Hệ thống chống trộm và hệ thống khóa cửa xe thông minh trên ô tô

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU...............................................................................................................3
Mục đích và ý nghĩa của đề tài................................................................................4
1.1 . Không gian nội thất xe Kia Optima 2017........................................................5
1.1.1 . Giới thiệu về phần không gian nội thất của xe Kia Optima 2017...............5
1.1.2 . Bảng đồng hồ..............................................................................................5
1.1.3 . Bảng điều khiển trung tâm..........................................................................6
1.1.4 . Hệ thống điều hòa.......................................................................................6
1.1.5 . Tay lái.........................................................................................................7
1.1.6 . Tấm ốp cửa.................................................................................................8
1.1.7 . Cần số.........................................................................................................8
1.1.8 . Ghế ngồi.....................................................................................................9
1.1.10 Khoang hành lý........................................................................................10
1.2 Tổng quan về hệ thống chống trộm.................................................................13
1.2.3.1 . Module cảm biến vân tay r307...............................................................14
1.2.3.2 . RFID RC522..........................................................................................20
1.2.3.3 Module cảm biến chạm...........................................................................23
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.............................................................................25
2.1 . Tổng quan về phần mềm Proteus..................................................................25
2.2 . Các module sử dụng......................................................................................29
2.2.1 . Arduino nano v3.0....................................................................................29
2.2.2 . Relay opto cách ly.....................................................................................31
2.2.3 . IC ổn áp LM7805......................................................................................33
2.2.4 . Thạch anh 12mhz......................................................................................34
2.2.5 . Tụ Hoá......................................................................................................35
2.2.6 . Tụ gốm......................................................................................................37
2.2.7 : Diode chỉnh lưu........................................................................................38
2.2.8 . Điện trở.....................................................................................................39
2.2.9 . Cấu tạo của Transistor.............................................................................44
2.2.10 Phân tích cấu tạo của máy khởi động......................................................48
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ MẠCH CHỐNG TRỘM BẰNG MODULE VÂN TAY VÀ

THẺ RFID..................................................................................................................58
3.1. Mô phỏng phần mềm Proteus.........................................................................58

1


3.2 Tiến hành nạp code vào Arduino Leonardo R3...............................................76
3.4 Tiến hành hoàn thành mô hình.......................................................................80
3.4 : Tiến hành gắn mạch......................................................................................80
KẾT LUẬN.................................................................................................................82

2


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền công nghiệp ôtô đã có sự phát triển mạnh mẽ, hòa
nhịp với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ô tô trên thế giới. Việc Việt
Nam gia nhập WTO, chính phủ cho phép nhập khẩu phụ tùng từ nước ngoài, cũng như
mở cửa hợp tác mạnh mẽ với các quốc gia có nền công nghiệp ô tô phát triển hàng đầu
thế giới như Đức, Mỹ, Nhật Bản,…đã tạo điều kiện cho nền công nghiệp ô tô Việt
Nam phát triển với việc tiếp thu các dây chuyền công nghệ, ứng dụng các phát minh
thiết kế vào sản xuất, lắp ráp cũng như giải quyết hầu hết các vấn đề về sửa chữa bảo
dưỡng và nâng cấp… ô tô tại Việt Nam, đóng góp không nhỏ vào thu nhập quốc dân
của đất nước.
Trường Đại học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải là một trong những nơi nghiên
cứu, giảng dạy hàng đầu về ô tô tại Việt Nam. Sau quá trình học tập 5 năm tại trường
Đại học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải, chúng em đã được tìm hiểu về hầu hết các
hệ thống trên ô tô. Trong các hệ thống đó thì hệ thống chống trộm là một hệ thống rất
quan trọng với vai trò như một vệ sĩ của chiếc xe, giúp giảm thiểu được nhưng xâm hại
trái phép đối với chiếc xe cũng như bảo vệ tài sản cho chủ sở hữu xe. Với các lý do

