Đồ án Hệ thống điểm danh vân tay qua wifi (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Hệ thống điểm danh vân tay qua wifi (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH HỆ THỐNG ÐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI GVHD: ThS. NGUYỄN NGÔ LÂM SVTH : HUỲNH NGUYÊN TUẤN ANH MSSV : 11119050 S K L 0 0 4 9 5 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 072017
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: HỆ THỐNG ĐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI SVTH : HUỲNH NGUYÊN TUẤN ANH MSSV : 11119050 Khóa : 2011 Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH GVHD: ThS. NGUYỄN NGÔ LÂM Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: HỆ THỐNG ĐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI SVTH : HUỲNH NGUYÊN TUẤN ANH MSSV : 11119050 Khóa : 2011 Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH GVHD: ThS. NGUYỄN NGÔ LÂM Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017 i
4. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 7 năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HOC̣ Họ và tên sinh viên: Huỳnh Nguyên Tuấn Anh MSSV: 11119050 Ngành: Công nghệ kỹ thuật máy tính Lớp: 11119CL1 Giảng viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN NGÔ LÂM ĐT: 0908 43 47 63 Ngày nhâṇ đề tài: 22/2/2017 Ngày nộp đề tài: 11/7/2017 1. Tên đề tài: HỆ THỐNG ĐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI. 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Ý tượng thực hiện một hệ thống điểm danh bằng dấu vân tay truyền dữ liệu về máy chủ thông qua sóng WiFi. 3. Nội dung thưc̣ hiêṇ đề tài: Thiết kế và xây dựng hệ thống điểm danh sinh viên bằng dấu vân tay với phần cứng chính bao gồm board Arduino Mega 2560, module vân tay R305. Phần mềm trên máy tính lập trình bằng ngôn ngữ C# và file Excel chứa cơ sở dữ liệu. 4. Sản phẩm: Hệ thống điểm danh dấu vân tay không dây sử dụng sóng WiFi để truyền dữ liệu về máy chủ. TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii
5. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾ U NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Huỳnh Nguyên Tuấn Anh MSSV: 11119050 Ngành: Công nghệ kỹ thuật máy tính Tên đề tài: HỆ THỐNG ĐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI. Họ và tên Giảng viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN NGÔ LÂM NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Giảng viên hướng dẫn iii
6. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾ U NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: Huỳnh Nguyên Tuấn Anh MSSV: 11119050 Ngành: Công nghệ kỹ thuật máy tính Tên đề tài: HỆ THỐNG ĐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI Họ và tên Giáo viên phản biện: Th.S LÊ MINH THÀNH NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Giáo viên phản biện iv
