Đồ án tốt nghiệp ỨNG DỤNG CỦA IoT TRONG XÂY DỰNG MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH

Với xu hướng này, nhiều nước trên thế giới đã ứng dụng khoa học kĩ thuật hiện đại để những thiết bị trong nhà có thể điều khiển một cách tự động. Sự ra đời của IoT khi mà mọi thiết bị có thể kết nối với nhau, kết nối với con người để có sự đồng bộ trong hoạt động và điều khiển hoạt động của các thiết bị. Ngày nay, Việt Nam cũng đã, đang và sẽ có rất nhiều công ty, tập đoàn nghiên cứu để thiết kế ra các mô hình nhà thông minh và đó cũng là một trong những xu thế phát triển của công nghệ trong thời gian tới. Ứng dụng của IoT trong xây dựng mô hình nhà thông minh

Mục đích nghiên cứu

Đề tài đượcjnghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng các kiến thức đã học trên ghế nhà trườngjđể xây dựng, phát triển một mô hình nhà thông minh Đề tài đặt ra những chức năng sau:

 Tìm hiểu, xây dựng một hệ thống toàn diện có tính ứng dụng thực tiễn,

 Xây dựng được một cơ sở dữ liệu đáp ứng đủ cácjtiêu chí đặt ra với một hệ thống, đa nền tảng, có tính kế thừa cao.

 Phần cứng có thể dễ dàng triển khai, giảm thiểu chi phí phát sinh.

Phương pháp nghiên cứu

Trong đề tài này, em đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:

 Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp chí về điện tử, viễn thông, truy cập từ mạng internet

 Phương pháp quan sát: khảo sát một số ứng dụng có sử dụng công nghệ IoT, các hệ thống nhà thông minh trên thế giới và ở Việt Nam.

 Phương pháp thực nghiệm: Xem xét một số công nghệ đã được áp dụng trước đó để rút ra kinh nghiệm cũng như những yêu cầu đề ra cho hệ thống mô hình nhà thông minh.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Hệ sinh thái Internet of Things- IoT ?

1.1.1 Khái niệm Internet of Things

Internet Vạn Vật, hay cụ thể hơn là Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là

Mạng lưới thiết bị kết nối Internet (tiếng Anh: Internet of Things, viết tắt IoT) là một liên mạng (Hình 1 1), trong đó các thiết bị, phương tiện vận tải (được gọi là thiết bị kết nối“ và thiết bị thông minh“), phòng ốc và các trang thiết bị khác được nhúng với các bộ phận điện tử, phần mềm, cảm biến, cơ cấu chấp hành cùng với khả năng kết nối mạng máy tính giúp cho các thiết bị này có thể thu thập và truyền tải dữ liệu [1].

1.1.2 Kiến trúc Internet of Things

Kiến trúc IoT được đại diện cơ bản bởi 4 phần: Vạn vật (Things), trạm kết nối (Gateways), hạ tầng mạng và điện toán đám mây (Network and Cloud) và các lớp tạo và cung cấp dịch vụ (Services-creation and Solutions Layers) [2].

Vạn vật (Things): Ngày nay có hàng tỷ vật dụng đang hiện hữu trên thị trường gia dụng và công nghệ, ở trong nhà hoặc trên tay của người dùng Chẳng hạn như xe hơi, thiết bị cảm biến, thiết bị đeo và điện thoại di động đang được kết nối trực tiếp thông qua băng tầng mạng không dây và truy cập vào Internet Giải pháp IoT giúp các thiết bị thông minh được sàng lọc, kết nối và quản lý dữ liệu một cách cục bộ, còn các thiết bị chưa thông minh thì có thể kết nối được thông qua các trạm kết nối

Trạm kết nối (Gateways): Một rào cản chính khi triển khai IoT đó là gần 85% các vật dụng đã không được thiết kế để có thể kết nối với Internet và không thể chia sẻ dữ liệu với điện toán đám mây Để khắc phục vấn đề này, các trạm kết nối sẽ đóng vai trò là một trung gian trực tiếp, cho phép các vật dụng có sẵn này kết nối với điện toán đám mây một cách bảo mật và dễ dàng quản lý.

