THỰC TẬP TỐT NGHIỆP THỰC TẬP TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG THỰC TẬP CUỐI KHÓA Đề tài TÌM HIỂU, XÂY DỰNG MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH Sinh viên thực hiện Lớp Khóa Giảng viên hướng dẫn Cán bộ phản biện Hà Nội, 0320 LỜI NÓI ĐẦU Từ xưa đến nay ,nhân loại đã không ngừng học hỏi, tìm tòi và nghiên cứu để tạo ra những sản phẩm nhằm phục vụ cho sinh hoạt hằng ngày, những sản phẩm ấy luôn phát triển theo hướng tự động hóa và ngày càng thông minh để có thể.
Nội dung, ý nghĩa của đợt thực tập
Khám phá và xây dựng mô hình nhà thông minh bằng cách lựa chọn linh kiện và giải pháp phù hợp để đạt hiệu quả tối ưu Đợt thực tập này mang lại cho sinh viên cơ hội tiếp cận nghề nghiệp đã chọn, giúp họ hiểu rõ hơn về công việc tương lai và điều chỉnh chiến lược rèn luyện Việc áp dụng kiến thức học được vào thực tiễn giúp sinh viên nhận diện điểm mạnh, điểm yếu và bổ sung kỹ năng cần thiết Những trải nghiệm này góp phần tăng cường sự tự tin cho sinh viên khi bước vào thị trường lao động.
Những khó khăn và thuận lợi trong quá trình thực tập
Mặc dù đã tích lũy được nhiều kiến thức từ việc học trên giảng đường, việc tiếp cận, tìm hiểu và thiết kế trong lĩnh vực điện tử vẫn là một thách thức lớn do sự phong phú và đa dạng của kiến thức trong ngành này.
Thời gian thực tập ngắn hạn khiến việc nghiên cứu đề tài trở nên khó khăn, đặc biệt khi tài liệu chủ yếu là từ nước ngoài, dẫn đến việc tìm hiểu chi tiết gặp nhiều trở ngại và ảnh hưởng đến quá trình triển khai đề tài.
Với nền tảng kiến thức cơ bản từ trường lớp và sự hướng dẫn tận tình của giáo viên thực tập, việc tiếp cận công nghệ mới đã trở nên nhanh chóng và hiệu quả hơn.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Mô hình nhà thông minh?
2.1.1 Nhà thông minh là gì?
Nhà thông minh, hay còn gọi là "Smart Home", là một ngôi nhà hoặc căn hộ được trang bị hệ thống tự động tiên tiến Hệ thống này cho phép điều khiển các yếu tố như đèn chiếu sáng, nhiệt độ, truyền thông đa phương tiện, an ninh, rèm cửa và cửa, nhằm mang lại sự tiện nghi và an toàn cho cuộc sống Ngoài ra, nhà thông minh còn giúp sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống.
Theo wiseGeek, một ngôi nhà thông minh là nơi mà hệ thống máy tính có khả năng theo dõi và quản lý nhiều khía cạnh của cuộc sống hàng ngày, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả cho người sử dụng.
Một ví dụ tiêu biểu về nhà thông minh là hệ thống kiểm soát ánh sáng, giúp tiết kiệm điện và tạo không gian phù hợp, như việc điều chỉnh đèn cho các bữa tiệc tối Hệ thống này còn có khả năng điều chỉnh rèm cửa, kiểm soát nhiệt độ, giám sát qua camera, tự động khóa cửa và phòng ngừa trộm.
Nhà thông minh không chỉ cung cấp tiện ích cơ bản mà còn tích hợp nhiều ứng dụng sáng tạo, bao gồm hệ thống điều khiển giải trí tại gia với loa công suất khác nhau, hệ thống điện thoại và liên lạc nội bộ, cũng như hệ thống tưới nước tự động Những chức năng này được thực hiện thông qua các thiết bị kết nối trong nhà, cho phép hệ thống máy tính trung tâm theo dõi trạng thái và đưa ra quyết định điều khiển hợp lý.
Nhà thông minh, mặc dù đã được miêu tả trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng từ lâu, chỉ trở thành hiện thực từ thế kỷ 20 nhờ sự phát triển mạnh mẽ của điện và những tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ thông tin.
