dùng arm để phát triển các ứng dụng như nhận diện khuôn mặt.

• Phát triển thành camera ghi hình và gắn cảm biến GPRS hay gps để làm thiết bị
khảo sát địa hình khó khăn.

Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 23/20

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
[1]

/>
[2]

/>
[3]

/>
[4]

/>
[5]

/>
Tiếng Anh:

[6]

/>%20datasheet&gclid=CjwKEAiA0pDBBRCFtoPyguTh8AUSJADNWeux0
NsArbBrsTypv82wX7IyJovWpalNK7FaNr7WGL8gcRoCSfDw_wcBCentra
l Statistical Oraganisation (1995), Statistical Year Book, Beijing.

[7]

arduino.org.

[8]

/>
Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 24/20

PHỤ LỤC
Lập trình(code)
#include <main.h>
#include <lcd4.h>
char c;
#byte PORTB = 0x06
#define PIR input(PIN_D1)
void send_sms();

void main()
{

lcd_init();
lcd_putc('\f');
set_tris_b(0x00);
set_tris_d(0x0A);
PIR == 0;
// printf(lcd_putc,PORTB);
while(TRUE)
{
if(PIR == 1)
{
lcd_gotoxy(1,1);
printf(lcd_putc," CO NGUOI

");

fprintf(COM_B,"%d",1);
Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan


ĐỒ ÁN 3
Trang 25/20

PIR == 0;
send_sms();

}
else
{
lcd_gotoxy(1,1);
printf(lcd_putc,"KHONG CO NGUOI

");

}
}
}
void send_sms(){
fprintf(COM_A,"AT+CMGS=\"0988881606\"\r\n");
delay_ms(500);
fprintf(COM_A,"CO TROM\r\n");
putc(26);
delay_ms(4000);
}

Hệ Thống Giám Sát An Ninh Giao Tiếp Qua GSM
Hồng Vũ

SVTH: Phan