Hạ tầng mạng và điện toán đám mây (Network and Cloud):

- Cơ sở hạ tầng kết nối: Internet là một hệ thống toàn cầu của nhiều mạng IP được kết nối với nhau và liên kết với hệ thống máy tính Cơ sở hạ tầng mạng này bao gồm thiết bị định tuyến, trạm kết nối, thiết bị tổng hợp, thiếp bị lặp và nhiều thiết bị khác có thể kiểm soát lưu lượng dữ liệu lưu thông và cũng được kết nối đến mạng lưới viễn thông và cáp – được triển khai bởi các nhà cung cấp dịch vụ.

- Trung tâm dữ liệu/ hạ tầng điện toán đám mây: Các trung tâm dữ liệu và hạ tầng điện toán đám mây bao gồm một hệ thống lớn các máy chủ, hệ thống lưu trữ và mạng ảo hóa được kết nối.

Các lớp giải giải pháp và tạo dịch vụ (Services-Creation and Solutions Layers): Intel đã kết hợp những phần mềm quản lý API hàng đầu (Application

Progmraming Interface) là Mashery* và Aepona* để giúp đưa các sản phẩm và giải pháp IoT ra thị trường một cách chóng và tận dụng được hết giá trị của việc phân tích các dữ liệu từ hệ thống và tài sản đang có sẵn.

Mô hình nhà thông minh?

1.2.1 Nhà thông minh là gì?

Nhà thông minh hoặc hệ thống nhà thông minh là một ngôi nhà/ căn hộ được trang bị hệ thống tự động tiên tiến dành cho điều khiển đèn chiếu sáng, nhiệt độ, truyền thông đa phương tiện, an ninh, rèm cửa, cửa và nhiều tính năng khác nhằm mục đích làm cho cuộc sống ngày càng tiện nghi, an toàn và góp phần sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên [3]

Theo wiseGeek, một ngôi nhà (hoặc căn hộ) được coi là "thông minh" bởi vì hệ thống máy tính của nó có thể theo dõi rất nhiều khía cạnh của cuộc sống thường ngày

Một trong những ví dụ cơ bản nhất của nhà thông minh là một hệ thống kiểm soát mức độ chiếu sáng của hệ thống đèn giúp tiết kiệm điện và phù hợp với khung cảnh, chẳng hạn như cài đặt đèn ánh sáng nhẹ cho các bữa tiệc tối Hệ thống cũng có thể điều chỉnh rèm cửa theo yêu cầu, kiểm soát nhiệt độ, hệ thống camera giám sát, hệ thống khóa cửa tự động, hệ thống phòng ngừa trộm

Nhà thông minh ngoài ra còn có một số ứng dụng sáng tạo hơn, gồm hệ thống điều khiển giải trí tại gia – loa công suất khác nhau, hệ thống điện thoại, liên lạc nội bộ, hệ thống tưới nước Các chức năng này có thể được thực hiện nhờ các thiết bị trong nhà được kết nối với nhau để hệ thống máy tính trung tâm có thể theo dõi các trạng thái và ra các quyết định điều khiển phù hợp

Nhà thông minh đã được hình dung trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng từ nhiều năm nhưng nó chỉ trở thành hiện thực kể từ thế kỷ 20 sau sự phát triển rộng rãi của điện và những tiến bộ nhanh chóng của công nghệ thông tin, theo Wikipedia.

1.2.2 Các thành phần của nhà thông minh.

Các thành phần của hệ thống nhà thông minh bao gồm các cảm biến (như cảm biến nhiệt độ, cảm biến ánh sáng hoặc do cử chỉ), các bộ điều khiển hoặc máy chủ và các thiết bị chấp hành khác (Hình 1 2) Nhờ hệ thống cảm biến, các bộ điều khiển và máy chủ có thể theo dõi các trạng thái bên trong ngồi nhà để đưa ra các quyết định điều khiển các thiết bị chấp hành một cách phù hợp nhằm đảm bảo môi trường sống tốt nhất cho con người [3]