như vậy, em đã quyết định chọn hệ thống chống trộm để tìm hiểu và nghiên cứu khi
làm đồ án tốt nghiệp, em đi sâu vào tìm hiểu hệ thống chống trộm và khóa cửa xe trên
xe con với đề tài tốt nghiệp là: “Hệ thống chống trộm và hệ thống khóa cửa xe
thông minh trên ô tô”. Trong quá trình thực hiện đề tài em đã nhận được sự hướng
dẫn tận tình của thầy giáo Trần Đăng Quốc đồng thời em cũng nhận được ý kiến đóng
góp trong bộ môn ô tô và xe chuyên dụng. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức
có hạn và thời gian làm đồ án tốt nghiệp còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai
sót, kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy để đề tài của em được hoàn
thiện hơn trong tương lai.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2020
Sinh viên thực hiện

LÊ VŨ THẮNG

3


Mục đích và ý nghĩa của đề tài.
 Hiện nay nước ta đang trên đà phát triển, đặc biệt là những ngành công
nghiệp, hướng tới hiện đại hóa đất nước. Cùng với đố ngành công nghiệp ô
tô nước ta cũng có nhiêu cơ hội để phát triển. Nhu cầu mua ô tô của người
Việt Nam ngày càng tăng lên. Đất nước phát triển thu nhập đầu người tăng
lên nhu cầu sở hưu một chiếc ô tô của các gia đình ngành càng tăng lên. Từ
đó số lượng ô tô tại Việt Nam ngày càng tăng, số lương ô tô ngành càng
tăng đó kéo theo nhu cầu về vấn đề an ninh bảo vệ cho nhưng chiếc xe khỏi
sự can thiệp ngoài ý muốn cung như vấn đề bảo vệ tài sản cá nhân và an
toàn của chiếc xe khỏi những người khác không phải chủ sở hữu can thiệp
vào ngày càng tăng cao điều này thúc đẩy sự phát triển của hệ thống chống
trộm phát triển ngày một càng tăng. Đó cũng là lý do mà em chọn đề tài cho

mình là “Hệ thống chống trộm và hệ thống khóa cửa xe thông minh
trên ô tô ”.
 Mục đích của đề tài là:
 Nắm vững các kiến thức về hệ thống chống trộm và khóa cửa trên ô tô.
 Trau dồi thêm nhiều kiến thức mới về ô tô.
 Tạo ra mô hình mạch hoạt động tốt ,độ sai số nhỏ.
 Thông qua việc làm đề tài này đã góp phần cho sinh viên chúng em củng cố
lại các kiến thức đã được học và thực tập, giúp cho sinh viên chúng em cách
nghiên cứu, làm việc một cách độc lập. Từ đó, tạo điều kiện thuận lợi cho
công việc sau này của người kỹ sư tương lai.

4


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHỐNG TRỘM TRÊN Ô TÔ
1.1. Không gian nội thất xe Kia Optima 2017.
1.1.1 Giới thiệu về phần không gian nội thất của xe Kia Optima 2017.

Hình 1.1 Không gian nội thất của xe.
Các kỹ sư tâm huyết đã mang triết lý “Giá trị vượt trên sự mong đợi” vào cả thiết kế
nội thất từ sự chăm chút trong từng chi tiết và chất liệu đến sự liền mạch gắn kết của
toàn bộ không gian bên trong. Những điểm nhấn trang trí mạ bạc dọc theo bảng táp lô
và hai bên cửa ẩn chứa sự tinh tế, sang trọng. Trang bị nội thất xe ô tô khá tương đồng
ở cả 3 phiên bản với ghế xe bọc da, ghế lái chỉnh điện 12 hương có nhớ 2 vị trí, vôlăng bọc da tích hợp các nút bấm điều khiển và lẫy chuyển số thể thao. Hệ thống giải
trí với màn hình trung tâm, các cổng kết nối đa phương tiện, kết nối Bluetooth, hệ
thống điều hoà tự động, gương chiếu hậu trong xe chống chói. Riêng hai phiên bản cao
cấp trang bị hệ thống âm thanh 10 loa Harman Karrdon, tính năng sạc điện thoại
không dây, ghế hàng khách phía trước chỉnh điện 10 hướng.
1.1.2 Bảng đồng hồ.

