Bài thuyết trình môn kỹ thuật đo đề tài CẢM BIẾN VÂN TAY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG

Bài thuyết trình
Mơn: Kỹ thuật đo
Đề tài:

CẢM BIẾN VÂN TAY
Hệ thống đóng mở cửa sử dụng vân tay
NHÓM 3
GVHD: TS. LÊ XUÂN HỒNG

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2021

1


SINH VIÊN THỰC HIỆN

 Nguyễn Lê Hoàng Huy
 Nguyễn Anh Tú
 Vũ Đình Sinh
 Trương Nhựt Minh
 Lê Đức Thành
 Nguyễn Minh Nhất

1951050062
1951050097
1951050030
1951030222
1951030238

1951050079

2


MỤC LỤC
PHẦN I : CẢM BIẾN VÂN TAY (R307)

Trang

1.1
1.2

KHÁI NIỆM……………………………………………………………………...5
PHÂN LOẠI……………………………………………………………………..6
1.2.1 CẢM BIẾN VÂN TAY QUANG HỌC…………………......................7
1.2.2 CẢM BIẾN VÂN TAY ĐIỆN DUNG……………………………..........8
1.2.3 CẢM BIẾN VÂN TAY SIÊU ÂM……………………………...............9
1.3 ỨNG DỤNG…………………………………………………………………….10
1.3.1 ỨNG DỤNG VÂN TAY TRONG ĐIỆN THOẠI THÔNG MINH…….10
1.3.2 ỨNG DỤNG VÂN TAY TRONG MÁY TÍNH BẢNG, TABLET…….11
1.4 CẢM BIẾN VÂN TAY R307…………………………………………………….12
1.4.1 KHÁI NIỆM……………………………………………………………...12
1.4.2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT……………………………………………….13

PHẦN II : HỆ THỐNG ĐÓNG - MỞ CỬA TỰ ĐỘNG
SỬ DỤNG VÂN TAY
2.1 Ý TƯỞNG, YÊU CẦU KHI XÂY DỰNG SẢN PHẨM……………………...15
2.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN CHÍNH CỦA SẢN PHẨM.…………….16
3

MỤC LỤC
Trang

3.
4.
5.
6.
7.
8.
9

MÔ PHỎNG SẢN PHẨM……………………………………………….17
THÔNG SỐ KỸ THUẬT………………………………………………...18
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG………………………………………........19
ĐIỀU KIỆN HOẠT ĐỘNG ỔN ĐỊNH…………………………………..20
ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM……………………………………..........21
CODE ARDUINO………………………………………………………...22
SẢN PHẨM, VIDEO THÍ NGHIỆM……………………………….........27

PHẦN III : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT
TRIỂN VÀ CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.
2.
3.

KẾT LUẬN………………………………………………………………29
HƯỚNG PHÁT TRIỂN…………………………………………………30
CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………….31

4


PHẦN I : CẢM BIẾN VÂN TAY
1. KHÁI NIỆM
Cảm biến vân tay: là phương thức dùng công nghệ sinh trắc học để quét vân tay
của người dùng bằng nhiều loại sóng khác nhau. Chúng sẽ quét và lưu lại bằng dữ
liệu số về những đặc điểm, đường nét lồi lõm và cả lớp da tay trên đầu ngón tay. Từ
đó giúp nhận biết từng dấu vân tay khác nhau tăng tính bảo mật cho các thiết bị sử
dụng.

Mơ phỏng sinh trắc học vân tay
5


PHẦN I : CẢM BIẾN VÂN TAY
2. PHÂN LOẠI

 Có ba loại: phân loại theo các
phương thức nhận diện vân tay
• Cảm biến vân tay quang học
• Cảm biến vân tay điện dung
• Cảm biến vân tay siêu âm
6


PHẦN I : CẢM BIẾN VÂN TAY
2.1 CẢM BIẾN VÂN TAY QUANG HỌC
2.1.1 Khái niệm: Đây là loại cảm biến lâu đời nhất sao chụp vân tay

bằng camera có độ phân giải cao. Sau đó sử dụng những thuật tốn xử
lý hình ảnh để phân tích và lưu trữ những đặc điểm trên ngón tay. Tuy
nhiên, độ chính xác của loại cảm biến này không cao dẫn đến việc xác
nhận kết quả lâu.

7


PHẦN I : CẢM BIẾN VÂN TAY

2.2 CẢM BIẾN VÂN TAY ĐIỆN DUNG
2.2.1 Khái niệm: Cảm biến điện dung sử dụng tụ điện ghi nhớ, lưu trữ
những đặc điểm chi tiết liên quan đến dấu vân tay mà không phải sao chụp lại
bằng hình ảnh.
2.2.2 Đặc điểm: Cơng nghệ này có thể tái tạo mẫu vân tay thơng qua ngón
tay của người dùng nên có độ chính xác cao. Nhờ vậy việc xác nhận vân tay
bảo mật để mở khóa thiết bị cũng được thực hiện nhanh hơn.

