Phòng thí nghiệm Bảo mật Nhà thông minh JSS2
Loading...
JSS2 Smart House Security Lab

NHIỆM VỤ AN NINH ROBOTICS 002

Phòng Thí Nghiệm Nhà Thông Minh Hai Vùng

CHẾ ĐỘ MÔ PHỎNG

HƯỚNG DẪN NHIỆM VỤ · ROBOTICS JSS2

Liệu một ngôi nhà có thể đưa ra các cảnh báo khác nhau tùy thuộc vào khoảng cách của một người?

Hôm nay, chúng ta sẽ nâng cấp ngôi nhà thông minh thành hệ thống an ninh hai vùng.

PHÁT HIỆNCẢNH BÁOBẢO VỆ
HÌNH ẢNH KHÁI NIỆM AI
150cm
002LẮP RÁP TẠI CHỖ

01 · TRẢI NGHIỆM

Trải nghiệm ba trạng thái

Di chuyển khách mô phỏng. Bảng điều khiển này chỉ mang tính minh họa—không phải là kết nối Arduino trực tiếp.

150 cm

CHỈ SỐ MÔ PHỎNG

BẢNG ĐIỀU KHIỂN AN NINHNORMAL
150cm

Monitoring · system ready

BÌNH THƯỜNGTrên 100 cm · LED tắt · im lặng
CẢNH BÁO50–100 cm · LED nhấp nháy · im lặng
NGUY HIỂMDưới 50 cm · LED bật · một tiếng bíp

Vượt quá 100 cm sẽ đặt lại lần tiếp cận tiếp theo.

02 · NÂNG CẤP KỸ THUẬT

Điều gì khiến phiên bản này tiên tiến hơn?

Các kỹ sư cải thiện dự án bằng cách thêm các quyết định thông minh hơn.

JSS1

Một ngưỡng đơn giản

  • Một khoảng cách phát hiện
  • LED bật hoặc tắt
  • Một cảnh báo khách
ĐÃ PHÁT HIỆN
JSS2

Quyết định hai vùng

  • Hai ngưỡng khoảng cách
  • Ba trạng thái vận hành
  • Cảnh báo nhấp nháy + nguy hiểm sáng đứng
  • Biến bộ nhớ ngăn tiếng bíp lặp lại
  • Tự động đặt lại khi khách rời đi
50 cm100 cm

03 · BỘ KIT

Làm quen với các thành phần

Mỗi bộ phận đều có một nhiệm vụ rõ ràng trong hệ thống an ninh.

UNO

Arduino Uno

Bộ điều khiển đưa ra các quyết định.

)))

Cảm biến HC-SR04

Đo khoảng cách bằng sóng siêu âm.

Đèn LED

Hiển thị cảnh báo và nguy hiểm bằng hình ảnh.

◖

Loa chíp (Buzzer)

Tạo ra tiếng bíp cảnh báo nguy hiểm ngắn.

Breadboard

Cho phép chúng ta lắp ráp mà không cần hàn.

╱╲

Dây nhảy (Jumper wires)

Truyền tải nguồn điện và tín hiệu.

—▥—

Điện trở 220–330 Ω

Bảo vệ đèn LED khỏi dòng điện quá mức.

⌂

Nhà bằng bìa các-tông

Vỏ bảo vệ vật lý cho dự án.

04 · LẬP KẾ HOẠCH TRƯỚC

Bản thiết kế an ninh

Cảm biến phải hướng ra ngoài và không bị cản trở.

LỐI VÀOGIÁ GẮN CẢM BIẾNĐÈN LEDCÒI BÁONGĂN ĐIỆN TỬ
Cảm biến hướng về phía khách
Đèn LED có thể nhìn thấy gần cửa
Còi báo dễ dàng tiếp cận
Để lại một bảng điều khiển để tiếp cận mạch điện

05 · XÂY DỰNG

Xây dựng mô hình nhà vật lý

Hãy làm cho cấu trúc ổn định trước khi lắp đặt các thiết bị điện tử.

010203
  1. 01Đo và đánh dấu lên bìa các-tông.
  2. 02Cắt các bức tường và ô cửa ra vào.
  3. 03Ghép các bức tường và gắn mái nhà.
  4. 04Cố định ngôi nhà vào một đế vững chắc.
  5. 05Để lại lối tiếp cận cho các thiết bị điện tử.
AN TOÀN LÀ TRÊN HẾTSử dụng kéo hoặc dao rọc giấy cẩn thận dưới sự giám sát của người lớn.