Hình 1.2 Bảng đồng hồ.

5


Bảng đồng hồ tạo hình “phổ thông”, dễ dàng quan sát với hai cụm vòng tua-vận tốc
đặt đối xứng qua màn hình LCD đa thông tin. Nhìn qua khá đơn giản nhưng bắt mắt và
hiển thị đầy đủ thông tin .
1.1.3 Bảng điều khiển trung tâm.

Hình 1.3 Bảng điều khiển trung tâm.
Cụm điều khiển trung tâm ở Kia Optima 2017 nhìn chung khá đơn điệu và chưa mấy
xứng tầm với một mẫu xe hạng D khi màn hình chính 5-inch “nhỏ nhắn”, kích thước
kém cả Cerato hay Morning, đổi lại hai hốc gió được dời thấp xuống bên dưới cạnh
các nút bấm của hệ thống điều hòa tạo nên sự khác biệt so với kiểu thiết kế thường
thấy.
1.1.4 Hệ thống điều hòa.

Hình 1.2 Hệ thống điều hòa.

6


Hệ thống điều hòa tự động và chỉnh tay, được trang bị bộ lọc khí nhằm đảm bảo
không khí trong lành luân chuyển trong xe, tạo cảm giác thư thái dễ chịu trong suốt
chuyến đi.
Hệ thống điều hòa hai vùng tự động có hốc gió phía sau, nút bấm khởi động, hệ thống
điều khiển hành trình Cruise Control.
1.1.5 Tay lái.

Hình 1.3 Tay lái.
Vô-lăng ba chấu trên Optima 2.0 AT cũng như 2.0 ATH trông gọn gàng và lịch lãm
hơn đàn em Kia Cerato, riêng phiên bản 2.4 GT Line với thiết kế thể thao xuyên suốt
thì vòng gỗ có đáy được vát bằng đi kèm một logo GT Line ốp ở góc 6 giờ.
Bên cạnh các trang bị tiêu chuẩn như bọc da, tích hợp các nút bấm chức năng, lẫy
chuyển số thể thao, cột tay lái điều chỉnh 4 hướng thì ở hai phiên bản 2.0 ATH và 2.4

7


GT Line xuất hiện cả tính năng sưởi. Đây rõ ràng là một chiếc nút bấm “đáng tiền” và
sẽ rất được lòng các khách hàng khu vực phía Bắc cũng như khu vực cao nguyên, vốn
thường phải đối diện với tiết trời giá lạnh.
1.1.6 Tấm ốp cửa.

Hình 1.4 Tấm ốp cửa.
Bên trong các cửa xe, bệ tì tay được phủ da và ốp gỗ êm ái dành cho các hành khách,
hai cửa kính phía trước chỉnh điện một chạm chống kẹt trong khi hàng ghế sau bổ sung
hai rèm che nắng, tăng phần tiện nghi và riêng tư khi cần thiết.
1.1.7 Cần số.

Hình 1.5 Cần số.
Cần số có các vị trí vào số bố trí theo phương dọc và được bọc da kết hợp nhũ bạc
tinh tế.

8


1.1.8 Ghế ngồi.

Hình 1.6 Ghế ngồi.
Tất cả ghế ngồi đều được bọc da cao cấp, sự khác biệt nằm ở việc Optima 2.4 GT
Line sử dụng màu đỏ cá tính đậm trong khi hai phiên bản dưới một tỷ đồng trang nhã
hơn với tông màu begie. Và như tôi vừa đã nói phía, nhờ KIA tập trung phục vụ cho
hàng ghế trước nên ngoài việc có thiết kế theo hướng thể thao với đệm hông và tựa
lưng ôm sát cơ thể người ngồi thì nơi đây còn nhận được một loạt các tiện nghi vốn
thường chỉ xuất hiện trên các mẫu xe hạng sang.
1.1.9 Ngăn để vật dụng.