2.1.2 Các thành phần của nhà thông minh.
Hệ thống nhà thông minh bao gồm các thành phần chính như cảm biến (cảm biến nhiệt độ, cảm biến ánh sáng, cảm biến chuyển động), bộ điều khiển và thiết bị chấp hành Các cảm biến giúp bộ điều khiển và máy chủ theo dõi trạng thái trong nhà, từ đó đưa ra quyết định điều khiển thiết bị chấp hành để tạo ra môi trường sống tối ưu cho con người.
Hình 2 1 Các thành phần cơ bản của hệ thống nhà thông minh
Một số mô hình nhà thông minh tại Việt Nam
Bkav SmartHome là hệ thống nhà thông minh tiên tiến nhất toàn cầu, được đánh giá cao theo tiêu chí của Gartner Sản phẩm của Bkav tập trung vào phân khúc cao cấp, cạnh tranh trực tiếp với các giải pháp nhà thông minh quốc tế.
Nhà thông minh Bkav kết nối tất cả thiết bị trong ngôi nhà thành một hệ thống mạng thông minh, cho phép điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng, rèm cửa, điều hòa, tivi, âm thanh, khóa cửa, bình nóng lạnh, quạt thông gió, camera an ninh, chuông cửa có hình, hệ thống bơm tưới nước tiểu cảnh và bể cá Người dùng có thể dễ dàng điều khiển các thiết bị này thông qua thiết bị gắn trên tường hoặc sử dụng smartphone, máy tính bảng.
Hình 2 2 Sơ đồ kết nối hệ thống của Bkav SmartHome Luxury Nhà thông minh Bkav SmartHome Luxury bao gồm 1 số tính năng sau:
Hệ thống ánh sáng thông minh
Hệ thống điều khiển rèm mành
Hệ thống an ninh thông minh
Hệ thống kiểm soát môi trường
Hệ thống giải trí âm thanh đa vùng
Kịch bản ngữ cảnh thông minh
Kết nối không giới hạn
Khác với BKAV, nhà thông minh Lumi tập trung mạnh vào phân khúc nhà thông minh trung và cao cấp trên thị trường Việt Nam.
Ra mắt công tắc cảm ứng và giải pháp nhà thông minh ra thị trường đầu năm
Từ năm 2012, sau 4 năm xây dựng và phát triển, Lumi đã khẳng định vị thế là nhà cung cấp hàng đầu về công tắc điện cảm ứng, thiết bị điện thông minh và giải pháp nhà thông minh, chiếm lĩnh thị phần lớn nhất trong phân khúc trung và cao cấp tại Việt Nam.
Hình 2 3 Một số thiết bị điện nhà thông minh cho gia đình Lumi bán chạy nhất
Một số đặc điểm của nhà thông minh Lumi
Bật/tắt thiết bị điện dễ dàng bằng Smartphone
An toàn tuyệt đối về điện
Nâng cao giá trị ngôi nhà, khẳng định đẳng cấp
Giải pháp chống trộm hoàn hảo
2.2.3 Nhà thông minh Scheider- Wiser Home
Schneider, một tập đoàn hàng đầu thế giới trong lĩnh vực cung cấp thiết bị điện có trụ sở tại Pháp, đã chính thức khai trương nhà máy sản xuất thiết bị điện phục vụ giải pháp nhà thông minh vào ngày 18/4/2017 Nhà máy này tọa lạc tại khu công nghệ cao Sài Gòn, Quận 9, TPHCM.
Các thiết bị điện thông minh của Scheneider đều có những ưu điểm vượt trội về chất lượng cũng như độ bền của sản phẩm.
Một số đặc điểm của nhà thông minh Scheider- Wiser Home
Điều khiển theo kịch bản
Điều khiển theo thời gian
Điều khiển chiếu sáng tự động
Điều khiển rèm và cửa tự động
Điều khiển điều hòa nhiệt độ thông minh
Điều khiển bằng Iphone, Ipad
Hệ thống an ninh, cảnh báo chống đột nhập
Hệ thống cảnh báo cháy, báo rò gas
Hệ thống camera giám sát
Hệ thống chuông cửa có hình
Hệ thống âm thanh đa vùng
Kết luận chương
Trong chương 2 của báo cáo, chúng tôi trình bày các khái niệm cơ bản về nhà thông minh (SmartHome) và giới thiệu một số mô hình nhà thông minh hiện có tại Việt Nam Dựa trên những cơ sở lý thuyết này, chúng tôi sẽ tiến hành xây dựng và thiết kế hệ thống phù hợp với yêu cầu của đề tài.
