Mục đích nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu này nhằm áp dụng kiến thức từ trường học để phát triển một mô hình nhà thông minh, với các chức năng cụ thể được xác định rõ ràng.
Tìm hiểu, xây dựng một hệ thống toàn diện có tính ứng dụng thực tiễn,
Xây dựng được một cơ sở dữ liệu đáp ứng đủ cácjtiêu chí đặt ra với một hệ thống, đa nền tảng, có tính kế thừa cao.
Phần cứng có thể dễ dàng triển khai, giảm thiểu chi phí phát sinh.
Phương pháp nghiên cứu
Trong đề tài này, em đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp chí về điện tử, viễn thông, truy cập từ mạng internet
Phương pháp quan sát: khảo sát một số ứng dụng có sử dụng công nghệ IoT, các hệ thống nhà thông minh trên thế giới và ở Việt Nam.
Phương pháp thực nghiệm là việc xem xét các công nghệ đã được áp dụng trước đây nhằm rút ra những bài học kinh nghiệm và xác định các yêu cầu cần thiết cho hệ thống mô hình nhà thông minh.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hệ sinh thái Internet of Things- IoT ?
1.1.1 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.
1.1.2 Kiến trúc Internet of Things
The architecture of the Internet of Things (IoT) is fundamentally represented by four key components: Things, Gateways, Network and Cloud infrastructure, and the Services-creation and Solutions Layers.
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, kết nối trực tiếp qua mạng không dây và Internet Giải pháp IoT cho phép các thiết bị thông minh được quản lý và kết nối dữ liệu cục bộ, trong khi các thiết bị chưa thông minh có thể kết nối thông qua các trạm kết nối.
Trạm kết nối (Gateways) là giải pháp quan trọng để khắc phục rào cản trong triển khai IoT, khi mà khoảng 85% thiết bị hiện tại không được thiết kế để kết nối Internet và chia sẻ dữ liệu với điện toán đám mây Các trạm kết nối hoạt động như trung gian, cho phép những thiết bị này kết nối một cách bảo mật và dễ dàng quản lý với điện toán đám mây.
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 kết nối 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 được 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 ra nền tảng vững chắc cho việc quản lý và xử lý dữ liệu hiệu quả.
Các lớp giải giải pháp và tạo dịch vụ (Services-Creation and Solutions Layers): Intel đã kết hợp những phần mềm quản lý API hàng đầu (Application
Giao diện lập trình (API) của Mashery và Aepona hỗ trợ đưa các sản phẩm và giải pháp IoT ra thị trường nhanh chóng, đồng thời tối ưu hóa giá trị từ việc phân tích dữ liệu của hệ thống và tài sản hiện có.
Mô hình nhà thông minh?
1.2.1 Nhà thông minh là gì?
Nhà thông minh là một ngôi nhà hoặc căn hộ được trang bị hệ thống tự động tiên tiến, cho phép điều khiển các yếu tố như đèn chiếu sáng, nhiệt độ, truyền thông đa phương tiện, an ninh, rèm cửa và cửa Mục tiêu của hệ thống này là nâng cao sự tiện nghi và an toàn trong cuộc sống, đồng thời tối ưu hóa việc sử dụng các nguồn tài nguyên.
Theo wiseGeek, một ngôi nhà hoặc căn hộ được xem là "thông minh" khi hệ thống máy tính của nó có khả năng theo dõi và quản lý nhiều khía cạnh trong cuộc sống hàng ngày.
Một ví dụ điển hình về nhà thông minh là hệ thống kiểm soát ánh sáng, giúp tiết kiệm điện và tạo không gian phù hợp, như ánh sáng dịu cho 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 ngăn ngừa trộm.
Nhà thông minh không chỉ đơn thuần là tự động hóa mà còn bao gồm các ứng dụng sáng tạo như hệ thống điều khiển giải trí tại gia, loa công suất khác nhau, hệ thống điện thoại và liên lạc nội bộ, cũng như hệ thống tưới nước Tất cả các chức năng này được thực hiện thông qua các thiết bị được kết nối, cho phép hệ thống máy tính trung tâm theo dõi trạng thái và đưa ra các quyết định điều khiển phù hợp.