9


Hình 1.9 Ngăn để vật dụng.
Không gian nội thất xe mới không chỉ thoáng đãng mà còn tiện lợi với nhiều ngăn
đựng vật dụng được bố trí ở những vị trí thuận tiện nhất cho hành khách ngồi ghế
trước và sau như giá để cốc bên hành khách phía trước, hộc đựng đồ bên dưới bảng
điều khiển trung tâm, hộc để đồ phía trước, ngăn để găng tay, hộc để đồ trung tâm, giá
để cốc hàng ghế sau, ngăn để đồ lưng ghế trước. Bạn sẽ hài lòng hơn khi những vật
dụng cá nhân được sắp xếp gọn gàng ngăn nắp và dễ tìm kiếm.
1.1.10 Khoang hành lý.

Hình 1.7 Khoang để hành lý.
Bên cạnh không gian hành lý đã hết sức rộng rãi, bạn vẫn có thể chứa được những
món đồ to lớn nhờ hàng ghế sau có thể gập 60:40, nối liề cốp sau và cabin. Các vị trí

10


để ly, để cốc và vật dụng cá nhân cũng xuất hiện khắp nơi, đáp ứng nhu cầu sử dụng
của hành khách khi di chuyển cùng Optima.

1.1.11 Hàng ghế sau gập phẳng.

Hình 1.11 Hàng ghế sau gập thẳng.
Hàng ghế sau xe có thể gập 60:40 dễ dàng để tăng kích thước khoang hành lý, giúp
việc chuyên chở các hành lý cồng kềnh giờ đây không còn là vấn đề khó khăn.
1.2.12 Thông số kỹ thuật.

Hình 1.12 Kích thước trọng lượng xe.

11


Hình 1.13 Ngoại thất xe.

Hình 1.14 Ngoại thất xe.

12


Hình 1.15 An toàn xe.
1.2 Tổng quan về hệ thống chống trộm.
1.2.1 Thiết bị chống trộm là gì.
 Tương tự như camera hành trình hay hộp đen định vị vị trí của ô tô thiết bị chống
trộm được trang bị khả năng hú còi ing ỏi khi bị cạy cửa hay tác động mạnh.
 Hệ thống chống trộm cho ô tô bao gồm một cảm biến rung và một cảm biến từ
được gắn ở cửa khi bật chế độ cảnh báo có bất kỳ dấu hiệu cạy cửa xe hay va chạm
quá mạnh đều kích hoạt còi hú ing ỏi để gia chủ được biết. Thậm chí nhiều hệ
thống chống trộm ô tô hiện đại còn được trang bị khả năng cảnh báo qua điện thoại
từ xa.
 Hầu hết các xe ô tô hiện nay đều được trang bị thiết bị remote khóa xe từ xa để

đảm bảo xe đã được khóa khi bạn đã ra khỏi ô tô nhưng thiết bị này không đủ để
đảm bảo an toàn cho chiếc xe yêu quí của bạn.
1.2.2. Sự cần thiết của hệ thống chống trộm.
 Hiện nay nước ta đang trên đà phát triển, đặc biệt là những ngành công nghiệp,
hướng tới hiện đại hóa đất nước. Cùng với đố ngành công nghiệp ô tô nước ta
cũng có nhiêu cơ hội để phát triển. Nhu cầu mua ô tô của người Việt Nam ngày
càng tăng lên. Đất nước phát triển thu nhập đầu người tăng lên nhu cầu sở hưu một
chiếc ô tô của các gia đình ngành càng tăng lên. Từ đó số lượng ô tô tại Việt Nam
ngày càng tăng, số lương ô tô ngành càng tăng đó kéo theo nhu cầu về vấn đề an

13


ninh bảo vệ cho nhưng chiếc xe khỏi sự can thiệp ngoài ý muốn cung như vấn đề
bảo vệ tài sản cá nhân và an toàn của chiếc xe khỏi những người khác không phải
chủ sở hữu can thiệp vào ngày càng tăng cao điều này thúc đẩy sự phát triển của
hệ thống chống trộm phát triển ngày một càng tăng.
 Nguyên lý cơ bản của hệ thống chống trộm hiện nay:
-

Hệ thống chống trộm nói chung thường gồm các cảm biến nối với một số còi
báo động. Còi báo động đơn giản là công tác được gắn trên cánh cửa xe và có
dân dẫy điện, nếu có sự cam thiệp từ bên ngoài vào mà không được sự chấp
nhận từ chủ xe còi xe sẽ báo động.

