Nghiên cứu và thiết kế mô hình xe robot giám sát an ninh hộ gia đình

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP v LỜI CAM ĐOAN vii LỜI CẢM ƠN viii MỤC LỤC ix LIỆT KÊ HÌNH VẼ xii LIỆT KÊ BẢNG xv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xvi TÓM TẮT xviii Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .1 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC .3 Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT .4 2.1 GIỚI THIỆU 2.2 TÌM HIỂU VỀ MACHINE LEARNING VÀ PHƢƠNG PHÁP NHẬN DẠNG ĐỐI TƢỢNG VỚI BỘ PHÂN LOẠI XẾP TẦNG 2.2.1 Machine learning 2.2.2 Bộ phân loại xếp tầng (cascade classifiers) 2.3 GIỚI THIỆU VỀ WEB SERVER VÀ NGÔN NGỮ HTML .8 2.3.1 Web Server 2.3.2 Ngôn ngữ HTML 2.4 WIFI VÀ CÁC CHUẨN GIAO TIẾP 10 2.4.1 Giới thiệu 10 2.4.2 Đặc điểm 10 2.4.3 Các chuẩn wifi 11 2.5 TÌM HIỂU VỀ CLOUD SERVER 11 2.5.1 Giới thiệu cloud server 11 2.5.2 Đặc điểm 11 2.6 APP ANDROID VÀ PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH KÉO THẢ 11 2.6.1 App android 12 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH ix BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.6.2 Lập trình kéo thả 12 2.7 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HTTP LIVESTREAM VIDEO 12 2.7.1 Giới thiệu 12 2.7.2 Một số giao thức sử dụng streaming 13 2.8 PORT FORWARDING 13 2.8.1 Tổng quan 13 2.8.2 Ứng dụng 13 Chƣơng TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 15 3.1 GIỚI THIỆU 15 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 15 3.2.1 Thiết kế mơ hình xe robot 15 3.2.2 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 18 3.2.3 Tính tốn, lựa chọn, thiết kế mạch 18 3.2.4 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 36 Chƣơng THI CÔNG HỆ THỐNG 38 4.1 GIỚI THIỆU 38 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 38 4.2.1 Thi công PCB 38 4.2.2 Lắp ráp kiểm tra 38 4.3 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 40 4.3.1 Lƣu đồ giải thuật 40 4.3.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 44 4.3.3 Phần mềm lập trình web server, app android 46 4.4 MỘT SỐ CÀI ĐẶT CHO DỰ ÁN 48 4.4.1 Cài đặt hệ điều hành Raspbian cho Raspberry Pi Model B 48 4.4.2 Truy cập vào raspbian VNC Viewer 49 4.4.3 Cài đặt thƣ viện opencv cho Pi 51 4.4.4 Cài đặt số thƣ viện cần thiết cho dự án .53 4.4.5 Điều khiển raspberry từ xa với remote.it 55 4.5.6 Điều khiển Esp8266 từ xa 56 4.6 TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC 57 4.6.1 Tài liệu hƣớng dẫn sử dụng 57 4.6.2 Quy trình thao tác 58 Chƣơng KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 59 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH x BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.1 KẾT QUẢ 59 5.1.1 Kết thi công phần cứng 59 5.1.2 Kết livestream video(thêm ảnh livestream lúc trời tối) 60 5.1.3 Kết điều khiển xe .61 5.1.4 Kết nhận dạng 61 5.1.5 Kết gửi mail cảnh báo 63 5.1.6 Kết giao tiếp với cảm biến 64 5.1.7 Tính bảo mật 65 5.2 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ .65 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 67 6.1 KẾT LUẬN 67 6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 69 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH xi BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1 Giai đoạn 1- Haar