TỔNG QUAN HỆ THỐNG
Hệ sinh thái Internet of Things- IoT ?
3.1.1 Khái niệm Internet of Things
Internet Vạn Vật, hay cụ thể hơn là Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là
Mạng lưới thiết bị kết nối Internet (IoT) là một hệ thống liên mạng, trong đó các thiết bị, phương tiện vận tải, phòng ốc và trang thiết bị khác được trang bị điện tử, phần mềm, cảm biến và cơ cấu chấp hành Nhờ khả năng kết nối mạng máy tính, các thiết bị này có thể thu thập và truyền tải dữ liệu một cách hiệu quả.
3.1.2 Kiến trúc Internet of Things
The architecture of the Internet of Things (IoT) fundamentally consists of four key components: Things, which represent the physical devices; Gateways, serving as connection points; Network and Cloud infrastructure for data transmission and storage; and Services-creation and Solutions Layers, which facilitate the development and delivery of applications and services.
Ngày nay, hàng tỷ vật dụng như xe hơi, thiết bị cảm biến, thiết bị đeo và điện thoại di động hiện hữu trên thị trường gia dụng và công nghệ Những thiết bị này được kết nối trực tiếp qua băng tầng mạng không dây và truy cập Internet Giải pháp IoT cho phép các thiết bị thông minh được sàng lọc, kết nối và quản lý dữ liệu một cách cục bộ, trong khi các thiết bị chưa thông minh có thể kết nối thông qua các trạm kết nối.
Trạm kết nối (Gateways) đóng vai trò quan trọng trong việc triển khai IoT, khi mà khoảng 85% các thiết bị hiện có không được thiết kế để kết nối Internet và chia sẻ dữ liệu với điện toán đám mây Các trạm này hoạt động như một trung gian, giúp các thiết bị kết nối an toàn và dễ dàng quản lý, từ đó khắc phục những rào cản trong việc tích hợp IoT vào cuộc sống hàng ngày.
Hạ tầng mạng và điện toán đám mây (Network and Cloud):
Cơ sở hạ tầng kết nối Internet là một hệ thống toàn cầu bao gồm nhiều mạng IP liên kết với nhau và với các máy tính Hệ thống này bao gồm các thiết bị như định tuyến, trạm kết nối, thiết bị tổng hợp và thiết bị lặp, giúp kiểm soát lưu lượng dữ liệu Ngoài ra, nó còn kết nối với mạng viễn thông và cáp do các nhà cung cấp dịch vụ triển khai.
Các trung tâm dữ liệu và hạ tầng điện toán đám mây bao gồm một hệ thống phức tạp với nhiều máy chủ, hệ thống lưu trữ và mạng ảo hóa được kết nối chặt chẽ, tạo nên nền tảng vững chắc cho các dịch vụ công nghệ hiện đại.
Các lớp tạo và cung cấp dịch vụ (Services-Creation and Solutions Layers):
Intel has integrated leading API management software, Mashery and Aepona, to accelerate the market introduction of IoT products and solutions, maximizing the value derived from analyzing data from existing systems and assets.
Tìm hiểu, xây dựng hệ thống SmartHome
3.2.1 Một số giải pháp cho khối xử lý trung tâm
Arduino là một board mạch vi xử lý mở, giúp phát triển các ứng dụng tương tác với môi trường và giữa các thiết bị Phần cứng của Arduino dựa trên vi xử lý AVR Atmel 8bit hoặc ARM Atmel 32-bit, với các model hiện tại được trang bị 1 cổng USB, 6 chân đầu vào analog và 14 chân I/O kỹ thuật số, tương thích với nhiều board mở rộng khác nhau.
Arduino Uno R3, được giới thiệu vào năm 2005, là một giải pháp dễ dàng và tiết kiệm cho những người yêu thích, sinh viên và chuyên gia trong việc phát triển các thiết bị tương tác với môi trường thông qua cảm biến và cơ cấu chấp hành Các dự án phổ biến cho người mới bắt đầu bao gồm robot đơn giản, hệ thống điều khiển nhiệt độ và phát hiện chuyển động Arduino đi kèm với một môi trường phát triển tích hợp (IDE) cho phép người dùng viết chương trình bằng ngôn ngữ C hoặc C++ trên máy tính cá nhân.