Hình 1 2 Các thành phần cơ bản của hệ thống nhà thông minh

Một số mô hình nhà thông minh tại Việt Nam

Bkav SmartHome là hệ thống nhà thông minh thế hệ mới nhất trên thế giới, công nghệ vượt trội- theo tiêu chí xếp hạng của Gartner Các sản phẩm của Bkav tập chung vào phân khúc cao cấp, cạnh tranh với các giải pháp nhà thông minh từ nước ngoài

Nhà thông minh Bkav kết nối tất cả các thiết bị trong ngồi nhà của bạn thành một hệ thống mạng (Hình 1 3), có thể điều khiển chúng theo các kịch bản thông thanh, khóa cửa, bình nóng lạnh, quạt thông gió, camera an ninh, chuông cửa có hình, hệ thống bơm tưới nước tiểu cảnh, bể cá Có thể điều khiển trực tiếp thông qua thiết bị gắn trên tường hoặc dùng smartphone, máy tính bảng [4].

Hình 1 3 Sơ đồ kết nối hệ thống của Bkav SmartHome Luxury Nhà thông minh Bkav SmartHome Luxury bao gồm 1 số tính năng sau:

 Hệ thống ánh sáng thông minh

 Hệ thống điều khiển rèm mành

 Hệ thống an ninh thông minh

 Hệ thống kiểm soát môi trường

 Hệ thống giải trí âm thanh đa vùng

 Kịch bản ngữ cảnh thông minh

 Kết nối không giới hạn

Khác với BKAV, nhà thông minh Lumi tập trung mạnh vào phân khúc nhà thông minh trung và cao cấp trên thị trường Việt Nam.

Ra mắt công tắc cảm ứng và giải pháp nhà thông minh ra thị trường đầu năm

2012, sau 4 năm xây dựng và phát triển, Lumi đã vươn lên trở thành nhà cung cấp sản phẩm công tắc điện cảm ứng, thiết bị điện thông minh và giải pháp nhà thông minh có thị phần lớn nhất trong phân khúc trung và cao cấp tại Việt Nam [5].

Hình 1 4 Một số thiết bị điện nhà thông minh cho gia đình

 Một số đặc điểm của nhà thông minh Lumi

 Bật/tắt thiết bị điện dễ dàng bằng Smartphone

 An toàn tuyệt đối về điện

 Nâng cao giá trị ngôi nhà, khẳng định đẳng cấp

 Giải pháp chống trộm hoàn hảo

1.3.3 Nhà thông minh Scheider- Wiser Home

Scheneider là một tập đoàn lớn trên thế giới cung cấp thiết bị điện đến từ Pháp. Ngày 18/ 4/2017 tập đoàn Scheneider đã khánh thành nhà máy chuyên sản xuất thiết bị điện cho giải pháp nhà thông minh tại khu công nghệ cao Sài Gòn, Quận 9, TPHCM.

Các thiết bị điện thông minh của Scheneider đều có những ưu điểm vượt trội về chất lượng cũng như độ bền của sản phẩm [5].

 Một số đặc điểm của nhà thông minh Scheider- Wiser Home

 Điều khiển theo kịch bản

 Điều khiển theo thời gian

 Điều khiển chiếu sáng tự động

 Điều khiển rèm và cửa tự động

 Điều khiển điều hòa nhiệt độ thông minh

 Điều khiển bằng Iphone, Ipad

 Hệ thống an ninh, cảnh báo chống đột nhập

 Hệ thống cảnh báo cháy, báo rò gas

 Hệ thống camera giám sát

 Hệ thống chuông cửa có hình

 Hệ thống âm thanh đa vùng

Các thành phần trong xây dựng mô hình nhà thông minh

Esp8266 là một wifi SOC được phát triển bởi công ty Trung Quốc Espressif Systems Esp8266 được tích hợp đầy đủ các tính năng về internet với kích thước rất nhỏ gọn với mức giá rất rẻ Bên trong Esp8266 có sẵn một lõi vi xử lý nên có thể trực tiếp lập trình cho nó mà không cần bất kỳ một con vi xử lý nào nữa [6].

