รักษาความปลอดภัยบ้านอัจฉริยะของคุณอย่างชาญฉลาด: 14 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

ฉันกำลังแข่งขันกันเพื่อการแข่งขันที่ปลอดภัย ถ้าคุณชอบคำแนะนำของฉัน โปรดลงคะแนนให้! ฉันจะแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีการรักษาความปลอดภัยบ้านและสภาพแวดล้อมของคุณอย่างง่ายดายและถูกอย่างง่ายดาย ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ที่คุณจะได้เรียนรู้วิธี:1 กำหนดค่าระบบล็อคประตูด้วยลายนิ้วมือ2. ควบคุมบ้านและเครื่องใช้ไฟฟ้าของคุณแม้ว่าคุณจะไม่อยู่3. กำหนดค่ากล้องเพื่อให้มีระยะการรับชมที่กว้าง4 ติดตามอุปกรณ์และทรัพย์สินที่ถูกขโมยหรือสูญหาย5 เปิดใช้งานระบบเตือนภัยบางระบบเนื่องจากปฏิกิริยาบางอย่าง

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบ

สำหรับระบบติดตาม:1x MKR GSM 1400 (https://www.store.arduino.cc) สำหรับกล้อง:กล้องรักษาความปลอดภัย 1x Arduino Uno1x ตัวเก็บประจุ 1x 100 uF2x เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR1x เซอร์โวBreadboardสำหรับระบบล็อคประตูลายนิ้วมือ:1x Arduino Uno1x Adafruit LCD (16 x 2)1x FPM1OA เซ็นเซอร์ลายนิ้วมือ (Adafruit)1x มอเตอร์1x ไดรเวอร์มอเตอร์แบตเตอรี่ 9V (อุปกรณ์เสริม)2x 3.7V แบตเตอรี่แบบชาร์จได้1x LockVeroboardสำหรับระบบตรวจสอบบ้าน:1x Arduino uno1x อีเธอร์เน็ตชิลด์และสายเคเบิลเครือข่าย RJ-451x LM351x Buzzer1x LDR1x เซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว PIR4x ไฟ LED สีขาวBreadboard/ veroboardส่วนประกอบข้างต้นบางส่วนสามารถรับได้ในร้านค้าปลีกใกล้เคียงเช่น LED, แบตเตอรี่ ฯลฯ อื่น ๆ สามารถรับได้ที่ AliExpress.com (https://aliexpress.com), ebay (ebay.com), Arduino (https:/ /www.arduino.cc), Adafruit (https://www.adafruit.com) หรือ Amazon (https://www.amazon.com)

ขั้นตอนที่ 2: เครื่องมือและแอพ

เครื่องพิมพ์ 3 มิติมัลติมิเตอร์บัดกรีเหล็กGlueAPPS: Arduino IDE (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)Fritzing (https://fritzing.org/download)

ขั้นตอนที่ 3: ภาพรวมของส่วนประกอบ

บอร์ด Arduino มีไมโครคอนโทรลเลอร์ทำหน้าที่เป็นสมอง รับและส่งสัญญาณเพื่อการทำงานที่เหมาะสม MKR GSM 1400 เป็นบอร์ด Arduino ที่รองรับบริการ GSM เช่น การโทรออก การส่งข้อความ ฯลฯ จำเป็นต้องติดตั้งซิมการ์ดบนบอร์ด ปกติอีเธอร์เน็ตชิลด์จะติดตั้งอยู่บนบอร์ด Arduino ใช้สำหรับการสื่อสารทางอินเทอร์เน็ต มีช่องเสียบ SD เพื่อให้สามารถเข้าถึงข้อมูลในการ์ด SD ได้ ปุ่มกดใช้สำหรับป้อนข้อมูลเข้าสู่ระบบ ไดรเวอร์มอเตอร์ L298N ใช้สำหรับควบคุมความเร็วและทิศทางการหมุนของมอเตอร์ เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR ประกอบด้วย สามพิน กราวด์ สัญญาณ และพลังงานที่ด้านข้างหรือด้านล่าง โมดูล PIR ขนาดใหญ่ใช้รีเลย์แทนเอาต์พุตโดยตรง เซอร์โวมอเตอร์เป็นมอเตอร์กระแสตรงแบบเกียร์ที่มีวงจรรวมอยู่ภายใน ประกอบด้วยมอเตอร์กระแสตรง กระปุกเกียร์ โพเทนชิออมิเตอร์ และวงจรควบคุม ปกติใช้ในการหมุนอุปกรณ์ให้เป็นมุมที่ต้องการ LM35 เป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิ IC ที่มีความแม่นยำโดยมีสัดส่วนเอาท์พุตตามอุณหภูมิ (เป็นองศาเซลเซียส) LDR เป็นตัวต้านทานที่ขึ้นกับแสงซึ่งสามารถบอกได้ว่าสถานที่นั้นมืดหรือไม่ LCD คือ ใช้เป็นอุปกรณ์แสดงผล จะแสดงตัวอักษรและตัวเลข เซ็นเซอร์ลายนิ้วมือ FPM1OA เป็นเซ็นเซอร์ที่กำหนดและสัมผัสลายนิ้วมือ ใช้เพื่อความปลอดภัย