06 · ĐẤU NỐI CẢM BIẾN

Kết nối cảm biến siêu âm

HC-SR04 ước tính khoảng cách bằng cách đo thời gian phản hồi của sóng siêu âm.

HC-SR04
CHÂN CẢM BIẾNARDUINO UNO
VCC5V
GNDGND
TRIGD9
ECHOD10

Ý tưởng khoảng cáchtime × 0.0343 ÷ 2

07 · TÍN HIỆU HÌNH ẢNH

Kết nối LED

Một chiếc đèn, ba hành vi ý nghĩa.

TẮT> 100 cmNHẤP NHÁY50–100 cmSÁNG LIÊN TỤC< 50 cm
D13→220–330 Ω→Chân dài LED
Chân ngắn LED→GND

Điện trở giới hạn dòng điện để bảo vệ LED.

08 · TÍN HIỆU ÂM THANH

Kết nối còi buzzer

Một âm thanh ngắn đánh dấu thời điểm nguy hiểm bắt đầu.

Buzzer +→D8
Buzzer −→GND
Tần số1000 HzThời lượng300 ms

Nó sẽ kêu bíp một lần khi vật thể lần đầu tiên tiến vào dưới 50 cm—không kêu liên tục.

09 · KIỂM TRA TÍCH HỢP

Kiểm tra toàn bộ mạch điện

Truy vết mọi kết nối nguồn, tín hiệu và nối đất chung.

ARDUINO
UNO
HC-SR04
+
NGUỒN CẢM BIẾNTRIG D9 · ECHO D10LED D13 + RESISTORBUZZER D8SHARED GND

Danh sách kiểm tra kết nối

Ngắt nguồn USB trước khi thay đổi dây dẫn.

10 · PHÒNG THÍ NGHIỆM PICTOBLOX

Vào phòng thí nghiệm PictoBlox

Các khối trực quan của PictoBlox là phương pháp lập trình chính của chúng tôi.

PICTOBLOX · STAGE MODE
⚑MINH HỌA GIAO DIỆN
  1. 01Mở PictoBlox và chọn Block Coding.
  2. 02Chọn Arduino Uno.
  3. 03Kết nối đúng cổng COM.
  4. 04Chọn Stage Mode.
  5. 05Tải lên firmware nếu được yêu cầu; giữ kết nối USB.
GHI CHÚ KỸ THUẬT TRUNG THỰCNhãn giao diện thay đổi tùy theo phiên bản. Hãy sử dụng chức năng mong muốn và chuyển sang chương trình dự phòng nếu khối yêu cầu không có sẵn.

11 · HỘP CÔNG CỤ KHỐI

Khám phá các khối lập trình

Tìm chức năng trước; nhãn chính xác có thể thay đổi tùy theo phiên bản PictoBlox của bạn.

SỰ KIỆN
when green flag clicked
ĐIỀU KHIỂN
forever
if · then · else
wait 0.2 seconds
TOÁN TỬ
distance > 100
distance ≥ 50
visitorAlerted = 0
BIẾN
set visitorAlerted to 0
set visitorAlerted to 1
TIỆN ÍCH MỞ RỘNG ARDUINO UNO
ultrasonic distance · TRIG 9 · ECHO 10
digital pin · HIGH / LOW
play tone on pin 8 · if available

12 · BIẾN BỘ NHỚ

Tạo biến visitorAlerted

Bộ nhớ nhỏ này giúp ngăn tiếng bíp lặp đi lặp lại gây khó chịu.

visitor
Alerted
0
0

Lần tiếp cận này chưa kích hoạt tiếng bíp cảnh báo nguy hiểm.

1

Tiếng bíp cảnh báo nguy hiểm đã xảy ra trong chu kỳ tiếp cận này.

↻

Khi khách di chuyển ra xa quá 100 cm, đặt lại về 0 cho lần tiếp cận tiếp theo.

13 · XÂY DỰNG LOGIC

Xây dựng logic PictoBlox hai vùng

Lắp ráp logic dự kiến với các khối có sẵn trong tiện ích mở rộng đã cài đặt của bạn.

when green flag clicked
set [visitorAlerted] to [0]
set digital pin [13] to [LOW]
forever
read ultrasonic distance · TRIG 9 · ECHO 10
if distance > 100 then
LED LOW · visitorAlerted = 0
else if distance ≥ 50 then
LED HIGH → wait 0.2 → LOW → wait 0.2
else
LED HIGH
if visitorAlerted = 0
set visitorAlerted to 1 · play 1000 Hz for 0.3 s
wait 0.05 seconds

14 · SƠ ĐỒ QUYẾT ĐỊNH

Trực quan hóa lưu đồ bảo mật

Vòng lặp đọc, quyết định, ra tín hiệu và lặp lại.

