Enes Kücükavci Roskilde Tekniske Gymnasium Mathias Turac Informationsteknolog B Vejleder: Karl Bjranasson Programmering C

Transkript

1 Indhold Indledning(Enes)... 2 Problemstilling (Enes)... 2 Teori (Enes)... 2 Løsningsforslag (Enes)... 4 RFID relæet (Mathias)... 6 Krav (Enes og Mathias)... 8 Målgruppen (Mathias)... 8 Rekvirent... 8 Implementering(Mathias)... 9 Prototype Prototype Prototype Prototype Prototype Prototype Færdige produkt Flowchart diagram (Enes) Design af hjemmeside Test og af prøvning (Enes og Mathias) Konklusion (Enes og Mathias) Bilag Side 1

2 Indledning(Enes) Vi er to elever fra HTX Roskilde, der i forbindelse med fagene Informationsteknologi og har fået en eksamensopgave. VI har i denne opgave selv måtte vælge, hvilke udviklingsmiljøer vi vil arbejde med og i dette tilfælde har vi valgt at arbejde med Arduino. Vi har valgt Arduino fordi vi ville lave et alarmsystem, som vi mente ville være bedst at arbejde med i Arduino. Og vi har så også valgt en målgruppe som vores produkt henvender sig til. I forbindelse med dette projekt har vi (Mathias Turac og Enes Kücükavci) udarbejdet en Informationsteknologi og programmerings rapport, som indeholder en gennemgang af, hvordan vi har valgt at designe vores produkt samt arbejdsprocessen gennem forløbet. Problemstilling (Enes) Vores problem i dette projekt er indbrudstyveri vokser og vokser, og derfor ønsker vi at kunne lave et alarmsystem som virker ved, at der sidder en føler på døren og når den føler, bliver flyttet væk fra den anden side som sidder på dørkarmen vil alarmen lyde. Vi havde også kommet med et andet forslag og det kunne være at, hvis en rude blev knust ville en alarm også lyde, men det vil man kunne se længere nede i rapporten under løsningsforslag. Teori (Enes) Vi har som sagt valgt at arbejde med Arduino. Arduino er et lille printkort med en mikrokontroller med en udpræget processor. Vores mikrokontroller indeholder en CPU, hukommelse til programmet også kaldet en rom, som sender data til ram, hvor de bliver opbevaret så de hurtig kan bruges igen, vi har også input og output også kaldet I/O, input registrere fx tastetryk musebevægelser. Output viser fx skærmbilleder, lydsignaler. Mikrokontroller adskiller sig generelt fra en selvstændig CPU, fordi vores mikrokontroller (Arduino) er let at programmere til en virksom computer. Ideen med at vi har valgt denne Arduino er at den bliver placeret og udstyret således at den kan styre elektricitet og de signaler den behøver. Vores Arduino er også udstyret med en clock generator som angiver, hvor mange antal impulser pr. sekund der frembringes i en mikroprocessors elektroniske kredsløb, også brugt som et omtrentligt udtryk for den ydeevne. Side 2

3 Jeg vil nu fortælle lidt mere specifikt, hvad vores Arduino har af specifikationer: 1 Spændingen der skal til for at vores Arduino skal virke er 5V Spændingen der opstår ved input går mellem 7 12 V Den er udstyret med 14 I/O (input & output). Hvor 6 af dem er PWM. PWM går kort ud på at ændre bredden af pulse på indgangen, alt afhængig af amplituden af signalet på indgangen. Der er 6 analoge pinde Jeg vil nu vise en illustration af, hvordan hele systemet virker på vores Arduino (mikrokontroller). 2 Og som man kan se på figuren så illustrere det godt alle de forskellige komponenter der er. Jeg vil lige kort beskrive farverne på de forskellige komponenter. Analog reference pind (Orange) Digital ground (Lysegrøn) Digitale pinde 2 13 (Grøn) Side 3

4 Digitale pinde 0 1 Serial I/O TX/RX (Mørkegrøn) Reset knap S1 (Mørkeblå) Kredsløb serial program (Blågrøn) Analog input pinde (lyseblå) Power og ground pind (orange er power og de lyseorange er ground) Ekstern strømforsyning /9 12V X1 (Pink) Slår den eksterne Strøm og USB fra (Lilla) USB (Gul) Dette er en rigtig illustration som viser alle de forskellige enheder på vores mikrokontroller. I stedet for at sige, hvordan det virker har vi udarbejdet en illustration som viser kredsløbet i vores Arduino. Det er ud på følgende måde: Og som man kan se på figuren er det vores Arduino som bare er vidst ved hjælp af det kredsløb som den kører med. Løsningsforslag (Enes) Da vi skulle vælge hvilken form alarmsystem vi ville arbejde med kom vi med en række løsningsforslag, vi sorterede så dem fra vi ikke mente, var gode nok til det vi ville lave. Vi så sorteret det ned således at vi kun har 2 løsningsforslag som vi ville arbejde med. Løsning 1 Side 4

