Báo cáo Lớp học thông minh

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạn BẢN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên giảng viên hướng dẫn: TS PHAN VĂN HIỀN TS MAI THỊ ĐOAN THANH Họ tên sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ THẢO MSSV: 108160044 VÕ QUANG ĐIỆP MSSV: 108160007 NGUYỄN XUÂN HUY MSSV: 108160023 Sau thời gian hướng dẫn: Đà Nẵng, ngày … tháng … năm… Giảng viê CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên giảng viên phản biện: Họ tên sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ THẢO VÕ QUANG ĐIỆP NGUYỄN XUÂN HUY MSSV: 108160044 MSSV: 108160007 MSSV: 108160023 Nhận xét: Đà Nẵng, ngày… tháng… năm… Giảng viên phản biện TÓM TẮT Trong năm gần đây, thuật ngữ IoT (hay Internet of Things) hay “Vạn vật kết nối internet” không cịn trở nên q xa lạ, ta đơi lần bắt gặp cụm từ đâu, từ tin thời - công nghệ tivi, trang mạng điện tử, cụ thể ứng dụng thiết thực đời sống Công nghệ IoT phát triển nhiều lĩnh vực Đúng tên gọi, hệ thống thiết bị cơng nghệ có liên quan đến nhau, vật kết nối với dựa giao thức chung, mạng truyền thơng – hay Internet Chỉ cần thiết bị có kết nối, hồn tồn kiểm tra, điều khiển thiết bị, đâu Bên cạnh đó, với phát triển xã hội nhu cầu sống ngày nâng cao mơi trường đào tạo phục vụ công tác dạy học đặt yêu cầu ngày tiện nghi đại Đặc biệt đào tạo chất lượng cao xu hướng mang tính cấp thiết Phịng học thơng minh xu tất yếu để phát triển lĩnh vực giáo dục, tạo mơi trường học tập đại từ nâng cao chất lượng dạy học, giúp cho việc quản lý, vận hành hệ thống phòng học đơn giản hiệu Nắm bắt điều này, vận dụng kiến thức học, nhóm em tiến hành thực đề tài với tên “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” Với đề tài này, nhóm hy vọng làm sở nghiên cứu để nhóm sau phát triển cải tiến thêm ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA: ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lớp: 16SK NGUYỄN THỊ THẢO MSSV: 108160044 VÕ QUANG ĐIỆP MSSV: 108160007 NGUYỄN XUÂN HUY MSSV: 108160023 Khoa: ĐIỆN Ngành: SƯ PHẠM KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Tên đề tài: “ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IoT ĐỂ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT PHỊNG HỌC THƠNG MINH” Đề tài thuộc diện: Có ký kết thoả thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Kit Arduino Mega, NodeMCU ngơn ngữ lập trình - Tài liệu nghiên cứu Arduino Mega, NodeMCU, Firebase - Tài liệu nghiên cứu Thunkable Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Kết nối cảm biến, NodeMCU, mạch đo áp vào mạch Arduino - Lập trình cho kit Arduino NodeMCU - Thiết kế mơ hình - Xây dựng giao diện lập trình trang web giám sát từ xa - Chạy thử nghiệm Các vẽ, đồ thị (ghi rõ loại kích thước vẽ): Họ tên giảng viên hướng dẫn: TS PHAN VĂN HIỀN TS MAI THỊ ĐOAN THANH Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 07/09/2020 Ngày hoàn thành đồ án: 31/12/2020 Trưởng môn Đà Nẵng, ngày…tháng…năm… Người hướng dẫn MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” kết tìm tịi, học hỏi nghiên cứu nhóm em thời gian qua Những số liệu kết nghiên cứu trung thực hoàn toàn hướng dẫn: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh Ngoài không chép người khác Em xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước mơn, khoa nhà trường cam đoan Sinh viên thực LỜI CẢM ƠN Sau năm học tập rèn luyện Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng biết ơn kính trọng, em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, phòng, khoa