ขั้นตอนที่ 4: การเดินสายไฟฟ้าล็อคลายนิ้วมือ

ตามที่เห็นในแผนภาพวงจร พินทั้งหมดควรเชื่อมต่อตามลำดับ ฉันใช้แบตเตอรี่ 3.7V เพื่อจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ และใช้ขั้วต่อ USB เพื่อจ่ายไฟให้กับบอร์ด Arduino สามารถใช้แบตเตอรี่ 9V ได้หากต้องการหรือสำรอง ใช้ LCD ที่เชื่อมต่อกับบอร์ด Arduino สำหรับการโต้ตอบ ID จะถูกป้อนโดยใช้ปุ่มกดที่เชื่อมต่อกับบอร์ด Arduino เซ็นเซอร์ลายนิ้วมือจะตรวจสอบความถูกต้องและเชื่อมต่อกับบอร์ด Arduino ด้วย และสุดท้าย มอเตอร์ DC ที่ควบคุมโดยโมดูล L298N จะหมุนตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา โปรดทราบว่าตัวล็อคติดอยู่กับมอเตอร์และการหมุนของมอเตอร์จะเปิด/ปิดประตู ในตลาดมีล็อคหลายตัว แค่หาตัวที่เหมาะสมมา

ขั้นตอนที่ 5: รหัสล็อคลายนิ้วมือและการใช้งาน

สำหรับมุมมองที่ถูกต้อง รหัสทั้งหมดที่ใช้ในคำสั่งนี้สามารถรับได้ที่นี่ (https://drive.google.com/file/d/1CwFeYjzM1lmim4NhrlxIwW-xCREJmID6/view?usp=sharing) ฉันได้แสดงความคิดเห็นในทุกส่วนของรหัสเพื่อความชัดเจน ในการเริ่มต้น ฉันได้อัปโหลดรหัส “ลงทะเบียน” จากไลบรารีลายนิ้วมือ และเพิ่มลายนิ้วมือ เมื่ออัปโหลดรหัสแล้ว ระบบจะรอการวางนิ้วบนเซ็นเซอร์ ไม่ต้องใช้ลายนิ้วมือสำหรับใครภายใน กดแป้นคีย์เพื่อเปิดประตู แต่สำหรับคนที่เข้ามา ลายนิ้วมือจะถูกตรวจสอบความถูกต้อง ถ้าถูกต้อง ตัวล็อคจะเปิดขึ้นและมีข้อความแสดงชื่อที่จับคู่กับรหัสลายนิ้วมือ มิฉะนั้น ประตูจะยังคงล็อกอยู่ มาตรวจสอบรหัสกัน!บรรทัดแรกไปที่การตั้งค่า () ฟังก์ชันเป็นเพียงการตั้งค่าสเตจให้พร้อม ประการแรก ฉันรวมไลบรารีที่ฉันต้องการ (ไลบรารีทั้งหมดถูกฝังอยู่ในลิงก์ด้านบน) จากนั้นกำหนดค่าพินการถ่ายโอนข้อมูลสำหรับเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือของฉัน จากนั้นฉันกำหนดพินที่ใช้ในแผนภาพวงจร เช่น หมุดสำหรับเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือ โมดูลไดรเวอร์ L298N และ LCD ฉันด้วย ประกาศอาร์เรย์ อักขระ และจำนวนเต็มบางตัว นอกจากนี้ รหัสผ่านซึ่งเป็นค่าเริ่มต้นคือ 0000 แม้ว่าจะสามารถเปลี่ยนได้ ฉันยังกำหนดค่าแป้นกดด้วยการระบุจำนวนแถวและคอลัมน์ และตัวละครของมัน จากนั้นฉันก็กำหนดพินดิจิทัลที่เชื่อมต่อ จากนั้นฉันกำหนดค่าโมดูลลายนิ้วมือด้วยไลบรารีและประกาศตัวแปร 'id' ถัดไปคือฟังก์ชัน setup() ที่ทำงานเพียงครั้งเดียวเมื่อระบบเปิดอยู่ ฉันตั้งค่าบอด อัตราของการสื่อสารแบบอนุกรมถึง 9600; และของลายนิ้วมือเป็น 57600 ฉันกำหนดค่าโหมดพินไดรเวอร์ L298N เป็น 'OUTPUT' ฉันกำหนดขนาดของ LCD ล้างหน้าจอและแสดง "สแตนด์บาย" จากนั้นทำตามฟังก์ชันลูป () ที่เกิดการดำเนินการ ฉันกำหนด อักขระอินพุต: หากเป็น 'A' หมายความว่าต้องการเพิ่มเทมเพลตใหม่ ดังนั้นจึงขอรหัสผ่านซึ่งตั้งไว้ที่ 0000 (สามารถแก้ไขได้) หากไม่ตรงกัน "รหัสผ่านไม่ถูกต้อง" จะปรากฏขึ้นหากเป็น 'B' ประตูจะเปิดขึ้นเป็นเวลา 6 วินาทีเพื่อออก จากนั้น " Place finger" จะปรากฏขึ้นหลังจากลูป () คือ OpenDoor() และ CloseDoor() สำหรับการเปิดและปิดประตู ถัดไปคือฟังก์ชัน getPasscode() จะได้รับรหัสผ่านที่พิมพ์และเก็บไว้ในอาร์เรย์ c[4] และเปรียบเทียบว่าถูกต้องหรือไม่ ถัดไปคือฟังก์ชัน Enrolling() และ getFingerprintEnroll() ที่ใช้สำหรับการลงทะเบียน ID ใหม่โดยใช้ฟังก์ชัน readnumber() และ getImage() หลังจากนั้น "Place finger" และ "Remove finger" จะแสดงขึ้นเมื่อมีการวางหรือถอดนิ้ว ฉันใช้วิธีสแกนลายนิ้วมือแบบปกติ เช่น ถ่ายภาพด้วยนิ้วเดียวกันสองครั้ง ฟังก์ชัน readnumber() รับหมายเลข ID เป็นรูปแบบ 3 หลัก และส่งคืนหมายเลขไปยังฟังก์ชันการลงทะเบียน โปรดทราบว่าช่วงรหัสอยู่ระหว่าง 1 ถึง 127 ในที่สุดฟังก์ชัน getFingerprintIDez() ก็มาถึง ฉันเรียกมันในลูป มันสแกนลายนิ้วมือและให้การเข้าถึงหากรับรู้ หากระบบไม่รับรู้ลายนิ้วมือ "การเข้าถึงถูกปฏิเสธ" จะปรากฏขึ้น หลังจาก 3 วินาที ข้อความ "วางนิ้ว" จะปรากฏขึ้นอีกครั้ง สำหรับลายนิ้วมือที่รู้จัก ระบบจะแสดงข้อความ "ยินดีต้อนรับ" และ ID ของลายนิ้วมือนั้น จากนั้นประตูก็เปิดออก ตอนนี้ประตูได้รับการรักษาความปลอดภัยแล้ว โดยยังคงเป็นสภาพแวดล้อมและภายในบ้าน

ขั้นตอนที่ 6: ขยายช่วงของกล้อง

ใช้กล้องทั้งในร่มและกลางแจ้ง แต่บางครั้งระยะการดูและการหมุนอาจไม่เอื้ออำนวย การทำเช่นนี้อาจทำให้การรักษาความปลอดภัยแน่นแฟ้นไม่พอ เว้นแต่จะมีการติดตั้งเพิ่มเติม ดังนั้น แทนที่จะใช้กล้องสามตัวที่สามารถใช้งานได้ ฉันจึงออกแบบขาตั้งสำหรับกล้อง ขาตั้งนี้หมุนกล้องไปในมุมต่างๆ จึงทำให้มีระยะการมองเห็นมากกว่า 230 องศา นอกจากนี้ยังช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายของกล้องที่ไม่จำเป็นและการแก้ไขปัญหาที่ไม่จำเป็น นี่คือวิธีที่ฉันทำ: ฉันใช้เซอร์โวมอเตอร์และเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR ฉันมีฐานและติดตั้งเซอร์โวในนั้น จากนั้นจึงติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR สองตัว ฉันได้ฐานที่ใหญ่กว่าเพื่อเก็บสายไฟ ฉันติดเพลทบนเซอร์โวแล้ววางกล้องไว้บนนั้นเพื่อให้เซอร์โวหมุนกล้อง เครื่องพิมพ์ 3 มิติถูกใช้เพื่อพิมพ์ขาตั้งและเพลทพลาสติก ดังนั้นเซอร์โวจะหันไปทางทิศทางของเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR ที่ตรวจจับการเคลื่อนไหว.