Nhà thông minh, một khái niệm đã xuất hiện trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng từ lâu, chỉ thực sự trở thành hiện thực từ thế kỷ 20 nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ của điện và những tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ thông tin.
1.2.2 Các thành phần của nhà thông minh.
Hệ thống nhà thông minh bao gồm các thành phần chính như cảm biến (nhiệt độ, ánh sáng, cử chỉ), bộ điều khiển và máy chủ, cùng với các thiết bị chấp hành Các cảm biến cho phép bộ điều khiển và máy chủ theo dõi trạng thái trong nhà, từ đó đưa ra quyết định điều khiển thiết bị chấp hành một cách hiệu quả, nhằm tạo ra môi trường sống tối ưu cho con người.
Hình 1 2 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 hiệu quả với các giải pháp nhà thông minh quốc tế.
Nhà thông minh Bkav kết nối tất cả các thiết bị trong ngôi nhà thành một hệ thống mạng đồng bộ, cho phép người dùng điều khiển các thiết bị như 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, và hệ thống bơm tưới nước Việc điều khiển có thể thực hiện trực tiếp qua thiết bị gắn tường hoặc thông qua smartphone, máy tính bảng, mang lại sự tiện lợi và thông minh cho không gian sống.
Hình 1 3 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
Sau 4 năm xây dựng và phát triển, đến năm 2012, Lumi đã trở thành nhà cung cấp hàng đầu tại Việt Nam trong lĩnh vực công tắc điện cảm ứng, thiết bị điện thông minh và giải pháp nhà thông minh, chiếm lĩnh thị phần lớn ở phân khúc trung và cao cấp.
Hình 1 4 Một số thiết bị điện nhà thông minh cho gia đình
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
1.3.3 Nhà thông minh Scheider- Wiser Home
Schneider, một tập đoàn hàng đầu thế giới trong lĩnh vực thiết bị điện có nguồn gốc từ Pháp, đã chính thức khánh thành nhà máy sản xuất thiết bị điện cho giải pháp nhà thông minh vào ngày 18/4/2017 Nhà máy này tọa lạc tại khu công nghệ cao Sài Gòn, Quận 9, TP.HCM.
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 [5].
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
Các thành phần trong xây dựng mô hình nhà thông minh
Esp8266 là một SOC wifi nhỏ gọn được phát triển bởi công ty Trung Quốc Espressif Systems, tích hợp đầy đủ các tính năng internet với mức giá phải chăng Với lõi vi xử lý sẵn có, Esp8266 cho phép lập trình trực tiếp mà không cần sử dụng 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 1 6 Sơ đồ chân của nodeMCU ESP8266 v12E
Wi-Fi, viết tắt của Wireless Fidelity hay mạng 802.11, là hệ thống mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến để truyền tải dữ liệu, tương tự như điện thoại di động, truyền hình và radio Hệ thống này đã trở nên phổ biến tại các sân bay, quán café, thư viện và khách sạn, cho phép người dùng truy cập Internet tại những khu vực có sóng mà không cần cáp nối Ngoài các điểm kết nối công cộng, Wi-Fi cũng có thể được thiết lập tại nhà riêng, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng.
Sự tiện lợi của việc truy xuất tài nguyên mạng cho phép người dùng tiếp cận thông tin mọi lúc, mọi nơi trong khu vực triển khai như nhà hoặc văn phòng Với sự gia tăng nhanh chóng số lượng người sử dụng laptop và smartphone, điều này mang lại sự thuận tiện tối đa cho người dùng.
Khả năng di động: người dùng có thể duy trì kết nối mạng trong một phạm vi nhất định khi họ di chuyển từ nơi này sang nơi khác.
Triển khai mạng không dây rất đơn giản, chỉ cần tối thiểu một điểm truy cập để thiết lập ban đầu Ngược lại, mạng có dây thường tốn kém hơn và có thể gặp nhiều khó khăn trong quá trình thiết lập.
Khả năng mở rộng: có thể đáp ứng tức thì khi gia tăng số lượng người dùng Với hệ thống mạng cáp phải gắn thêm cáp.
Phạm vi của mạng không dây thông thường thường chỉ phù hợp cho một căn nhà nhỏ, nhưng khi áp dụng cho các tòa nhà lớn, nó không thể đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng.
