اینترنت اشیا IOT سیم کارت GSM - GPRS پروژه رزبری پای

ساخت دزدگیر سیم کارتی با قابلیت ارسال تصویر توسط برد رزبری پای و SIM800C

نوشته شده توسط معین صابری

یکی از ابزارهای کاربردی در مقابله با ورود غیر مجاز به اماکن، دزدگیر ها هستند. از ساخت اولین دزدگیر، دهه ها می گذرد. امروزه در بازار انواع و اقسام دزدگیرهای مخصوص اماکن، با امکانات مختلف در برندهای متنوع دیده می شود. در این آموزش که از سری آموزش های برد رزبری پای و شیلد SIM800C است، به کمک این برد و شیلد سیم کارت آن، اقدام به ساخت دزدگیر سیم کارتی می‌کنیم. آن هم با قابلیت تشخیص ورود افراد به محدوده خاص، بلافاصله با صاحب ملک تماس تلفنی (سیم کارت) برقرار می‌کند. این دزدگیر سیم کارتی همزمان از محیط مد نظر عکس گرفته و به صاحب ملک ارسال می‌کند. در ادامه این آموزش با مرجع تخصصی رزبری پای و مرجع تخصصی ماژول سیم کارت به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

 


شناخت دزدگیر سیم کارتی رزبری پای


دزدگیر سیم کارتی اماکن یکی از محصولات مهم و کاربردی در مقابله با ورود غیر مجاز افراد است. به کمک این دستگاه، با ورود غیر مجاز افراد به محل مورد نظر شما برد رزبری پای به کمک شیلد ماژول SIM800C با شما تماس می گیرد. علاوه بر این، دزدگیر سیم کارتی قابلیت ارسال آنلاین تصاویر را برای شما فراهم می‌نماید. برای هسته پردازش، برد رزبری پای را انتخاب نموده ایم. چرا که این برد دارای توان پردازشی بسیار قدرتمندی بوده که می تواند انواع بیشمار سنسورها و دوربین ها را، بدون نگرانی از توان پردازشی پردازنده، به رزبری پای متصل کرد. از طرفی دیگر این دزدگیر سیم کارتی بسیار کوچک بوده و می توان آن را در جایی، به دور از چشم سارقان، پنهان سازی کرد.

امروزه با رشد قیمت اجناس، کالاها مهم ترین سرمایه صاحبان کسب و کار ها به شمار می آید. به عنوان نمونه، یک فروشگاه تلفن همراه را در نظر بگیرید. این فروشگاه اجناسی با وزن کم، کوچک و بسیار قیمتی را در خود نگاه می دارد. از این رو می تواند طعمه مناسبی برای سارقان تلقی شود. از طرفی دیگر، دزدگیرهای سنتی تنها به پخش آژیر بسنده می‌کنند. این در حالیست که سارقان خیلی راحت می توانند صدای آژیر را قطع نمایند. اما دزدگیر سیم کارتی مبتنی بر برد رزبری پای دستگاهی بسیار کوچک است که به دور از چشم سارقان می تواند در گوشه ای مخفی شود. سپس، در صورتیکه ورود سارق را تشخیص دهد، بدون ایجاد کوچکترین صدایی، با صاحب فروشگاه تماس گرفته و وی را از خطر مطلع می سازد. در گام بعدی، تصویر سارقان را ظبط کرده و به صاحب فروشگاه، ارسال می نماید. مانند تصویر زیر که سرقت از یک فروشگاه فرش را، خبرگزاری میزان گزارش می دهد.

نمایی از تصویر دزدگیر سیم کارتی اماکن با رزبری پای - دیجی اسپارک

یکی دیگر از انواع سرقت ها، سرقت از منازل است. با توجه به اینکه معمولا مردم اشیا گرانبها و قیمتی در منزل خود نگه داری می نمایند، خانه ها می توانند طعمه مناسبی برای سارقان به شمار آیند. اما، به کمک دزدگیر سیم کارتی مبتنی بر برد رزبری پای، می توان سارقان خانه را به دام انداخت. این دزدگیر اندازه بسیار کوچکی دارد و می توان در جایی مخفی سازی شود. سپس در صورت ورود غیر مجاز، بدون ایجاد هیچ صدایی که موجب حساسیت سارق شود، با شما تماس می گیرد و اعلام سرقت می نماید.