7. LỜI CẢM ƠN  Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực và cố gắng của bản thân còn có sự hỗ trợ rất lớn của gia đình, thầy cô, bạn bè. Nay em là người thực hiện đề tài xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các thầy cô khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao và khoa Điện-Điện Tử đã trao cho em một nền tảng kiến thức khá vững chắc để hoàn thành đề tài và phục vụ cho công việc sau này. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Ngô Lâm đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em thực hiện cũng như hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệ này. Ngoài ra còn có sự giúp đỡ của các bạn lớp 11119CL1 trong quá trình thực hiện đề tài. Mặc dù người thực hiện đề tài đã cố gắng rất nhiều trong quá trình làm đề tài nhưng cũng không tránh khỏi sai sót, kính mong các thầy cô, các bạn đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin một lần nữa gởi lời cảm ơn, lời chúc đến các thầy cô và các bạn thật nhiều sức khỏe và thành công. Em xin chân thành cảm ơn! TPHCM, ngày 1 tháng 7 năm 2017 Người thực hiện đồ án. Huỳnh Nguyên Tuấn Anh v
8. TÓM TẮT  Ngày nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ phát đã cho ra đời rất nhiều thiết bị và hệ thống hữu ích trong cuộc sống hằng ngày như hệ thống điểm danh tại các trường học, công sở, hệ thống nhà thông minh Các hệ thống này đều được xây dựng và áp dụng trong thực tế với nhiều lợi ích khác nhau. Với mong muốn nghiên cứu và xây dựng một hệ thống điểm danh bằng vân tay đáp ứng nhu cầu thuận lợi nhất trong việc quản lý thông tin điểm danh trong một công ty hoặc trường học, sinh viên nghiên cứu quyết định lựa chọn đề tài " HỆ THỐNG ĐIỂM DANH VÂN TAY QUA WIFI " với những nội dung cơ bản sau: • Dùng Board Arduino Mega 2560 làm bộ xử lý trung tâm, thu thập dữ liệu và giao tiếp với máy tính thông qua sóng WiFi bằng module WiFi ESP8266v12. • Xây dựng cơ sở dữ liệu trên file Excel dùng các hàm tích hợp trong ngôn ngữ lập trình C# để quản lý các thông tin sinh viên. • Thiết kế phần mềm trên máy tính kết nối cơ sở dữ liệu đã xây dựng sẵn và điểm danh cá nhân (sinh viên, nhân viên) ra vào theo thời gian trên hệ thống máy tính. Từ nội dung trên sinh viên thực hiện đề tài đã tạo ra sản phẩm đơn giản, gọn nhẹ, hoạt động ổn định, có khả năng ứng dụng thực tiễn. Mô hình được xây dựng dựa trên các thành phần đơn giản và dễ sử dụng sau: • Board Arduino Mega 2560, module cảm biến vân tay R305, module WiFi ESP8266v12 và các linh kiện sử dụng với độ ổn định và độ tin cậy cao. • Sử dụng ngôn ngữ lập trình C với các thư viện có sẵn của Arduino. • Phần mềm máy tính được viết bằng ngôn ngữ C# và xây dựng cơ sở dữ liệu bằng file Excel có sẵn. vi
9. MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HOC̣ ii PHIẾ U NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii PHIẾ U NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI CẢM ƠN v TÓM TẮT vi MỤC LỤC vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU x DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ xi Chương 1: TỔNG QUAN 1 1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay 1 1.2 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 1 1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2 1.6 Phương pháp nghiên cứu 2 1.7 Bố cục đề tài 2 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4 2.1 Cảm biến vân tay 4 2.1.1 Giới thiệu 4 2.1.2 Các đặc trưng của cảm biến vân tay R305 4 2.1.3 Giao tiếp 5 2.1.4 Phương thức giao tiếp 6 2.1.5 Cać lệnh điều khiển cảm biến vân tay 8 2.2 Arduino Mega 2560 14 2.2.1 Tổng quan về Arduino Mega 2560 14 2.2.2 Sơ đồ khối, sơ đồ chân 15 2.2.3 Các thông số chi tiết 16 2.3 Màn hình LCD 16x2 18 2.3.1 Giới thiệu 18 vii