 Những hệ thống chống trộm trên xe ngày nay ngày càng phức tạp hơn nhiều.
Chúng thường gồm:
-

Một dãy các cảm biến có thể bao gồm các công tác. Các cảm biến áp xuất, cảm

-

biến chuyển động ....
Một còi báo động có thể diều chỉnh phát ra tiếng kêu khác nhau. Bởi vậy có thể
tạo ra âm thanh khác nhau nên có thể tạo ra sự khác biết cho xe tùy theo mục

-

đích thiết kế.
Một bộ thu phát sóng cho phép thao tác điều khiển không dây từ xa bằng bộ

-

điều khiển.
Một bộ ác quy phụ có thể vận hành hệ thống đề phòng trường hợp bình ác quy

-

chính của xe bị hết điện hoặc mất kết nối.
Một bộ điều khiển trung tâm để theo dõi và điều khiển toàn bộ hệ thống, cũng
như kích hoạt hệ thống vào trạng thái báo động (có thể gọi đây là bộ não của hệ
thống). Các cảm biến được nắp đặt trên xe có nhiệm vụ gửi các thông tin khi có
người xâm nhập vào các vị trí mà cảm biến đã được nắp đặt sẵn về bộ não của
hệ thống qua đó bộ não sẽ đưa hệ thống vào chế độ báo động.

1.2.3 . Một số loại cảm biến và công nghệ được sử dụng trong hệ thống chống
trộm.
Cảm biến vân tay: Cảm biến vân tay là cảm biết dùng công nghệ sinh trắc học để
quét vân tay của người sử dụng với nhiều loại sóng khác nhau. Những loại sóng

này sẽ quét và lưu lại các bề mặt lồi lõm thậm chí cả lớp da dưới ngón tay để tăng
tính bảo mật cho người dùng.
Hiện nay, có tổng cộng 3 loại cảm biến vân tay:
- Cảm biến quang học:
Cảm biến này sẽ sử camera có độ phân giải cao để sao lưu lại vân tay. Tiếp đó sẽ
phân tích và lưu trữ các điểm trên ngón tay như bề mặt lồi lõm để có thể sử dụng
lần nữa.

14


Tuy nhiên, nhược điểm của loại cảm biến này là độ chính xác không cao, xác nhận
kết quả lâu.
- Cảm biến điện dung:
Không như cảm biến quang học, cảm biến điện dung sử dụng tụ điện để tiến hành
tái tạo mẫu vân tay thông qua ngón tay của người dùng. Và tất nhiên, việc tái tạo
này sẽ được xử lí thận trọng, chi tiết và kĩ càng hơn. Kết quả đạt được sẽ chính xác
hơn nhiều.
Đây là loại cảm biến cao cấp cho nên phải bỏ ra khá nhiều kinh phí để có thể sản
xuất và sử dụng được.
- Cảm biến sóng siêu âm
Đây là công nghệ đang được nghiên cứu. Cảm biến sóng siêu âm sẽ phát ra nhiều
loại sóng để phân tích, xác nhận ngón tay. Việc sử dụng sóng siêu âm sẽ có thể
chạm tới từng điểm trên ngón tay từ đó sẽ khắc hoạ lại vân tay và trả về kết quả rất
chuẩn xác.
1.2.3.1 Module cảm biến vân tay r307.

