(Đồ án hcmute) thiết kế và thi công hệ thống quản lí thời gian sử dụng phòng khách sạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHỊIỆP NGÀNH CNKT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ THỜI GIAN SỬ DỤNG PHÒNG KHÁCH SẠN GVHD: ThS PHAN VÂN HOÀN SVTH: HỒ THỊ THU THẢO MSSV: 13141314 SVTH: NGUYỄN HOÀI NAM MSSV: 15141215 SKL 0 2 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2021 an TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ NAM BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC SINH o0o Tp HCM, ngày 10 tháng năm 2021 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Hồ Thị Thu Thảo MSSV: 13141314 Nguyễn Hoài Nam MSSV: 15141215 Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp Mã ngành: 41 Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2015 Lớp: 15141DT1A 13141DT2A I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ THỜI GIAN SỬ DỤNG PHÒNG KHÁCH SẠN II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: Nhóm tiến hành nghiên cứu loại module RF LoRa SX1278 phương thức hoạt động, phương thức giao tiếp, đặc tính, ứng dụng chúng Thu thập tài liệu hướng dẫn nghiên cứu Module Node MCU ESP8266, cách lập trình cho module phần mềm Arduino IDE Tìm hiểu lập trình web, cách thức xây dựng webserver điều khiển hệ thống Nội dung thực hiện: Nội dung 1: Tham khảo tài liệu liên quan đến đề tài Nội dung 2: Thiết kế mạch in kết nối module cân chỉnh mạch Nội dung 3: Thiết kế giao diện webserver điều khiển hệ thống khách sạn máy tính thơng qua internet I an Nội dung 4: Thiết kế, lập trình thi cơng khối mạch giao tiếp khối điều khiển trung tâm với module Nội dung 5: Sử dụng phần mềm chuyên dụng để viết chương trình vi điều khiển Nội dung 6: Hoàn thiện sản phẩm, chạy thử, kiểm tra hiệu chỉnh Nội dung 7: Viết báo cáo Nội dung 8: Làm power point slide thuyết trình III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 05/10/2020 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/01/2021 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS Phan Vân Hoàn CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH II an TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ NAM BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC SINH o0o Tp HCM, ngày 10 tháng 01 năm 2021 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Hồ Thị Thu Thảo Lớp: 13141DT2A MSSV: 13141314 Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Hoài Nam Lớp: 15141DT1A MSSV: 15141215 Tuần/ngày Tuần Nội dung Xác nhận GVHD - Gặp GVHD để nghe phổ biến yêu cầu làm đồ án, tiến hành chọn đề tài, GVHD tiến hành xét (05/10 - 11/10) duyệt đề tài Tuần - Viết đề cương tóm tắt nội dung đồ án (12/10 - 18/10) Tuần - Tìm hiểu tổng quan phương thức hoạt (19/10 - 25/10) động module RF LoRa SX1278 Tuần - Tìm hiểu cơng nghệ truyền khơng dây, (26/10 - 01/11) WiFi Node MCU ESP8266 Tuần - Tìm hiểu nghiên cứu điều khiển thiết bị (02/11 - 08/11) qua website, mạng WiFi Tuần - Tìm hiểu cách lập trình web giao tiếp hệ (09/11 - 15/11) thống với website III an Tuần - Thiết kế giao diện website (16/11 - 22/11) Tuần - Mô mạch, kiểm tra cân chỉnh mạch (23/11 - 29/11) - Vẽ PCB Tuần - 10 - Tiến hành thi công mạch (30/11 - 06/12) - Kiểm tra mạch thi công Tuần 11 - Phát triển, hoàn thiện website hệ thống (07/12 - 13/12) Tuần 12 - 13 - Viết báo cáo nội dung làm (14/12 - 27/12) Tuần 14 - Hoàn thiện báo cáo gửi cho GVHD để xem (28/12- 03/01) xét góp ý lần cuối trước in báo cáo Tuần 15 - Nộp báo cáo báo cáo đề tài (04/01 - 10/01) - Thiết kế slide powerpoint báo cáo GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) IV an LỜI CAM ĐOAN Đề tài cơng trình thân nhóm tự thực dựa vào số tài liệu trước hướng dẫn ThS Phan Vân Hồn Các số liệu đề tài nhóm thu thập không chép từ tài liệu hay cơng trình khác Những người thực đề tài Hồ Thị Thu Thảo Nguyễn Hoài Nam V an LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực hiện, nhóm hồn thành đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ THỜI GIAN SỬ DỤNG PHÒNG KHÁCH SẠN”, để