Feature Selection Hình 2.2 Hình ảnh ví dụ tính Haar Hình 2.3 Quá trình phân loại phân loại xếp tầng cascade Hình 2.4 Các trình giai đoạn phân loại cascade Hình 2.5 Cấu trúc tổng quan HTTP Streaming 13 Hình 3.1 Sơ đồ bố trí linh kiện (1) 15 Hình 3.2 Sơ đồ bố trí linh kiện (2) 16 Hình 3.3 Thiết kế khung xe robot với creo 17 Hình 3.4 Mặt (trái) mặt dƣới (phải) khung xe robot 17 Hình 3.5 Mặt trƣớc (trái) mặt hơng (phải) khung xe robot 17 Hình 3.6 Khung xe robot sau in 3d 17 Hình 3.7 Sơ đồ khối hệ thống 18 Hình 3.8 Sơ đồ chân Raspberry Pi Model B 19 Hình 3.9 Mặt Raspberry Pi Model B 19 Hình 3.10 Thanh led 12V 20 Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý module relay 5V kênh 20 Hình 3.12 Module Relay kênh 5V 21 Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển trung tâm 21 Hình 3.14 Sơ đồ chân NodeMCU Esp8266 22 Hình 3.15 NodeMCU Esp8266 22 Hình 3.16 Module Camera Raspbrry Rev V1.3 23 Hình 3.17 Cảm biến PIR 23 Hình 3.18 Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến chuyển động PIR 24 Hình 3.19 Cảm biến DHT11 24 Hình 3.20 Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 25 Hình 3.21 Gửi tín hiệu “start” từ vi xử lý 25 Hình 3.22 Quá trình đọc giá trị DHT11 26 Hình 3.23 Cảm biến MQ2 26 Hình 3.24 Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến khí gas MQ2 26 Hình 3.25 Module Buzzer 27 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH xii BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.26 Sơ đồ nguyên lý khối giám sát 28 Hình 3.27 Mô tả lực ma sát trƣợt bánh xe 29 Hình 3.28 Động giảm tốc V1 + bánh xe 30 Hình 3.29 Bánh xe đa hƣớng 31 Hình 3.30 Module điều khiển động L298N 31 Hình 3.31 Điện áp trung bình thay đổi theo thay đổi chy kỳ xung 32 Hình 3.32 Mạch cầu H 32 Hình 3.33 Sơ đồ nguyên lý khối động 33 Hình 3.34 Sơ đồ chân Servo SG90 34 Hình 3.35 Cơ cấu Pan Tilt 34 Hình 3.36 Sơ đồ nguyên lý khối điều chỉnh góc quay 34 Hình 3.37 Sạc dự phòng AVA 35 Hình 3.38 Pin sạc Li-18650 4.2V 36 Hình 3.39 Sơ đồ ngun lý tồn mạch 36 Hình 4.1 PCB Esp8266 cảm biến 38 Hình 4.2 Mơ hình xe robot sau hoàn thiện 39 Hình 4.3 Lƣu đồ 40 Hình 4.4 Lƣu đồ livestream video 41 Hình 4.5 Lƣu đồ xe chạy 41 Hình 4.6 Lƣu đồ camera quay 42 Hình 4.7 Lƣu đồ chƣơng trình đèn sáng, buzzer kêu 42 Hình 4.8 Lƣu đồ chƣơng trình nhận dạng khn mặt 43 Hình 4.9 Lƣu đồ giao tiếp cảm biến với Esp8266 43 Hình 4.10 Giao diện đơn giản Thonny 44 Hình 4.11 Giao diện Arduino IDE 45 Hình 4.12 Giao diện làm việc Notepad++ 46 Hình 4.13 Giao diện web server 47 Hình 4.14 Giao diện làm việc với mit app inventor 47 Hình 4.15 Giao diện app 48 Hình 4.16 Tải xuống Raspbian cho Pi từ trang chủ 48 Hình 4.17 Format thẻ nhớ với SD Card Formatter 49 Hình 4.18 Chép raspbian vào thẻ SD 49 Hình 4.19 Enable cho VNC 50 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH xiii BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.20 Tìm ip Pi Advanced IP Scanner 50 Hình 4.21 Truy cập Pi VNC Viewer 50 Hình 4.22 Thiết lập ip tĩnh cho raspberry pi 51 Hình 4.23 Tạo môi trƣờng ảo cho python thành công 52 Hình 4.24 Opencv đƣợc import vào Python 53 Hình 4.25 Thƣ viện wiringpi 53 Hình 4.26 Cài đặt thƣ viện ServoBlaster 54 Hình 4.27 Trang quản lý tài khoản google mail 54 Hình 4.28 Chọn “Bật” ứng dụng an tồn 54 