ĐỒ án đề tài xây DỰNG ỨNG DỤNG ANDROID TRUY XUẤT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ Đề tài XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ANDROID TRUY XUẤT Giáo viên hướng dẫn : TS ĐẶNG THÁI VIỆT Giáo viên duyệt : TS……………………… Sinh viên thực : NGUYỄN NGỌC TUẤN HÀ NỘI, 6/2018 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin sinh viên: Họ tên Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tuấn Lớp : CN-KT Cơ điện tử 02 Khóa : K58 Nhiệm vụ thực hiện: - Phân tích, lựa chọn thiết kế mơ hình nhà thơng minh - Xây dựng ứng dụng Android truy xuất CSDL giao diện Web điều khiển nhà Smart Home mã nguồn mở - - Khả mở rộng mơ hình với thiết bị hệ thống ngoại vi Nội dung yêu cầu: Thiết kế mơ hình với thiết bị có khả điều khiển tự động, tương tác với có chức giám sát từ xa, đảm bảo an ninh bảo mật - Xây dựng ứng dụng Android truy xuất CSDL giao diện Web với chức giám sát điều khiển, hiển thị trạng thái hoạt động, thong số điều khiển thiết bị nhà - Mở rộng kết nối với thiết bị ngoại vi TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trưởng môn Cán hướng dẫn Sinh viên thực (ký ghi rõ họ tên) (ký ghi rõ họ tên) (ký ghi rõ họ tên) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ĐIỂM HƯỚNG DẪN:…………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Ngày tháng năm 2018 Giáo viên hướng dẫn (ký tên) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT Ngày tháng năm 2018 Giáo viên duyệt (ký tên) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH 1.Tổng quan nhà thông minh 1.1.Bối cảnh nhu cầu sử dụng nhà 1.2.Các mơ hình nhà thơng minh đan 2.Lựa chọn hướng thiết kế CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH 1.Sơ đồ kết cấu nhà chức 2.Sơ đồ nguyên lý hoạt động 2.1.Hệ thống điện tử 3.Sơ đồ mạch điện hệ thống 4.Giới thiệu modul Arduino 4.1.Giới thiệu chung 4.2.Arduino Uno 4.3.Arduino Ethernet W5100 4.4.Arduino Mega 2560 4.5.Một số ứng dụng Arduino CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ CẤU CHẤP HÀNH CHO NGÔI NHÀ THÔNG MINH 1.Sơ đồ mạch điện điều khiển cấu chấp hành 2.Tổng quan thiết bị sử dụng hệ thống cấu chấp hàn 2.1.Động servo SG90 2.2.Động bước DC 5.6V/2.1A m 3.Các modul thiết bị sử dụng mơ hình chức 3.1.Vườn ngoại vi TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.2 Phòng khách 40 3.3 Gara để xe .41 3.4 Phòng ngủ .42 3.5 Phịng giải trí/xem phim 43 3.6 Phòng bếp 44 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT, CẢNH BÁO CHO NGÔI NHÀ THÔNG MINH 45 Sơ đồ mạch điều khiển thiết bị cảm biến 45 Tổng quan cảm biến sử dụng hệ thống giám sát, cảnh báo45 2.1 Cảm biến nhiệt độ LM35 2.2 Cảm biến khí gas MQ2 2.3 Cảm biến chuyển động HC 3.Nguyên lý hoạt động hệ thống giám sát 3.1 Lưu đồ thuật toán 3.2 Hệ thống báo cháy hoạt độ 3.3 Hệ thống báo rò rỉ khí gas 3.4 Hệ thống cảnh báo xâm nh CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH QUA MẠNG INTERNET 1.Mạng internet(Ethernet) 2.Địa IP 3.Thiết kế hệ thống giám sát điều khiển qua internet 4.Thư viện Ethernet cho Arduino CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 1.Mơ hình thực tế 2.Giao diện giám sát điều khiển 3.Kết điều khiển số thiết bị TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.1 Báo có xâm nhập trái phép 67 3.2 Giám sát nhiệt độ phòng khách phòng ngủ 67 Kết đạt 69 KẾT LUẬN 70 Kết đạt đồ án 70 Hướng phát triển cho hệ thống 70 PHỤ LỤC 71 CODE HOẠT ĐỘNG .71 Phòng bếp 71 Phòng ngủ(cảm biến nhiệt độ hiển thị lên lcd) 75 Tài liệu tham khảo 84 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình tổng minh……………………………… qt nhà thơng 14 Hình 1.2 Biểu đồ tăng trưởng thị trường Smarthome giới…………………… … Hình 1.3 Biểu đồ tăng trưởng thị trường Smarthome (Bắc Mỹ).