Hình 2.1 Module cảm biến vân tay quang.
Cảm biến nhận dạng vân tay R307 sử dụng giao tiếp UART TTL hoặc USB 1.1 để
giao tiếp với Vi điều khiển hoặc kết nối trực tiếp với máy tính (thông qua mạch

chuyển USB-UART hoặc giao tiếp USB 1.1).
Cảm biến nhận dạng vân tay R305 được tích hợp nhân xử lý nhận dạng vân tay
phía trong, tự động gán vân tay với 1 chuỗi data và truyền qua giao tiếp UART ra
ngoài nên hoàn toàn không cần các thao tác xử lý hình ảnh, đơn giản chỉ là phát
lệnh đọc/ghi và so sánh chuỗi UART nên rất dễ sử dụng và lập trình.
Cảm biến nhận dạng vân tay R305 có khả năng lưu nhiều vân tay cho 1 ID (1
người), thích hợp cho các ứng dụng bảo mật, khóa cửa, sinh trắc học.

15


Cấu tạo khóa vân tay Gồm lớp vỏ bọc chắc chắn bằng thép chống gỉ bên ngoài.
Bên trong ruột khóa là hệ thống vi mạch điện tử lưu trữ dữ liệu và xác nhận vân
tay. Sử dụng vân tay rất bảo mật, chỉ có vân tay của người đăng ký mới mở được.
 Thông số kỹ thuật:
Mô hình
Loại
Giao diện
Độ phân giải
Điện áp
Công Suất vân tay
Cảm ứng Array
Vân tay Kích thước
module
Hiệu quả tập hợp diện
tích
Tốc Độ quét
Tốc Độ xác nhận
Phù hợp với Phương
Pháp

FRR
XA
Môi trường làm việc
Công việc Độ Ẩm
Chống tĩnh điện công
suất
Số lần nhận diện
Thông tin liên lạc tốc độ
Baud (UART):

R307
Cảm ứng điện dung Vân Tay Module
UART (TTL)
508 DPI
DC 4.2-6 V
200
160*160 pixel
33.4*20.4*1.0 (mm)
12*12 (mm)
<0.2 GIÂY
<0.3 giây
1:1; 1: N
≤1%
≤0. 001%
-20C --- 60C
10-85%
15KV
1 triệu lần
(9600 × N) bps nơi N = 1 ~ 12 (mặc định N = 6, tức là
57600bps)

Sơ đồ mạch

16


Hình 2.2 Sơ đồ module vân tay.
Chức năng:
· Giao diện truyền thông: UART
· 1: N Nhận Dạng (Một đến-Nhiều)
· 1:1 Kiểm Chứng (Một-Một)
· Cao Tốc độ nhận dạng vân tay thuật toán hình ảnh
· Tự Học chức năng
· Vân tay tính năng đọc dữ liệu/Viết Chức năng
· Có được Tính Năng Dữ Liệu của Chiếm Được vân tay và Kiểm Chứng/Xác Định
Tải Về Tính Năng withCaptured fingerprintIdentify Tải Về Tính Năng với Chiếm
Được vân tay
· An ninh Mức cài đặt
· Có thể đặt BaudRate/Thiết Bị ID/Mật Khẩu Thiết Bị
· Hệ điều hành: Windows 98, ME, NT4.0, 2000, XP, WIN 7 hoặc Android

17


Hình 2.3 Sơ đồ kết nối module vân tay với relay.
 Giới thiệu chung về công nghệ sinh trắc và bảo mật:
 Trong thời đại ngày nay, sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật đã
giúp cho con người thuận tiện hơn trong các công việc hằng ngày. Với sự bùng
nổ về công nghệ thông tin, quá trình toàn cầu hóa diễn ra nhanh chóng, sự bảo
mật riêng tư thông tin cá nhân cũng như để nhận biết một người nào đó trong

hàng tỉ người trên trái đất đòi hỏi phải có một tiêu chuẩn, hệ thống đảm nhận
các chức năng đó. Công nghệ sinh trắc ra đời và đáp ứng được các yêu cầu trên.
 Hệ thống nhận dạng vân tay:
 Hệ thống nhận dạng:là hệ thống xác thực một cá nhân bằng cách tìm kiếm và
đối sánh đặc tính sinh trắc của người này với toàn bộ các mẫu sinh trắc được
lưu giữ trong cơ sở dữ liệu. Hình 2.3 là cấu trúc cơ bản của một hệ thống nhận
dạng

vân

Hình 2.4 Sơ đồ giải thuật toán vân tay.