Hình 4.29 Cài đặt remote.it terminal Pi 55 Hình 4.30 Chọn để sang bƣớc 55 Hình 4.31 Chọn loại điều khiển từ xa muốn sử dụng 56 Hình 4.32 Copy link cửa sổ dán vào vnc để truy cập vào Pi 56 Hình 4.33 Kết hợp Firebase, Esp Mit App Inventor 57 Hình 4.34 Chạy chƣơng trình Pi 57 Hình 4.35 Lƣu đồ quy trình thao tác 58 Hình 5.1 Kết thi công phần cứng 59 Hình 5.2 Kết livestream với camera rev1.3 60 Hình 5.3 Kết test ping wifi cục ( trái) từ xa ( phải) 60 Hình 5.4 Bật đèn buzzer 61 Hình 5.5 Thơng tin liên lạc, góp ý dự án 61 Hình 5.6 Thơng báo gửi mail hoàn tất terminal 61 Hình 5.7 Một số hình ảnh khuôn mặt nhận dạng đƣợc 62 Hình 5.8 Kết cảnh báo qua mail 63 Hình 5.9 Nội dung mail cảnh báo 63 Hình 5.10 Dữ liệu từ cảm biến app (trái) firebase (phải) 64 Hình 5.11 Nhiệt độ độ ẩm từ cảm biến (trái) thực tế (phải) 64 Hình 5.12 Kết gửi thơng báo khí gas vƣợt ngƣỡng 64 Hình 5.13 Kết gửi thơng báo phát có chuyển động 65 Hình 5.14 Đăng nhập vào web server 65 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH xiv BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 3.1 Thông số kĩ thuật module relay kênh 5V 21 Bảng 3.2 Hệ số ma sát trƣợt số vật liệu 29 Bảng 3.3 Tổng khối lƣợng xe(gram) 30 Bảng 3.4 Thông số áp, dòng hoạt động ổn định thiết bị mạch 35 Bảng 4.1: Danh sách linh kiện 38 Bảng 5.1: Kết nhận dạng khuôn mặt với 100 ảnh thu đƣợc từ mail 63 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH xv BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DC OpenCV PC HTML IP HTTP CSS URL TCP FTP WIFI IEEE OFDM GPU ARM OpenGL GFLOPS GB LPDDR SD IOT USB HDMI RCA PAL NTSC GPIO GND CSI DSI SDIO HD MP Direct Current Open Source Computer Vision Personal Computer HyperText Markup Language Internet Protocol HyperText Transfer Protocol Cascading Style Sheets Uniform Resource Locator Transmission Control Protocol File Transfer Protocol Wireless Fidelity Institute of Electrical and Electronics Engineers Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Graphics Processing Unit Acorn RISC Machine Open Graphics Library Giga FLoating-point Operations Per Second Gigabyte Low-Power Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory Standard Definition Internet Of Things Universal Serial Bus High-Definition Multimedia Interface Radio Corporation of America Phase Alternative Line National Teltevision System Committee General-Purpose input/output Ground Camera Serial Interface Display Serial Interface Secure Digital Input/Output High Definition Megapixel BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH xvi BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP FPS TTL PWM VCC SOC UART I2C SPI LCD OLED MOSFET EN IC PCB LAN Mbps PIR DHT UDP Frame Per Second Transistor-Transistor Logic Pulse-Width Modulation Voltage Colector to Colector System On Chip Universal Asynchronous Receiver – Transmitter Inter-Integrated Circuit Serial Peripheral Interface Liquid Crystal Display Organic Light-Emiting Diode Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor Enable Integrated Circuit Printed Circuit Board Local Area Network Megabit per second Passive InfraRed sensor Digital Humidity and Temperature sensor User Datagram Protocol BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH xvii BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TĨM TẮT Với phát triển nhanh chóng cơng nghệ, giới gần nhƣ khơng cịn khoảng cách Chỉ cần lần nhấn nút, thiết bị đƣợc điều khiển đâu Máy móc, robot dần đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Chính nhóm định thực đề tài “ Nghiên cứu thiết kế mơ hình xe robot giám sát an ninh hộ gia đình”, đề tài xuất phát từ thực tiễn phần lớn thành viên gia đình làm từ sáng sớm tới chiều tối, nhà, khu vƣờn, hay nhà kho khơng có trơng coi, giám sát, với mơ hình dễ dàng cập nhật, theo dõi yếu tố bên ngơi nhà nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, khí gas, bên cạnh yếu tố ngoại cảnh nhƣ cảnh báo có ngƣời gần nhà, chụp ảnh gửi mail cho ngƣời dùng, di chuyển linh hoạt nhờ xe hết điều khiển đƣợc từ xa Khái quát trình hoạt động mơ hình: - Ngƣời dùng điều khiển mơ hình xe robot để quan sát hoạt động diễn xung quanh, bên ngồi ngơi nhà Bạn dùng cịi, đèn để chiếu sáng, đuổi chuột, gián, - Các thông số nhiệt độ, độ ẩm, khí gas đƣợc cập nhật liên tục, cần truy cập web, app để xem thông tin, có bất thƣờng chập điện, cháy, gọi điện thơng báo cho ngƣời thân gần hay hàng xóm để nhờ giúp đỡ - Xe cịn có chức nhƣ ngƣời “ bảo vệ” đƣợc đặt trƣớc cửa, nhận biết chuyển động hú cịi để cảnh báo Khi có ngƣời tầm hoạt động camera, camera nhận dạng đƣợc chụp ảnh ngƣời đồng thời gửi mail thơng báo cho ngƣời dùng BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP- Y SINH xviii CHƢƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 62 CHƢƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Hình 5.7 Một số hình ảnh khuôn mặt nhận dạng Kết nhận dạng khn mặt khả quan, có vài trƣờng hợp nhận dạng sai nhiên không nhiều chấp nhận đƣợc Thời gian để thuật tốn nhận dạng đƣợc vấn đề, thông thƣờng đối tƣợng nhận dạng tầm hoạt động camera phải khoảng 30-40s để thuật tốn nhận dạng, tất nhiên có số trƣờng hợp cá biệt nhiều thời gian Bảng 5.1 Kết nhận dạng khuôn mặt với 100 ảnh thu từ mail Đúng Tỷ lệ(%) Sai Tỷ lệ(%) 88 88 12 12 5.1.5 Kết gửi mail cảnh báo Sau nhận diện thành cơng, có cảnh báo gửi tới mail với tiêu đề “ Security Update” kèm với hình ảnh Hình 5.8 Kết cảnh báo qua mail Hình 5.9 Nội dung mail cảnh báo BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 63 CHƢƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ 5.1.6 Kết giao tiếp với cảm biến Hình 5.10 Dữ liệu từ cảm biến app (trái) firebase (phải)  DHT11 Hình 5.11 Nhiệt độ độ ẩm từ cảm biến (trái) thực tế (phải) Nhiệt độ độ ẩm thu đƣợc từ DHT11 có chênh lệch so với giá trị nhiệt độ, độ ẩm thực tế Theo nhƣ datasheet DHT11 nhiệt độ có sai số ±2°C, độ ẩm ±5%RH Từ hình ta thấy sai số khơng lớn, chấp nhận đƣợc  MQ2 Hình 5.12 Kết gửi thơng báo khí gas vượt ngưỡng BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 64 CHƢƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ Khi nồng độ khí gas khơng khí đo đƣợc từ cảm biến MQ2 vƣợt ngƣỡng báo động có thơng báo gửi đến điện thoại, giúp ngƣời dùng dễ dàng theo dõi, kiểm sốt Tuy nhiên phải khoảng delay để cảnh báo đến đƣợc với ngƣời dùng  PIR Hình 5.13 Kết gửi thơng báo phát có chuyển động Từ thực nghiệm, nhóm nhận thấy tầm hoạt động tối đa PIR khoảng 4,5m Trong tầm hoạt động này, có chuyển động, PIR nhận biết, đồng thời buzzer đƣợc kích