Arduino đã trở nên phổ biến không chỉ ở Việt Nam mà còn trên toàn thế giới Sức mạnh và tính linh hoạt của Arduino ngày càng được khẳng định qua nhiều ứng dụng mã nguồn mở độc đáo, được cộng đồng chia sẻ rộng rãi Ứng dụng của Arduino trong đời sống hàng ngày đang ngày càng đa dạng và phong phú.
Arduino là một nền tảng mạnh mẽ có khả năng đọc các thiết bị cảm biến và điều khiển động cơ, vì vậy nó thường được sử dụng làm bộ xử lý trung tâm cho nhiều loại robot.
Game tương tác: Arduino có thể được sử dụng để tương tác với Joystick,màn hình,… khi chơi các game như Tetrix, phá gach, Mario…
Máy bay không người lái
Điều khiển đèn tín hiệu giao thông, làm hiệu ứng đèn Led nhấp nháy trên các biển quảng cáo…
Điều khiển các thiết bị cảm biến ánh sáng, âm thanh
Làm đàn bằng ánh sáng
Arduino còn rất nhiều ứng dụng hữu ích khác tùy vào sự sáng tạo của người dùng
Phần cứng và phần mềm của Arduino hoàn toàn là nguồn mở, với các sơ đồ được công khai trên internet Điều này cho phép người dùng dễ dàng mua linh kiện và tự tay tạo ra các dự án của riêng mình.
Arduino có khả năng hoạt động độc lập hoặc kết nối với máy tính để truy cập dữ liệu cảm biến từ môi trường xung quanh và nhận thông tin phản hồi Ngoài ra, các thiết bị Arduino có thể kết nối với nhau, cũng như với các thiết bị điện tử khác và các chip điều khiển, mở ra nhiều khả năng ứng dụng trong các dự án điện tử.
Esp8266 là một SOC wifi do công ty Espressif Systems của Trung Quốc phát triển, nổi bật với kích thước nhỏ gọn và giá thành rẻ Thiết bị này tích hợp đầy đủ các tính năng internet và đi kèm với một lõi vi xử lý, cho phép lập trình trực tiếp mà không cần thêm vi xử lý khác.
32-bit RISC CPU: Tensilica LX106 hoạt động với 80MHz
64 Kb instruction RAM, 96 Kb data RAM
WiFi 2.4 GHz, hỗ trợ WPA/WPA2
Hỗ trợ SPI, I2C, I2S, UART, ADC
Chuẩn điện áp hoạt động: 3.3V DC
Dải nhiệt độ hoạt động: -40 o C - 125 o C
Hình 3 5 Sơ đồ chân của nodeMCU ESP8266 v1
Giao tiếp với Esp8266 Để giao tiếp giữa máy tính với Esp8266 cần chuẩn bị:
Bảng 3 1 Sơ đồ nối chân giữa ESP 8266 và PL2303
Sử dụng tập lệnh AT Mở Serial trên Arduino IDE lên và chọn tốc độ Baud phù hợp Một vài lệnh AT cơ bản và quan trọng:
Bảng 3 2 Một số lệnh AT cơ bản của Esp8266
Cú pháp Mục đích Ghi chú
AT Kiểm tra lệnh, luôn trả về
AT+GMR Truy vấn phiên bản firmware
AT+CWMODE= Cài đặt chế độ
AT+CIPMUX Cài đặt số lượng kết nối 0 – 1 kênh, 1 – nhiều kênh AT+CWJAP=,< password> Kết nối tới một mạng wifi AT+CWJAP=”bk fet”,”12345678”
Cài đặt các thông số cho Access Point
Chan: channelEnc: encryption(0-Open, 1-WEP,2-WPA_PSK,3-WPA2_PSK, 4-WPA_WPA2_PSK) module
AT+CWQAP Đóng kết nối tới một
Điểm truy cập (Access Point) cho phép người dùng tương tác dễ dàng với Esp8266 thông qua nhiều lệnh AT khác nhau, không chỉ giới hạn ở các lệnh cơ bản.
Chip ARM đang trở thành tâm điểm chú ý toàn cầu nhờ vào số lượng thiết bị lên tới hàng tỷ, với cấu hình cao và giá thành hợp lý Chip này đáp ứng tốt các yêu cầu khắt khe trong cả lĩnh vực dân dụng và công nghiệp STM32F103C8T6 là một loại chip phổ biến, được nhiều kỹ sư và sinh viên lựa chọn để nghiên cứu về lập trình nhúng.