18

tay.


Hình 2.5 Hình ảnh vân tay chụp lưu chữ.
Identification (Nhận diện dấu vân tay): Dấu vân tay sẽ được đưa thu thập từ một
sensor để đối chiếu với database chứa các vân tay để truy ra các đặc điểm muốn
truy xuất. Việc đối sánh ảnh vân tay cần nhận dạng chỉ cần được tiến hành trên các
vân tay (có trong cơ sở dũ liệu) thuộc loại đã được xác định nhờ quá trình phân
loại. Đây là giai đoạn quyết định xem hai ảnh vân tay có hoàn toàn giống nhau hay
không và đưa ra kết quả nhận dạng, tức là ảnh vân tay cần nhận dạng tương ứng
với vân tay của cá thể nào đã được lưu trữ trong cơ sỏ dữ liệu. Để đánh giá một hệ
thống nhận dạng vân tay ta cần phân tích hai loại lỗi đó là: Lỗi từ chối nhầm (False
Reject Rate: FRR) và lỗi chấp nhận nhầm (False Accept Rate: FAR)
 Lưu đồ giải thuật Tổng quát: Lấy mẫu vân tay > Chọn vân tay để nhận dạng >
Nhận dạng Lưu đồ giải thuật trích điểm Minutiae.

Hình 2.6 Lưu đồ giải thuật toán vân tay.

19


Hình 2.7 Sơ đồ giải thuật toán nhận dạng vân tay.

1.2.3.2 RFID RC522.

Hình 2.8 Module cảm biến RFID.

20


 Thông tin:
Điện áp: 3.3V
Dòng điện:13-26mA
Tần số hoạt động: 13.56MHz
Khoảng cách hoạt động: 0 ~ 60 mm
Cổng giao tiếp: SPI, tốc độ tối đa 10Мbps
Kích thước: 40мм х 60мм
Có khả năng đọc và ghi
 Sơ đồ chân :

Hình 2.9 Sơ đồ kết nối RFID với arduino.

Hình 2.10 Sơ đồ RFID.
- Một hệ thống RFID là một tập hợp các thành phần mà nó thực thi giải pháp
RFID. Một hệ thống RFID bao gồm các thành phần sau :

21


- Thẻ (Tags) : là một thành phần bắt buộc đối với mọi hệ thống RFID. Bao gồm:
chip bán dẫn nhỏ và anten thu nhỏ trong một số hình thức đóng gói. Công nghệ nhận
dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến RFID.
- Đầu đọc (Reader) : là thành phần bắt buộc, thực hiện việc đọc, ghi dữ liệu lên
Tag, giao tiếp với máy chủ.
- Ăngten (Antena) : làm nhiệm vụ bức xạ, thu sóng điện từ và gia công tín hiệu.
- Mạch điều khiển (Controller) :là thanh phần bắt buộc, tuy nhiên hầu hết reader
mới đều có thành phần này gắn liền với chúng. Cho phép các thành phần bên ngoài
như con người, chương trình máy tính giao tiếp điều khiển các chức năng của reader,
annunciator, cơ cấu chấp hành kết hợp với reader.
- Cảm biến (sensor), cơ cấu chấp hành (actuator) và bảng tín hiệu điện báo
(annunciator) : hỗ trợ xuất và nhập của hệ thống.
- Máy chủ và hệ thống phần mềm: về mặt lí thuyết, một hệ thống RFID có thể
hoạt động mà không cần thành phần này. Thực tế, một hệ thống RFID gần nhƣ không
có ý nghĩa nếu không có thành phần này.
- Cơ sở hạ tầng truyền thông : là thành phần bắt buộc, nó là một tập gồm cả 2
mạng có dây và không dây và các bộ phận kết nối tuần tự để kết nối các thành phần đã
liệt kê ở trên với nhau để chúng truyền với nhau hiệu quả.