hoạt delay mức thời gian tùy ý để báo động Điểm hạn chế PIR dễ bị nhiễu 5.1.7 Tính bảo mật Để tăng tính bảo mật cho dự án, nhóm yêu cầu phải có tài khoản để đăng nhập vào web server Nếu không nhập username password, bạn đăng nhập quan sát, điều khiển đƣợc xe Hình 5.14 Đăng nhập vào web server 5.2 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ Sau nhiều tuần nghiên cứu thi cơng đề tài, nhóm đạt đƣợc số kiến thức Đầu tiên với Raspberry Pi 3, từ việc tiếp cận với cách đơn giản thông qua cài hệ điều hành, cài đặt, update gói thƣ viện, yêu cầu cao nhƣ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 65 CHƢƠNG KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ cấu hình ip tĩnh, điều khiển từ xa qua ssh, vnc, điều khiển khác mạng, cài đặt sử dụng opencv, nhóm làm chủ đƣợc board mạch Raspberry Pi Quá trình cài đặt opencv lâu phức tạp thƣờng xảy lỗi phát sinh Khi điều khiển Pi với kết nối không chung mạng, tình trạng thƣờng hay xảy lag, giật delay, hoạt động mạng mƣợt mà trơn tru Module camera rev 1.3 có chất lƣợng hình ảnh tạm dừng mức ổn, lại phù hợp điều kiện kinh tế, điểm trừ thiếu sáng camera trở nên mờ khó quan sát Các cảm biến nhƣ DHT11, PIR, MQ2, giao tiếp với Esp8266 thu đƣợc giá trị xác, có lúc bị nhiễu sai số, nhƣng sai số đƣợc tính tốn tới Esp đƣợc lập trình Arduino IDE chạy ổn định Đối với web server, nhóm hoàn thành việc thiết kế với phần mềm Notepad++ kiến thức lý thuyết liên quan đến HTML CSS, giao diện dễ nhìn, đầy đủ nội dung điều khiển, hiển thị, truyền nhận liệu xác Tuy nhiên web cịn đơn giản, chức Ngoài ra, để tiện cho việc theo dõi, cập nhật giá trị cảm biến, nhóm tiến hành tạo app điện thoại, giao diện app dù đơn sơ nhƣng dễ sữ dụng, gần gũi Bên cạnh đó, cách ứng dụng thƣ viện đƣợc hỗ trợ sẵn, nhóm lập trình cho hệ thống khả livestream video, nhận dạng ngƣời gửi mail cho ngƣời dùng để cảnh báo Chƣơng trình nhận dạng dựa thuật toán cascade đƣợc hỗ trợ opencv Kết nhận dạng khơng xác 100% nhƣng thu đƣợc ảnh phân loại khả quan Một điểm trừ thời gian để chƣơng trình nhận dạng gửi mail cảnh báo khơng ổn định, có lúc nhận dạng đƣợc ngay, có lúc lại lâu nhận dạng Nhóm tiến hành thi công pcb cho Esp cảm biến để việc dây dễ dàng trông gọn Cuối phần cứng, từ lúc bắt đầu thực đề tài, nhóm lên kế hoạch, tính tốn, lựa chọn linh kiện cần thiết để thi cơng mơ hình xe Sau lên kế hoạch, nhóm tiến hành vẽ 3d để tạo khung xe, lắp ráp linh kiện lên thành khối hoàn chỉnh Xe robot hồn thiện di chuyển linh hoạt, thực chức cảnh báo, chiếu sáng, hỗ trợ, phục vụ giám sát an ninh cho hộ gia đình, kho chứa hàng, Nhìn chung nhóm tự đánh giá hồn thành đề tài mức trung bình khá, nhiều khuyết điểm, bất cập, nhiên khơng thể phủ nhận mơ hình hoạt động ổn Xe hồn tồn đƣợc ứng dụng thực tiễn, nhiên cần gia cố thêm phần cứng để di chuyển loại địa hình nhƣ trơng chắn cứng cáp BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 66 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Sau 15 tuần nghiên cứu thực đề tài, nhóm hồn thành đề tài “ Nghiên cứu thiết kế mơ hình xe robot giám sát an ninh hộ gia đình” đạt đƣợc mục tiêu ban đầu đề Trong trình thực hiện, nhóm đạt đƣợc số kết định sau:  Thiết kế đƣợc mơ hình xe robot điều khiển web server  Camera hoạt động ổn định quan sát nhiều