10. 2.3.2 Mã lệnh của LCD 20 2.3.4 Các mã lệnh cơ bản 20 2.4 Module IC2 giao tiếp với LCD 21 2.5 Giới thiệu về module ESP8266 22 2.5.1 Giới thiệu 22 2.5.2 Thông số kỹ thuật 23 2.5.3 Chân kết nối của module ESP8266 23 2.5.4 Chức năng của module ESP8266 24 2.5.5 Giao tiếp với module ESP 8266 với tập lệnh AT 24 2.6 Giới thiệu về môi trường phát triển tích hợp Arduino IDE 25 2.7 Phần mềm Visual Studio 2015 và ngôn ngữ C# 26 Chương 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG 29 3.1 Yêu cầu của hệ thống 29 3.2 Phương án thiết kế, tính toán 29 3.3 Sơ đồ khối và chức năng mỗi khối 30 3.4 Khối cảm biến vân tay 30 3.5 Khối giao tiếp WiFi 31 3.6 Khối hiển thị 32 3.7 Khối bộ nhớ ngoại vi 33 3.8 Khối nguồn 33 3.9 Khối điều khiển trung tâm 34 3.10 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 35 3.11 Lưu đồ giải thuật trên Arduino 37 3.12 Lưu đồ giải thuật phần mềm trên máy tính 38 Chương 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN 40 4.1 Phần cứng 40 4.2 Phần mềm 42 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 47 5.1 KẾT LUẬN 47 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 viii
11. PHỤ LỤC 49 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT USB: Universal Serial Bus UART: Universal Asynchronous Receiver – Transmitter ACK: Acknowledgement ID: Identification PWM: Pulse Width Modulation DC: Direct Current LCD: Liquid crystal display I2C: Inter-Intergrated Circuit SPI: Serial Peripheral Bus ix
12. DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Thông số kĩ thuật module R305. 5 Bảng 2.2: Định nghĩa gói dữ liệu. 6 Bảng 2.3: Gói lệnh kết nối. 8 Bảng 2.4: Gói Ack kết nối. 8 Bảng 2.5: Gói lệnh địa chỉ. 8 Bảng 2.6: Gói Ack địa chỉ. 9 Bảng 2.7: Gói lệnh lấy ảnh. 9 Bảng 2.8: Gói ACK lấy ảnh. 9 Bảng 2.9: Gói lệnh đặc biệt cho ảnh. 9 Bảng 2.10: Gói Ack đặc biệt cho ảnh. 10 Bảng 2.11: Gói lệnh tạo mẫu. 10 Bảng 2.12: Gói ACK tạo mẫu. 10 Bảng 2.13: Gói lệnh lưu mẫu. 10 Bảng 2.14: Gói ACK lưu mẫu. 12 Bảng 2.15: Gói lệnh xóa mẫu. 12 Bảng 2.16: Gói Ack xóa mẫu. 12 Bảng 2.17: Gói lệnh xóa toàn bộ mẫu. 12 Bảng 2.18: Gói ACK xóa toàn bộ mẫu. 13 Bảng 2.19: Gói lệnh tìm kiếm. 13 Bảng 2.20: Gói ACK tìm kiếm. 13 Bảng 2.21: Chức năng chân của LCD 20x4. 19 Bảng 3.1: Sơ đồ chân giao tiếp của module nhận dạng vân tay R305 31 x
13. DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 2.1: Module nhận dạng vân tay R305. 4 Hình 2.2: Sơ đồ định thời đơn byte. 5 Hình 2.3: Sơ đồ định thời lệnh SYNC. 6 Hình 2.4: Board Arduino Mega 2560. 14 Hình 2.5: Sơ đồ khối Arduino Mega 2560. 15 Hình 2.6: Sơ đồ chân Mega 2560. 16 Hình 2.7: LCD16x2. 18 Hình 2.8 Mã lệnh của LCD. 20 Hình 2.9: Module I2C giao tiếp với LCD 22 Hình 2.10: Module ESP8266. 22 Hình 2.11: Chân kết nối ESP 8266. 23 Hình 2.12: Giao diện phần mềm Arduino IDE. 25 Hình 2.13: Chu trình hoạt động của một chương trình trên Arduino. 26 Hình 3.1: Sơ đồ khối thiết bị. 30 Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến vân tay. 31 Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp WiFi 32 Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị 32 Hình 3.5: Module đọc thẻ nhớ Micro SD 33 Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý khối bộ nhớ ngoại vi 33 Hình 3.7: Khối nguồn pin 5V 1A - 2A. 34 Hình 3.8: Module cấp nguồn breadboard. 