BẮT ĐẦU
↓
ĐỌC KHOẢNG CÁCH
↓
KHOẢNG CÁCH > 100 CM?
YESLED TẮT · đặt lại
NOkiểm tra 50 cm
≥ 50 CMNHẤP NHÁY LED · không bíp
< 50 CMLED BẬT · bíp nếu là 0
↻
LẶP LẠI

15 · KIỂM TRA THỰC ĐIÃA

Kiểm tra ba vùng

Sử dụng thước kẻ hoặc thước dây với ngôi nhà thật. Các số đo ở đây là mô phỏng.

150100500
150 cm
TEST A · 150 cmLED TẮT · còi im lặng · BÌNH THƯỜNG
TEST B · 75 cmLED nhấp nháy · còi im lặng · CẢNH BÁO
TEST C · 30 cmLED sáng đứng · một tiếng bíp ngắn · NGUY HIỂM

Di chuyển ngược lại quá 100 cm, sau đó tiến lại gần: một cảnh báo mới sẽ được cho phép.

16 · KẾ HOẠCH B

Thiếu các khối? Các kỹ sư luôn có kế hoạch B!

Đây là mã sao lưu Arduino C++—không phải mã để dán vào khung khối trực quan.

smart_house_security.ino
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
const int ledPin = 13;
const int buzzerPin = 8;

bool visitorAlerted = false;

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
}

void loop() {
  long duration;
  float distance;

  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  duration = pulseIn(echoPin, HIGH, 30000);

  if (duration == 0) {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    noTone(buzzerPin);
    visitorAlerted = false;
    delay(100);
    return;
  }

  distance = duration * 0.0343 / 2;

  if (distance > 100) {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    noTone(buzzerPin);
    visitorAlerted = false;
  } else if (distance >= 50) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    delay(200);
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    delay(200);
  } else {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    if (!visitorAlerted) {
      tone(buzzerPin, 1000, 300);
      visitorAlerted = true;
    }
  }

  delay(50);
}
pulseIn đọc xung phản hồi.Công thức ước tính theo centimet.visitorAlerted ngăn chặn việc bíp lặp lại.Sử dụng Arduino IDE hoặc quy trình làm việc Arduino tương thích khác để tải mã lên.

17 · BẢNG GỠ LỖI

Khắc phục sự cố hệ thống an ninh

Các kỹ sư giỏi thay đổi một thứ, kiểm tra và quan sát kết quả.

?

Khối cảm biến không khả dụng

Xác nhận Arduino Uno, tiện ích mở rộng yêu cầu và hỗ trợ Chế độ Sân khấu (Stage Mode).

♪

Còi không kêu

Kiểm tra D8, GND, cực tính, khối tone, hoặc sử dụng mã sao lưu.

●

LED không nhấp nháy

Kiểm tra D13, điện trở, cực tính LED và điều kiện cảnh báo.

↻

Hệ thống kêu bíp liên tục

Đặt visitorAlerted thành 1 sau tiếng bíp; chỉ đặt lại khi trên 100 cm.

⟳

Hệ thống không khởi động lại

Kiểm tra các số đo và điều kiện lớn hơn 100 cm.

≈

Các giá trị đọc được không nhất quán

Kiểm tra dây lỏng, hướng cảm biến, nguồn điện và các vật cản.

18 · BÁO CÁO NHIỆM VỤ

Nhiệm vụ hoàn tất!

Bạn đã xây dựng một ngôi nhà thông minh hơn.

HÌNH ẢNH KHÁI NIỆM AI
BÌNH THƯỜNGgiám sát xanh lam
CẢNH BÁOnhấp nháy màu hổ phách
NGUY HIỂMcảnh báo đỏ
  • Nhà vật lý đã được xây dựng
  • Cảm biến, LED và còi đã được kết nối
  • Logic PictoBlox đã được lắp ráp
  • Ba trạng thái đã được kiểm tra
  • Mã Arduino dự phòng đã sẵn sàng
PHÁT HIỆN→CẢNH BÁO→CẢNH BÁO→ĐẶT LẠI

Hãy giải thích việc sử dụng hai ngưỡng khoảng cách giúp hệ thống này tiên tiến hơn phiên bản JSS1 như thế nào.

01 / 19Sử dụng phím ← → để điều hướng