góc độ khác  Camera có khả chụp hình gửi hình ảnh mail ngƣời dùng để cảnh báo  Thiết kế đƣợc app android để cập nhật giá trị cảm biến  Mơ hình có khả điều khiển đâu thông qua internet  Hỗ trợ, đáp ứng yêu cầu giám sát an ninh nhƣ cịi báo, chiếu sáng, kiểm sốt nhiệt độ, độ ẩm, khí gas, camera quan sát, gửi tin nhắn, gmail thông báo  Gửi, cập nhật liệu lên Firebase Tuy nhiên để đáp ứng đƣợc nhu cầu thực tế, đề tài cịn nhiều thiếu sót nhƣ: xe hoạt động tốt phạm vi cho phép wifi, camera có điểm mù tầm nhìn, phần cứng cịn thơ sơ, đơn giản, giao diện điều khiển chƣa logic, đồng nhất, pin dự phịng có thời gian sử dụng định, 6.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN Để mơ hình hồn thiện hơn, có đủ khả ứng dụng vào thực tiễn hơn, nhóm chuẩn bị riêng vài định hƣớng tƣơng lai nhƣ:  Sử dụng phƣơng pháp dị line để giúp xe hoạt động chế độ tự hành, qua phát triển thêm chức vận chuyển hàng hóa  Nâng cấp phần cứng để mơ hình có khả chịu đƣợc tác động học  Có khả cập nhật dung lƣợng cảnh báo pin yếu lên web server, app  Cập nhật thêm tính lƣu trữ ảnh, video, để ngƣời dùng dễ quản lý  Ứng dụng công nghệ vào mơ hình, chẳng hạn nhƣ điều khiển xe giọng nói, pin lƣợng mặt trời,  Tích hợp thêm chức nhƣ dò kim loại, đo thân nhiệt,  Sử dụng cảm biến bụi, cảm biến tia uv, cảm biến đo nồng độ khí cacbon, để giám sát môi trƣờng nơi xe hoạt động BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] An Nhiên, “Nhật Bản lần sử dụng robot tuần tra an ninh sân bay”, Báo Điện Tử Tầm Nhìn, 2019 [2] Bích Thảo, “Singapore thử nghiệm robot tuần tra an ninh”, Báo Điện Tử VTV, 2019 [3] Nguyễn Văn Lập, Hà Đăng Lộc, Thiết kế xe điều khiển từ xa có Livestream Camera, Đồ án tốt nghiệp, trƣờng ĐHSPKT, Tp.HCM, 2018 [4] Nguyễn Tiến Hịa, Ngơ Minh Hiệp, Thiết kế thi cơng mơ hình xe thăm dị môi trƣờng, Đồ án tốt nghiệp, trƣờng ĐHSPKT, Tp.HCM, 2019 [5] Raul Garreta, “A Gentle Guide to Machine Learning”, monkeylearn.com, 2015 [6] Will Berger, “DEEP willberger.org, 2018 LEARNING HAAR CASCADE EXPLAINED”, [7] VinaHost.VN, “[Web Server Là Gì] - Chức Năng Của Web Server”, 2018 [8] CyStack, “Giao thức HTTP HTTPS gì? Tại nên sử dụng HTTPS?”, cystack.net, 2020 [9] MATBAO, “HTML gì? Nền tảng lập trình web cho ngƣời bắt đầu”, wiki.matbao.net, 2020 [10] Minh Hiếu, “Tìm hiểu chi tiết Wifi: Wifi ƣu nhƣợc điểm Wifi”, FPTShop, 2020 [11] ViettelIDC, “Cloud server gì? Tìm hiểu tính hoạt động Cloud Server”, viettelidc.com.vn, 2020 [12] Thủy Nguyễn, “Tìm hiểu phần mềm thiết kế web kéo thả không cần code”, bizfly.vn, 2020 [13] Quách Chí Cƣờng, “Tổng quan hệ thống HTTP Live Streaming Video”, cuongquach.com, 2017 [14] Song Minh, “Port Forwarding”, Công Nghệ Cuộc Sống, 2012 [15] SureTEST, “Lực ma sát”, suretest.vn, 2012 [16] Vật Lý Trực Tuyến, “Lực ma sát trƣợt, lực ma sát nghỉ, lực ma sát lăn”, vatlypt.com, 2016 [17] Wikipedia, “Python (ngôn ngữ lập trình)”, Wikimedia Foundation, 2020 [18] OpenCV Team, “About”, opencv.org, 2020 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 68 PHỤ LỤC PHỤ LỤC ĐOẠN CODE CHƢƠNG TRÌNH CON Code Web Server h2 {font-size:30px; line-height:0.5;} body {background-color: #f56f6f} button { color: #3127d2; background:#FFEB3B; border: 3px solid #795548; border-radius: 15px; position: center; } DO AN TOT NGHIEP MO HINH XE ROBOT GIAM SAT AN NINH HO GIA DINH BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 69 PHỤ LỤC