thuộc Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng quý thầy cô nhiệt tình giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trình học tập làm Đồ án tốt nghiệp Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn lời cảm ơn sâu sắc tới TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh, người thầy cô trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn thầy cô, bạn bè tạo điều kiện giúp đỡ để em hoàn thành đồ án Do điều kiện lực thân cịn hạn chế, đồ án chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo, bạn bè để đồ án em hoàn thiện Em xin trân trọng cảm ơn “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” 10 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” int int int int int int int int int int I1= 31;//btn đèn1 I2=33; //btn đèn2 I3= 35; //btn đèn gv I4= 37; //btn quat I5 = 39; //btn may chieu I6= 41; //btn đđiều hòa I7= 43; //btn chế độ TC I8 = 45; //btn âm I9= 47; I10 = 49; //ButtonHN1 int I11= 51;// ButtonHN2 int Button[15]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}; int CB1[3]={1,1,0}; int CB2[3]={1,1,0}; int nhan; int statee=0; int stateTC=0; String inString; void setup() { for(int i=5;i500){ int h = dht.readHumidity(); int t = dht.readTemperature(); lcd.setCursor(14,1); lcd.print(round(t)); lcd.print(" "); lcd.write(1); lcd.print("C"); lcd.setCursor(14,2); lcd.print(round(h)); lcd.print(" %"); Serial1.print(h); Serial1.print("h"); Serial1.print(t); Serial1.print("t"); timee=millis(); 65 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” }} void loop() { if(statee==0){ KenBuzz(I1,O1,1,"1"); KenBuzz(I2,O2,2,"2"); KenBuzz(I3,O3,3,"3"); KenBuzz(I4,O4,4,"4"); KenBuzz(I5,O5,5,"5"); KenBuzz(I6,O6,6,"6"); KenBuzzTC(I7); KenBuzz(I8,O8,8,"8"); laydulieuuno(); CBHN1(); CBHN2(); khoi(); dhtt(); } else if(statee==1) { digitalWrite(O1,LOW); Serial1.print("10a"); digitalWrite(O2,LOW); Serial1.print("20a"); digitalWrite(O3,LOW); Serial1.print("31a"); digitalWrite(O4,LOW); Serial1.print("40a"); digitalWrite(O5,LOW); Serial1.print("50a"); digitalWrite(O6,LOW); Serial1.print("60a"); digitalWrite(O8,LOW); Serial1.print("80a"); digitalWrite(O9,LOW); 66 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” Serial1.print("90a"); digitalWrite(O7,HIGH); delay(2000); statee=2; } else { if(digitalRead(I9)==0){ Serial1.print("0x"); Serial.print("0x"); digitalWrite(O7,LOW); statee=0; } chayonline(); } } void KenBuzzTC(int xxx){ if(digitalRead(xxx)==0){ delay(100); while(digitalRead(xxx)==0) delay(100); Button[1]=0; Button[2]=0; Button[5]=1; Button[8]=1; digitalWrite(O2,LOW); digitalWrite(O1,LOW); digitalWrite(O5,HIGH); digitalWrite(O8,HIGH); Serial1.print("10a"); Serial1.print("20a"); Serial1.print("51a"); Serial1.print("81a"); 67 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” } } void KenBuzz(int xxx,int yyy,int m,String n){ if(digitalRead(xxx)==0){ delay(100); while(digitalRead(xxx)==0) delay(100); if(Button[m]==0){ Button[m]=1; digitalWrite(yyy,HIGH); Serial1.print(n+"1a"); Serial.print(n+"1a"); } else { Button[m]=0; digitalWrite(yyy,LOW); Serial1.print(n+"0a"); Serial.print(n+"0a"); } if(xxx==I1){ CB1[0]=1; CB1[1]=1; CB1[2]=0;} else if(xxx==I2){ CB2[0]=1; CB2[1]=1; CB2[2]=0; } } } void laydulieuuno(){ while (Serial1.available() > 0) { long int inChar = Serial1.read(); if (isDigit(inChar)) { inString += (char)inChar; 68 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” } if (inChar == 'h') { nhan =inString.toInt(); inString = ""; online1(1,O1); online1(2,O2); online(3,O3); online(4,O4); online(5,O5); online(6,O6); online(8,O8); online(9,O9); }}} void