8


PHẦN I : CẢM BIẾN VÂN TAY
2.3 CẢM BIẾN VÂN TAY SIÊU ÂM
2.2.1 Khái niệm: Thiết bị sử dụng một bộ thu phát sóng siêu âm. Khi đưa
đầu ngón tay đến trên máy quét xung sóng siêu âm truyền đến đầu ngón
tay. Sau đó phân tích sóng phản xạ, so sánh những đặc điểm chi tiết giúp
phân biệt những dấu vân tay khác nhau.

9

PHẦN I : CẢM BIẾN VÂN TAY
3. ỨNG DỤNG CẢM BIẾN VÂN TAY

 Công nghệ cảm biến vân tay được ứng dụng vào các sản phẩm
công nghệ; giúp tăng cường tính bảo mật cho các thiết bị đó.
3.1 ỨNG DỤNG TRONG ĐIỆN THOẠI THƠNG MINH
- Điện thoại thơng minh là một trong những thiết bị sử dụng công nghệ cảm
ứng vân tay nhiều nhất. Từ những dòng điện thoại giá rẻ cho đến những
dịng cao cấp đều sử dụng cơng nghệ này.

Cảm biến vân tay được sử dụng trong smartphone

10


PHẦN I : CẢM BIẾN VÂN TAY
3.2 ỨNG DỤNG TRONG MÁY TÍNH BẢNG, TABLET
Hiện nay máy tính bảng cũng được trang bị cơng nghệ cảm biến vân tay
để tăng tính bảo mật và tiện dụng cho thiết bị.

Vân tay ứng dụng trong máy tính bảng, tablet
11


PHẦN I : CẢM BIẾN VÂN TAY

4. CẢM BIẾN VÂN TAY R307
4.1 KHÁI NIỆM
Cảm biến vân tay R307 bao gồm cảm biến vân tay quang, bộ xử lý DSP tốc độ

cao, thuật toán so sánh vân tay hiệu suất cao, chip FLASH dung lượng lớn. Nó
có hiệu suất ổn định và cấu trúc đơn giản. Đầu vào vân tay, xử lý hình ảnh, so
sánh vân tay, tìm kiếm và lưu trữ mẫu

Mainboard và các cổng nối của cảm biến
Cảm biến vân tay R307

12


PHẦN I : CẢM BIẾN VÂN TAY

4.2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CẢM BIẾN R307:
• Điện áp nguồn: DC 4.2 ~ 6.0V
• Chip sử dụng AS606
• Dịng hoạt động: 50mA
• Dịng điện cực đại: 80mA
• Thời gian nhập hình ảnh dấu võn tay: <0,3 giõy
ã Din tớch nhp võn tay: 14ì18 mm
• Phương pháp so sánh :
• Phương pháp so sánh (1: 1)
• Chế độ tìm kiếm (1: N)
• tập tin chữ ký: 256-byte
• tệp mẫu: 512 byte
13


PHẦN I : CẢM BIẾN VÂN TAY

3.2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CẢM BIẾN R307

 •

•
•
•
•
•
•
•
•

Dung lượng lưu trữ: 1000 vân tay
Mức độ bảo mật: 5 (từ thấp đến cao: 1,2,3,4,5)
Tỷ lệ chấp nhận sai (FAR): <0,001%
Tốc độ từ chối (FRR): <1,0%
Thời gian tìm kiếm: <1,0 giây
Giao diện máy chủ: Tốc độ truyền thơng UART USB1.1 (UART): (9600
N) bps trong đó N = 1 12 (giá trị mặc định N = 6, tức là 57600bps)
Môi trường làm việc:
• Nhiệt độ: -20°C40°C
• Độ ẩm tương đối: 40% RH-85% RH (khơng ngưng tụ)
Mơi trường lưu trữ:
• Nhiệt độ: -40°C85°C
• Độ ẩm tương đối: <85% H (khơng ngưng tụ hơi nước)
Thích hợp cho khóa vân tay, két vân tay và các ứng dụng khác
14


PHẦN II : HỆ THỐNG ĐÓNG - MỞ CỬA TỰ ĐỘNG SỬ
DỤNG VÂN TAY

1. Ý TƯỞNG, YÊU CẦU KHI XÂY DỰNG SẢN PHẨM

 Ý tưởng:
• Xuất phát từ việc nâng cao bảo mật trong việc đóng mở cửa so với
thơng thường bằng sử dụng khóa hay mật khẩu số
• Việc bị lộ mật khẩu do bàn phím số hay khóa dễ bị cắt, phá hỏng
• Đây là hệ thống khép kín với chốt khóa được đặt bên trong, tối ưu
cho việc khơng sợ bị bẻ hay phá khóa.
 u cầu:
• Sản phẩm nhỏ gọn đơn giản, có màn hình hiển thị giao tiếp, sử dụng
loa thông báo để biết trạng thái cửa
• Dễ sử dụng, lắp đặt và có thể ứng dụng rộng rãi.