جلوگیری از منزل با دزدگیر سیم کارتی - دیجی اسپارک

 


مزیت دزدگیر سیم کارتی با رزبری پای


همانطور که اطلاع دارید، برد رزبری پای دارای توان پردازشی بسیار قدرتمندی است. مدل +B رزبری پای ۳ که در این آموزش مورد استفاده قرار گرفته، دارای پردازنده ۱٫۴ گیگاهرتزی و ۴ هسته است. وجود سیستم عامل محبوب لینوکس بر روی این برد سبب می شود تا با اطمینان خاطر هرچه بیشتر، بر روی برد برنامه نویسی نماییم. در زیر، بخشی از ویژگی ها و قابلیت های این برد را که در ساخت دزدگیر سیم کارتی استفاده شده است، با هم بررسی می نماییم.

دارای ۴۰ پین ورودی و خروجی

وای فای داخلی

۴ عدد پورت USB

سوکت دوربین

با توجه به سیستم عامل لینوکس قرار گرفته بر روی برد رزبری پای، روند اجرا پروژه دزدگیر سیم کارتی تسریع میگردد. چرا که برای ایجاد ارتباط اینترنتی و ارسال عکس به کاربر، ابزارهای بسیار زیادی در این سیستم عامل وجود دارد که باعث انجام بهتر و راحت‌تر کار خواهد شد. نمونه این موضوع را در آموزش عکاسی از محیط و ارسال تصویر به سرور مشاهده گردید. حتی با توجه به تعداد زیاد GPIO های این برد، می توان چندین سنسور تشخیص حرکت را به آن متصل نموده و به صورت چند کاناله، به پایش محیط پرداخت.

آموزش پایتون با رزبری پای سنسور PIR - دیچی اسپارک

این دزدگیر، قابلیت برقراری تماس و ارسال تصاویر را در خود جای می دهد. از طرفی دیگر، این دستگاه فضای بسیار کوچکی را اشغال می نماید. به طوریکه می توان آن را در جایی، به دور از چشم سارقان مخفی نمود. از مزیت های دیگر این دزدگیر، راه اندازی سریع، ساده و آسان است. کافیست این دستگاه را به برق بزنید. آنگاه بدون نیاز به هیچ سیم کشی و جانمایی برای دوربین، دزدگیر سیم کارتی با قابلیت ارسال تصاویر، به کار خواهد افتاد.

 


سنسور تشخیص حرکت دزدگیر


برای فعال شدن دزدگیر سیم کارتی بایستی حضور سارق توسط برد تشخیص داده شود. سنسور تشخیص حرکت یا PIR، یک سنسور مبتنی بر مادون قرمز است. این سنسور نسبت به دمای بدن موجودات زنده حساس بوده و در صورت تشخیص گرما، خروجی تولید خواهد نمود. یکی از محبوب ترین و کاربردی ترین این نوع از سنسورها، سنسور SR501 است. ماژول این سنور بازه ولتاژی بین ۴ الی ۱۲ ولت را شامل می شود. این سنسور در صورت تشخیص حرکت، یک خروجی با ولتاژ ۳٫۳ نیز تولید می نماید. همچنین بر روی این سنسور دو پتانسیومتر، یکی برای حساسیت و دیگری برای مدت زمانیست که سنسور پس از تشخیص فعال می ماند، قرار گرفته است.

 


دوربین رزبری در دزدگیر سیم کارتی


برای ثبت، ذخیره و ارسال تصاویر در پروژه دزدگیر سیم کارتی، ما از یک دوربین وب کم استفاده نموده ایم. با اتصال این دوربین به برد رزبری پای، به سادگی می توانید به کمک دستور زیر، از محیط تصویر برداری نمایید.