ขั้นตอนที่ 7: การออกแบบวงจรการเคลื่อนไหวตามหลังกล้อง

เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวเชื่อมต่อกับ Arduino uno โดยมี VCC ถึง 5V, GNG ถึง GND และพินสัญญาณไปยังพิน 2 และ 3 เซอร์โวเชื่อมต่อกับพิน 4 ตัวเก็บประจุ 100 uF เชื่อมต่อระหว่าง GND และ VCC ของเซอร์โว หมายเหตุ: สามารถใช้ไดรเวอร์มอเตอร์เพื่อขับเคลื่อนเซอร์โวได้

ขั้นตอนที่ 8: รหัสกล้องหมุนได้

ฉันรวมไลบรารีที่จำเป็นแล้วสร้างอ็อบเจ็กต์เซอร์โว ต่อไปฉันกำหนดพินสำหรับเซ็นเซอร์ PIR จากนั้นฉันก็ประกาศมุมการหมุนของกล้องและเริ่มต้นสถานะก่อนหน้าและปัจจุบันของเซอร์โว ในฟังก์ชัน setup() ฉันติดหมุดของเซอร์โวและกำหนดค่าโหมดพินสำหรับเซ็นเซอร์ PIR จากนั้นตั้งกล้องไว้ที่กึ่งกลางใน ฟังก์ชัน loop() ฉันประกาศตัวแปรเพื่อรับข้อมูลที่พิน จากนั้นกำหนดสถานะของเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวเพื่อทราบว่าต้องหันไปทางใด หากมีการเปลี่ยนแปลงคือสถานะ มุมเลี้ยวจะถูกตั้งค่าเป็นสถานะที่เหมาะสม ตำแหน่งอื่นยังคงอยู่ สุดท้าย ฉันตั้งค่าก่อนหน้าเป็นสถานะปัจจุบันและวนรอบเริ่มต้นใหม่

ขั้นตอนที่ 9: การควบคุมบ้านและเครื่องใช้

เพื่อเพิ่มความปลอดภัยให้กับบ้าน ฉันใช้โมดูลอีเทอร์เน็ต, LDR, LM35 และเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวเพื่อให้เข้ากับบ้าน ด้วยวิธีนี้ ฉันสามารถ:a) ควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ ผ่านอีเทอร์เน็ต ข) รู้สถานะของสภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ e.t.c;c) รู้ว่ามีใครอยู่ในบ้านหรือไม่

ขั้นตอนที่ 10: การเดินสายไฟและวงจร

Ethernet shield ติดตั้งอยู่บน Arduino Uno ต้องใช้สายเคเบิลเครือข่าย RJ-45 สำหรับการเชื่อมต่อเราเตอร์หรือโมเด็ม ออด เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว หลอดไฟ LED เชื่อมต่อกับหมุดดิจิทัล 2, 3 และ 6 ฉันสร้างหลอดไฟ LED โดยการบัดกรี LED สว่าง 4 ดวงขนานกันบนเวโรบอร์ด แล้วปิดด้วยแผ่นใส สายเอาท์พุตสองเส้นไปที่วงจร (สามารถหาซื้อได้ในท้องตลาด) LDR และ LM35 เชื่อมต่อกับอนาล็อกพิน 0 และ 1 พินอื่น ๆ ไปที่ GND พินที่สามสำหรับ PIR และ LM35 ไปที่แหล่งจ่ายไฟ

ขั้นตอนที่ 11: รหัสควบคุมบ้านและการใช้งาน

ฉันรวมไลบรารี, กำหนด Buzzer, เซ็นเซอร์ PIR, LED, LDR, LM35 พินที่อยู่ MAC อยู่บนโล่ควรระบุอย่างถูกต้อง ควรระบุที่อยู่ IP ด้วย ถัดไปคือตัวแปรคำขอและที่อยู่เว็บเซิร์ฟเวอร์ ถัดไปคือฟังก์ชัน setup() ฉันกำหนดค่าโหมดพินและเริ่มต้นการเชื่อมต่อเซิร์ฟเวอร์และอีเทอร์เน็ตชิลด์ ในฟังก์ชัน loop() ฉันประกาศตัวแปรบางตัว เรียกฟังก์ชันและอ่านค่าที่ อินพุต จากนั้นจะตรวจสอบความสว่างของห้องว่าเปิดไฟหรือไม่ จากนั้นลูกค้าจะได้รับฟังและตรวจสอบคำขอ http ด้วย สิ่งที่มาหลังจากควบคุมการแสดงผลหน้าเว็บที่แสดงสถานะของห้องและปุ่มต่างๆ เพื่อดำเนินการบางอย่าง หลังจากวนซ้ำมีฟังก์ชันบางอย่างสำหรับการควบคุมแสง: ฟังก์ชัน onLight() บนแสงจะมีความสว่างสูงสุด ฟังก์ชัน offLight() ปิดไฟ ฟังก์ชั่น dimLight() บนแสงถึงหนึ่งในสี่ของความสว่าง