34 Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý hệ thống 36 Hình 3.10: Lưu đồ giải thuật trên Board Arduino Mega 2560. 37 Hình 3.11: Lưu đồ giải thuật trên máy tính. 38 Hình 3.12: Lưu đồ giải thuật Form đăng nhập. 39 Hình 4.1: Mô hình máy điểm danh không dây qua WiFi. 40 Hình 4.2: Thiết bị đang khởi động và kiểm tra phần cứng 40 Hình 4.3: Thiết bị đang kết nối vào mạng WiFi 41 Hình 4.4: Thiết bị đã kết nối thành công và đang nhận địa chỉ IP 41 Hình 4.5: Địa chỉ IP của thiết bị 42 xi
14. Hình 4.6: Khi chưa đăng nhập. 43 Hình 4.7: Giao diện chính. 43 Hình 4.8: Lấy mẫu vân tay và nhập thông tin cho cá nhân. 44 Hình 4.9: Trang quản lý dữ liệu điểm danh. 44 Hình 4.10: Quản lý dữ liệu cá nhân. 44 Hình 4.11: Cơ sở dữ liệu cá nhân. 45 xii
15. Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay Hiêṇ nay, khái niêṃ về cảm biến vân tay không còn quá xa la ̣vớ i tất cả moị ngườ i. Chúng đươc̣ lắp đăṭ rất nhiều nơi như các công ty, trường học, văn phòng, siêu thi, ̣ ngân hàng Điểm danh bằng cảm biến vân tay ngày nay đa ̃ trở thành công cu ̣ hữu ích để giúp chúng ta đảm bảo tính chính xác trong giờ giấc làm việc, cũng như hỗ trơ ̣ cho con ngườ i thưc̣ hiêṇ công viêc̣ giám sát một cách nhanh chóng, tiện lợi với độ tin cậy cao hơn. Từ các ứng dung̣ của cảm biến vân tay và quan sát thưc̣ tiêñ ở các trườ ng hoc,̣ doanh nghiệp Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều công cụ để làm việc đó với giá thành tương đối và kết quả thu được cũng rất đáng được chú ý, ở đề tài này nội dung được đưa ra là không mới với việc sử dụng công nghệ nhận dạng vân tay để nhận dạng tự động và truyền dữ liệu về máy tính trực tiếp qua sóng WiFi, đề tài muốn đề cập đến sự tiện lợi khi triển khai dự án và với giá thành rất hợp lý so với một công cụ điển hình hiện nay điểm danh bằng vân tay. 1.2 Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay đã có rất nhiều thiết bị cũng như hệ thống cung cấp giải pháp điểm danh vân tay tuy nhiên hầu hết đều sử dụng kết nối USB hoặc mạng LAN qua cổng RJ45, đều đó dẫn đến khó khăn trong việc cài đặt cũng như sử dụng vì các giới hạn về chiều dài dây dẫn và cổng mạng RJ45. Ngoài ra việc tạo ra một thiết bị điểm danh không bị giới hạn bởi dây dẫn là một vấn đề vô cùng cần thiết cho các cuộc họp để thay thế hoàn toàn các giải pháp điểm danh truyền thống chậm chạp và tốn nhiều thời gian, nhân sự. Mặc dù trên thị trường cũng đã tồn tại một số thiết bị điểm danh vân tay có chức năng truyền dự liệu qua WiFi nhưng bị giới hạn trong việc nghiên cứu và làm chủ công nghệ, đó cũng là một trong những yêu cầu cấp thiết của đề tài này. 1.3 Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng hệ thống điểm danh bằng dấu vân tay giao tiếp với máy tính qua WiFi. - Thiết kế giao diêṇ phần mềm trên máy tính bằng ngôn ngữ lập trình C#. - Đánh giá kết quả thực hiện đề tài. 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu căn bản về cách thức hoạt động điểm danh bằng dấu vân tay. - Tìm hiểu về phương thứ c hoaṭ đông̣ cũng như sơ đồ kết nối của các cảm biến vân tay, phương thức giao tiếp giữa module Arduino với cảm biến và các lý thuyết liên quan. 1
