Thiết kế và thi công mô hình hệ thống kiểm soát thiết bị tiêu thụ điện trong phòng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG KIỂM SỐT THIẾT BỊ TIÊU THỤ ĐIỆN TRONG PHỊNG GVHD: HOÀNG NGỌC VĂN SVTH: LÊ TẤN HỌC MSSV: 16141161 SVTH: VÕ HỮU KHIÊM MSSV: 16141183 SKL 0 7 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2020 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG KIỂM SỐT THIẾT BỊ TIÊU THỤ ĐIỆN TRONG PHỊNG GVHD: GVC.ThS Hoàng Ngọc Văn SVTH: Lê Tấn Học MSSV: 16141161 SVTH: Võ Hữu Khiêm MSSV: 16141183 Tp Hồ Chí Minh - 08/2020 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THƠNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG KIỂM SOÁT THIẾT BỊ TIÊU THỤ ĐIỆN TRONG PHỊNG GVHD: GVC.ThS Hồng Ngọc Văn SVTH: Lê Tấn Học MSSV: 16141161 SVTH: Võ Hữu Khiêm MSSV: 16141183 Tp Hồ Chí Minh - 08/2020 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 25 tháng 07 năm 2020 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Tấn Học MSSV: 16141161 Võ Hữu Khiêm MSSV: 16141183 Chuyên ngành: CNKT Điện tử-Truyền thông Mã ngành: 41 Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2016 Lớp: 16141DT1A I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG KIỂM SỐT THIẾT BỊ TIÊU THỤ ĐIỆN TRONG PHÒNG II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu:      Vi điều khiển PIC 18F4550, PIC 16F886 Mạch thu phát RF UART Lora E32-TTL-500 Module WiFi ESP8266 V1 Cảm biến dòng CT103U 5A/2.5mA Sever app Android Nội dung thực hiện:  Sử dụng vi điều khiển PIC 18F4550 làm khối điều khiển trung tâm, kết hợp với PIC 16F886 để thu thập xử lí thơng tin Sensor Nodes  Giao tiếp truyền liệu Internet thông qua Module WiFi ESP8266 V1  Tạo ứng dụng giám sát trực quan điện thoại thông minh chạy hệ điều hành Android thông qua lập trình Android Studio  Thi cơng mơ hình  Viết báo cáo III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 09/03/2020 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 25/07/2020 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GVC.ThS Hoàng Ngọc Văn CÁN BỘ HƯỚNG DẪN GVC.ThS Hồng Ngọc Văn BM ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM Khoa Điện - Điện Tử Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 02 năm 2020 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Bản lịch trình đóng vào báo cáo) Họ tên sinh viên: Lê Tấn Học MSSV: 16141161 Họ tên sinh viên: Võ Hữu Khiêm MSSV: 16141183 Lớp: 16141DT1A Tên đề tài: Thiết Kế Và Thi Cơng Mơ Hình Hệ Thống Kiểm Sốt Thiết Bị Tiêu Thụ Điện Trong Phòng Tuần/ngày Tuần (9/3 – 15/3) Nội dung Xác nhận GVHD Gặp GVHD để nghe phổ biến yêu cầu làm đồ án, tiến hành chọn đồ án - GVHD tiến hành xét duyệt đề tài Tuần (16/3 – 22/3) Tuần 3,4,5 - Viết tóm tắt yêu cầu đề tài chọn: đề tài làm gì, nội dung thiết kế, thơng số giới hạn đề tài - Tìm hiểu linh kiện sử dụng mạch (22/3 – 12/4) - Thiết kế sơ đồ ngun lí Tuần 6,7,8,9 Lập trình vi điều khiển điều khiển giao tiếp (13/4 – 10/5) với module mạch Tuần 10,11 (11/5 – 24/5) Thiết kế App Android, truyền nhận liệu từ server với App với Esp8266 Tuần 12,13 - Tiến hành thi công kiểm tra mạch thi công (25/5 – 7/6) - Xây dựng mơ hình, kiểm tra hoạt động hệ thống Tuần 14,15,16 - Viết báo cáo hoàn chỉnh (7/6 – 28/6) - Làm slide, báo cáo với GVHD GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập vừa qua, dẫn, giúp đỡ tận tình quý thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, thơng qua đề tài KLTN này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Quý thầy cô Khoa Điện – Điện tử, đặc biệt thầy cô thuộc Bộ môn Điện Tử Cơng Nghiệp – Y Sinh tận