CAMERA CONTROL

-D 0 U+ -L 0 R+ CONTACT INFORMATION var xmlhttp; xmlhttp = new XMLHttpRequest(); function lighton() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/llighton.cgi",true); xmlhttp.send(); } function lightoff() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/llightoff.cgi",true); xmlhttp.send(); } function forward() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/forward.cgi",true); xmlhttp.send(); } function stop() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/stop.cgi",true); xmlhttp.send(); } function left() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/left.cgi",true); xmlhttp.send(); } function right() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/right.cgi",true); xmlhttp.send(); } function reverse() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/reverse.cgi",true); xmlhttp.send(); } function downtilt() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/downtilt.cgi",true); xmlhttp.send(); } function centertilt() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/centertilt.cgi",true); BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 70 PHỤ LỤC xmlhttp.send(); } function uptilt() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/uptilt.cgi",true); xmlhttp.send(); } function leftpan() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/leftpan.cgi",true); xmlhttp.send(); } function centerpan() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/centerpan.cgi",true); xmlhttp.send(); } function rightpan() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/rightpan.cgi",true); xmlhttp.send(); } function audio() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/audio.cgi",true); xmlhttp.send(); } function audiooff() { xmlhttp.open("GET","cgi-bin/audiooff.cgi",true); xmlhttp.send(); } Code HTML THONG TIN LIEN HE SAN PHAM Do An Tot Nghiep MO HINH XE ROBOT GIAM SAT AN NINH HO GIA DINH GVHD: Th.s Nguyen Dinh Phu SVTH: Ngo Duc Huy && Ho Hoai Linh

SDT lien he: 0372658952 Gmail: duchuyblues@gmail.com

Code Camera import cv2 from imutils.video.pivideostream import PiVideoStream import imutils import time import numpy as np BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 71 PHỤ LỤC class VideoCamera(object): def init (self, flip = False): self.vs = PiVideoStream().start() self.flip = flip time.sleep(2.0) def del (self): self.vs.stop() def flip_if_needed(self, frame): if self.flip: return np.flip(frame, 0) return frame def get_frame(self): frame = self.flip_if_needed(self.vs.read()) ret, jpeg = cv2.imencode('.jpg', frame) return jpeg.tobytes() def get_object(self, classifier): found_objects = False frame = self.flip_if_needed(self.vs.read()).copy() gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY) objects = classifier.detectMultiScale( gray, scaleFactor=1.1, minNeighbors=5, minSize=(30, 30), flags=cv2.CASCADE_SCALE_IMAGE ) if len(objects) > 0: found_objects = True # Vẽ khung hình chữ nhật nhận dạng for (x, y, w, h) in objects: cv2.rectangle(frame, (x, y), (x + w, y + h), (0, 255, 0), 2) ret, jpeg = cv2.imencode('.jpg', frame) return (jpeg.tobytes(), found_objects) Code