 32-bit RISC CPU: Tensilica LX106 hoạt động với 80MHz

 64 Kb instruction RAM, 96 Kb data RAM

 WiFi 2.4 GHz, hỗ trợ WPA/WPA2

 Hỗ trợ SPI, I2C, I2S, UART, ADC

 Chuẩn điện áp hoạt động: 3.3V DC

 Dải nhiệt độ hoạt động: -40 o C - 125 o C

Hình 1 6 Sơ đồ chân của nodeMCU ESP8266 v12E

Hình 1 7 Minh họa mô hình mạng không dây Wi-Fi viết tắt từ Wireless Fidelity hay mạng 802.11 là hệ thống mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến, giống như điện thoại di động, truyền hình và radio Hệ thống này đã hoạt động ở một số sân bay, quán café, thư viện hoặc khách sạn Hệ thống cho phép truy cập Internet tại những khu vực có sóng, hoàn toàn không cần đến cáp nối Ngoài các điểm kết nối công cộng, WiFi có thể được thiết lập ngay tại nhà riêng [7]. Ưu điểm:

 Sự tiện lợi: nó cho phép người dùng truy xuất tài nguyên mạng ở bất kỳ nơi đâu trong khu vực triển khai (nhà, văn phòng…) Với sự gia tăng số lượng người sử dụng laptop hay smartphone, đó là điều rất tiện lợi.

 Khả năng di động: người dùng có thể duy trì kết nối mạng trong một phạm vi nhất định khi họ di chuyển từ nơi này sang nơi khác.

 Triển khai dễ dàng: việc thiết lập mạng không dây ban đầu chỉ cần ít nhất một điểm truy nhập.Với mạng dùng cáp, nó phải tốn thêm chi phí và có thể gặp khó khăn hơn.

 Khả năng mở rộng: có thể đáp ứng tức thì khi gia tăng số lượng người dùng Với hệ thống mạng cáp phải gắn thêm cáp.

 Phạm vi: với một mạng không dây thông thường thì nó phù hợp trong một căn nhà, nhưng với một tòa nhà lớn thì không đáp ứng đủ nhu cầu.

 Độ tin cậy: vì sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông nên việc bị nhiễu, tín hiệu giảm do tác động của các thiết bị khác là không tránh khỏi.

 Tốc độ: tốc độ của mạng không dây (1-125Mbs) là nhỏ hơn rất nhiều so với mạng sử dụng cáp (100Mpbs đến hàng Gpbs).

Các chuẩn wifi thông dụng

Wifi được phát triển từ tổ chức IEEE Tổ chức này tạo ra một tập các chuẩn để đặc tả thông số kỹ thuật của mạng không dây và gọi nó là IEEE 802.11 Chuẩn kết nối này bao gồm các chuẩn nhỏ như: a/b/g/n/ac thường được mô tả rất rõ trong cấu hình trên các thiết bị di động.

 Chuẩn 802.11ac Ứng dụng của wifi

Khả năng truy cập mạng internet không dây không chỉ là tiện ích duy nhất của wifi mà nó còn có các ứng dụng khác như:

 Điều khiển các thiết bị từ xa

 Chia sẻ dữ liệu trên các máy tính

 Đồng bộ hóa dữ liệu

 Ứng dụng phát triển cho các ngành kỹ thuật…

1.4.3 Giao thức truyền thông HTTP

Giao thức HTTP (Hyper Text Transfer Protocol – Giao thức truyền tải siêu văn bản) là một trong những giao thức chuẩn về mạng Internet HTTP là một giao thức thuộc tầng ứng dùng (Application) được dùng để truyền tải các tài liệu đa phương tiện, ví dụ như HTML (Hình 1 8) Giao thức này được thiết kế để truyền thông giữa các trình duyệt web và máy chủ web, tuy nhiên nó cũng được dùng cho nhiều mục đích khác [7]

Hình 1 8 Mô hình tham chiếu OSI HTTP tuân theo một mô hình client – server truyền thống (như Hình 1 9), với một client mở một kết nối (connection) để tạo ra một yêu cầu (request), sau đó chờ đợi cho đến khi nó nhận được một phản hồi (response) HTTP là một giao thức không lưu lại trạng thái (stateless protocol), có nghĩa là máy chủ không lưu giữ bất cứ dữ liệu gì giữa các yêu cầu Bởi thường được dựa trên một lớp TCP/IP, nó có thể được sử dụng trên bất cứ tầng giao vận (transport) đáng tin cậy nào – những giao thức không bị mất dữ liệu (như giao thức UDP)