tình bảo chúng em suốt trình học tập Quý thầy khoa có liên quan cung cấp cho chúng em kiến thức cần thiết sinh viên, kinh nghiệm vốn sống hữu ích Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho em học tập, nghiên cứu môi trường chuyên nghiệp động sáng tạo suốt thời gian qua Đồng thời, nhóm xin cám ơn thành viên lớp 16141DT1A có ý kiến đóng góp, bổ sung, giúp nhóm hồn thành tốt đề tài Ngồi ra, nhóm nhận bảo anh (chị) trước Các anh (chị) hướng dẫn giới thiệu tài liệu tham khảo phương pháp nghiên cứu bổ ích việc thực nghiên cứu Đặc biệt, nhóm chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy ThS HỒNG NGỌC VĂN góp ý, hướng dẫn chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu giúp cho chúng em hoàn thành thực tốt đề tài KLTN Chúng em xin chân thành cảm ơn! Trân trọng Nhóm thực đồ án Lê Tấn Học BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Võ Hữu Khiêm i TÓM TẮT Trong xu phát triển nay, với bùng nổ ngành cơng nghệ thơng tin, điện tử, tự động hóa, IoT (Internet of Things) … Đã làm cho đời sống người ngày hoàn thiện Các thiết bị tự động điều khiển, điện thoại thông minh hay cảm biến giám sát ngày xâm lấn vào đời sống chí ứng dụng nhiều vào việc kinh doanh sản xuất, sống sinh hoạt hàng ngày người Do điện thoại thơng minh giám sát từ xa hỗ trợ cho cơng việc quản lí số ngành dịch vụ chẳng hạn khách sạn trở thành thực Là sinh viên khoa Điện - Điện tử trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, kiến thức học mong muốn thiết kế mơ hình hệ thống giám sát khách vào phịng thơng qua việc sử dụng điện đáp ứng nhu cầu quản lí đại người dùng Chúng định chọn “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG KIỂM SỐT THIẾT BỊ TIÊU THỤ ĐIỆN TRONG PHỊNG” làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I TÓM TẮT II MỤC LỤC III DANH MỤC HÌNH VII DANH MỤC BẢNG ix CÁC TỪ VIẾT TẮT .X CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.6 BỐ CỤC QUYỂN BÁO CÁO CHƯƠNG 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TỔNG QUAN VỀ IOT 2.1.1 Khái niệm[1] 2.1.2 Đặc tính bản[2] 2.1.3 Cấu phần hệ thống IoT[3] 2.1.4 Ứng dụng 2.1.5 Lợi ích mang lại thách thức 2.2 GIỚI THIỆU VỀ LORA[4] 2.2.1 Khái niệm Lora 2.2.2 Nguyên lý hoạt động LoRa 2.2.3 LoraWan 2.2.4 Kiến trúc hệ thống LoraWAN 11 2.2.5 Làm để kết nối LoraWAN? 12 2.2.6 Các quy định LoRa 12 2.3 2.3.1 TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY BẰNG WIFI[5] 14 Khái niệm 14 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iii 2.3.2 Nguyên lý hoạt động 15 2.3.3 Một số chuẩn kết nối WiFi phổ biến 15 2.4 CHUẨN GIAO TIẾP UART 16 2.4.1 Giới thiệu[6] 16 2.4.2 Sơ đồ UART[7] 16 2.4.3 Các thông số truyền nhận UART:[7] 17 2.4.4 Các ứng dụng UART[8] 18 2.4.5 Ưu điểm nhược điểm UART[8] 18 2.5 Module wifi ESP8266 v1 18 2.5.1 Giới thiệu[9] 18 2.5.2 Đặc điểm[9] 19 2.5.3 Tập lệnh AT ESP8266 (Attention Command)[10] 20 2.6 VI ĐIỀU KHIỂN PIC 21 2.6.1 Giới thiệu vi xử lí vi điều khiển[11] 21 2.6.2 PIC 18F4550[11] 22 2.6.3 PIC 16F886[12] 24 2.6.4 Ngơn ngữ lập trình Vi điều khiển[13] 27 2.7 Mạch thu phát RF UART Lora E32-TTL-500 28 2.7.1 Sóng RF 28 2.7.2 Mạch thu phát RF UART LORA E32-TTL-500[14] 28 2.8 Cảm biến dòng CT103U 5A/2.5mA 31 2.8.1 Cảm biến dòng[15] 31 2.8.2 Cảm biến dòng điện CT103U 5A/2.5mA 33 2.9 LCD 20x4 LCD 16x2 33 2.9.1 Khái niệm 33 2.9.2 Thông số kỹ thuật 34 2.10 Hệ Thống server 35 2.10.1 Thingspeak[16] 35 2.10.2 Tạo Server Thingspeak[17] 35 2.11 ANDROID APP 38 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH iv 2.11.1 Ngơn Ngữ Lập Trình JAVA 38 2.11.2 Ngơn Ngữ Lập Trình XML 39 2.12 MẠCH