16. - Tìm hiểu về mô hình kết nối mạng nội bộ và kết nối mạng của module ESP8266v12. - Quản lý thông tin điểm danh trên phần mềm máy tính. - Tìm hiểu về cơ sở dữ liệu xây dựng bằng file Excel. 1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: • Module cảm biến vân tay R305: lấy mã vân tay và gửi lên Board Arduino mega 2560. • Board Arduino Mega 2560: đọc được mã vân tay từ thiết bị ngoại và gửi lên máy tính. • Phần mềm Visual Studio 2015: tạo giao diện bằng ngôn ngữ C#, tạo cầu nối, so sánh dữ liệu nhận từ Board Arduino và cơ sở dữ liệu. • Cơ sở dữ liệu lưu trên file Excel: để lưu trữ dữ liệu cá nhân. Phạm vi nghiên cứu: • Trong khuôn khổ tìm hiểu và kế thừa từ các tài liệu có sẵn, do phần cơ sở dữ liệu có sự hạn về kiến thức. 1.6 Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện đề tài, sinh viên thực hiện đề tài đã sử dụng một số phương pháp nghiên cứu như sau: • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: o Tham khảo tài liệu trong sách và trên mạng Internet. o Tham khảo các ví dụ đi kèm với bộ phần mềm ứng dụng. o Tham khảo thêm các ví dụ hướng dẫn trên mạng Internet. • Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: o Sinh viên thực hiện đề tài đã thiết kề phần cứng. o Thiết kế phần mềm trên máy tính. o Tiến hành khảo sát, căn chỉnh trên thiết bị và phần mềm. 1.7 Bố cục đề tài • Chương 1: Tổng Quan. Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. • Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Giới thiệu cảm biến vân tay R305, module Arduino Mega 2560, ESP8266 và một số thiết bị liên quan sử dụng trong việc thiết kế, thi công cho đề tài. • Chương 3: Thiết Kế và Xây Dựng Hệ Thống. Chương này giới thiệu tổng quan về các yêu cầu của đề tài và các tính toán, thiết kế. • Chương 4: Kết Quả Thực Hiện. 2
17. Phần này gồm có 2 phần là kết quả thi công phần cứng và những kết quả hình ảnh trên màn hình. • Chương 5: Kết Luận và Hướng Phát Triển Chương này sẽ trình bày những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống. Những điều làm được và chưa làm được đồng thời đưa ra hướng phát triển và mở rộng cho đề tài. 3
18. Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cảm biến vân tay 2.1.1 Giới thiệu Hiện tại trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến để nhận dạng và phát hiện người dùng như: cảm biến nhận dạng khuôn mặt, cảm biến hồng ngoại, cảm biến giọng nói, RFID, nhưng với tính hữu dụng và tiện lợi của cảm biến vân tay rất phù hợp cho việc quản lý người dùng. Chính vì vậy người thực hiện đề tài đã chọn cảm biến vân tay để nhận dạng người dùng. Đây là module nhận dạng vân tay giao tiếp trực tiếp qua giao thức UART có thể kết nối trực tiếp đến vi điều khiển hoặc qua PC adapter Max232/USB-Serial. Người sử dụng có thể lưu trữ dữ liệu vân tay trực tiếp vào module. Module có thể dễ dàng giao tiếp với các loại vi điều khiển chuẩn 3.3V hoặc 5V. Có một đèn Led đỏ được bật sáng trong ống kính trong suốt quá trình chụp vân tay để giúp báo hiệu cho người dùng biết khi nào thiết bị đang chờ lấy vân tay. Cảm biến với độ chính xác cao và có thể được nhúng vào các thiết bị như: điều khiển truy cập, két sắt, khóa cửa nhà, khóa cửa xe Có thể chứa lên đến 120 dạng vân tay khác nhau trong bộ nhớ flash của module. Hình 2.1: Module nhận dạng vân tay R305. 2.1.2 Các đặc trưng của cảm biến vân tay R305 - Tích hợp bộ xử lý hình ảnh và thuật toán xử lý vân tay trên cùng một chip. - Khả năng xử lý ảnh chụp tốt với độ phân giải lên đến 500dpi. - Kích thước nhỏ gọn. - Thời gian lấy ảnh nhanh. - Cửa sổ nhận dạng vân tay lớn. - Trang bị 2 chuẩn giao tiếp: USB và UART. - Tỷ lệ lỗi chấp nhận được: 0.0001%. - Tỷ lệ lỗi không chấp nhận: 0.1%. - Tiêu thụ công suất thấp và hiệu suất tuyệt vời: (Công suất tối đa chỉ 0.75W). 4