……………… … Hình 1.4 Mơ hình Smart Technology………… home công ty 15 15 Compro 16 Hình 1.5 Mơ hình Smart home cơng ty IEI Integration.…… …………… … 17 Hình 1.6 Mơ hình Smart home Eco-Future-World…………… …………… …… 17 Hình 1.7 Mơ hình BKAV…………………………………… Smart home 18 Hình 1.8 Mơ hình Lumi………………………………………… Smart home 18 Hình 1.9 Xu hướng phát triển smarthome……………………………… …… 20 Hình 2.1 Sơ đồ kết cấu ngơi nhà thơng minh……… ……………………… …… 21 Hình 2.2 ……… 22 Các chức sử dụng………………………………………… Hình 2.3 Sơ đồ nguyên tử…………………… lý hoạt động hệ thống điện 23 Hình 2.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống………… …………………………… ……… 24 Hình 2.5 Hình ảnh Arduino Uno R3 …………………………………… …… 25 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC CODE HOẠT ĐỘNG Phòng bếp Chức năng: - Đèn + quạt - Cảm biến khí gas, khói - Cảm biến nhiệt độ - Còi báo #include #define CBGAS A0 #define CBND A1 #define CBMUA #define led_bep #define fan #define buzz #define pinServo #define button_led #define button_fan #define button_dayphoi int nhiet_do, gas, i; int state_led = 0, state_fan = 0, state_phoi = 0; int pos = 0, data_send = 0, data_receive = 0; Servo myservo; void setup() { / // -Khoi tao timer / TCCR1A = 0; / TCCR1B = 0; // ghi de cau hinh ti le chia cua Timer / TIMSK1 = ; // ghi quy dinh hinh thuc ngat // 73 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP / // duoi day la cau hinh cho Timer / TCCR1B |= (0 ban dau dieu hoa tay lcd.print("Dang khoi dong "); rem.attach(pinServo); for (pos = 0; pos < 179; pos++) { rem.write(pos); delay(20); } delay(500); } void loop() { //Serial.println(step_time); attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(button_denpn), DEN_VA_DIEUHOA, FALLING); attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(button_dieuhoapn), DEN_VA_DIEUHOA, FALLING); if (Serial.available()) { while (Serial.available() < 2); int b1 = Serial.read(); int b2 = Serial.read(); data_receive = b1 * 256 + b2; switch (data_receive) { case 0: // Tat den digitalWrite(relay_denpn, 0); state_denpn = 0; 79 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP break; case 1:// Bat den digitalWrite(relay_denpn, 1); state_denpn = 1; break; case 2: // Tat dieu hoa digitalWrite(step_enable, 1); state_dieuhoapn = 0; break; case 3: //Bat dieu hoa digitalWrite(step_enable, 0); // Chân Enable kích mức thấp state_dieuhoapn = 1; break; case 4: // Kéo rèm tắt chế độ tự động while (pos != 0) { pos ; rem.write(pos); delay(20); } state_rem = 0; //rèm đóng tắt chế độ tự động break; case 5: //Bật chế độ tự động điều chỉnh rèm state_rem = 1; } } if (state_dieuhoapn == 1) DIEU_HOA(); if (i == 2000) LCD_PHONG_NGU(); if (state_rem == 1) REM(); // che tu dong thay doi độ mở rèm theo ánh sáng trời if (digitalRead(button_rem) == 0) { while (digitalRead(button_rem) == 0); state_rem = !state_rem; if (state_rem == 0) { 80 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP while (pos != 179) { // dong rem pos++; rem.write(pos); delay(20); } data_send = 4; Serial.write(data_send / 256); Serial.write(data_send % 256); } else { data_send = 5; Serial.write(data_send / 256); Serial.write(data_send % 