ESP8266 Firebase SQL Bluetooth sử dụng giao thức firebase điều khiển các thiết bị trong hộ gia đình. Sử dụng MIT App Inventer triển khai nhanh app android để điều khiển các thiết bị điện. Tất cả các hệ thống được kiểm soát qua center trung tâm sử dụng ESP8266 kết nối Wifi, vi xử lý trung tâm là chip AVRLiên hệ: 0363335599 để có đầy đủ code và mạch thiết kế, file cơ khí
Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Nguyễn Quang Vương THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG HỘ GIA ĐÌNH QUA MẠNG INTERNET ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: CNKT Điện tử - Viễn thông HÀ NỘI - 2020 Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Vương TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Nguyễn Quang Vương THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG HỘ GIA ĐÌNH QUA MẠNG INTERNET ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: CNKT Điện tử - Viễn thông Cán hướng dẫn: Cán đồng hướng dẫn: HÀ NỘI - 2020 Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Vương LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn môn Điện tử - Viễn thông, khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải tạo điều kiện thuận lợi cho em thực đồ án tốt nghiệp Đặc biệt em xin cảm ơn giảng viên ThS Hoàng Thị Thúy người trực tiếp hướng dẫn vô tâm huyết tận tình em đồ án Em xin cảm ơn tất Thầy, Cô giáo trường giảng dạy trang bị kiến thức vơ bổ ích cho em không đồ án lần mà bốn năm học vừa qua Đó kiến thức vô cần thiết quý báu để giúp em thực đồ án thực hành môi trường doanh nghiệp sau tốt nghiệp Mặc dù em cố gắng đồ án lần khơng tránh khỏi thiếu sót, hạn chế Em hi vọng nhận ý kiến nhận xét, góp ý Thầy giáo, Cô giáo vấn đề triển khai đồ án Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè ln tạo điều kiện tốt nhất, quan tâm động viên, giúp đỡ em suốt q trình học tập hồn thành đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Vương TĨM TẮT Tóm tắt: Thời đại công nghệ phát triển ngày nay, việc ứng dụng công nghệ đời sống quốc gia quan tâm Những giải pháp IOT (Internet Of Thing) không ngừng đề xuất để đem đến cho người sống 4.0 thực Tất máy móc, thiết bị, đồ dùng kết nối điều khiển qua thiết bị Con người dần tiến đến kỷ nguyên hoàn toàn mới: kỉ nguyên số hóa sống Đi theo xu hướng ấy, việc nghiên cứu sản phẩm dễ dàng kết nối điều khiển thiết bị gia dụng ngơi nhà thân u mà sống điều thiết thực Giúp dễ dàng điều khiển, kiểm soát thiết bị dù nơi đâu Chỉ cần tay có thiết bị kết nối Internet Theo xu hướng này, lấy cảm hứng từ thiết bị nhà thông minh, em chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện hộ gia đình qua mạng Internet” làm đề tà tốt nghiệp, với mục đích nghiên cứu, tìm hiểu xây dựng hệ thống điều khiển thông minh cho thiêt bị gia đình với chi phí thấp dễ dàng lắp đặt thực tế Từ khóa: Firebase, ATMEGA328P, MIT App Inventer, ESP8266 Nội dung chương: Chương 1: Tổng quan đề tài Chương 2: Giới thiệu chip Atmega328p, chip ESP8266 Chương 3: Nền tảng Firebase ngôn ngữ Drag and Drop Chương 4: Thiết kế thi công Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Vương LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan kết nghiên cứu trình bày đồ án trung thực không chép tài liệu, cơng trình nghiên cứu người khác mà không rõ tài liệu tham khảo, chưa sử dụng cho học vị Hà Nội, ngày… tháng… năm 2020 Sinh viên thực Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Vương MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tình hình thực tế 1.3 Các chức sản phẩm thiết kế 1.4 Hoạt động thiết bị 1.5 Kết luận chương CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHIP ATMEGA328P, CHIP ESP8266 2.1 Tổng quan vi điều khiển 2.2 Lịch sử phát triển vi điều khiển 2.3 Vi điều khiển Atmega328p 2.4 Module Wifi ESP8266 2.5 Các linh kiện khác sử dụng mạch 2.6 Kết luận chương CHƯƠNG 3: NỀN TẢNG FIREBASE VÀ NGÔN NGỮ DRAG AND DROP 3.1 Giới thiệu Firebase 3.2 Giới thiệu ngôn ngữ Drag and Drop MIT App Inventor 3.3 Kết luận chương CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 4.1 Sơ đồ khối mạch điều khiển 4.2 Lưu đồ thuật toán, sơ đồ mạch nguyên lí mạch in 4.3 Chi tiết khối chức 4.4 Sản phẩm hoàn thiện 4.5 Kết luận chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Vương DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TT Từ viết tắt ADC A AI App API BCD Artificial intelligence Application Application Programming Interface Binary-coded decimal C CPU DAC Central Processing Unit Digital to Analog Converter D DHCP DSL FCM Dynamic Host Configuration Protocol Digital Subscriber Line Firebase Cloud Messaging LCD Liquid-Crystal Display B F L M N O G MCU MDLS Tiếng Anh Analog to Digital Converter Multi control unit Multicast Domain Name System NFC Near-Field Communications OTA OS GCM Over The Air Operating System Google Cloud Messaging GPIO IDE General Purpose Input Output Integrated Development Environment I IOT P IR PCB PWM Infrared radiation Printed circuit board Pulse Width Modulation RF RX SDK SPI Radio Frequency Receiver Software Development Kit Serial Peripheral Interface SSL Secure Sockets Layer R S Internet Of Thing Tiếng Việt Bộ chuyển đổi tương tự sang số Trí tuệ nhân tạo Ứng dụng Giao diện ứng dụng Thập phân mã hóa nhị phân Bộ xử lí trung tâm Bộ chuyển đổi số sang tương tự Giao thức cấu hình động Kênh thuê bao số Tin nhắn đám mây Firebase Màn hình tinh thể lỏng Vi điều khiển Hệ thống phân giải tên miền Truyền thông phạm vi ngắn Lập trình vơ tuyến Hệ điều hành Tin nhắn đám mây Google Cổng vào vạn Phần mềm soạn thảo lập trình Internet vạn vật kết nối Hồng ngoại Mạch in Điều chế độ rộng xung Sóng Radio Nhận liệu Phát triển phần mềm Giao diện ngoại vi nối tiếp Chuẩn an ninh toàn cầu Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Vương DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Một mơ hình Smarthome đặc trưng Hình Cơng tắc điện cảm ứng hãng Acis Hình Thiết bị điều khiển điều hịa thơng minh Lumi .3 Hình Bộ sản phẩm BKAV Security BKAV Hình Bảng điều khiển Luna TISSmart Hình Bộ giải pháp điều khiển Xiaomi Hình Vi điều khiển Mega328P .7 Hình 2 Các chân ngoại vi Mega328P Hình Atmega328p dạng chip cắm chip dán .8 Hình Lưu đồ khối chức Atmega328p 10 Hình Vi điều khiển ESP8266 .11 Hình Mạch ngun lí đầy đủ ESP8266 12 Hình ESP-01 14 Hình ESP – 07 14 Hình ESP – 12F 15 Hình 10 Mơ hình sử dụng firmware có sẵn giao tiếp AT command .16 Hình 11 Mơ hình ập trình ESP8266 dùng Arduino IDE 19 Hình 12 Màn hình LCD 128x64 .21 Hình 13 GLCD KS0108 128x64 .21 Hình Firebase Google phát triển 23 Hình Mơ hình hệ thống sử dụng Firebase sản phẩm thực 26 Hình 3 MIT App Inventor lập trình Android 27 Hình Sơ đồ khối chức mạch điều khiển 29 Hình Trạng thái thiết bị Firebase 29 Hình Mã hóa theo thời gian 30 Hình 4 Mã hóa theo thứ tự 30 Hình Chuỗi thông tin 31 Hình Khối phát hồng ngoại 31 Hình Lưu đồ thuật toán thiết bị trung tâm client .32 Hình Mạch ngun lí điều khiển 33 Hình Mạch in 33 Hình 10 Khối nguồn 34 Hình 11 Khối nút bấm .34 Hình 12 Khối hiển thị 35 Hình 13 Khối vi điều khiển hồng ngoại .35 Hình 14 Mạch sau hàn linh kiện .36 Hình 15 Lắp mạch vào hộp in 3D 36 Hình 16 Kết nối hình với mạch .37 Hình 17 Kết nối khối phím bấm 37 Hình 18 Hộp in 3D 37 Hình 19 Sản phẩm hoàn thiện 38 Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Vương DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Chi tiết cấu hình chân Pin Atmega328p Bảng 2 Các chế độ boot up ESP .13 Bảng Đánh giá mơ hình l trình với ESP8266 .20 Đồ án tốt nghiệp SV: Nguyễn Quang Vương LỜI MỞ ĐẦU Những năm gần đây, với phát triển không ngừng cơng nghệ, mà lồi người cách mạng khoa học công nghệ 4.0, thiết bị gia dụng quen thuộc nhà ngày trở lên thơng minh Đã có nhiều hãng sản xuất cho thị trường sản phẩm điều khiển thiết bị Tuy nhiên, khơng phải tất chúng dễ dàng lắp đặt cho tất gia đình giá thành thiết bị cao thu nhập trung bình người dân Trên thực tế nhiều thiết bị điện gia dụng có sẵn hộ gia đình chưa có tính điều khiển từ xa để đơn giản dễ dàng quản lí Để giải vấn đề này, em đưa giải pháp điều khiển phần bật tắt thiết bị có sẵn hộ gia đình từ xa Internet, mang lại kết nối thiết bị, phục vụ sống ngày tiện nghi người Theo xu hướng này, lấy cảm hứng từ thiết bị nhà thông minh, em chọn đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện hộ gia đình qua mạng Internet” làm đề tà tốt nghiệp, với mục đích nghiên cứu, tìm hiểu xây dựng hệ thống điều khiển thông minh cho thiết bị gia đình với chi phí thấp dễ dàng lắp đặt thực tế