Bộ vi xử lý ARM Cortex 32-bit Cortex ™ -M3
- Tần số tối đa là 72 MHz, 1.25 DMIPS / MHz (Dhrystone 2.1)
Hiệu suất ở bộ nhớ trạng thái đợi không truy cập
- Phép nhân một lần và phần cứng phân chia
- 64 hoặc 128 Kbytes bộ nhớ Flash
Đồng hồ, thiết lập lại và quản lý nguồn cung
- Cung cấp ứng dụng 2,0 đến 3,6 V và I / O
- POR, PDR, và điện áp lập trình máy dò (PVD)
- Bộ dao động tinh thể 4 đến 16 MHz
- PLL cho đồng hồ CPU
- Bộ dao động 32 kHz cho RTC với hiệu chuẩn
- Chế độ Ngủ, Ngừng và Chờ
- VGẬY Cung cấp cho RTC và đăng ký dự phòng
2 x 12-bit, 1 μs bộ chuyển đổi A / D (tối đa 16 kênh truyền hình)s bộ chuyển đổi A / D (tối đa 16 kênh truyền hình)
- Phạm vi chuyển đổi: 0 đến 3,6 V
- Khả năng giữ mẫu và giữ kép
Chế độ kiểm tra sửa lỗi
- Giao diện gỡ lỗi dây nối tiếp (SWD) và giao diện JTAG
- Ba bộ định thời 16 bit, mỗi bộ có đến 4 IC / OC / PWM hoặc truy cập xung và đầu vào mã hóa cầu phương (gia tăng)
- Bộ điều khiển PWM với bộ điều khiển động cơ 16-bit, thế hệ thời gian và dừng khẩn cấp
- 2 bộ định thời giám sát (độc lập và cửa sổ)
- Bộ đếm tốc độ 24-bit SysTick
- Bộ điều khiển DMA 7 kênh
- Các thiết bị ngoại vi được hỗ trợ: bộ tính giờ, ADC, SPI,I 2 CS và USARTs
- 26/37/51/80 I / O, tất cả các bản đồ trên 16
Các vector ngoại ngắt và gần như tất cả
Lên đến 9 giao diện truyền thông
- Tối đa 3 USARTs (giao diện ISO 7816, LIN, khả năng IrDA, điều khiển modem)
- Giao diện CAN (2.0B Hoạt động)
- Giao diện đầy đủ tốc độ USB 2.0
Đơn vị tính CRC, ID duy nhất 96 bit
Bảng 3 3 Thông số kĩ thuật Datasheets STM32F103x(8,B) Datasheet
Connectivity CAN, I²C, IrDA, LIN, SPI, UART/USART, USB
Peripherals DMA, Motor Control PWM, PDR, POR, PVD, PWM,
Temp Sensor, WDT Number of I /O 37
Sơ đồ các chân của STM32F103C8T6
Hình 3 6 Sơ đồ chân của STM32F103C8T6 32-chân
3.2.2 Một số chuẩn truyền thông giao tiếp
Bluetooth là công nghệ truyền thông không dây cho phép trao đổi dữ liệu ở khoảng cách ngắn, sử dụng sóng radio tần số UHF trong dải ISM từ 2.4 đến 2.485 GHz Khoảng cách tối đa để truyền dữ liệu của công nghệ này thường lên đến 10 mét.
Module HC05 được thiết kế dựa trên chip BC417(khá phức tạp và sử dụng bộ nhớ flash ngoài 8Mbit).
Hình 3 7 Sơ đồ chân của HC05
Sơ đồ chân của module HC-05 cho phép cấp nguồn từ 3.6V đến 6V Bên trong module, có một IC nguồn chuyển đổi điện áp về 3.3V để cung cấp cho IC BC417.
GND nối với chân nguồn GND
TXD, RXD đây là hai chân UART để giao tiếp module hoạt động ở mức logic 3.3V
STATE các bạn chỉ cần thả nổi và không cần quan tâm đến chân này. Các chế độ hoạt động
HC-05 có hai chế độ hoạt động chính: Command Mode và Data Mode Trong Command Mode, người dùng có thể giao tiếp với module qua cổng serial bằng các lệnh AT Ngược lại, Data Mode cho phép module truyền và nhận dữ liệu với các module Bluetooth khác Để chuyển đổi giữa hai chế độ này, chân KEY được sử dụng, và có hai phương pháp để đưa module vào chế độ Data Mode.