15


PHẦN II : HỆ THỐNG ĐÓNG - MỞ CỬA TỰ
ĐỘNG SỬ DỤNG VÂN TAY
2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN CHÍNH CỦA SẢN PHẨM

ARDUINO
 

MÀN
HIỂN THỊ 2
 

RELAY 5V- 1 KÊNH

MẠCH GIẢM ÁP LM2596 CẢM BIẾN VÂN TAY R307

KHÓA ĐIỆN TỪ 12VDC

LOA 4Ω-5W
MẠCH GIẢI MÃ ÂM THANH
16


PHẦN II : HỆ THỐNG ĐÓNG - MỞ CỬA TỰ ĐỘNG
SỬ DỤNG VÂN TAY
3. MÔ PHỎNG SÁN PHẨM

Sơ đồ đấu dây của hệ thống

17


PHẦN II : HỆ THỐNG ĐÓNG - MỞ CỬA TỰ
ĐỘNG SỬ DỤNG VÂN TAY
4. THƠNG SỐ KỸ THUẬT SẢN PHẨM
• Nguồn cấp : USB 5V; NGUỒN CHUYỂN ĐỔI 220VAC-12VDC
• Aduino Uno R3 :
+ Dòng tại chân 3.3V: 50mA.
+ Dòng tại chân 5V: 500mA.
+ Tốc độ xung nhịp : 16 MHz.
+ Bộ nhớ Flash 32KB ( 0.5 KB cho bootloader ), SRAM 2KB , EEPROM
1KB.
• LCD : đèn nền xanh lá , chữ đen.
• KHĨA ĐIỆN TỪ: 12VDC
• Module relay: 1 KÊNH- 12VDC

• LOA : 4Ω - 5W
• Vật liệu mơ hình : Nhựa , xốp
• MẠCH GIẢI MÃ ÂM THANH : 5VDC
18


PHẦN II : HỆ THỐNG ĐÓNG - MỞ CỬA TỰ ĐỘNG
SỬ DỤNG VÂN TAY

5. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG

RIGHT
FINGER ID#

UNLOCK

- Finger compete
LCD 16×2
R307

Arduino UNO R3
WRONG

FINGER ID#

LOCK

- Finger failed
19

PHẦN II : HỆ THỐNG ĐÓNG - MỞ CỬA TỰ ĐỘNG SỬ
DỤNG VÂN TAY

5.ĐIỀU KIỆN HOẠT ĐỘNG ỔN ĐỊNH
 Bởi công nghệ vân tay này sử dụng
cảm biến quang học, điện dung nên
khi sử dụng cần đảm bảo:
• Ngón tay khơ ráo khơng bị ướt
• Bề mặt cảm biến khơng có nước
ngưng đọng
• Tránh các khu vực có bụi bẩn

20


PHẦN II : HỆ THỐNG ĐÓNG - MỞ CỬA TỰ ĐỘNG
SỬ DỤNG VÂN TAY
6. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG

Ưu Điểm

Nhược Điểm

Tính ứng dụng cao

Độ nhạy khơng cao

Tính bảo mật cao
Dễ sử dụng và lắp

đặt
Giá thành hợp lý
Có hệ thống âm thanh báo
trạng thái hoạt động

Dễ bị ảnh hưởng do
mơi trường tác động
Tính thẩm mỹ chưa
cao

21


PHẦN II : HỆ THỐNG ĐÓNG - MỞ CỬA TỰ ĐỘNG SỬ
DỤNG VÂN TAY

7. CODE ARDUINO

22


PHẦN II : HỆ THỐNG ĐÓNG - MỞ CỬA TỰ
ĐỘNG SỬ DỤNG VÂN TAY

7. CODE ARDUINO

23


PHẦN II : HỆ THỐNG ĐÓNG - MỞ CỬA TỰ

ĐỘNG SỬ DỤNG VÂN TAY

7. CODE ARDUINO

24


PHẦN II : HỆ THỐNG ĐÓNG - MỞ CỬA TỰ ĐỘNG
SỬ DỤNG VÂN TAY

7. CODE ARDUINO

25