ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Thế Anh NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành Cơ kỹ thuật HÀ NỘI – 2023 ĐẠI HỌC QUỐC[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Thế Anh NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Cơ kỹ thuật HÀ NỘI – 2023 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phạm Thế Anh NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Cơ kỹ thuật Cán hướng dẫn: Bùi Thị Hà (ký tên) HÀ NỘI – 2023 TĨM TẮT Tóm tắt: Đề tài nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình nhà thông minh đặt bối cảnh tiến nhanh chóng cơng nghệ Trong thời đại đại, yêu cầu tính tiện ích tính tương tác nhà ngày cao Đồ án tập trung vào việc phân tích, thiết kế chế tạo mơ hình nhà thơng minh đáp ứng yếu tố Trong q trình nghiên cứu, vấn đề tự động hóa, an ninh, điều khiển thiết bị điện thoại di động xem xét chi tiết Đặc biệt, đề tài nhấn mạnh vào việc áp dụng công nghệ mới, Internet of Things (IoT) để tối ưu hóa hiệu suất nhà thơng minh Đề tài sử dụng điện thoại thông minh kết hợp với dụng ứng dụng Blynk Voice Control có kết nối Internet để điều khiển thiết bị đèn, quạt thông qua NodeMCU ESP8266 Arduino UNO R3 Hệ thống có hiển thị thơng số nhiệt độ, độ ẩm LCD cập nhật thơng số ứng dụng giúp người sử dụng dễ giám sát nhiệt độ, độ ẩm nhà Về khả bảo mật, hệ thống có tính mở cửa vân tay sử dụng bàn phím để nhập mật mã, cửa tự động mở mật vân tay Về khả giám sát, cảnh báo cháy nổ, hệ thống phát cảnh báo cho người dùng nồng độ khí dễ cháy đạt ngưỡng nguy hiểm Từ khóa: IoT, Blynk, Voice Control LỜI CÁM ƠN Trước tiên em xin chân thành cám ơn ban giám hiệu nhà trường tất thầy cô giảng viên tận tình dạy giúp đỡ em trình học tập, rèn luyện để trở thành người có ích xã hội Trong q trình làm đồ án em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy cô Trung tâm vũ trụ Việt Nam, đặc biệt cô Bùi Thị Hà thầy Lê Thế Sốt hết lịng giúp đỡ em trình tìm kiếm, xây dựng đề tài tốt nghiệp tiếp cận thực tế Cũng qua lời cám ơn xin gửi đến bạn khóa với Trần Tiến Dũng, Vũ Đình Hiệu, Vũ Thùy Linh giúp đỡ lúc khó khăn tìm kiếm tài liệu Một lần xin cám ơn LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án cơng trình nghiên cứu riêng em hướng dẫn cô Bùi Thị Hà – giảng viên Trường Đại học Công Nghệ - Đại học quốc gia Hà Nội Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực, không chép tài liệu chưa công bố nội dung đâu Các nguồn trích dẫn có thích rõ ràng, có tính kế thừa, phát triển từ tài liệu, website Em xin chân thành chịu trách nhiệm lời cam đoan Sinh viên Phạm Thế Anh MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN 1.1.SƠ LƯỢC VỀ NHÀ THÔNG MINH .3 1.2.TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NHÀ THÔNG MINH TRÊN THẾ GIỚI 1.2.1.Sự bùng nổ công nghệ nhà thông minh .4 1.2.2.Xu hướng tương lai .5 1.3.TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NHÀ THƠNG MINH TẠI VIỆT NAM CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1.ĐỊNH HƯỚNG THIẾT KẾ 2.2.GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 2.2.1.Hệ thống tổng quát .8 2.2.2.Nguyên lý hoạt động 2.3.LỰA CHỌN LINH KIỆN .10 2.3.1.Hệ thống cửa vào 10 2.3.2.Hệ thống chiếu sáng 15 2.3.3.Hệ thống đo nhiệt độ, độ ẩm 17 2.3.4.Hệ thống cảnh báo cháy nổ 19 2.3.5.Nguồn nuôi .20 2.4.NGUYÊN LÝ VÀ THƠNG SỐ CÁC LINH KIỆN CHÍNH TRONG MƠ HÌNH .21 2.4.1.Arduino UNO R3 21 2.4.2.Module wifi ESP8266 27 2.4.3.Cảm biến vân tay R305 30 2.4.4.Màn hình LCD giao tiếp I2C 32 2.4.5.Bàn phím ma trận 4x4 34 2.4.6.Module cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 35 2.4.7.Module cảm biến khí MQ-2 .36 2.4.8.Động servo MG996G 38 2.4.9.Module relay .39 2.4.10.Nguồn tổ ong 5V 10 A .40 CHƯƠNG 3.THIẾT KẾ .41 3.1.YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG .41 3.2.THIẾT KẾ HỆ THỐNG CỬA RA VÀO 42 3.2.THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 44 3.3.THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM 46 3.4.THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO CHÁY 48 3.5.ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA THƠNG QUA BLYNK 50 3.5.1.Tìm hiểu Blynk .51 3.5.2.Cài đặt kết nối 52 3.5.3.Giao diện app 54 3.6.ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI VỚI MIT APP INVENTOR 56 3.6.1.Sơ lược MIT App Inventor .56 3.6.2 Đăng nhập tạo dự án 57 3.6.3.Thiết kế app 59 CHƯƠNG 4.THI CÔNG HỆ THỐNG 64 4.1.CHUẨN BỊ 64 4.2.PHẦN MỀM 65 4.2.1.Arduino IDE .65 4.2.2.Fritzing 66 4.3.LẮP RÁP MƠ HÌNH 68 CHƯƠNG 5.KẾT QUẢ, ĐÁNH GIÁ .71 5.1.KẾT QUẢ 71 5.2.ĐÁNH GIÁ .72 KẾT LUẬN 74 PHỤ LỤC 75 PHỤ LỤC 1.CODE CHƯƠNG TRÌNH ARDUINO UNO R3 75 PHỤ LỤC 2.CODE CHƯƠNG TRÌNH CHO ESP8266 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO .95 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1.Bảng so sánh module điều khiển thông dụng Bảng 2.2.Thông số Arduino UNO R3 Bảng 2.3.Bảng thông số kĩ thuật ATmega328(Nguồn:wikipedia.org) Bảng 2.4.Thông số kỹ thuật ESP8266 Bảng 2.5.Mức độ ưu tiên sử dụng chân GPIO Bảng 2.6.Thông số kĩ thuật cảm biến R305 Bảng 2.7.Các chân cảm biến R305 Bảng 2.8.Chức chân LCD 1602 Bảng 4.1.Bảng giá linh kiện mơ hình