Hình 1 9 Mô hình Client – Server của giao thức HTTP

Trong giao thức HTTP có hai loại kết nối:

 Kết nối không bền vững: Sau khi server gửi đi một đối tượng thì kết nối TCP sẽ được đóng Như vậy, mỗi kết nối TCP chỉ truyền được duy nhất một yêu cầu từ client và nhận lại một bản tin trả lời từ server

 Kết nối bền vững: server sẽ duy trì kết nối TCP cho việc gửi nhiều đối tượng Như vậy, sẽ có nhiều yêu cầu từ client được gửi đến server trên cùng một kết nối Thông thường, kết nối TCP này sẽ được đóng lại trong một khoảng thời gian định trước.

Hình 1 10 Biểu đồ thời gian kết nối HTTP không bền vững Hình trên thể hiện chi tiết các bước hoạt động trong kết nối HTTP không bền vững giữa HTTP client (FireFox, Chrome, …) và HTTP server (ví dụ www.google.com).

Một điều cần lưu ý, trong kết nối HTTP không bền vững cần có một RTT để khởi tạo kết nối TCP Ngoài ra, cần có một RTT cho bản tin HTTP yêu cầu và byte đầu tiên của bản tin HTTP trả lời được trả về

Tổng thời gian truyền tập tin = 2 * RTT + thời gian truyền

Thời gian đáp ứng RTT là thời gian gửi một gói tin cơ bản từ client đến server rồi quay trở lại RTT bao gồm độ trễ truyền gói và hàng đợi, trễ trong các bộ định tuyến trung gian, chuyển mạch và xử lý gói tin.

Firebase là một dịch vụ cơ sở dữ liệu thời gian thực hoạt động trên nền tảng đám mây được cung cấp bởi Google nhằm giúp các lập trình viên phát triển nhanh các ứng dụng bằng cách đơn giản hóa các thao tác với cơ sở dữ liệu Với Google Firebase, bạn có thể tạo ra các ứng dụng chat như Yahoo Message trước đây hoặc như Facebook Messager ngày nay trong thời gian cực ngắn, khoảng một ngày thậm chí là vài giờ bởi đơn giản là bạn chỉ cần lo phần client còn phần server và database đã có firebase lo Firebase là sự kết hợp giữa nền tảng cloud với hệ thống máy chủ cực kì mạnh mẽ tới từ Google, để cung cấp cho chúng ta những API đơn giản, mạnh mẽ và đa nền tảng trong việc quản lý, sử dụng database [8].

- Realtime Database – Cơ sở dữ liệu thời gian thực

- Firebase Authentication – Hệ thống xác thực của Firebase

1.4.4.3 Ưu điểm của việc sử dụng Google Firebase

- Triển khai ứng dụng cực nhanh

- Tính linh hoạt và khả năng mở rộng

Kết luận chương

Trong chương này, đã trình bày về khái niệm và các vấn đề cơ bản về hệ thốngInternet of Things (IoT), mô hình nhà thông minh, đồng thời đưa ra một số giải pháp, một số cơ sở lý thuyết trong việc xây dựng hệ thống IoT trong nhà thông minh.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Tổng quan hệ thống

Hình 2 1 Sơ đồ tổng quan hệ thống Cách thức hoạt động của hệ thống:

Gửi dữ liệu lên WebServer và hiển thị trên app android và website:

- Bước 1: Module ESP tự động chuyển sang chế độ truy cập sóng wifi.

- Bước 2: Module ESP lấy tín hiệu trạng tái thiết bị, thông tin mỗi trường từ bộ xử lý trung tâm rồi gửi lên WebServer.

- Bước 3: WebServer lưu giá trị gửi lên vào file lưu dữ liệu.