Độ tin cậy của hệ thống truyền thông sử dụng sóng vô tuyến có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu và giảm tín hiệu do tác động từ các thiết bị khác.
Tốc độ: tốc độ của mạng không dây (1-125Mbs) là nhỏ hơn rất nhiều so với mạng sử dụng cáp (100Mpbs đến hàng Gpbs).
Các chuẩn wifi thông dụng
Wifi được phát triển bởi tổ chức IEEE, với các chuẩn kỹ thuật được gọi là IEEE 802.11 Chuẩn kết nối này bao gồm nhiều phiên bản nhỏ như a, b, g, n, và ac, thường được mô tả chi tiết trong cấu hình của các thiết bị di động.
Chuẩn 802.11ac Ứng dụng của wifi
Khả năng truy cập mạng internet không dây không chỉ là tiện ích duy nhất của wifi mà nó còn có các ứng dụng khác như:
Điều khiển các thiết bị từ xa
Chia sẻ dữ liệu trên các máy tính
Đồng bộ hóa dữ liệu
Ứng dụng phát triển cho các ngành kỹ thuật…
1.4.3 Giao thức truyền thông HTTP
Giao thức HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) là một trong những giao thức chuẩn quan trọng trên Internet, thuộc tầng ứng dụng và được sử dụng để truyền tải các tài liệu đa phương tiện như HTML Giao thức này chủ yếu phục vụ cho việc giao tiếp giữa trình duyệt web và máy chủ web, nhưng cũng có nhiều ứng dụng khác.
HTTP hoạt động theo mô hình client-server truyền thống, trong đó client thiết lập kết nối để gửi yêu cầu và chờ phản hồi từ server Là một giao thức không lưu trạng thái, HTTP không lưu giữ dữ liệu giữa các yêu cầu, điều này có nghĩa là máy chủ không ghi nhớ thông tin từ các phiên làm việc trước Thông thường, HTTP dựa trên lớp TCP/IP, cho phép nó hoạt động trên bất kỳ giao thức vận chuyển đáng tin cậy nào, bao gồm cả những giao thức không bị mất dữ liệu như UDP.
Hình 1 9 Mô hình Client – Server của giao thức HTTP
Trong giao thức HTTP có hai loại kết nối:
Kết nối TCP không bền vững, vì sau khi server gửi một đối tượng, kết nối sẽ bị đóng Điều này có nghĩa là mỗi kết nối TCP chỉ cho phép truyền một yêu cầu từ client và nhận một phản hồi từ server.
Kết nối bền vững cho phép server duy trì kết nối TCP, hỗ trợ việc gửi nhiều đối tượng từ client Điều này có nghĩa là nhiều yêu cầu từ client có thể được gửi đến server trên cùng một kết nối Thông thường, kết nối TCP này sẽ được đóng lại sau một khoảng thời gian nhất định.
Biểu đồ thời gian kết nối HTTP không bền vững mô tả rõ ràng các bước hoạt động giữa HTTP client như FireFox, Chrome và HTTP server, chẳng hạn như www.google.com.
Trong kết nối HTTP không bền vững, cần một RTT để khởi tạo kết nối TCP, và thêm một RTT nữa để gửi yêu cầu HTTP và nhận byte đầu tiên của phản hồi.
Tổng thời gian truyền tập tin = 2 * RTT + thời gian truyền
Thời gian đáp ứng RTT (Round Trip Time) là khoảng thời gian cần thiết để một gói tin được gửi từ client đến server và quay trở lại Nó bao gồm độ trễ trong việc truyền tải gói tin, thời gian chờ ở hàng đợi, cũng như độ trễ phát sinh từ các bộ định tuyến và chuyển mạch trung gian, cùng với quá trình xử lý gói tin.
Firebase là dịch vụ cơ sở dữ liệu thời gian thực trên nền tảng đám mây do Google cung cấp, giúp lập trình viên phát triển ứng dụng nhanh chóng bằng cách đơn giản hóa thao tác với cơ sở dữ liệu Với Firebase, bạn có thể tạo ứng dụng chat như Yahoo Messenger hay Facebook Messenger chỉ trong một ngày hoặc thậm chí vài giờ, vì Firebase đã xử lý phần server và database Đây là sự kết hợp giữa nền tảng đám mây và hệ thống máy chủ mạnh mẽ của Google, cung cấp API đơn giản, mạnh mẽ và đa nền tảng cho việc quản lý và sử dụng cơ sở dữ liệu.