CBHN1(){ if(Button[1]==1){ if(digitalRead(I10)==1) { CB1[2]=1; if(CB1[1]==1) { a1=millis(); CB1[1]=0; } else { if(millis()-a1>5000){ if(CB1[0]==1){ CB1[0]=0; digitalWrite(O1,LOW); Serial1.print("10a"); Serial.print("10a"); } } } } 69 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” else{ CB1[0]=1; CB1[1]=1; if(CB1[2]==1){ CB1[2]=0; digitalWrite(O1,HIGH); Serial1.print("11a"); Serial.print("11a"); } } }} // if(Button[1]==0){ // CB1[0]=1; // CB1[1]=1; // if(CB1[2]==1){ // CB1[2]=0; // digitalWrite(O1,LOW); // Serial1.print("11a"); // } // }} void CBHN2(){ if(Button[2]==1){ if(digitalRead(I11)==1) { CB2[2]=1; if(CB2[1]==1) { a2=millis(); CB2[1]=0; } else { if(millis()-a2>5000){ 70 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” if(CB2[0]==1){ CB2[0]=0; digitalWrite(O2,LOW); Serial1.print("20a"); Serial.print("20a"); } } } } else{ CB2[0]=1; CB2[1]=1; if(CB2[2]==1){ CB2[2]=0; digitalWrite(O2,HIGH); Serial1.print("21a"); Serial.print("21a"); } } }} void chayonline(){ while (Serial1.available() > 0) { long int inChar = Serial1.read(); if (isDigit(inChar)) { inString += (char)inChar; } if (inChar == 'x') { nhan =inString.toInt(); if(nhan==0){ digitalWrite(O7,LOW); statee=0;} inString = ""; 71 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” }}} void online(int xxx, int yyy){ if(nhan/10==xxx){ digitalWrite(yyy,nhan%10); Button[xxx]= nhan%10; } } void online1(int xxx, int yyy){ if(nhan/10==xxx){ Button[xxx]= nhan%10; if(xxx==1){ CB1[0]=1; CB1[1]=1; CB1[2]=0;} else if(xxx==2){ CB2[0]=1; CB2[1]=1; CB2[2]=0; } digitalWrite(yyy,nhan%10); Serial.print(yyy+nhan%10+"aa"); } } void khoi(){ if(digitalRead(3)==0){ Serial1.print("1x"); Serial.print("chay"); statee=1; } } 72 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH ESP8266 #include #include #include #include //#define FIREBASE_HOST "test-moumou.firebaseio.com" //#define FIREBASE_AUTH "Quqij3ATJDwZF4Kf8yOkI8mtpwcDXuyvZbqgyhiZ" #define ON_Board_LED unsigned long timee=0; bool payload=false; // SSID and Password of your WiFi router const char* ssid = "Iphon"; // > Your wifi name or SSID const char* password = "thaoxinhdep"; // > Your wifi password // -String rev; String inString=" "; //Biến gửi lên firebase String data; long int nhan; int abc; int i=0; // void setup() { Serial.begin(115200); WiFi.begin(ssid, password); // > Connect to your WiFi router pinMode(2,OUTPUT); // > On Board LED port Direction output while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { digitalWrite(2, LOW); delay(250); 73 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” digitalWrite(2, HIGH); delay(250); } digitalWrite(2, LOW); // > Turn off the On Board LED when it is connected to the wifi router Firebase.begin("abcded-b1675.firebaseio.com"); // thay địa ứng dụng bạn Firebase.stream("/Smart/T%E1%BA%A7ng%201/101"); FirebaseObject event = Firebase.readEvent(); delay(2000); } void laydulieuuno(){ while (Serial.available() > 0) { long int inChar = Serial.read(); if (isDigit(inChar)) { inString += (char)inChar; } if (inChar == 'a') { nhan =inString.toInt(); inString = ""; guilenfirebase(1,"den1"); guilenfirebase(2,"den2"); guilenfirebase(3,"dengv"); guilenfirebase(4,"quat"); guilenfirebase(5,"maychieu"); guilenfirebase(6,"dieuhoa"); guilenfirebase(8,"amthanh"); } if (inChar == 'h') { int humi =inString.toInt(); inString = ""; Firebase.setInt("Smart/T%E1%BA%A7ng%201/101/doam",humi); 74 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” } if (inChar == 'x') { nhan =inString.toInt(); inString = ""; if(nhan%10==1){ Firebase.setBool("devices/baochay101",true); Firebase.setBool("Smart/T%E1%BA%A7ng%201/101/baochay",true);} else { Firebase.setBool("devices/baochay101",false); Firebase.setBool("Smart/T%E1%BA%A7ng%201/101/baochay",false); }} if (inChar == 't') { int tem =inString.toInt(); inString = ""; Firebase.setInt("Smart/T%E1%BA%A7ng%201/101/nhietdo",tem); } }} void guilenfirebase(int xxx,String yyy){ if(nhan/10==xxx){ delay(10); String cong="Smart/T%E1%BA%A7ng%201/101/"+yyy; if(nhan%10==1) Firebase.setBool(cong,true); else Firebase.setBool(cong,false); delay(300); } if (Firebase.failed()) { Serial.print("Setting /Value failed :"); Serial.println(Firebase.error()); delay(100); return; } } void luudulieu(){ 75 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” if (Firebase.available()) { FirebaseObject event = Firebase.readEvent(); String eventType = event.getString("type"); eventType.toLowerCase(); if (eventType == "put") { String path = event.getString("path"); String data = event.getString("data"); if (path == "/baochay") { payload = event.getBool("data"); if (data==false) Serial.print("0x"); } if (path == "/den1") { payload = event.getBool("data"); guiveunoo("1"); } if (path == "/den2") { payload = event.getBool("data"); guiveunoo("2"); } if (path == "/dengv") { payload = event.getBool("data"); guiveunoo("3"); } if (path == "/quat") { payload = event.getBool("data"); guiveunoo("4"); } if (path == "/maychieu") { 76 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phòng học thông minh” payload = event.getBool("data"); guiveunoo("5"); } if (path == "/dieuhoa") { payload = event.getBool("data"); guiveunoo("6"); } if (path == "/amthanh") { payload = event.getBool("data"); guiveunoo("8"); } if (path == "/khoa") { payload = event.getBool("data"); guiveunoo("9"); } }}} void guiveunoo(String xxx){ if(nhan/10!=xxx.toInt()){ if(payload==false) {Serial.print(xxx+"0h");} else {Serial.print(xxx+"1h");}} else nhan=0;} void loop() { laydulieuuno(); luudulieu(); } 77 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh “Ứng dụng công nghệ IoT để điều khiển giám sát hệ thống phịng học thơng minh” TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách tham khảo [1] Hoàng Ngọc Văn, “Điện Tử Công Suất”, Trường đại học SPKT Tp.HCM, 2007 [2] Trần Thu Hà (chủ biên), “Điện Tử Cơ Bản”, NXB ĐH Quốc Gia Tp.HCM, 2013 [3] Nguyễn Đình Phú – Trương Ngọc Anh, “Vi xử lý”, NXB ĐH Quốc Gia Tp.HCM, 2013 [4] Google, “Firebase Documentation”, https://firebase.google.com/docs/web/setup [5] Bùi Minh Phúc, “ESP8266 NodeMCU – Một lựa chọn khác Arduino”, https://www.makerspace.vn/2017/07/26/esp8266-nodemcumot-lua-chon-khac-ngoai-adruino/, 27/07/2017 [6] Giao tiếp I2C (Phần 1) http://www.ytuongnhanh.vn 78 SVTH: Nguyễn Thị Thảo GVHD: TS Phan Văn Hiền TS Mai Thị Đoan Thanh ... MINH Phịng học thơng minh (tiếng anh "Smart Class Room") phòng học /lớp học trang bị hệ thống tự động thông minh với cách bố trí hợp lý, hệ thống có khả tự điều phối hoạt động phòng học theo thói... sử dụng mà mức giá “phịng học thơng minh? ?? dao động từ vài triệu đến vài trăm triệu đồng cho phòng học 1.4 GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM CHO PHỊNG HỌC THƠNG MINH Lớp học thơng minh giúp bạn tiết kiệm chi... PHỊNG HỌC THƠNG MINH Chúng ta sống giới công nghệ, giới mà vật kết nối với qua Internet, xu hướng lớp học thông minh trở thành xu hướng công nghệ tất yếu, tiêu chuẩn nhà trường đại ngày Một lớp học