256); } } DEN_NGOAI_HIEN(); i++; //Serial.println(analogRead(CBAS)); //Serial.println(state_rem); } void DEN_NGOAI_HIEN() { //Serial.println(analogRead(CBAS)); if (analogRead(CBAS) 80) { pos ; rem.write(pos); delay(20); } } else { while (pos < 80) { pos++; rem.write(pos); delay(20); } } } if (analogRead(CBAS) > 500) { // troi toi while (pos != 160) { pos++; 82 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP rem.write(pos); delay(20); } } void DEN_VA_DIEUHOA() { // BAT/TAT den if ( (digitalRead(button_denpn) == 0) ) { while (digitalRead(button_denpn) == 0); state_denpn = !state_denpn; if (state_denpn == 1) { digitalWrite(relay_denpn, 1); // bat len data_send = 1; Serial.write(data_send / 256); Serial.write(data_send % 256); } else { digitalWrite(relay_denpn, 0); // tat di data_send = 0; Serial.write(data_send / 256); Serial.write(data_send % 256); } return; } // BAT/TAT dieu hoa if (digitalRead(button_dieuhoapn) == 0) { while (digitalRead(button_dieuhoapn) == 0); state_dieuhoapn = !state_dieuhoapn; if (state_dieuhoapn == 1) { digitalWrite(step_enable, 0); // Bat len data_send = 3; 83 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Serial.write(data_send / 256); Serial.write(data_send % 256); } else { digitalWrite(step_enable, 1); // tat di data_send = 2; Serial.write(data_send / 256); Serial.write(data_send % 256); step_time = 0; } } } void LCD_PHONG_NGU() { i = 0; nhiet_do = 5.0 * (analogRead(CBND)) * 100.0 / 1024.0 + 1.0; lcd.clear(); lcd.print("Nhiet do: "); lcd.print(nhiet_do); lcd.print("*C"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("v = "); // Lệnh in hình lcd.print(v1); lcd.println("rpm "); //TINH_VAN_TOC(); } void TINH_VAN_TOC() { double v; //int v1; v = 60000 / (9.6 * (step_time)) ; // động 96 bước/vòng v1 = int(55 * v); / lcd.setCursor(0,1); // lcd.print("v = "); // Lệnh in hình 84 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP / lcd.print(v1); / lcd.println("rpm "); //Serial.println(v1); return; } void DIEU_HOA() { if (nhiet_do < 30) { step_time = 950; TURN(step_time); return; } if ( (nhiet_do > 30) && (nhiet_do 40) { step_time = 500; TURN(step_time); return; } } void TURN(int t) { digitalWrite(step_pin, 1); delayMicroseconds(t); digitalWrite(step_pin, 0); delayMicroseconds(t); } ISR(TIMER1_OVF_vect) { // Ngắt timer TINH_VAN_TOC(); TCNT1 = 53035; } 85 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tài liệu tham khảo [1] Ngô Diên Tập, Lập trình C cho vi điều khiển NXB KHKT, 2003 [2] Báo Dân trí, Khoa học cơng nghệ [3] Chu Văn Hồnh, Giáo trính Thiết kế Web NXB GDVN, 2005 [4] Hình ảnh phần 1,2,3,4 nguồn google hình ảnh [5] Arduino.vn [6] http://hocwebchuan.com/ [7] https://startingelectronics.org/ [8] http://vi.Wikipedia.org/ [9] Htt://google.com.vn/ 86 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat ... K58 Nhiệm vụ thực hiện: - Phân tích, lựa chọn thiết kế mơ hình nhà thơng minh - Xây dựng ứng dụng Android truy xuất CSDL giao diện Web điều khiển nhà Smart Home mã nguồn mở - - Khả mở rộng mơ... điều khiển tự động, tương tác với có chức giám sát từ xa, đảm bảo an ninh bảo mật - Xây dựng ứng dụng Android truy xuất CSDL giao diện Web với chức giám sát điều khiển, hiển thị trạng thái hoạt động,... cho đầu vào analog Sử dụng hàm analogReference() RESET: Nối đường dây xuống LOW để reset vi xử lý 4.5 Một số ứng dụng Arduino Arduino board mạch vi xử lý, nhằm xây dựng ứng dụng tương tác với với