ขั้นตอนที่ 12: อุปกรณ์ติดตาม

ฉันออกแบบระบบรักษาความปลอดภัยที่สามารถรับตำแหน่งอุปกรณ์ของฉันบนสมาร์ทโฟนผ่าน SMS พร้อมลิงก์ Google Maps ได้ ฉันใช้ Arduino MKR GSM 1400 เสาอากาศ และแบตเตอรี่ LiPo ต้องใช้ซิมการ์ดที่ใช้งานได้ ต้องใช้ PIN, APN และข้อมูลประจำตัวอื่นๆ เพื่อเชื่อมต่อกับเครือข่าย เมื่อฉันส่ง SMS พร้อมตัวอักษรที่ร้องขอ ฉันได้รับ SMS ที่ได้รับซึ่งประกอบด้วยลิงก์ลองจิจูดและละติจูดและลิงก์ Google Maps ในการตั้งค่า เสาอากาศเชื่อมต่อกับ บอร์ดที่ใส่ซิมการ์ด จากนั้นแบตเตอรี่จะเชื่อมต่อกับขั้วต่อ JST ดังที่แสดงในแผนภาพด้านบน หลังจากนั้นสามารถต่อเข้ากับอุปกรณ์ใดๆ เพื่อที่ว่าเมื่อถูกขโมยหรือสูญหายจะสามารถกู้คืนได้

ขั้นตอนที่ 13: รหัสการทำงาน

ส่วนแรกคือการนำเข้าไลบรารีที่จำเป็น จากนั้นจะมี PIN, APN, ชื่อผู้ใช้และรหัสผ่าน สิ่งนี้ควรถูกเติมเต็ม ถัดไปคือฟังก์ชัน setup() วัตถุตำแหน่งเริ่มต้นและสร้างการเชื่อมต่อข้อมูล หลังจากเป็นฟังก์ชัน loop() ฟังก์ชัน getLocation() ถูกเรียก จากนั้นหากได้รับ SMS จะถูกตรวจสอบว่า ป้อนข้อความคำขอที่ถูกต้องซึ่งที่นี่ "T" หากอักขระถูกต้อง SMS ที่มีตำแหน่งอุปกรณ์จะถูกส่ง หมายเหตุ: อักขระคำขอสามารถเปลี่ยนแปลงได้ เพื่อลดการใช้พลังงาน บอร์ดจะถูกไฮเบอร์เนตเป็นเวลา 70 วินาที getLocation() รับพิกัดตามเครือข่ายเซลลูลาร์ หากมีพิกัดใหม่ ฟังก์ชันจะอัปเดตฟังก์ชัน connectNetwork() ใช้ gsmAccess.begin และ gprs.attachGPRS วิธีเชื่อมต่อบอร์ดกับเครือข่ายข้อมูล

ขั้นตอนที่ 14: การสรุปผล

การใช้ระบบข้างต้นทำให้ระบบมีความปลอดภัย เป็นระบบที่ขับเคลื่อนด้วยเทคนิค จึงง่ายต่อการควบคุม โปรดทราบว่าเพื่อเพิ่มการใช้พลังงานให้สูงสุด สามารถใช้พอร์ต USB แทนแบตเตอรี่ได้ (หากพอร์ตพร้อมใช้งาน) ฉันได้แสดงความคิดเห็นอย่างละเอียดเกี่ยวกับรหัสเพื่อให้เข้าใจได้ง่ายและทำงานได้อย่างถูกต้อง หลักการทำงานก็เช่นกัน อย่าลืมแตกไลบรารีไปยังไดเร็กทอรีที่ถูกต้อง นอกจากนี้ ควรติดตั้งกล้องรักษาความปลอดภัยอย่างชาญฉลาดเพื่อให้พรางตัวกับสิ่งแวดล้อม ลาก่อน ขอให้คุณเดินทางปลอดภัย