Khi chân KEY được đưa lên mức logic cao trước khi cấp nguồn, module sẽ vào chế độ Command Mode với baudrate mặc định 38400, và đèn LED trên module sẽ nháy chậm trong khoảng 2 giây Ngược lại, nếu chân KEY được nối với mức logic thấp trước khi cấp nguồn, module sẽ hoạt động trong chế độ Data Mode.
Để chuyển module từ chế độ Data Mode sang Command Mode, bạn cần đưa chân KEY lên mức cao Khi đó, module sẽ hoạt động ở chế độ Command Mode với tốc độ Baud Rate được thiết lập lần cuối Lưu ý rằng nếu module chưa được thiết lập lại, nó sẽ sử dụng các giá trị mặc định ban đầu.
- Baudrate 9600, data 8 bits, stop bits 1, parity : none, handshake: none
The HC-05 Bluetooth module can operate in either Master or Slave mode, depending on configuration, while the HC-06 is limited to Slave mode only In Slave mode, users must connect through a smartphone, laptop, or USB Bluetooth device to discover the module and pair it using the PIN 1234 Once paired successfully, a remote serial port is established at a baud rate of 9600 In contrast, in Master mode, the HC-05 automatically scans for other Bluetooth devices, such as HC-06 modules or USB Bluetooth dongles, and pairs with them without requiring any setup from a computer or smartphone.
Kết luận chương
Chương này giới thiệu khái niệm và các vấn đề cơ bản liên quan đến hệ thống Internet of Things (IoT), đồng thời đề xuất một số giải pháp và cơ sở lý thuyết cần thiết để phát triển hệ thống IoT trong môi trường SmartHome.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Sơ đồ khối và chức năng
Hình 4 1 Sơ đồ khối hệ thống
Mạch nguyên lý toàn hệ thống:
Hình 4 2 Sơ đồ mạch nguyên lý toàn hệ thống
- Thiết kế: Sử dụng các IC nguồn LM2576, AMS1117.
- Chức năng: cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống.
Khối xử lý trung tâm:
Hình 4 4 Khối xử lý trung tâm
- Thiết kế: vi điều khiển STM32F103C8T6
- Chức năng: Xử lý toàn bộ tính năng của hệ thống.
- Thiết kế: Sử dụng module bluetooth HC05
- Chức năng: Nhận các tín hiệu, gửi lệnh về vi xử lý trung tâm.
- Thiết kế: sử dụng cảm biển nhiệt độ và độ ẩm DHT11
- Chức năng: Đo nhiệt độ, độ ẩm và truyền tín hiệu về khối xử lý trung tâm.
- Chức năng: Điều khiển mọi hoạt động của mạch
- Thiết kế: Sử dụng LCD 16x2
- Chức năng: Hiển thị các thông số về nhiệt độ và độ ẩm lên màn hình
Mạch in và sản phẩm thực tế
Hình 4 9 Mạch in lớp Top và Bottom
4.2.2 Hình ảnh sản phầm hoàn thiện
Hình 4 12 Hình ảnh sản phẩm
Hình 4 13 Tiến hành đo đạc thông số môi trường
Thiết kế phầm mềm
Android Studio là một IDE được google xây dựng và cung cấp miễn phí cho các nhà phát triển ứng dụng Android.
Bộ công cụ Android Studio cung cấp các trình soạn thảo riêng biệt cho hầu hết các file cấu hình và Layout của ứng dụng Android dưới định dạng XML Đặc biệt, với các file Layout giao diện, Android Studio hỗ trợ lập trình viên dễ dàng chuyển đổi giữa chế độ chỉnh sửa nội dung XML và chế độ chỉnh sửa giao diện.
Ngoài ra, Android Studio còn tích hợp bên trong những tiện ích hỗ trợ phát triển ứng dụng như sau:
Bộ xây dựng ứng dụng Gradle với nhiều cấu hình linh động.
Trình biên soạn Layout GUI cho ứng dụng Android mang đến sự phong phú và tiện lợi, giúp người dùng dễ dàng tạo giao diện màn hình bằng cách kéo thả các thành phần mẫu có sẵn Người dùng cũng có thể tùy chỉnh giao diện themes, bao gồm kích thước và màu sắc, theo ý muốn.
Bộ code mẫu giúp chúng ta xây dựng các chức năng phổ biến của các ứng dụng.
Bộ tích hợp hỗ trợ phát triển ứng dụng Android dễ dàng với các dịch vụ cùa nền tảng đám mây của Google.