5 Som man kan se på figuren har vi tegnet det alarmsystem som er indbygget i en rude. Formålet med det her løsningsforslag er fordi, hvis en rude bliver knust under et indbrud så vil den tråd som ligger i gennem ruden så hvis den tråd går i stykker så kommer der ikke signal til boksen, og når der ikke gør det så vil der lyde en alarm. Grunden til at vi valgte netop denne løsning var fordi det er tit når der bliver begået indbrud så er det gennem vinduer det sker, fordi det er nemt bare at knuse en rude og komme ind. Løsning 2 Side 5

6 Som man kan se på figuren så har vi vores IR sender som sidder på dørkarmen og den anden IR modtager som sidder på døren, og når de to bliver rykket fra hinanden har de ikke signal længere og der vil opstå en alarmtone. Dette sender så et signal til diode indikator som en person har på sig så de kan vide at døren den er brudt op. Samtidig har et vagtfirma også den indikator som viser at der er blevet begået det indbrud og de vil sende en mand ud. Det vi har valgt at bruge at disse på løsningsforslag er nummer 2, grunden til at vi har valgt dette er fordi det var nemmere at lave da vi ikke havde de ting der skulle til for at kunne lave løsning 1. Vi mener også det er en god løsning fordi der tit sker indbrud, hvor de er dørene der blev brudt op eller sparket ind. RFID relæet (Mathias) RDID står for Radio Frequency Identification og bruges til et utal af ting, fx, chip i dyr, chippen i acces kort og lignende. Vi bruger denne til at registrere en bevægelse i en dør. Altså skal chippen side fast på døren og RFID antennen skal passe således at når døren åbner skal taggen aktiveres. En RFID system funger ved at når taggen nærmer sig antennen, bliver der induceret en strøm i taggen, som aktiver den, og sender sit ID til RFID modtageren, Side 6

7 Taggen Antennen som udsender et elektronisk felt. RFID Relæet som sender strøm til antennen og modtager taggens ID Side 7

8 Krav (Enes og Mathias) Vores produkt skal kunne sende en besked til en mobile eller en computer når døren bliver brudt eller på anden vis åbnet og en alarm skal begynde at hyle. Målgruppen (Mathias) Vore mål gruppe går hoved sagligt til kontorer bygninger, hvor de fx har vigtige data som skal beskyttes mod tyveri, men alle kan bruge produktet selv private der vil beskytte deres hus mod tyveri. Vores fiktive rekvirent er et godt eksempel på et firma. Rekvirent Vores fiktive rekvirent er et ejendomsmæglerfirma, som køber og sælger erhvervs grunde, firmaet hedder John Erhverv, firmaet har 3 ejendomsmæglere ansat og bliver ejet af John Jensen på 54 år som har en karriere som ejendomsmægler i 26 år, firmaet er grundlagt i i øje blikket ejer firmaet 4 computer med hemmeligdata, og 13 store erhvervs bygninger til en værdi af over 300 millioner. Nøglerne ligger på kontoret sammen med skøderne, disse ting skal beskyttes imod tyveri. Side 8

9 Implementering(Mathias) Prototype 01 vi skal lave et alarmsystem, når taggen kommer i nærheden af RFID relæet, skal begynde og afspille toner i en melodi der lyder som en alarm. Denne prototypes formål var at lære RFID relæet at kende lære dens funktioner, vi har fundet en kilde kode 3 ved hjælp af informationsøgning, som vi har brugt og lært hvordan den funger, hvor efter vi har tilpasset den til vores Arduino system. Vi fik sat koden sammen så vi til sidst kunne få en lille LED diode til at tænde og slukke ved at holde taggen, i nærheden af RFID en. En video kan ses på CD video01. De vigtige koder Denne kilde kode, sørger for at dioden den lyser når RFID.read bliver == rfid module wiegand p 225.html?cPath=40 Side 9