- Realtime Database – Cơ sở dữ liệu thời gian thực
- Firebase Authentication – Hệ thống xác thực của Firebase
1.4.4.3 Ưu điểm của việc sử dụng Google Firebase
- Triển khai ứng dụng cực nhanh
- Tính linh hoạt và khả năng mở rộng
Kết luận chương
Chương này giới thiệu khái niệm và các vấn đề cơ bản liên quan đến hệ thống Internet of Things (IoT) và mô hình nhà thông minh Đồng thời, bài viết cũng đề xuất một số giải pháp và cơ sở lý thuyết để xây dựng hệ thống IoT cho các ngôi nhà thông minh.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Tổng quan hệ thống
Hình 2 1 Sơ đồ tổng quan hệ thống Cách thức hoạt động của hệ thống:
Gửi dữ liệu lên WebServer và hiển thị trên app android và website:
- Bước 1: Module ESP tự động chuyển sang chế độ truy cập sóng wifi.
- Bước 2: Module ESP lấy tín hiệu trạng tái thiết bị, thông tin mỗi trường từ bộ xử lý trung tâm rồi gửi lên WebServer.
- Bước 3: WebServer lưu giá trị gửi lên vào file lưu dữ liệu.
Step 4: The Android app or website retrieves data from the saved file on the WebServer to display it on the user interface Control is managed through the Android app or website.
- Bước 1: App Android hoặc WebSite gửi lệnh điều khiển thiết bị đến server.
- Bước 2: Server nhận lệnh điều khiển xử lý các thông tin rồi lưu vào file lưu dữ liệu.
Module ESP nhận lệnh điều khiển và thực hiện việc lấy dữ liệu từ file lưu trữ Sau khi hoàn tất, module sẽ gửi kết quả trở lại bộ xử lý trung tâm.
- Bước 4: Bộ xử lý trung tâm chuyển tín hiệu nhậ được thành tín hiệu bật,tắt các thiết bị.
Chức năng và sơ đồ khối
2.2.1 Chức năng của toàn hệ thống.
- Điều khiển thiết bị phần cứng thông qua internet với WebSite hoặc App Android, có tích hợp điều khiển bằng giọng nói trên App.
- Hiển thị trạng thái thiết bị phần cứng (đèn, quạt) và các thông số môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, độ an toàn của không khí.
- Bật tắt thiết bị phần cứng bằng nút bấm.
- Hiển thị thông số môi trường trên màn hình LCD.
- Tự động bật quạt khi nhiệt độ vượt quá 35 độ hoặc độ an toàn khí là không an toàn.
Hình 2 2 Sơ đồ khối hệ thống
Mạch nguyên lý toàn hệ thống:
Hình 2 2 Sơ đồ mạch nguyên lý toàn hệ thống
Sử dụng nguồn điện dân dụng 220V AC, 50-60Hz vừa làm đầu vào cho mạch phần cứng.
Đầu ra chân tròn có thể kết hợp với Jack 3 chân.
IC nguồn AMS1117 để tạo ra điện áp 3.3V.
- Chức năng: Cấp nguồn cho toàn bộ module, linh kiện trên mạch.
IC nguồn AMS1117 để tạo ra điện áp 3.3V.
Gồm 3 chân hoạt động: vào +5V, ra +3.3V, vào GND.
- Chức năng: Cấp nguồn cho ESP8266.
Khối xử lý trung tâm:
Hình 2 5 Khối xử lý trung tâm
- Thiết kế: Sử dụng vi điều khiển PIC16F877A với 40 chân vào ra.
- Vi điều khiển được hàn cố định trên đế PCB.
Hình 2 6 Vi điều khiển PIC16F877A
- Chức năng: Xử lý toàn bộ tính năng của hệ thống.
- Thiết kế: Sử dụng nguồn điện 3.3V DC làm đầu vào, nhận tín hiều từ chân
26 (chân TX của VĐK) thông qua 2 điện trở bảo vệ dòng 2.2k và 3.3k, tín hiệu ra được gửi vào chân 27 (chân RX của VĐK).