NGUỒN HẠ ÁP LM2576 40 2.12.1 Giới thiệu 40 2.12.2 IC LM 2576 40 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ 41 3.1 GIỚI THIỆU 41 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 41 3.2.1 Yêu cầu hệ thống 41 3.2.2 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 42 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG 51 4.1 GIỚI THIỆU 51 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 51 4.2.1 Thi công bo mạch 51 4.2.2 Lắp ráp kiểm tra 55 4.3 THI CƠNG MƠ HÌNH 55 4.3.1 4.4 Thi cơng mơ hình 55 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 57 4.4.1 Lưu đồ hoạt động 57 4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 66 4.4.3 Phần mềm lập trình cho điện thoại Android 70 4.5 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 75 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng 75 4.5.1 CHƯƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 79 5.1 GIỚI THIỆU 79 5.2 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 79 5.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 81 5.3.1 Cấp nguồn kết nối Wifi cho board mạch điều khiển pic 18 81 5.3.2 Kết nối cảm biến vào chân ADC mạch điều khiển pic 16 82 5.3.3 Kết nối Master với Slave 83 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH v Đăng nhập ứng dụng điện thoại thực giám sát trạng 5.3.4 thái phòng 84 5.4 NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 85 5.4.1 Nhận xét 85 5.4.2 Đánh giá 85 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC 90 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH vi DANH MỤC HÌNH Chương 2: Cơ sở lý thuyết Hình 2.1: Minh họa hệ thống IoT Hình 2: Mơ hình kiến trúc IoT Hình 3: Cấu trúc hệ thống Lora Hình 4: Một Lora Sensors node hãng Advantech 11 Hình 5: Nguyên lý hoạt động WiFi 15 Hình 6: Giao tiếp UART 16 Hình 7: Sơ đồ khối UART 17 Hình 8: Sơ đồ chân ESP8266 V1 20 Hình 9: Sơ đồ khối hệ thống vi xử lý 22 Hình 10: Vi điều khiển PIC 18F4550 23 Hình 11: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC 18F4550 23 Hình 12: Vi điều khiển PIC 16F886 25 Hình 13: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC 16F886 26 Hình 14: Mạch thu phát RF UART LORA E32-TTL-500 29 Hình 15: Sơ đồ mạch giao tiếp RF UART 31 Hình 16: Cấu tạo biến dòng 32 Hình 17: Cảm biến dòng điện CT103U 5A/2.5mA 33 Hình 18: Hình ảnh thực tế LCD 20x4 16x2 34 Hình 19: Trang chủ Thingspeak 36 Hình 20: Giao diện tạo tài khoản Thingspeak 36 Hình 21: Giao diện tạo Channels Thingspeak 37 Hình 22: Giao diện thẻ API Keys 38 Hình 23: IC LM2576 40 Hình 24: Biểu tượng phần mềm CCS 66 Hình 25: Giao diện mơi trường lập trình CCS 67 Chương 3: Tính tốn thiết kế Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 42 Hình 2: Sơ đồ nguyên lý khối xử lý trung tâm PIC 18f4550 44 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH vii Hình 3: Sơ đồ nguyên lý khối xử lý trung tâm PIC 16f886 44 Hình 4: Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến 46 Hình 5: Dạng sóng trước sau lắp tụ với tải phi tuyến 46 Hình 6:Mạch thu-phát Lora giao tiếp vi điều khiển pic 16 pic 18 47 Hình 7: Module wifi ESP8266 V1 giao tiếp với PIC 18F4550 47 Hình 8: LCD 20x4 LCD 16x2 giao tiếp với vi điều khiển 48 Hình 9: Mạch hạ áp 12VDC - 5V 49 Hình 10: Sơ đồ nguyên lý mạch gửi 50 Hình 11: Sơ đồ nguyên lý mạch nhận 50 Chương 4: Thi cơng hệ thống Hình 1: Sơ đồ mạch in mạch gửi (mặt - dưới) 51 Hình 2: Sơ đồ mạch in mạch nhận (mặt - dưới) 52 Hình 3: Mạch nhận (mặt - dưới) 53 Hình 4: Mạch gửi (mặt - dưới) 54 Hình 5: Mạch nhận hàn linh kiện (mặt - dưới) 54 Hình 6: Mạch gửi hàn linh kiện (mặt - dưới) 54 Hình 7: Mơ hình thực tế (mặt trước - sau) 56 Hình 8: Lưu đồ chương trình khối điều khiển trung tâm pic 18 57 Hình 9: Lưu đồ chương trình khởi tạo hệ thống 58 Hình 10:Lưu đồ chương trình nhận liệu từ phịng 59 Hình 11:Lưu đồ chương trình gửi liệu qua esp 60 Hình 12: Lưu đồ chương trình khối điều khiển pic 16 tầng 61 Hình 13: Lưu đồ chương trình khối điều khiển pic 16 tầng 62 Hình 14: Lưu đồ chương trình khối điều khiển pic 16 tầng 63 Hình 15: Lưu đồ chương trình khối điều khiển pic 16 tầng 64 Hình 16: Lưu đồ hoạt động chương trình App Android 65 Hình 17: Giao diện hình đầu Android Studio 71 Hình 18: Một project bình thường Android Studio 71 Hình 19: Lưu đồ quy trình thao tác, lắp đặt cho người sử dụng 76 Hình 20: Màn hình kết nối tới wifi 77 BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH viii Hình 21: Màn hình chờ lệnh hoạt động 77 Hình 22: Màn hình kết hiển thị trạng thái 78 Chương 5: Kết quả_nhận xét_đánh giá Hình 1: Màn hình thơng báo kết nối wifi thất bại 81 Hình 2: Màn hình lúc hệ thống kết nối server 82 Hình 3: Kết nối cảm biến với mạch điều khiển pic 16 tầng 82 Hình 4: Giá trị dòng điện đo từ cảm biến đồng hồ ampe kìm 83 Hình 5: Kết nối tín hiệu mạch điều khiển pic 16 mạch điều khiển pic 18 84 Hình 6: Màn hình giám sát trạng thái điện thoại 84 DANH MỤC BẢNG Chương 2: Cơ sở lý thuyết Bảng 1: Các tập lệnh AT 21 Bảng 2: Thông số kỹ thuật PIC 18F4550 23 Bảng 3: Thông số kỹ thuật PIC 16F886 25 Bảng 4: Thông số RF UART LORA E32-TTL-500 29 Bảng 5: Các chế độ làm hoạt động RF UART LORA E32-TTL-500 30 Bảng 6: Các chân LCD 34 Chương 3: Tính tốn thiết kế Bảng 3.1:Tính tốn dịng điện sử dụng mạch điều khiển pic 16 48 Bảng 3.2: Tính tốn dịng điện sử dụng mạch điều khiển pic 18 49 Chương 4: Thi công hệ thống Bảng 4.1: Danh sách linh kiện mạch gửi 51 Bảng 4.2: Danh sách linh kiện mạch nhận 52 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ix CÁC TỪ VIẾT TẮT A-MSDU Aggregation – MAC Service Data Units A-MPDU Aggregation – MAC Protocol Data Unit AES Advanced Encryption Standard AP Access point APP Application APSD Automatic Power Save Delivery ARP Address Resolution Protocol ASCII American Standard Code for Information Interchange AWS Amazon Web Services CPU Central Processing Unit DC Direct Current DCE Data Communication Equipment DTE Data Terminal Equipment EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory EUSART Enhanced Universal Asynchronous Receiver Transceiver FTP File Transfer Protocol GPIO General - purpose input/output GPS Global Positioning System GSM Global System for Mobile Communications HTML HyperText Markup Language HTTP HyperText Transfer Protocol ICMP Internet Control Message Protocol IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers IP Internet Protocol I/O Input/Output BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH x IoT Internet of Things ISM Industrial Scientific Medical I2C Inter-Integrated Communication JS JavaScript LAN Local area network LCD Liquid crystal display LNA Low-noise amplifier LPWAN Low-Power Wide Area Network LSB Least Significant Bit MCU Multipoint Control Unit MNO Mobile Network Operator MIMO Muliple Input, Multiple Output MRI Magnetic Resonance Imaging MSB Most Significant Bit M2M Machine-to-Machine OSI Open Systems Interconnection PCB Printed Circuit Board PIC Peripheral Interface Controller PLL Phase Locked Loop POP3 Post Office Protocol PWM Pulse Width Modulation RF Radio Frequency RISC Reduced Instructions Set Computer SDIO Secure Digital Input Output SLA Service level Agreement SMS Short Message