22


o PHƯƠNG THỨC LÀM VIỆC CỦA RFID:
- Một hệ thống RFID có ba thành phần cơ bản: tag, đầu đọc, và một máy chủ.
Mỗi tag được lập trình với một nhận dạng duy nhất cho phép theo dõi không dây đối
tượng hoặc con ngƣời đang gắn tag đó. Bởi vì các chip được sử dụng trong tag RFID
có thể giữ một số lƣợng lớn dữ liệu, chúng có thể chứa thông tin như chuỗi số, thời

dấu, hướng dẫn cấu hình, dữ liệu kỹ thuật, sổ sách y học, và lịch trình. Cũng nhƣ phát
sóng tivi hay radio, hệ thống RFID cũng sử dụng bốn băng thông tần số chính: tần số
thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần (UHF) hoặc sóng cực ngắn (viba).
- Các hệ thống trong siêu thị ngày nay hoạt động ở băng thông UHF, trong khi
các hệ thống RFID cũ sử dụng băng thông LF và HF. Băng thông viba đang đƣợc để
dành cho các ứng dụng trong tương lai.
- Các tag có thể được cấp nguồn bởi một bộ pin thu nhỏ trong tag (các tag tích
cực) hoặc bởi reader mà nó “wake up” (đánh thức) tag để yêu cầu trả lời khi tag đang
trong phạm vi (tag thụ động).

Hình 2.11 Phương thức giao tiếp bằng sóng từ.
o Hoạt động giữa tag và reader RFID:
- Tag tích cực đọc xa 100 feet tính từ reader và có thể là tag RW (với bộ nhớ
được viết lên và xóa như một ổ cứng máy tính) hoặc là tag RO. Tag thụ động có thể
được đọc xa reader 20 feet và có bộ nhớ RO. Kích thước tag, giá cả, dải đọc, độ chính
xác đọc/ghi, tốc độ dữ liệu và chức năng hệ thống thay đổi theo đặc điểm nêu ra trong
thiết kế và dải tần hệ thống FRID sử dụng.

23


- Reader gồm một anten liên lạc với tag và một đơn vị đo điện tử học đã được nối
mạng với máy chủ. Đơn vị đo tiếp sóng giữa máy chủ và tất cả các tag trong phạm vi
đọc của anten, cho phép một đầu đọc liên lạc đồng thời với hàng trăm tag. Nó cũng
thực thi các chức năng bảo mật như mã hóa/ giải mã và xác thực người dùng. Reader
có thể phát hiện tag ngay cả khi không nhìn thấy chúng. Hầu hết các mạng RFID gồm
nhiều tag và nhiều đầu đọc đƣợc nối mạng với nhau bởi một máy tính trung tâm, hầu
nhƣ thƣờng là một trạm. làm việc gọn để bàn. Máy chủ xử lý dữ liệu mà các reader
thu thập từ các tag và dịch nó giữa mạng RFID và các hệ thống công nghệ thông tin
lớn hơn, mà nơi đó quản lý dây chuyền hoặc cơ sở dữ liệu quản lý có thể thực thi.

Middleware là phần mềm nối hệ thống RFID với một hệ thống IT quản lý luồng dữ
liệu.
1.2.3.3 Module cảm biến chạm.

Hình 2.12 Module cảm biến chạm.

24


Thông số kĩ thuật:
 Nguồn điện cung cấp cho 2 ~ 5.5V
 Độ trễ phản ứng của đầu ra thấp (60 ms)
 Module có thể được cài đặt sau bề mặt trong suốt như nhựa, mặt kính của vật
liệu phi kim loại, và các bề mặt mỏng khác.
Hướng dẫn sử dụng:
 Bản chất, Module cảm biến chạm cũng chỉ giống như 1 công tắc
 Chân VCC và GND để cấp nguồn cho Module hoạt động
 Chân SIG thực chất là chân OUT với 2 giá trị đầu ra ON/OFF
Chạm ---> ON
 Không chạm ---> OFf
Sơ đồ nối dây: Kết nối trực tiếp Module cảm biến chạm với module relay 1
kênh
Module cảm biến chạm

Module relay 1 kênh

VCC (5V)

VCC(5V)

GND

GND
IN

SIG/OUT

25