đạt thành ngồi cố gắng thành viên nhóm cịn có giúp đỡ gia đình, bạn bè, thầy khoa Điện – Điện Tử Nhóm thực xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Thầy ThS Phan Vân Hoàn người trực tiếp hướng dẫn nhóm suốt q trình thực Cảm ơn thầy dành thời gian quý báu để hướng dẫn nhóm, hỗ trợ góp ý đưa hướng giải nhóm gặp khó khăn Bên cạnh đó, cảm ơn kiến thức mà thầy cô truyền đạt suốt năm học trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM để từ nhóm có sở để vận dụng hồn thiện đồ án tốt nghiệp Chúng chân thành gửi lời cảm ơn đến người bạn sinh viên khoa Điện - Điện tử tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập hồn thành đồ án tốt nghiệp Xin trân trọng cảm ơn! Những người thực đề tài Hồ Thị Thu Thảo Nguyễn Hoài Nam VI an MỤC LỤC Nội dung Số trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP III LỜI CAM ĐOAN V LỜI CẢM ƠN VI MỤC LỤC VII DANH MỤC HÌNH XI DANH MỤC BẢNG XIV TÓM TẮT XV CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU .1 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .1 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN 2.1.1 Tổng quan website .4 2.1.2 Tổng quan webserver 2.1.3 Tổng quan Internet of Things a Giới thiệu .5 b Ứng dụng IoTs 2.1.4 Giới thiệu MySQL .6 2.1.5 Tổng quan công nghệ LoRa VII an a Giới thiệu .7 b Nguyên lý hoạt động c Cấu hình module RF LoRa SX1278 12 2.2 CÁC CHUẨN GIAO TIẾP .15 2.2.1 Giới thiệu mạng không dây 15 a Giới thiệu 15 b Nguyên tắc hoạt động 15 2.2.2 Chuẩn giao tiếp UART .16 a Giới thiệu 16 b Các thông số UART 17 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 19 3.1 GIỚI THIỆU 19 3.2 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 19 3.3 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MẠCH .20 3.3.1 Khối thu thập liệu 20 a Vai trò 20 b Phân tích lựa chọn linh kiện 20 c Các thơng số .22 d Sơ đồ nguyên lý 22 3.3.2 Khối xử lý trung tâm 25 a Vai trò 25 b Phân tích lựa chọn linh kiện 25 c Các thơng số .26 d Sơ đồ nguyên lý 28 3.3.3 Khối nguồn 29 VIII an a Tính chọn nguồn 29 b Tính tốn cơng suất 30 3.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN MẠCH 32 3.5 CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 33 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG 34 4.1 GIỚI THIỆU 34 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 34 4.2.1 Thi công board mạch 34 4.2.2 Lắp ráp kiểm tra 35 4.3 THI CÔNG KHUNG ĐỠ .38 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG .39 4.4.1 Lưu đồ giải thuật 39 a Lưu đồ toàn hệ thống 39 b Lưu đồ chương trình trình kiểm tra liệu đưa liệu lên webserver 40 4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 41 a Giới thiệu phần mềm lập trình Arduino IDE .41 b Giới thiệu phần mềm lập trình xây dựng Webserver 45 c Viết chương trình hệ thống 45 4.5 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 57 4.5.1 Hướng dẫn sử dụng phần cứng 57 4.5.2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm 58 a Các bước sử dụng website để quan sát trạng thái phòng .58 b Các bước để thay đổi tên phòng, giá phòng xem liệu phòng theo ngày tháng 59 IX an CHƯƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG Hình 4.17 Phần cứng hệ thống sau cấp nguồn 4.5.2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm a Các bước sử dụng website để quan sát trạng thái phòng Bước Sử dụng máy tính điện thọai có kết nối mạng truy cập vào đường dẫn: https://hospitalcentralcontrol.000webhostapp.com giao diện sau: Hình 4.18 Giao diện đăng nhập truy cập web BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 58 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Bước Nhập username, password, nhấn nút Login quan sát thơng tin phịng hiển thị giao diện website Hình 4.19 Giao diện truy cập website b Các bước để thay đổi tên phòng, giá phòng xem liệu phòng theo ngày tháng Bước Sau truy cập vào đường dẫn: https://hospitalcentralcontrol.000webhostapp.com giao diện chính, chọn View để xem liệu phịng theo ngày tháng Hình 4.20 Chọn View để chuyển sang giao diện hiển thị