Đồ án hệ thống giám sát điện năng trong gia đình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - VIỄN THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỆN NĂNG TRONG GIA ĐÌNH SVTH: Võ Bình An MSSV: 18119054 GVHD: TS Phan Học TP HỒ CHÍ MINH – 06/2023 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** TP Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Võ Bình An Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật máy tính MSSV: 18119054 Lớp: 18119CL1 Giảng viên hướng dẫn: TS Phan Học Ngày nhận đề tài: 15/03/2022 Ngày nộp đề tài: 26/06/2023 Tên đề tài: Hệ thống giám sát điện gia đình Các số liệu, tài liệu ban đầu: Sản phẩm: TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** TP Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng năm 2023 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Võ Bình An MSSV: 18119054 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật máy tính Tên đề tài: Hệ thống giám sát điện gia đình Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: ………… (Bằng chữ: .) GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, gửi lời tri ân chân thành đến nhà trường tạo điều kiện môi trường thuận lợi để tơi tham gia nghiên cứu đề tài Ngoài ra, chân thành cảm ơn hỗ trợ định hướng tận tâm thầy Phan Học lúc thực đề tài Thầy có đóng góp ảnh hưởng sâu sắc đến phát triển cá nhân Xin cảm ơn ! Tp Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 06 năm 2023 LỜI CAM ĐOAN Người thực đề tài cam đoan trình hoàn thiện đồ án tốt nghiệp tuân thủ nguyên tắc đạo đức tôn trọng quyền Mọi thông tin, liệu hay ý kiến đề tài sử dụng tham khảo trích dẫn theo nguyên tắc quy định quyền tác giả Cam kết giữ gìn tính cơng trung thực thực dự án TÓM TẮT Hiện nay, nhu cầu sử dụng điện hộ gia đình gia tăng đáng kể, tạo áp lực không nhỏ môi trường ngân sách Do việc quan trọng phải sử dụng lượng cách hợp lý quan trọng Mục tiêu đặt tạo hệ thống giám sát tiêu thụ điện gia đình, cho phép đo lường phân tích chi tiết khả tiêu thụ điện thiết bị Điều giúp người dùng hiểu rõ thói quen sử dụng điện đưa biện pháp tiết kiệm lượng giảm chi phí phù hợp Lưu trữ Amazon Web Services, dịch vụ đám mây đáng tin cậy tin dùng nhiều công ty công nghệ IoT Với việc lưu trữ liệu dạng bảng, người tiêu dùng theo dõi thiết bị điều khiển trực thời gian thực Người thực đề tài tin hệ thống giám sát tiêu thụ điện gia đình có lợi ích to lớn cho người dùng, giúp lượng tiết kiệm tiền bạc trình dùng điện môi trường bảo vệ MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.3 ĐỐI TƯỢNG 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 10 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10 1.6 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 10 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT 10 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 2.1.1 CHUẨN UART 10 2.2 PHẦN MỀM NEXTION EDITOR 12 2.3 LINH KIỆN 13 2.3.1 Thiết bị xử lý trung tâm 14 2.3.2 Thiết bị đầu vào 14 2.3.3 Thiết bị đầu 16 2.3.4 Thiết bị nguồn 19 2.4 CƠ SỞ DỮ LIỆU 21 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 22 3.1 YÊU CẦU ĐẶT RA 22 3.2 PHẦN CỨNG 22 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối 22 3.2.2 Từng khối riêng lẻ 23 3.3 PHẦN MỀM 36 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ HỆ THỐNG 38 4.1 KẾT QUẢ HỆ THỐNG 38 4.2 ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG 42 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 43 5.1 KẾT LUẬN 43 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Giao tiếp UART 10 Hình 2: Khung liệu 11 Hình 3: Giao diện phần mềm Nextion Editor 13 Hình 4: Vi điều khiển ESP32 14 Hình 5: Module PZEM004T 15 Hình 6: Ảnh thực tế SCT-013-000 16 Hình 7: Ảnh thực tế Buzzer KY-012 17 Hình 8: Ảnh thực tế Màn hình Nextion HMI 18 Hình 9: Module relay kênh 19 Hình 10: Module HLK-10M05 20 Hình 11: IC hạ áp 20 Hình 12: Amazon DynamoDB 21 Hình 13: Sơ đồ tổng quan 22 Hình 14: Kết nối module khối vi điều khiển 23 Hình 15: Các chân vi điều khiển sử dụng 25 Hình 16: SCT-013-000 kết nối ESP32 25 Hình 17: PZEM004T kết nối ESP32 26 Hình 18: Lưu đồ xử lý PZEM với vi xử lý 28 Hình 19: Lưu đồ xử lý hình 30 Hình 20: Sơ đồ nguyên lý HLK 31 Hình 21: Sơ đồ mạch hạ áp 32 Hình 22: Sơ đồ kết nối khối chấp hành 33 Hình 23: Sơ đồ khối cảnh báo 33 Hình 24: Mơ tả luồng thiết bị AWS 34 Hình 25: Quá trình liệu đến nơi lưu trữ 35 Hình 26: Chương trình 37 Hình 27: Hồn thiện hệ thống 38 Hình 28: Màn hình hệ thống 39 Hình 29:Màn hình monitor tất thiết bị 39 Hình 30: Màn hình điều khiển thiết bị 40 Hình 31: Màn hình thơng số thiết bị 40 Hình 32: Màn hình thơng số thiết bị 41 Hình 33: Màn hình thiết lập wifi 41 Hình 34: Màn hình thiết lập giá tiền điện 42 Hình 35: Màn hình tính tổng tiền điện thiết bị 42