البته برای تصویربرداری، برد رزبری پای دارای دوربین منحصر به فردی است. برای این دوربین، بر روی خود برد رزبری پای کانکتور وجود دارد که شما می توانید به سادگی، دوربین را به آن متصل نمایید. در آموزش ارسال آنلاین تصاویر با برد رزبری پای به کمک اینترنت ماژول SIM800C، نحوه ثبت تصاویر از محیط و ارسال آنلاین، بیان گردیده است.

 


آماده سازی اولیه برد رزبری پای


برای این پروژه، همانند پروژهای ارسال پیامکی دما به کاربر به کمک برد رزبری پای و کنترل پیامکی رله از طریق برد رزبری پای و شیلد سیم کارت SIM800C، از یک برد رزبری پای ۳ مدل B+ استفاده کرده ایم. شما می توانید از همین برد و یا مدل جدیدتر آن، رزبری پای ۴ استفاده نمایید. برای راه اندازی اولیه برد و اتصال برد رزبری پای به شبکه، لطفا به آموزش پیشین در این زمینه مراجعه نمایید.

 


شماتیک مدار


برای راه اندازی مدار دزدگیر سیم کارتی، از یک سنسور تشخیص حرکت استفاده می کنیم. خروجی این سنسور ۳٫۳v است که کاملا از لحاظ سطح منطقی ولتاژ، با برد رزبری پای سازگاری دارد. در زیر، تصویری از شماتیک مدار را مشاهده می نمایید.

 

مطابق تصویر فوق، پس از اینکه شیلد بر روی برد رزبری پای قرار گرفت، سنسور تشخیص حرکت را به صورت زیر، به برد رزبری پای متصل نمایید.

پایه GND سنسور به پایه GND رزبری پای

پایه VCC سنسور به پایه ۵V رزبری پای

پایه OUT  سنسور به پایه GPIO26 رزبری پای

 


شیلد SIM800C مخصوص رزبری پای


برای برقراری ارتباط تلفنی با کاربر و اتصال به اینترنت جهت ارسال عکس به سرور، نیاز به ماژول مخابراتی سیم کارتی داریم. در پروژه دزدگیر سیم کارتی ماژول سیم کارت SIM800C قابلیت برقراری تماس تلفنی، ارسال و دریافت پیامک را ایجاد می‌کند. همچنین این ماژول می تواند به شبکه اینترنت متصل شده و به ارسال و دریافت داده بپردازد. اما راه اندازی این ماژول به صورت چیپ خالی کار ساده ای نیست. چراکه احتیاج به طراحی برد و آشنایی کافی با مباحث طراحی آنتن و مخابرات خواهید داشت. در اینجاست که شیلد ماژول SIM800C بسیار کارا به نظر می رسد.

 

شیلد ماژول SIM800C در حقیقت یک برد توسعه ماژول SIM800C بوده که راه اندازی آن را بدون نگرانی از مسایل مربوط به تغذیه، به سادگی و در زمانی کوتاه فراهم می آورد. از طرفی دیگر، این شیلد مخصوص برد رزبری پای است. به عبارت دیگر پایه های این شیلد مخصوص برد رزبری پای طراحی شده و به سادگی بر روی رزبری پای قرار می گیرد. از طرفی دیگر، این شیلد تغذیه خود را بدون نیاز به هیچ منبع دیگری، به سادگی از برد رزبری پای تامین می نماید. کافیست شیلد را بر روی برد رزبری قرار دهید. با روشن نمودن رزبری، شیلد نیز به طور خودکار روشن خواهد شد.

 


تامین اینترنت ارسال تصاویر به سرور


همانطور که بیان شد، دزدگیر ساخته شده در این پروژه، قابلیت ارسال آنلاین تصاویر را دارد. اما برای ارسال آنلاین تصاویر به اینترنت نیاز داریم. این دزدگیر بدون نیاز به هیچ مودم جانبی، با استفاده از شیلد ماژول SIM800C می‌تواند به اینترنت متصل شود. در حقیقت، شیلد ماژول SIM800C به یک مودم سیم کارتی همراه تبدیل شده و با توجه به قابلیت GPRS آن، برد رزبری به اینترنت متصل می گردد. این موضوع به طور کامل در آموزش تبدیل شیلد ماژول SIM800C به مودم سیم کارتی با قابلیت اتصال به اینترنت بحث شده است. به کمک این شیلد، بدون نیاز به هیچ مودم جانبی دیگر، در کنار برقراری تماس تلفنی با کاربر، به اینترنت متصل شده و به ارسال تصاویر در پروژه دزدگیر سیم کارتی خواهیم پرداخت.