gửi mail import smtplib from email.MIMEMultipart import MIMEMultipart from email.MIMEText import MIMEText from email.MIMEImage import MIMEImage # Email dùng để gửi ảnh fromEmail = 'duchuyblues@gmail.com' fromEmailPassword = 'password' # Email dùng để nhận mail toEmail = 'smarthomecontrol6@gmail.com' def sendEmail(image): msgRoot = MIMEMultipart('related') msgRoot['Subject'] = 'Security Update' msgRoot['From'] = fromEmail msgRoot['To'] = toEmail BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 72 PHỤ LỤC msgRoot.preamble = 'Raspberry pi security camera update' msgAlternative = MIMEMultipart('alternative') msgRoot.attach(msgAlternative) msgText = MIMEText('Smart security cam found object') msgAlternative.attach(msgText) msgText = MIMEText('', 'html') msgAlternative.attach(msgText) msgImage = MIMEImage(image) msgImage.add_header('Content-ID', '') msgRoot.attach(msgImage) smtp = smtplib.SMTP('smtp.gmail.com', 587) smtp.starttls() smtp.login(fromEmail, fromEmailPassword) smtp.sendmail(fromEmail, toEmail, msgRoot.as_string()) smtp.quit() Code điều khiển xe, led, buzzer, servo forward #!/bin/bash gpio -g write gpio -g write gpio -g write 13 gpio -g write 19 reverse #!/bin/bash gpio -g write gpio -g write gpio -g write 13 gpio -g write 19 left #!/bin/bash gpio -g write gpio -g write gpio -g write 13 gpio -g write 19 right #!/bin/bash gpio -g write gpio -g write gpio -g write 13 gpio -g write 19 stop #!/bin/bash gpio -g write gpio -g write gpio -g write 13 gpio -g write 19 lighton BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 73 PHỤ LỤC #!/bin/bash gpio -g write 10 lightoff #!/bin/bash gpio -g write 10 audio #!/bin/bash gpio -g write audio off #!/bin/bash gpio -g write centerpan #!/bin/bash echo 1=60% > /dev/servoblaster leftpan #!/bin/bash echo 1=90% > /dev/servoblaster rightpan #!/bin/bash echo 1=30% > /dev/servoblaster centertilt #!/bin/bash echo 0=60% > /dev/servoblaster uptilt #!/bin/bash echo 0=20% > /dev/servoblaster downtilt #!/bin/bash echo 0=90% > /dev/servoblaster Code lập trình Esp8266 với cảm biến: #include #include #include "DHT.h" #define FIREBASE_HOST "onoffled-99ed9.firebaseio.com" #define FIREBASE_AUTH "cBYHp5u3Zya3pXRVpoDSLPsLlmXa47foab1EZ81G" #define WIFI_SSID "Redmi" #define WIFI_PASSWORD "88888888" #define DHTPIN D1 //DHT11 #define DHTTYPE DHT11 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); int smokeA0 = A0; int buzzer = D5 ; //MQ2 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 74 PHỤ LỤC int inputPin = D4; int val = 0; //PIR void setup() { Serial.begin(115200); dht.begin(); pinMode(inputPin, INPUT); pinMode(smokeA0, INPUT); pinMode (buzzer, OUTPUT) ; WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD); Serial.print("Connecting to "); Serial.print(WIFI_SSID); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { Serial.print("."); delay(500); } Serial.println(); Serial.print("Connected"); Serial.print("IP Address: "); Serial.println(WiFi.localIP()); Firebase.begin(FIREBASE_HOST, FIREBASE_AUTH); } void loop() { int analogSensor = analogRead(smokeA0); float h = dht.readHumidity(); // Đọc giá trị DHT11 float t = dht.readTemperature(); if(analogSensor>950){ digitalWrite (buzzer, LOW) ; // bật buzzer delay (1) ;} if(analogSensor