- Bước 4: App Android hoặc Website sẽ lấy dữ liệu từ file lưu dữ liệu trên WebServer để hiển thị lên giao diện người dùng. Điều khiển qua app android hoặc website:

- Bước 1: App Android hoặc WebSite gửi lệnh điều khiển thiết bị đến server.

- Bước 2: Server nhận lệnh điều khiển xử lý các thông tin rồi lưu vào file lưu dữ liệu.

- Bước 3: Module ESP nhận lệnh điều khiển và thực thi gửi lệch lấy dữ liệu từ file lưu dữ liệu, sau đó module trả kết quả về cho bộ xử lý trung tâm.

- Bước 4: Bộ xử lý trung tâm chuyển tín hiệu nhậ được thành tín hiệu bật,tắt các thiết bị.

Chức năng và sơ đồ khối

2.2.1 Chức năng của toàn hệ thống.

- Điều khiển thiết bị phần cứng thông qua internet với WebSite hoặc App Android, có tích hợp điều khiển bằng giọng nói trên App.

- Hiển thị trạng thái thiết bị phần cứng (đèn, quạt) và các thông số môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, độ an toàn của không khí.

- Bật tắt thiết bị phần cứng bằng nút bấm.

- Hiển thị thông số môi trường trên màn hình LCD.

- Tự động bật quạt khi nhiệt độ vượt quá 35 độ hoặc độ an toàn khí là không an toàn.

Hình 2 2 Sơ đồ khối hệ thống

 Mạch nguyên lý toàn hệ thống:

Hình 2 2 Sơ đồ mạch nguyên lý toàn hệ thống

 Sử dụng nguồn điện dân dụng 220V AC, 50-60Hz vừa làm đầu vào cho mạch phần cứng.

 Đầu ra chân tròn có thể kết hợp với Jack 3 chân.

 IC nguồn AMS1117 để tạo ra điện áp 3.3V.

- Chức năng: Cấp nguồn cho toàn bộ module, linh kiện trên mạch.

 IC nguồn AMS1117 để tạo ra điện áp 3.3V.

 Gồm 3 chân hoạt động: vào +5V, ra +3.3V, vào GND.

- Chức năng: Cấp nguồn cho ESP8266.

 Khối xử lý trung tâm:

Hình 2 5 Khối xử lý trung tâm

- Thiết kế: Sử dụng vi điều khiển PIC16F877A với 40 chân vào ra.

- Vi điều khiển được hàn cố định trên đế PCB.

Hình 2 6 Vi điều khiển PIC16F877A

- Chức năng: Xử lý toàn bộ tính năng của hệ thống.

- Thiết kế: Sử dụng nguồn điện 3.3V DC làm đầu vào, nhận tín hiều từ chân

26 (chân TX của VĐK) thông qua 2 điện trở bảo vệ dòng 2.2k và 3.3k, tín hiệu ra được gửi vào chân 27 (chân RX của VĐK).

- Chức năng: Nhận tín hiệu điều khiển gửi từ VĐK (PIC16F877A), xử lý và gửi lên WebServer để thay đổi giá trị dữ liệu lưu trên WebServer hoặc để yêu cầu WebServer trả về một tín hiệu điều khiển thông qua việc lấy dữ liệu từ WebServer.

- Thiết kế: Sử dụng cảm biển nhiệt độ và độ ẩm DHT11

 Điện áp hoạt động: 3-5.5V DC

 Dòng điện sử dụng: max 2.5mA

Hình 2 10 Cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11

- Chức năng: Đo nhiệt độ, độ ẩm và truyền tín hiệu về khối xử lý trung tâm.

- Thiết kế: Sử dụng 4 con Button 2 chân nối tiếp với 4 điện trở 1k và nối với các chân VĐK Khi đóng Buttun thì sẽ có dòng điện 5V DC chạy tới chân VĐK để VĐK nhận, xử lý và xuất ra tín hiệu điều khiển với thiết bị

- Chức năng: Bật tắt các thiết bị.

- Thiết kế: Sử dụng 3 LED để hiển thị.

- Chức năng: Hiển thị trạng thái của các thiết bị qua màu LED, tích hợp khả năng bật tắt thiết bị bằng tay, cảnh báo nhiệt độ độ ẩm nếu vượt ngưỡng cho phép.