liệu phòng theo ngày tháng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 59 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Bước Chọn tháng biểu tượng calendar để xem liệu phòng theo ngày tháng, tháng khác Hình 4.21 Giao diện hiển thị liệu phòng theo ngày tháng Bước Để thay đổi tên phòng, giá phòng, nhấn chọn biểu tượng Edit để thay đổi tên phòng giá phòng Hình 4.22 Chọn Edit để thay đổi tên phịng giá phịng Bước Nhập thơng tin tên phịng cần thay đổi, lưu lại BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 60 CHƯƠNG THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.23 Thay đổi tên phịng giá phịng c Các bước để xem liệu toàn phòng lưu trữ theo tháng năm Bước Sử dụng máy tính điện thọai có kết nối mạng truy cập vào đường dẫn: https://hospitalcentralcontrol.000webhostapp.com giao diện website Hình 4.24 Giao diện truy cập website Bước Chọn biểu tượng calendar để xem liệu theo tháng khác BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 61 CHƯƠNG THI CƠNG HỆ THỐNG Hình 4.25 Chọn biểu tượng calendar để xem liệu tháng khác BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 62 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu chuyên ngành tiếng Việt tiếng Anh, tìm hiểu thêm qua mạng internet, tổng hợp kiến thức học giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn, chúng tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế thi cơng hệ thống quản lý thời gian sử dụng phịng khách sạn” đạt kết sau: 5.1 GIAO DIỆN WEBSITE Giao diện website giao tiếp với Node MCU ESP8266 cập nhật liệu thu thập từ module thu phát RF LoRa X1278, lưu trữ liệu phịng gồm thơng tin như: tên phịng, giá tiền theo giờ, liệu lưu trữ thời gian sử dụng doanh thu phịng theo tháng tính đến thời điểm truy cập Hoàn thành chức đề thu thập liệu thời gian sử dụng phòng dựa hoạt động module RF LoRa SX1278 Mục tiêu ban đầu đặt thực hệ thống quản lý thời gian sử dụng phịng khách sạn giúp nhà đầu tư, chủ khách sạn quản lý từ xa Nhóm thực tăng cường tính bảo mật cho website website đăng nhập trước truy cập vào trang website Hình 5.1 Giao diện website đăng nhập BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 63 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ Sau người dùng nhập username, password nhấn nút Login Trang web chuyển hướng sang trang Nội dung hiển thị thay đổi dựa vào sở liệu thời gian hoạt động module thu thập liệu phịng Hình 5.2 Giao diện website tất phịng sử dụng Hình 5.3 Giao diện website có phịng sử dụng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 64 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ 5.2 MẠCH CHẠY THỰC TẾ Sau hoàn thành mạch điều khiển lắp ráp các khối thành mơ hình hồn chỉnh, kết đạt sau: Hệ thống module ghép nối bố trí dự kiến ban đầu, cố định chắn bên khung hộp nhựa Hình 5.4 Kết hệ thống module thu thập liệu phòng Mạch trung tâm gắn cố định vị trí đề ra, dây nối module gọn gàng Các dây hàn kết nối chắn lên module nguồn cho module lấy trực tiếp từ module nguồn chuyên dụng cách tiện lợi gọn gàng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 65 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ Hình 5.5 Kết hệ thống module trung tâm Khi cấp nguồn cho hệ thống, module Node MCU ESP8266 tiến hành kết nối vào mạng Các module RF LoRa SX1278 bắt đầu hoạt động thu thập liệu truyền cho module Node MCU để xử lý hiển thị lên website Sau hồn thành sản phẩm có mức độ hồn thiện tốt tính thẩm mỹ khả vận hành thực tế Về mạch in thi công phương pháp ủi thủ công nên gặp phải tình trạng đường mạch bị đứt phải vẽ lại Mạch liên tục 4h giữ ổn định, liệu truyền nhận đầy đủ, không bị liệu đường truyền Có khả đáp ứng nhanh yêu cầu người dùng Hướng điều khiển website hoạt động, có độ trễ tầm giây, nguyên nhân đường truyền yếu chưa ổn định, web gửi thơng tin hiển thị xác có độ trễ load trang Giao diện web tương đối dễ điều khiển, cập nhật nhanh Các module gọn gàng dễ di chuyển lắp đặt Nhìn chung mạch đáp ứng tương đối đủ yêu cầu mội số lỗi hạn chế thời gian kinh phí