Giám sát nhiệt độ độ ẩm và điều khiển thiết bị điện qua internet dùng module arduino esp8266 và bật tắt đèn khi có người vào ban đêm dùng arduino r3

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI: Giám sát nhiệt độ độ ẩm điều khiển thiết bị điện qua internet dùng module arduino esp8266 bật tắt đèn có người vào ban đêm dùng Arduino R3 Giảng Viên: Nguyễn Ngọc Minh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Nội dung đề tài 1.4 Giới hạn 1.5 Phạm vi ứng dụng CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .7 2.1 Tổng quan internet of things 2.1.1 Giới thiệu Internet of Things (IoT) 2.1.2 Lịch sử hình thành 2.1.3 Ứng dụng IoT .8 2.2 CÔNG NGHỆ WIFI 12 2.2.1 Giới thiệu 12 2.2.2 Công nghệ truyền nhận liệu .12 2.3 Giới thiệu ESP8266 NodeMCU .15 2.3.1 Cấu tạo NODEMCU ESP8266 15 2.3.2 Tính NODEMCU ESP8266 17 2.4 Module DHT11 17 2.5 CÁC CHUẨN GIAO TIẾP ĐƯỢC SỬ DỤNG 20 2.5.1 Chuẩn One-Wire 20 2.5.2 Chuẩn giao tiếp UART 21 2.6 PHẦN MỀM 23 2.6.1 Giới thiệu phần mềm lập trình .23 2.6.2 Cơ sở lý thuyết APP Blynk 25 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 27 3.1 Mô tả hoạt động hệ thống 27 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 28 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 28 3.2.2 Tính tốn thiết kế .29 3.2.3 Nguyên lý hoạt động 40 3.3 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 40 3.3.1 Mơ hình tổng thể thiết bị hệ thống 42 3.3.2 Cách thức hoạt động hệ thống 41 Chương THI CÔNG HỆ THỐNG 43 4.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG 43 4.2 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG 44 4.3 THI CÔNG HỆ THỐNG THỐNG 44 4.3.1 Thực lắp ráp ghép nối mạch Module 44 4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 45 4.4.1 Lưu đồ giải thuật 45 4.4.2 Phần mềm lập trình cho vi điều khiển 47 4.4.3 Chương trình điều khiển hệ thống 48 4.4.4 Điều khiển qua điện thoại với Blynk 54 4.5 Hướng dẫn sử dụng, thao tác 57 4.5.1 Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng .57 4.5.2 Quy trình thao tác 57 4.6 Chương trình điều khiển hệ thống 57 Chương KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 59 5.1 GIỚI THIỆU 59 5.2 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 59 5.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM .59 5.4 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ .61 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .64 6.1 KẾT LUẬN 64 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN .65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt Đồ án tốt nghiệp, em xin gởi lời chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Điện-Điện Tử tạo điều kiện tốt cho chúng em hoàn thành đề tài Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy N.N.Minh - Giảng viên Khoa Điện - Điện Tử trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để hoàn thành tốt đề tài Cuối em xin cảm ơn đến gia đình, chỗ dựa nguồn động viên tinh thần em gặp khó khăn học tập q trình nghiên cứu để hồn thành đề tài tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Người thực đề tài Nguyễn Bỉnh Hiếu Trần TRọng Hiếu CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, công nghệ kết nối cần nhắc đến hiển nhiên Wifi – công nghệ kết nối không dây phổ biến Cũng tính phổ biến dạng kết nối mà tên Wifi thường bị lạm dụng để kết nối khơng dây nói chung Lí mà kết nối Wifi ưa chuộng đơn giản khả hoạt động hiệu phạm vi vài chục đến vài trăm mét mạng WLAN Và thời đại cơng nghiệp hóa đại hóa nay, việc phát minh chế tạo thiết bị thơng minh có khả điều khiển từ xa quan tâm hữu ích cho sống hàng ngày Vì mục tiêu cơng nghệ đại hóa ngày phát triển, em định làm đồ án “Giám sát nhiệt độ độ ẩm điều khiển thiết bị điện qua internet” Đề tài em việc điều khiển thiết bị độc lập cịn giám sát nhiệt độ ngơi nhà Khi dự án hồn thành điều khiển thiết bị điện nhà… cách tương tác qua nút nhấn để hiển thị trạng thái hoạt động điện thoại máy tính Như vậy, dù nơi có internet giám sát điều khiển thiết bị kết nối với module điều khiển Khi dự án thành công áp dụng rộng rãi tiện lợi cho sống thường ngày, giúp cho đất nước ngày phát triển 1.2 Mục tiêu đề tài - Tiếp nhận tín từ cảm biến điều khiển thiết bị - Có chức giám sát điều khiển từ xa qua internet, sử dụng điện thoại máy tính - Điều khiển giọng nói - Có thể thi công đồ án nhà thực tế mơ hình 1.3 Nội dung đề tài Việc thực thiết kế mạch ‘‘Giám sát nhiệt độ độ ẩm điều khiển thiết bị điện qua internet dùng module arduino esp8266’’ cần phải thực nội dung sau : • Nội dung 1: Nghiên cứu tài liệu KIT NodeMCU ESP8266, giao tiếp không dây mạng Internet • Nội dung 2: Nghiên cứu mơ hình điều khiển • Nội dung 3: Thiết kế tính tốn thiết kế mạch phần cứng cho thiết bị • Nội dung 4: Thi cơng phần cứng, thử nghiệm hiệu chỉnh phần cứng • Nội dung 5: Thử nghiệm điều chỉnh hệ thống chương trình để hệ thống tối ưu Đánh giá thơng số mơ hình so với thực tế • Nội dung 6: Viết báo cáo thực • Nội dung 7: Bảo vệ đồ án 1.4 Giới hạn • Kích thước mơ hình • Sử dụng KIT NodeMCU ESP8266 • Tập trung vào thiết bị điều khiển trung tâm • Sử dụng tảng có sẵn thư viện mở để phát triển sản phẩm 1.5 Phạm vi ứng dụng Đề tài mơ hình thu nhỏ, nhiên ứng dụng rộng rãi môi trường khác nhà ở, nhà xưởng, nhà kính….Trong sản xuất sinh hoạt CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan internet of things 2.1.1 Giới thiệu Internet of Things (IoT) Ngày nay, nhu cầu phát triển ứng dụng liên quan đến Internet ngày cao Và IoT (Internet of things) công nghệ quan trọng tạo nhiều ứng dụng đa dạng phục vụ đa số lĩnh vực đời sống từ Về bản, IoT hệ thống mạng lưới mà tất thiết bị, đối tượng kết nối Internet thông qua thiết bị mạng (network devices) định tuyến (routers) IoT cho phép đối tượng điều khiển từ xa dựa hệ thống mạng Công nghệ tiên tiến giúp giảm công sức vận hành người cách tự động hóa việc điều khiển thiết bị j Các thành phần hệ thống IoT: • Thiết bị: Mỗi thiết bị bao gồm nhiều cảm biến để phát thông số ứng dụng gửi chúng đến Platform • IoT – Platform: Nền tảng phần mềm lưu trữ trực tuyến gọi điện toán đám mây, thiết bị kết nối với thơng qua Nền tảng thu thập liệu từ thiết bị, toàn liệu phân tích, xử lý, phát có lỗi phát sinh q trình hệ thống vận hành • Kết nối Internet: Để giao tiếp IoT, kết nối Internet thiết bị điều bắt buộc Wifi phương thức kết nối Internet phổ biến • Ứng dụng: Ứng dụng giao diện để người dùng điều khiển 2.1.2 Lịch sử hình thành Khái niệm mạng lưới thiết bị kết nối với thảo luận vào đầu năm 1982, với máy bán hàng tự động Coke thực Đại học Carnegie Mellon trở thành thiết bị kết nối Internet giới Thuật ngữ “Internet of things” sử dụng lần Kevin Ashton vào năm 1999 Sau IoT trải qua nhiều giai đoạn có bước phát triển nhảy vọt ngày 2.1.3 Ứng dụng IoT Nhà thông minh (Smart Home) Đây ứng dụng quan tâm nhiều năm gần Một ngơi nhà thơng minh hồn tồn giám sát điều khiển tự động Bạn bật tắt đèn ứng dụng điện thoại, lỡ quên tắt tivi khỏi nhà bạn hồn tồn tắt nơi có kết nối Internet, điều hịa tự động điều chỉnh tăng hay giảm nhiệt độ bên ngồi thay đổi Và cịn vơ số ứng dụng khác nhằm mang lại tiện lợi cho người dùng Hiện chủ đầu tư xây dựng chung cư tiếp cận với công nghệ nhu cầu sở hữu hộ thông minh người dùng ngày cao Giao thông vận tải An toàn điều nghĩ đến tác động IoT giao thông vận tải Ý tưởng đưa phương tiện có khả liên lạc với cách sửdụng liệu phân tích để giảm đáng kể cố tai nạn xảy tham gia giao thông Sử dụng cảm biến, phương tiện ô tô, xe buýt cảnh báo nguy tiềm ẩn đường, chí tình trạng ùn tắc giao thông số tuyến đường Dịch vụ vận chuyển hàng hóa ứng dụng từ cơng nghệ Cơng nghệ quản lý lịch trình vận chuyển, tối ưu hóa tuyến giao hàng, mức tiêu thụ nhiên liệu phương tiện, giám sát tốc độ tài xế giao hàng tuân thủ quy định an toàn nhằm mang lại lợi ích kinh tế hài lịng khách hàng Chăm sóc sức khỏe Một thiết bị cảnh báo tình trạng theo dõi sức khỏe ứng dụng lĩnh vực y tế Miếng dãn theo dõi sức khỏe cho bệnh nhân: bạn không cần đến bác sĩ, thông số nhịp tim, huyết áp, thu thập từ xa phân tích sau chuẩn đốn để đưa tình trạng sức khỏe bệnh nhân dự đốn nguy mắc bệnh nhằm có biện pháp phịng ngừa kịp thời Nơng nghiệp (Smart Farming) Mơ hình nhà kín ứng dụng điển hình cơng nghệ IoT áp dụng lĩnh vực nông nghiệp Và nước ta áp dụng rộng rãi Bên hệ thống trồng hoàn toàn cách ly với điều kiện thời tiết bên ngoài, việc điều khiển nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng tự động hóa Đồng thời theo dõi tình trạng phát triển trồng, xác định thời gian thu hoạch, giảm thiểu tối đa công suất người lao động 10 ... khi? ??n thiết bị điện qua internet? ?? Đề tài em việc điều khi? ??n thiết bị độc lập cịn giám sát nhiệt độ ngơi nhà Khi dự án hồn thành điều khi? ??n thiết bị điện nhà… cách tương tác qua nút nhấn để hiển... thực thiết kế mạch ‘? ?Giám sát nhiệt độ độ ẩm điều khi? ??n thiết bị điện qua internet dùng module arduino esp8266? ??’ cần phải thực nội dung sau : • Nội dung 1: Nghiên cứu tài liệu KIT NodeMCU ESP8266, ... thiết bị thơng minh có khả điều khi? ??n từ xa quan tâm hữu ích cho sống hàng ngày Vì mục tiêu cơng nghệ đại hóa ngày phát triển, em định làm đồ án ? ?Giám sát nhiệt độ độ ẩm điều khi? ??n thiết bị điện