Đề tài nghiên cứu và lập trình phần mềm cho bộ linkit smart ai7688h để quản lý và điều khiển thiết bị trong hệ thống smart lighting

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CÔNG NGHỆ THƠNG TIN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ LẬP TRÌNH PHẦN MỀM CHO BỘ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LINKIT SMART AI7688H ĐỂ QUẢN LÝ VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG SMART LIGHTING Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Mã sinh viên: Lớp: Khóa: T.S Lại Mạnh Dũng Nguyễn Trọng Thắng 171202022 CNTT K58 Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2021 MỞ ĐẦU Đồ án tốt nghiệp TỔNG QUAN HỆ THỐNG NỘI DUNG NỘI DUNG BÁO CÁO PHƯƠNG PHÁP KẾT QUẢ TỔNG KẾT Đồ án tốt nghiệp TỔNG QUAN HỆ THỐNG Hệ thống Smart chia làm phần: o Cloud ( Internet ) o Thiết bị người dùng ( SmartPhone ) o Bộ điều khiển trung tâm o Thiết bị chiếu sáng Trong đồ án em tập trung nghiên cứu lập trình điều khiển trung tâm cách thức giao tiếp điều khiển trung tâm thiết bị người dùng thiếu bị chiếu sáng Đồ án tốt nghiệp TỔNG QUAN HỆ THỐNG THIẾT BỊ: Loại thiết bị Mô tả Đèn CTT Đèn Led điều khiển với thông số: Cường độ sáng, Nhiệt độ màu Đèn RGB Đèn Led điều khiển với thông sô: Cường độ sáng, Các thành phần R, G, B, Nhiệt độ màu Remote - Công tắc Cho phép ghi nhớ phím với kịch chiếu sáng tương ứng cảnh Cảm biến chuyển Nhận biết chuyển động phạm vi hoạt động Nếu có động chuyển động điều khiển thiết bị đến trạng thái cài đặt Cảm biến ánh sáng Nhận biết ánh sáng phạm vi hoạt động Nếu có chuyển động điều khiển thiết bị đến trạng thái cài đặt Đồ án tốt nghiệp TỔNG QUAN HỆ THỐNG BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM: o Phần cứng: ✔ Sử dụng kit IoT AI7688 để làm xử lý trung tâm ✔ Bộ kít chạy hệ điều hành OpenWrt phiên hệ điều hành nhân linux, chuyên để phát triển cho Router o Truyền thơng: ✔ Có kết nối Bluetooth Mesh, Ethernet Wifi để đảm bảo vai trò cầu nối người dung đến hệ thống thiết bị nhà ✔ Phương án truyền thông Bộ điều khiển trung tâm với điện thoại thông minh, máy tính bảng thiết bị nhà Truyền thông MQTT Đồ án tốt nghiệp NỘI DUNG Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đồ án tốt nghiệp Phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu NỘI DUNG Mục tiêu nghiên cứu Ứng dụng hệ thống internet of things xây dựng hệ thống chiếu sáng thông minh o Tìm hiểu chung Linklt Smart AI7688H – o Wifi – OpenWrt Linux – IoT Setup môi trường Linklt Smart AI7688H o Lập trình Linklt Smart AI7688H Nhiệm vụ nghiên cứu Đồ án tốt nghiệp Phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu NỘI DUNG Phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu lý thuyết, xây dựng mơ hình thử nghiệm, phần mềm kiểm thử Đối tượng nghiên cứu NỘI DUNG Mục tiêu nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu o o o o Đồ án tốt nghiệp Cách thức giao tiếp nguyên lý hoạt động Linklt Smart AI7688H Giao thức MQTT truyền nhận liệu Lập trình đa luồng Linklt Smart AI7688H Xây dựng sở liệu SQLite Linklt Smart AI7688H Đối tượng nghiên cứu NỘI DUNG Mục tiêu nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Linklt Smart AI7688H – Wifi – OpenWrt Linux – IoT Nhiệm vụ nghiên cứu Đồ án tốt nghiệp PHƯƠNG PHÁP CÀI ĐẶT Linklt Smart AI7688H Đồ án tốt nghiệp PHƯƠNG PHÁP CÁC LUỒNG CHÍNH CỦA HỆ THỐNG: Đồ án tốt nghiệp PHƯƠNG PHÁP GIAO THỨC MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) : MQTT giao thức truyền thông điệp theo mô hình publish/subscribe sử dụng cho thiết bị IoT với băng thông thấp, độ tin cậy cao khả sử dụng mạng lưới không ổn định Nó dựa Broker “nhẹ” thiết kế có tính mở, đơn giản dễ cài đặt Ưu điểm: Nhược điểm: o o o o o o o o o o Đồ án tốt nghiệp Máy chủthông môi giới (Broker) không cần thông báo trạng thái gửi thơng điệp Do Truyền tin hiệu khơng có cách để phát xem thơng điệp gửi hay chưa Tăng khả mởnào rộng Publisher hềthụ biếtbăng vềthơng trạngmạng thái subscribe ngược lại Vậy Giảm đángkhơng kể tiêu chúng mọivàthứ ổn Rất phùtahợp chođảm điềubảo khiển thám Những kẻ xấu (Malicious gửi thơng điệp xấu, Tối đa hóa băng thơng cóPublisher) sẵn Subscriber truy cập vào thứ mà họ không nên nhận Chi phí thấp Rất an tồn, bảo mật Được sử dụng ngành cơng nghiệp dầu khí, công ty lớn Amazon, Facebook, Tiết kiệm thời gian phát triển Giao thức publish/subscribe thu thập nhiều liệu tốn băng thơng so với giao thức cũ KẾT QUẢ Hệ thống hoạt động thông luồng điều khiển từ điện thoại người dùng qua broker MQTT sang client MQTT gửi lệnh xuống gateway điều khiển thành công thiêt bị mạn Thông luồng phản hồi ngược lại từ thiết bị lên điện thoại người dùng Sau trình nghiên cứu tiến hành xây dựng điều khiển trung tâm điều khiển quản lý cập nhật thông tin thiết bị mạng kết đạt xây dựng thành công điều khiển trung tâm, từ lựa chọn phần cứng, xây dựng cấu trúc chương trình phần mềm, xây dựng thuật toán điều khiển Qua kết kiểm thử hệ thống cho kết tương đối tốt đám ứng phần yêu cầu đưa đề Đồ án tốt nghiệp TỔNG KẾT KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 01 Về công nghệ o Xây dựng hệ thống tương đối hoàn chỉnh o Nắm vững kiến thức xây dựng Modun giao tiếp lập trình Linklt Smart AI7688H o Kiến thức giao thức: MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) o Công cụ sử dụng: Eclipse IDE C/C++ Developers, Linklt Smart AI7688H Đồ án tốt nghiệp TỔNG KẾT KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 02 Về kỹ mềm o Kỹ tìm hiểu, phân tích, lên kế hoạch giải vấn đề o Tính tự chủ cơng việc o Tính kiên trì công việc o Học hỏi kinh nghiệm, kiến thức từ thầy cô, bạn bè Đồ án tốt nghiệp TỔNG KẾT HẠN CHẾ: Chưa hoàn thiện hệ thống Coding chưa tối ưu! Chưa thêm nhiều thiết bị khác Đồ án tốt nghiệp TỔNG KẾT HƯỚNG PHÁT TRIỂN: Đồ án tốt nghiệp Hồn thiện, sửa lỗi cịn diễn Tối ưu code Thêm thiết bị, chức Thương mại hóa sản phẩm