Chức năng của hệ thống là nhận tín hiệu điều khiển từ vi điều khiển PIC16F877A, xử lý tín hiệu này và gửi lên WebServer Mục tiêu là thay đổi giá trị dữ liệu lưu trữ trên WebServer hoặc yêu cầu WebServer phản hồi bằng cách lấy dữ liệu từ nó.
- Thiết kế: Sử dụng cảm biển nhiệt độ và độ ẩm DHT11
Điện áp hoạt động: 3-5.5V DC
Dòng điện sử dụng: max 2.5mA
Hình 2 10 Cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11
- Chức năng: Đo nhiệt độ, độ ẩm và truyền tín hiệu về khối xử lý trung tâm.
Thiết kế mạch điều khiển sử dụng 4 nút bấm 2 chân kết nối với 4 điện trở 1k, tất cả được nối với các chân của vi điều khiển (VĐK) Khi nhấn nút, dòng điện 5V DC sẽ truyền tới chân VĐK, cho phép VĐK nhận diện, xử lý và phát tín hiệu điều khiển tới thiết bị.
- Chức năng: Bật tắt các thiết bị.
- Thiết kế: Sử dụng 3 LED để hiển thị.
Chức năng của thiết bị bao gồm hiển thị trạng thái qua màu LED, cho phép người dùng bật tắt thiết bị một cách thủ công, và cung cấp cảnh báo khi nhiệt độ hoặc độ ẩm vượt quá ngưỡng cho phép.
- Thiết kế: Sử dụng nguồn 5V DC với 16 chân cắm, một màn hình LCD với 2 dòng và mỗi dòng có 16 ô hiển thị.
- Chức năng: Hiển thị các thông số của mạch.
Mạch in và sản phẩm thực tế
Hình 2 16 Mạch in lớp Top và Bottom
2.3.2 Hình ảnh sản phầm hoàn thiện
Hình 2 19 Hình ảnh sản phẩm
Tạo Web Server
2.4.1 Đăng ký hosting miễn phí trên 000webhost
Bước 1 : Truy cập vào trang chủ của 000webhost Sau đó nhấn vào Free Sign Up để đăng ký [12].
Để hoàn tất bước 2, bạn cần điền thông tin cá nhân của mình Trong phần "Website", hãy nhập tên miền mà bạn muốn sử dụng cho trang web của mình Nếu bạn nhập “tenwebsite”, tên miền của bạn sẽ tự động trở thành “tenwebsite.000webhostapp.com” Ví dụ của tôi là
“sonzim.000webhostapp.com” Nhấn GET FREE HOSTING để tiếp tục.
Hình 2 21 Giao diện đăng ký
Bước 3 : Hệ thống sẽ gửi cho bạn một email, bạn mở email đó ra rồi nhấp vào
Verify email để xác nhận.
2.4.2 Tạo Web SerVer với hosting 000webhost
Bước 1 : Đăng nhập 000webhost bằng tài khoản đã đăng ký Nhấn vào
Hình 2 23 Giao diện web đăng nhập
Bước 2 : Nhấn vào UPLOAD NOW để vào trang tạo nội dung web.
Hình 2 24 Giao diện cài đặt.
Tạo các tệp tin den1.html, den2.html, den3.html, dc.html, nhietdo.html, doam.html và khi.html để lưu trữ trạng thái của đèn, quạt, an toàn khí, cũng như lưu giữ các giá trị về nhiệt độ và độ ẩm.
Tạo file xuly.php để xử lý tín hiệu điều khiển.
Tạo file index.html để tạo giao diện WebSite khi truy cập điều khiển bằng WebSite.
Hình 2 25 Các file được tạo
2.4.1 Điều khiển thiết bị qua WebSite
Truy cập đường link laptrinholala.000webhostapp.com, nhấn START để vào giao diện điều khiển.