سناریو ارسال تصاویر با اینترنت GPRS در دزدگیر سیم کارتی - دیجی اسپارک

 


کدهای برنامه دزدگیر سیم کارتی


در ادامه، کدهای برنامه دزدگیر سیم کارتی را مشاهده می نمایید، برای استفاده از کدهای زیر، ابتدا در محیط ترمینال لینوکس، دستور زیر را وارد نمایید.

پس از باز شدن محیط ویرایشگر متن nano، کدهای زیر را در آن کپی نمایید.

 

جهت دسترسی به این بخش، اشتراک اسپارکر پلاس تهیه کنید.

 


اجرای برنامه دزدگیر با رزبری پای


 برای اجرای برنامهدزدگیر سیم کارتی با رزبری پای، ابتدا دقت نمایید که مطابق آموزش ارسال پیامکی دما به کمک برد رزبری پای، حتما نرم افزار gammu را نصب و پیاده سازی کرده باشید. همچنین نرم افزار ppp را مطابق آموزش تبدیل شیلد ماژول SIM800C به مودم سیم کارتی بر روی برد خود نصب کرده باشید. سپس به کمک دستور زیر، برنامه را اجرا نمایید.

پس از اجرای برنامه، چنانچه حرکتی جلوی سنسور انجام گیرد، ابتدا با کاربر تماس گرفته و سپس یک عکس از محیط گرفته می شود. در ادامه، با اتصال به اینترنت، عکس بر روی سرور آپلود خواهد شد. برای آپلود عکس بر روی سرور، همانطور که در آموزش ارسال آنلاین تصاویر با برد رزبری پای به کمک اینترنت ماژول SIM800C صحبت شد، وارد کنترل پنل هاست خود شده و در پوشه htdocs، پوشه ای به اسم images ایجاد نمایید تا تصاویر، مطابق شکل زیر، دریافت گردد.

 

با کلیک بر روی هر یک از تصاویر، تصویر دریافت شده  را می توانید مشاهده نمایید.

نمونه تصویر گرفته شده با دوربین رزبری پای Raspberry pi Camera - دیجی اسپارک

 


تحلیل کدهای برنامه


در ابتدا، در رابطه با عملکرد سنسور تشخیص حرکت دزدگیر سیم کارتی، این نکته را در نظر بگیرید که خروجی این سنسور در حالت عادی ۰ منطقی( ۰ ولت است)، در صورتیکه حرکتی را تشخیص دهد، خروجی این سنسور یک منطقی(۳٫۳ ولت) خواهد بود. از آنجاییکه برد رزبری پای یک منطقی را ۳٫۳ ولت در نظر می گیرد، بنابراین بدون نیاز به مبدل سطح منطقی، می توانیم سنسور را مستقیما به برد رزبری پای متصل نماییم. در ادامه، روال کار برنامه (با ایجاد یک حلقه تکرار بی نهایت) را به صورت زیر می توانیم دسته بندی کنیم.

تعیین پایه gpio 26 به عنوان خروجی

تعیین وضعیت پایه gpio 26 به صورت pulldown(جهت کاهش نویز)

خواندن مقدار پایه gpio26 و ذخیره آن در متغیر x

درصورتیکه متغیر x مقداری غیر از ۰ داشت، با کاربر با دستور dialvoice، با کاربر تماس گرفته و تصویر ارسال شود. (به جای ستاره ها شماره تلفن خود را قرار دهید)

 


نکات کلیدی کدهای برنامه


در رابطه با کدهای برنامه دزدگیر سیم کارتی با برد رزبری پای در نظر داشته باشید که به دلیل استفاده همزمان دو برنامه gammu و ppp از پورت سریال برای ارتباط با شیلد ماژول SIM800C، ممکن است تداخلاتی رخ دهد. برای جلگیری از این موضوع، با توجه به نیاز به اتصال اینترنت برای ارسال تصاویر، ابتدا پس از برقراری تماس با کاربر و انتظار ۳۰ ثانیه ای، تماس را با دستور زیر قطع می نماییم.