19. - Có 2 chân truyền nhận dữ liệu: • Chân số 3 Rx dùng để nhận dữ liệu. • Chân số 4 Tx dùng để truyền dữ liệu. - Thông số kĩ thuật: Bảng 2.1: Thông số kĩ thuật module R305. Nguồn cung cấp 3.6 – 6 VDC Giao diện UART hoặc USB Dòng làm việc Thông thường :100mA Chế độ so sánh 1:1 và 1:N Đỉnh: 150mA Tốc độ Baud 57600bps Kích cỡ file kí 256 Byte tự Thời gian thu < 0.5s Kích cỡ mẫu 512 Byte thập ảnh Khả năng lưu 162 Mức bảo vệ 5(1,2,3,4,5) trữ mẫu Thời gian tìm <0.1s (1:1000) Kích thước cửa 18mm*22mm kiếm trung bình sổ cảm biến Môi trường làm Nhiệt độ: -10oC đến Môi trường Nhiệt độ: -40oC việc 40oC bảo quản đến 85oC RH: 40% đến 85% RH: <85% 2.1.3 Giao tiếp a. Sơ đồ định thời đơn byte - Tốc độ cảm biến có thể lựa chọn từ từ 9600bps đến 115200bps. Tốc độ mặc định là 57600 bps. - Chế độ truyền đơn byte bao gồm 1 bit bắt đầu, 8 bit nội dung và 1 bit kết thúc. Bit bắt đầu luôn là 0, trong khi bit kết thúc luôn là 1. LSB được gửi đầu tiên bên phải bit bắt đầu. Hình 2.2: Sơ đồ định thời đơn byte. 5
20. b. Sơ đồ định thời lệnh - Một lệnh đơn bao gồm 6 bytes đơn liên tục được truyền đi. - Sau đây là ví dụ về lệnh SYNC (AA0D00000000h). Hình 2.3: Sơ đồ định thời lệnh SYNC. 2.1.4 Phương thức giao tiếp a. Định dạng gói dữ liệu - Dữ liệu thu và nhận được định dạng theo các gói khi giao tiếp. • Định dạng gói dữ liệu: Bắt đầu Địa chỉ Nhận dạng Độ dài Nội dung Kiểm tra (lệnh/dữ liệu) tổng • Định nghĩa gói dữ liệu: Bảng 2.2: Định nghĩa gói dữ liệu. Tên Độ dài Mô tả Bắt đầu 2 bytes Giá trị 0xEF01H Địa chỉ 4 bytes Địa chỉ cảm biến mặc định 0xFFFFFFFF Nhận dạng 1 byte 0x01H Lệnh 0x02H Dữ liệu 0x07H Báo nhận 0x08H Kết thúc Độ dài 2 bytes Độ dài gói tính từ byte nhận dạng đến kiểm tra. Nội dung - Có thể là lệnh, dữ liệu hoặc báo nhận Kiểm tra tổng 2 bytes Tổng byte tính từ byte nhận dạng đến hết nội dung. *Các byte cao được gởi trước. 6
21. b. Kiểm tra gói ACK - Lưu ý: lệnh chỉ được gởi đến module cảm biến, module cảm biến chỉ trả về các gói xác nhận. - Định nghĩa bytes xác nhận: 1. 0x00h: thực thi hoàn tất. 2. 0x01h: lỗi nhận dữ liệu. 3. 0x02h: không phải vân tay. 4. 0x03h: thất bại đăng ký vân tay. 5. 0x06h: không tạo được đặc điểm nhận dạng. 6. 0x07h: dấu vân quá nhỏ để lấy mẫu. 7. 0x08h: dấu vân không trùng. 8. 0x09h: thất bạ tìm kiếm dấu vân. 9. 0x0Ah: lỗi kết hợp đặc điểm dấu vân. 10. 0x0Bh: địa chỉ ID vượt khung. 11. 0xCh: lỗi đọc từ dữ liệu vân tay. Dữ liệu xấu. 12. 0xDh: lỗi nạp dữ liệu. 13. 0xEh: không thể nhận dữ liệu. 14. 0xFh: lỗi gửi hình ảnh. 15. 0x10h: lỗi xoá dữ liệu. 16. 0x11h: lỗi xoá một ID. 17. 0x15h: lỗi tạo ảnh. 18. 0x18h: lỗi ghi flash. 19. 0x19h: không xác định được lỗi. 20. 0x1Ah: số đăng ký không hợp lệ. 21. 0x1Bh: gói dữ liệu sai. 22. 0x1Ch: sai số trang. 23. 0x1Dh: lỗi cổng giao tiếp. 24. Others: dự phòng. 7
22. S K L 0 0 2 1 5 4