có hạn nên nhóm chưa thể sửa Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu đề tài, nhóm có vài đánh sau: Đề tài sau hồn thành có tính ứng dụng cao vào thực tế, đặc biệt giá thành phù hợp thiết thực dễ sử dụng Có thể sử dụng nhiều nơi trường học, bệnh viện, trung tâm thương mại, nhà hàng, khách sạn Có thể cải BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 66 CHƯƠNG KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ tiến, phát triển thêm nhiều tính để đưa vào thương mại hóa sản phẩm, tạo nguồn lợi kinh tế Qua số nhận xét đánh giá đề tài, nhóm nhận thấy đề tài nghiên cứu hay, hữu ích, có tính ứng dụng thực tế cao đặc biệt cịn trang bị thêm cho nhóm nghiên cứu kiến thức vững để tự tin vào lực thân sau trường 5.3 GIÁ THÀNH SẢN PHẨM Bảng 5.1 Danh sách giá linh kiện sử dụng mạch Số lượng (cái) Giá (VND) Tên linh kiện Loại Hàng rào đực đơn 40 chân 2000 Hàng rào đơn 40 chân 2000 Terminal domino 2 chân 4000 Antenna 75000 Module RF LoRa SX1278 1250000 Module 80000 150000 TỔNG 1563000 Node MCU ESP8266 Mạch nguồn 5V – 1A Như tổng chi phí phần cứng để xây dựng hệ thống 1.563.000 vnđ, ngồi cịn chi phí cho phần làm mạch khung như: board đồng, hóa chất rửa mạch, in mạch, hộp nhựa làm khung bảo vệ module, dây điện, dây nối module, Do chi phí để hồn thiện hệ thống rơi vào tầm 1.700.000 vnđ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 67 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Sau gần tháng nghiên cứu tìm hiểu, nhóm hồn thành đề tài “ Thiết kế thi công hệ thống quản lý thời gian sử dụng phòng khách sạn” hệ thống đáp ứng hầu hết yêu cầu phần mục tiêu đề bao gồm: khả cập nhật liên tục trạng thái thời gian sử dụng phịng thơng qua website, có khả truy xuất liệu Đồng thời, hệ thống tính doanh thu phòng Hệ thống thực thiết lập kết nối WiFi nhanh ổn định, trình giao tiếp điều khiển hiển thị webserver diễn nhanh, liệu truyền tầm 1s đến 2s hiển thị Giao diện hiển thị dễ nhìn, khung cho hệ thống có tính thẩm mỹ, gọn gàng, dễ lắp ráp sử dụng 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Từ vấn đề nhóm hồn thành hạn chế đề tài, nhóm đề xuất hướng phát triển sau:  Có thể tăng thêm số lượng phòng quản lý  Gia tăng số module RF LoRa SX1278 khối thu thập liệu  Nâng cao khả truyền xa tốt loại module RF LoRa SX1278 tốt  Xây dựng ứng dụng giao tiếp người dùng cho nhiều tảng hệ điều hành khác  Tối ưu tốc độ khả truy cập cách sử dụng server có tính phí  Tối ưu đường truyền internet khả phản hồi đáp ứng nhanh hệ thống cách sử dụng phương pháp NAT port với đường truyền internet riêng biệt BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đình Phú, Nguyễn Trường Duy, “Giáo trình kỹ thuật số”, Đại học quốc gia Tp.HCM, 2013 [2] Trần Thu Hà (chủ biên), Trương Thị Bích Ngà, Nguyễn Thị Lưỡng, Bùi Thị Tuyết Đan, Phù Thị Ngọc Hiếu, Dương thị Cẩm Tú - “Giáo trình Điện tử bản”, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM [3]“ Giáo Trình Thực hành vi điều khiển PIC”, Nguyễn Đình Phú, Phan Vân Hoàn, Trương Ngọc Anh - NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2017 [4] Datasheet linh kiện: Website alldatasheet.com [5] Phát triển web: 000webhost.com [6] Trang học lập trình web bản: w3schools.com [7] Trang cung cấp thông tin hỗ trợ ESP8266: http://esp8266.vn 69 an PHỤ LỤC 70 an 71 an S an K L 0 ... vậy, hệ thống quản lý thời gian sử dụng phòng khách sạn ngày đòi hỏi thay đổi, cải tiến để đáp ứng xu thời đại Nhóm thực đề tài giới thi? ??u trình bày hệ thống quản lý thời gian sử dụng phòng khách. .. hệ thống quản lý thời gian sử dụng phịng khách sạn? ?? để giúp chủ khách sạn cập nhật thơng tin thời gian sử dụng phịng, truy xuất liệu theo thời gian thực thông qua website 1.2 MỤC TIÊU Thi? ??t kế. .. MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH an 18 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THI? ??T KẾ CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THI? ??T KẾ 3.1 GIỚI THI? ??U Đề tài yêu cầu thi? ??t kế hệ thống để thu thập liệu thời gian sử dụng phòng, từ vi