Service SMTP Simple Mail Transfer Protocol SNMP Simple Network Management Protocol SoC System on Chip BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH xi SPI Serial Peripheral Interface SRAM Static random-access memory STBC Space-time block code STM STMicroelectronic TCP/IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol TIA Telecommunications Industry Association UART Universal Asynchronous Receiver-Transmitter UDP User Datagram Protocol USB Universal Serial Bus VoIP Voice over Internet Protocol WDT Watchdog timer WPA Wifi Protected Access W3C World Wide Web Consortium XML Extensible Markup Language BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH xii Chương 1: Tổng quan Chương TỔNG QUAN GIỚI THIỆU 1.1 Trong xu phát triển nay, với bùng nổ ngành công nghệ thông tin, điện tử, tự động hóa, IoT… Đã làm cho đời sống người ngày hoàn thiện Các thiết bị tự động điều khiển, điện thoại thông minh hay cảm biến giám sát ngày xâm lấn vào đời sống chí ứng dụng nhiều vào việc kinh doanh sản xuất, sống sinh hoạt hàng ngày người Do điện thoại thơng minh giám sát từ xa hỗ trợ cho công việc quản lí số ngành dịch vụ chẳng hạn khách sạn trở thành thực Là sinh viên khoa Điện - Điện tử trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, kiến thức học mong muốn thiết kế mô hình hệ thống giám sát khách vào phịng thơng qua việc sử dụng điện đáp ứng nhu cầu quản lí đại người dùng Vì định chọn “Thiết kế thi công mơ hình hệ thống kiểm sốt thiết bị tiêu thụ điện phòng” làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.2 Đề tài “Thiết kế thi cơng mơ hình hệ thống kiểm sốt thiết bị tiêu thụ điện phịng” thực có chức năng: - Người dùng giám sát, kiểm tra nơi đâu có mạng internet hay 3G/4G có hoạt động thiết bị phịng hay khơng, qua hoạt động sử dụng điện phịng App điện thoại android - 1.3 Hệ thống cập nhật liệu sever Thingspeak GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Đề tài “Thiết kế thi cơng mơ hình hệ thống kiểm soát thiết bị tiêu thụ điện phòng” sử dụng vi điều khiển PIC 18F4550 làm khối điều khiển trung tâm, kết hợp với PIC 16F886 để thu thập xử lí thơng tin Sensor Nodes BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Chương 1: Tổng quan Công nghệ Lora thực thu phát tín hiệu sử dụng mạch thu phát RF UART Lora E32-TTL-500 hoạt động với tần số 433Mhz sử dụng chip SX1278 SEMTECH Giao tiếp truyền liệu Internet thông qua Module WiFi ESP8266 V1 Cảm biến dịng CT103U 5A/2.5mA nhận tín hiệu dịng điện từ thiết bị điện để đưa đến vi điều khiển Sever, sở liệu thời gian thực xây dựng dịch vụ Thingspeak cho phép người dùng đưa liệu lên cloud từ cloud lấy liệu qua giao thức HTTP Ứng dụng giao diện đơn giản, trực quan điện thoại thông minh chạy hệ điều hành Android thơng qua lập trình Android Studio 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Việc thực đề tài tương đối hồn chỉnh có nhiều ứng dụng thực tế đòi hỏi người thực phải tham khảo sử dụng nhiều phương pháp kết hợp chúng lại để tìm hướng riêng, kinh nghiệm cho riêng Các phương pháp tương đối hay bổ ích mà nhóm áp dụng sau: - Khảo sát hệ thống vi điều khiển thiết bị có thị trường - Phân tích tổng hợp lý thuyết có liên quan ngơn ngữ lập trình C, Java, NodeJS - Tham khảo luận văn, tài liệu khóa trước, đề tài nghiên cứu khoa học nghiệm thu - Tham khảo ý kiến, góp ý từ giáo viên hướng dẫn, anh chị, bạn làm đề tài liên quan - 1.5 Thực nghiệm mơ hình đánh giá kết ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu đề tài: - Vi điều khiển PIC 18F4550, PIC 16F886; - Module WiFi ESP8266 V1; - Mạch thu phát RF