Hình 2 26 Giao diện khởi động
Hình 2 27 Giao diện điều khiển
Thiết kế App điều khiển
Android Studio là phần mềm phát triển ứng dụng cho thiết bị Android, bao gồm các công cụ như code editor, debugger và performance tools Nó hỗ trợ lập trình viên xây dựng ứng dụng từ đơn giản đến phức tạp với hệ thống build/deploy và trình giả lập Để cài đặt Android Studio, người dùng cần cài đặt Java SDK từ trang web của Oracle.
Để tạo một dự án với Android Studio trên Windows, bạn cần thao tác với các tệp như AndroidManifest.xml, các tệp trong thư mục java và thư mục res Tệp AndroidManifest.xml là tệp quan trọng, chứa thông tin thiết yếu về ứng dụng mà hệ thống Android cần biết trước khi thực thi mã của ứng dụng Nói cách khác, đây là tệp cấu hình các thuộc tính của ứng dụng, giúp hệ điều hành hiểu và xử lý khi ứng dụng khởi chạy.
Trong thư mục "java" của dự án, bạn sẽ tìm thấy các package chứa các class được viết bằng ngôn ngữ Java Core Tại đây, bạn có thể tạo thêm các package mới và tổ chức các class bên trong chúng một cách hợp lý.
Hình 2 30 Các Class trong Android StudioCác file trong thư mục “res”: Là các file thiết kế phần giao diện trong AndroidStudio.
Hình 2 31 Thiết kế giao diện trong Android Studio
2.5.3 Phân tích thiết kế App Android
- Việc truy cập và điều khiển thiết bị phải dễ dàng, nhanh chóng từ bất kỳ đâu.
- Tích hợp điều khiển thiết bị bằng giọng nói.
- Đưa ra các thông tin của thiết bị phải chính xác và đầy đủ.
- Việc thao tác trên App phải đơn giản và dễ sử dụng cho người dùng.
- Sử dụng được trên tất cả các thiết bị điện thoại thông minh.
Ứng dụng này cho phép người dùng điều khiển thiết bị thông qua mạng Internet, bằng cách nhấn vào các ô điều khiển trên ứng dụng hoặc sử dụng lệnh giọng nói để thực hiện các thao tác điều khiển.
Hiển thị thông tin thiết bị
Bài viết cung cấp thông tin chi tiết về nhiệt độ, độ ẩm và tình trạng an toàn khí hiện tại, trong đó mức an toàn cho khí gas được xác định là dưới 1000ppm Ngoài ra, người dùng có thể theo dõi trạng thái của tất cả các thiết bị trong từng phòng mà họ có quyền điều khiển.
2.5.4 Hình ảnh của App trên hệ điều hành Android Để sử dụng được App, người dung cần nhấn vào App AppDOAN với icon nền vàng có dòng chứ CD trên màn hình điện thoại thông minh.
Hình 2 32 AppDOAN Để bật tắt được thiết bị, ta sẽ nhấn vào các ô ON, OFF trên giao diện AppDOAN(Hình 2 33).
Để sử dụng chức năng bật tắt bằng giọng nói trên AppDOAN, người dùng chỉ cần nhấn vào biểu tượng micro hình tròn Ngay lập tức, ứng dụng sẽ kết nối với tính năng tìm kiếm bằng giọng nói để thực hiện lệnh.
Google trên điện thoại, gửi tín hiệu giọng nói và nhận lại một đoạn text chứa nội dung đã nói.
Hình 2 34 Điều khiển bằng giọng nói.
Kiểm thử phần mạch và đánh giá
Cho sản phẩm cấp nguồn liên tục trong 2 ngày, kiểm tra kết quả gửi, nhận tín hiệu tại 1 thời điểm vào mỗi ngày.
Thời gian kiểm nghiệm từ 18h00 ngày 28/ 05/ 2018 đến 18h00 ngày 31/ 05/ 2018.
Bảng kết quả khi test sản phẩm.
Bảng 2 1 Test lần 1 lúc 18h00 ngày 28/ 05/ 2019
Hiển thị App Mạch phần cứng
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 1 Lần 2 Lần 3 Đèn 1 ON OFF OFF ON OFF OFF Đèn 2 OFF ON OFF OFF ON OFF Đèn 3 ON OFF ON ON OFF ON
Quạt ON OFF OFF ON OFF OFF
An toàn khí an toan an toan an toan co co co Trễ truyền nhận < 5s < 5s < 5s < 5s