Tích hợp lint là một ứng dụng hữu ích cho các nhà phát triển, giúp họ kiểm soát hiệu suất, tính khả dụng và khả năng tương thích của các phiên bản API Ngoài ra, nó còn phát hiện những vấn đề tiềm ẩn có thể xảy ra trong quá trình Runtime, từ đó nâng cao chất lượng và độ tin cậy của ứng dụng.
Cho phép xây dựng ứng dụng tùy biến và tự động tạo ra file apk tương thích với thông tin tùy biến.
Hình 4 14 Giao diện khi khởi động
- Người dùng nhấn Button để có thể chuyển qua giao diện điều khiển thiết bị.
Hình 4 15 Giao diện chính của ứng dụng
- Người dùng cần phải lựa chọn thiết bị Bluetooth kết nối để điều khiển
Hình 4 16 Lựa chọn thiết bị kết nối và giao diện bật tắt thiết bị
- Người dùng có thể điều khiển thiết bị thông qua các Button, đồng thời nhận được giá trị nhiệt độ độ ẩm trong phòng.
Kiểm thử phần mạch và đánh giá
Cho sản phẩm cấp nguồn liên tục trong 3 ngày, kiểm tra kết quả tại 3 thời điểm khác nhau với mỗi thiết bị 2 lần bật tắt.
Thời gian kiểm nghiệm từ 18h00 ngày 17/ 03/ 2018 đến 18h00 ngày 19/ 03/ 2018.
Bảng kết quả khi test sản phẩm.
Bảng 4 1 Test lần 1 lúc 18h00 ngày 17/03/2018
Bật TB1 Tắt TB1 Bật TB2 Tắt TB2
Lần 1(LT) ON OFF ON OFF
Trạng thái thiết bị ON OFF ON OFF
Lần 2(LT) ON OFF ON OFF
Trạng thái thiết bị ON OFF ON OFF
Bảng 4 2 Test lần 2 lúc 8h00 ngày 18/03/2018
Bật TB1 Tắt TB1 Bật TB2 Tắt TB2
Lần 1(LT) ON OFF ON OFF
Trạng thái thiết bị ON OFF ON OFF
Lần 2(LT) ON OFF ON OFF
Trạng thái thiết bị ON OFF ON OFF
Bảng 4 3 Test lần 3 lúc 18h00 ngày 19/03/2018
Bật TB1 Tắt TB1 Bật TB2 Tắt TB2
Lần 1(LT) ON OFF ON OFF
Trạng thái thiết bị ON OFF ON OFF
Lần 2(LT) ON OFF ON OFF
Trạng thái thiết bị ON OFF ON OFF
- Sản phẩm chạy ổn định, chính xác
- Có thể điều khiển ở khoảng cách lên tới 15m nếu không có vật cản
Kết luận chương
Trong chương này, chúng tôi đã thực hiện kiểm thử và phát triển một phần của hệ thống nhà thông minh, tập trung vào việc thiết kế mạch điều khiển thiết bị trong nhà thông qua smartphone sử dụng sóng Bluetooth.
Sản phẩm chạy ổn định, chính xác.
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Sau hơn một tháng thực tập dưới sự hướng dẫn của TS Vương Hoàng Nam, tôi đã hoàn thành nội dung thực tập và tìm hiểu về mô hình cũng như cách xây dựng hệ thống nhà thông minh Tôi đã phát triển thành công một sản phẩm điều khiển thiết bị bao gồm cả phần cứng và ứng dụng.
Dựa trên những nghiên cứu đã thực hiện, chúng tôi sẽ tiếp tục phát triển đề tài nhà thông minh cho đồ án tốt nghiệp, đồng thời cải tiến phần cứng và phát triển ứng dụng để nâng cao hiệu quả và tính năng của hệ thống.
Thiết kế phần cứng nhỏ gọn và tiện lợi không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn mang lại hiệu suất cao Chúng tôi sẽ tiến hành nâng cấp mạch cứng mở rộng để tối ưu hóa tốc độ, hướng tới việc hoàn thiện một sản phẩm thống nhất trong tương lai.
Thiết kế phần App có giao diện thân thiện với người dùng, dễ sử dụng dễ mở rộng khi kết nối với thiết bị khác, App chạy ổn định.
Trong thời gian tới, các thành phần của hệ thống được hoàn thiện về chức năng và được tối ưu để đáp ứng với nhu cầu thực tế.