UART Lora E32-TTL-500; BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Chương 1: Tổng quan - Cảm biến dòng CT103U 5A / 2.5mA; - Web server Thingspeak lưu liệu; - App Andoid tương tác người dùng với hệ thống Phạm vi nghiên cứu đề tài: - Nghiên cứu lĩnh vực lập trình PIC; - Nghiên cứu phần mềm hỗ trợ lập trình PIC CCS; - Nghiên cứu phần mềm hỗ trợ lập trình App Android Android Studio thông qua ngôn ngữ Java; - Cách kết nối vật lý Esp8266 V1, mạch thu phát RF UART Lora E32-TTL-500 , cảm biến dòng CT103U, LCD với PIC; - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động cảm biến cần sử dụng; - Nghiên cứu xây dựng Server qua NodeJS; - Nghiên cứu cách kết nối, truyền, nhận liệu Esp8266 V1, Server, app Android, Lora PIC 1.6 BỐ CỤC QUYỂN BÁO CÁO Nội dung đề tài trình bày với năm chương sau: Chương Tổng quan: Trong chương nêu tình hình nghiên cứu nay, lý mục tiêu chọn đề tài, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài, phương pháp nghiên cứu giới hạn đề tài Chương Cơ sở lý thuyết: Các lý thuyết liên quan đến thành phần phần cứng phần mềm hệ thống Chương Tính tốn thiết kế: Trong chương mục đích tính tốn thiết kế phần cứng, linh kiện cho hệ thống với yêu cầu đặt Từ sơ đồ khối tổng quát sơ đồ khối chi tiết để tiến hành lựa chọn linh kiện cho khối Chương Thi cơng hệ thống: Trình bày q trình thi cơng phần cứng, phần mềm đánh giá ưu nhược điểm hệ thống Chương Kết - nhận xét - đánh giá: Đưa kết trình nghiên cứu Nhận xét đánh giá mơ hình sản phẩm BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH Chương 1: Tổng quan Chương Kết luận hướng phát triển: Đưa kết luận vấn đề mà trình nghiên cứu đạt chưa đạt Đưa hướng phát triển đề tài tương lai BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TỔNG QUAN VỀ IOT 2.1.1 Khái niệm[1] Internet of Things (IoT) khái niệm rộng lớn khó hình dung liên quan đến nhiều ngun tắc, công nghệ lĩnh vực khác Về bản, IoT mô tả hệ thống cảm biến nối mạng đối tượng thông minh làm việc để tạo môi trường thông minh, hữu dụng lập trình Cơng nghệ IoT bao gồm cảm biến, mạch, hệ thống nhúng truyền thông, giao diện thông minh, quản lý lượng, quản lý liệu, truyền liệu, quản lý tri thức, hệ thống thời gian thực, xử lý phân tán, thiết kế hệ thống phần mềm phức tạp Các hệ thống IoT (như hình 2.1) bao gồm cấu trúc nhỏ trang bị vài cảm biến xử lý lắp đặt khu vực giới hạn cung cấp dịch vụ ứng dụng cho số người hệ thống trải rộng liên quan đến hàng triệu cảm biến, xử lý thông tin phân tán phức tạp hệ thống điều khiển thành phố thơng minh Hình 2.1: Minh họa hệ thống IoT 2.1.2 Đặc tính bản[2] Những vấn đề quan trọng hệ thống IoT bao gồm trí thơng minh nhân tạo, kết nối, cảm biến thiết bị nhỏ mang tính động cao, chúng mô tả sơ lược bên dưới: - AI (Artifical Intelligence - Trí tuệ nhân tạo): Hệ thống IoT hiểu làm cho thiết bị trở nên thơng minh, nghĩa giúp nâng cao khía cạnh sống liệu thu thập BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH S K L 0 ... thi? ??t kế mơ hình hệ thống giám sát khách vào phịng thơng qua việc sử dụng điện đáp ứng nhu cầu quản lí đại người dùng Vì định chọn ? ?Thi? ??t kế thi cơng mơ hình hệ thống kiểm sốt thi? ??t bị tiêu thụ. .. KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THI? ??T KẾ VÀ THI CÔNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG KIỂM SỐT THI? ??T BỊ TIÊU... CNKT Điện tử-Truyền thông Mã ngành: 41 Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2016 Lớp: 16141DT1A I TÊN ĐỀ TÀI: THI? ??T KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG KIỂM SỐT THI? ??T BỊ TIÊU THỤ ĐIỆN TRONG PHÒNG