10 Side 10

11 Prototype 02 Prototype 02 her lykkedes det os at lave et loop, som udsender en melodi til højtalerne. Senere skal dette bruges til spille den melodi når en tag registreres af RFID læseren. Vi fandt en kildekode 4, som vi lære at kende og derefter ændre det til vores eget. Vi tilpassede den og den kunne nu afspille en lille melodi på ca. 10 sekunder. Denne kode har vi ændret til at kunne afspille en som en sirene. Denne kildekode definere en melodi, NOTE_B5 og NOTE_G5 er en frekvens som bliver sendt ud, frekvensen bliver bestemt af den lille side fil som hedder pitches.h NOTE_B5 har en frekvens på 988 og NOTE_G5 på 784. Den definere også hvor lange noderne skal være alle noder er 1/8 dels node. Dette setup sørger for at afspille melodien med 48 noter, 4 Side 11

12 Side 12

13 Prototype 03 Nu har vi en prototype der kan sende en digitalt signal, når der bliver ført en tag forbi RFID en, og vi har en prototype der kan afspille en lyd når programmet bliver uploadet. Vi mangle nu et en måde at kombinere det to prototyper, vi har valgt at løse det ved at bruge en digital indgang, når den er høj skal der afspilles den ønskede melodi. Men dette program afspiller ikke melodien men i stedet udskriver den A (random) det antal gange tonen skal hyle. Altså virker denne prototype ved at tage taggen føre forbi RFID en og nu i stedet for at hylder udskriver den AAAAAA i serielmonitoren. Side 13

14 Prototype 04 I denne prototype har vi sat prototype01 og prototype 02 sammen ved at bruge teorien bag prototype03, når man køre programmet afspilles 24 noder derefter når man nærmer taggen til RFID en bliver der udskrevet A er i serial monitoren, A er kun for at teste programmet. Side 14

15 Prototype 05 Dette er prototype 05 vi har reduceret kildekoderne fra prototype 04 og taget det vigtigste og indsat det i den nye prototype, derefter har vi justeres kildekoden, så ledes at når tagen nærmer sig RFID en afspiller Arduinoen en melodi som lyder som en alarm tone samt den udskriver i serial monitoren Alarm!! Dette program opfylder de opstillede krav, så dette produkt skal pudses lidt så den klar. Side 15

16 Prototype 06 Vi har lavet et program der opfylder vores krav, men vi har valgt at prøve at gå lidt vider med programmet. Denne prototype skal kunne aflæse taggens ID, vi fik sat en kode sammen 5, og fik programmet til at aflæse taggens ID dog i HEXA decimaler, vi brugte meget tid på at få den til at convertere den til decimaler, men uanset hvordan vi gjorde gav det et helt forkert resultat. Dette skyldes at koden bliver sendt decimal for decimal så der kan fx bliv send nogle bogstaver og når man så ligger det samme bliver resultatet helt forkert. 5 rdm630 with arduino/ Side 16

17 Færdige produkt Dette er den sidste prototype vi har lavet, her har vi undersøgt indeholder er begrænset kildekoden, så alt unødvendigt har vi fjernet for at optimere hastigheden for programmet og undgå fejl i systemet. Dette program kan når en tag bliver ført forbi, går alarmen i gang, det vil sige, alarm tonen begynder, serial monitoren udskriver at alarmen er gået i gang, og hvilken tag der er blevet aktiveret. Taggens ID kan bruges til at vise hvilken dør der er blevet åbnet, hvis man fx har flere systemer sat til. Side 17

18 Flowchart diagram (Enes) Som man kan se på dette flowchart diagram kan vi se, hvordan vores program fungere ved at man starter programmet det. Det starter så vores RFID som sender en signal til Arduino en som så sender et signal til alarmen, som så går i gang. Grunden til at RFID en bliver registreret er ved at man sætter den tag som passer ned i og de udleder så dette flowchart. Side 18

19 Design af hjemmeside Hjemmesiden kan ses på cd en Test og af prøvning (Enes og Mathias) Vi har testet ved at tage 2 forskellige tag og sat dem hen til antennen, begynder alarmen at hylle der bliver printet Alarm i serial monitoren, og taggens ID bliver udskrevet til computeren i serial monitoren. Programmet opfylder kravene. Konklusion (Enes og Mathias) Vi har nu gennem dette projekt udviklet et system og program som kan bruges som et alarmsystem når en dør brudt op. Vi har desuden videreudviklet at det kan aflæse hvilken tag der bliver aktiveret. Vi mener ud fra de stillede krav at vi løst problemstillingen på fornuftigvis. Produktet virker som de opstillede krav. Man kan altid videreudvikle ens systemer således at de opfylder nogle flere krav som brugeren stiller. Det kunne for eksempel være at når alarmen bliver aktiveret så vil en røgalarm udløses. Alt i alt er vi kommet frem til et godt produkt. Hele produktionsfasen har været lærerig. Bilag Side 19