 

جهت دسترسی به این بخش، اشتراک اسپارکر پلاس تهیه کنید.

 

 


وسایل مورد نیاز


برای راه اندازی این پروژه، به قطعات زیر نیاز خواهید داشت.

برد رزبری پای

شیلد ماژول SIM800C مخصوص رزبری پای

سنسور تشخیص حرکت SR501

دوربین مخصوص رزبری پای

 


جمع بندی


در این پروژه به طراحی و پیاده سازی یک دزدگیر سیم کارتی، مخصوص اماکن پرداختیم. این دزدگیر به صورت یک دستگاه کوچک طراحی شده که می تواند در جایی مخفی شود. سپس با تشخیص ورود غیر مجاز، ابتدا با شماره تلفن کاربر تماس گرفته و در مرحله بعدی، شروع به ارسال تصویر از محیط به کاربر، می نماید. این دستگاه، بدون نیاز به هیچ مودم جانبی، با اندازه بسیار کوچک و در حد یک کف دست، علاوه بر تماس با کاربر، با ثبت عکس از محیط، تصویر را به سرور ارسال می نماید.

 

 


نظرسنجی


در پایان با تشکر از توجه شما، لطفا به جهت ارتقا سطح کیفی مطالب، در صورت تمایل، به سوالات زیر به صورت کامنت، در پایین همین پست پاسخ دهید.

۱- آیا این مطلب روان و مفید بیان شده بود؟

۲- آیا در این پروژه ایراد و یا اشکالی می بینید؟

۳- اگر شما طراح این پروژه بودید، چه امکاناتی به آن اضافه می نمودید؟

 

 


مسابقه


ساخت دزدگیرهای مبتنی بر سیم کارت با یک چالش رو به رو است. این چالش، اثر نویز GSM بر روی سنسور تشخیص حرکت است که باعث می شود این سنسور به درستی عمل نکرده و گاهی، خروجی غلط تولید کند. به عبارت دیگر، با اینکه هیچ حرکتی جلوی این سنسور صورت نگرفته، اما خروجی این سنسور ۳٫۳V ولت شده که به معنای تشخیص حرکت است. شما برای مقابله با این موضوع و کاهش نویز، چه راهکاری پیشنهاد می کنید؟ لطفا راهکار خود را در کامنت ها برای ما بنویسید. به بهترین روش، از نظر سرعت بالا و هزینه کم، بهترین راه کار اشتراک اسپارکر پلاس سه ماهه را به صورت رایگان دریافت خواهد کرد. شرایط مسابقه به شرح زیر است.

۱-تنها پیشنهاد خود را در همین پست کامنت نمایید.

۲-برای دریافت پاسخ، لطفا یک ایمیل معتبر ثبت کنید تا پاسخ نظر خود را از طریق ایمیل دریافت نمایید.

۳-چنانچه دو نظر یکسان ثبت شوند، معیار نظری خواهد بود که زودتر ثبت شده باشد. بنابراین در صورتیکه راه حل شما قبلا ثبت شده بود، تلاش نمایید تا نظر قبلی را بهینه کرده و با روشی خلاقانه، راه حلی بهتر ارایه دهید.

۴-از تاریخ انتشار این پست، تا یک ماه راه حل ها بررسی خواهد شد و در نهایت با نظر تیم تحریریه، بهترین راه حل انتخاب خواهد شد.

 

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

 

درباره نویسنده

معین صابری

کارشناسی ارشد رشته معماری سیستم های کامپیوتری

مالي که ز تو کس نستاند، علم است
حرزي که تو را به حق رساند، علم است
جز علم طلب مکن تو اندر عالم
چيزي که تو را ز غم رهاند، علم است
(شیخ بهایی)

تبادل نظر و رفع عیب با ثبت دیدگاه

۲ دیدگاه