- Thiết kế: Sử dụng nguồn 5V DC với 16 chân cắm, một màn hình LCD với 2 dòng và mỗi dòng có 16 ô hiển thị.

- Chức năng: Hiển thị các thông số của mạch.

Mạch in và sản phẩm thực tế

Hình 2 16 Mạch in lớp Top và Bottom

2.3.2 Hình ảnh sản phầm hoàn thiện

Hình 2 19 Hình ảnh sản phẩm

Tạo Web Server

2.4.1 Đăng ký hosting miễn phí trên 000webhost

Bước 1 : Truy cập vào trang chủ của 000webhost Sau đó nhấn vào Free Sign Up để đăng ký [12].

Bước 2 : Bạn điền thông tin của bạn vào Ở phần Website, đó là tên miền sử dụng cho webiste của bạn, nếu bạn điền “tenwebsite” thì tên miền website của bạn sẽ là “tenwebsite.000webhostapp.com” Ví dụ của mình là

“sonzim.000webhostapp.com” Nhấn GET FREE HOSTING để tiếp tục.

Hình 2 21 Giao diện đăng ký

Bước 3 : Hệ thống sẽ gửi cho bạn một email, bạn mở email đó ra rồi nhấp vào

Verify email để xác nhận.

2.4.2 Tạo Web SerVer với hosting 000webhost

Bước 1 : Đăng nhập 000webhost bằng tài khoản đã đăng ký Nhấn vào

Hình 2 23 Giao diện web đăng nhập

Bước 2 : Nhấn vào UPLOAD NOW để vào trang tạo nội dung web.

Hình 2 24 Giao diện cài đặt.

 Tạo các file den1.html, den2.html, den3.html, dc.html, nhietdo.html, doam.html, khi.html để lưu trạng trái đèn, quạt, an toàn khí và lưu giá trị độ, độ ẩm.

 Tạo file xuly.php để xử lý tín hiệu điều khiển.

 Tạo file index.html để tạo giao diện WebSite khi truy cập điều khiển bằng WebSite.

Hình 2 25 Các file được tạo

2.4.1 Điều khiển thiết bị qua WebSite

Truy cập đường link laptrinholala.000webhostapp.com, nhấn START để vào giao diện điều khiển.

Hình 2 26 Giao diện khởi động

Hình 2 27 Giao diện điều khiển

Thiết kế App điều khiển

Android Studio là một phầm mềm bao gồm các bộ công cụ khác nhau dùng để phát triển ứng dụng chạy trên thiết bị sử dụng hệ điều hành Android như các loại điện thoại smartphone, các tablet Android Studio được đóng gói với một bộ code editor, debugger, các công cụ performance tool và một hệ thống build/deploy (trong đó có trình giả lập simulator để giả lập môi trường của thiết bị điện thoại hoặc tablet trên máy tính) cho phép các lập trình viên có thể nhanh chóng phát triển các ứng dụng từ đơn giản tới phức tạp [13]. Để tiến hành cài đặt được Android Studio cần phải tiến hành cài môi trường chạy Java là SDK trên trang chủ của http://www.oracle.com/

Hình 2 28 Cài đặt JDK trên Window Để tạo ra 1 Project với Android Studio cần thao tác với các fileAndroidMandifest.xml, các file trong thư mục java, các file trong thư mục res.File AndroidMandifest.xml: Là file để bản kê khai trình bày những thông tin thiết yếu về ứng dụng với hệ thống Android, thông tin mà hệ thống phải có trước khi có thể chạy bất kỳ mã nào của ứng dụng.Hay nói cách khác, đây là file dùng để config những thuộc tính cho ứng dụng của bạn mà khi ứng dụng khởi chạy hệ điều hành có thể hiểu được và xử lí.

Hình 2 29 File AndroidMandifest.xml Các file trong thư mục “java”: Đây chính là nơi chứa các package của dự án, có thể tạo các package ở đây và bên trong là các class Các Class được viết bởi ngôn ngữ Java Cores.

Hình 2 30 Các Class trong Android StudioCác file trong thư mục “res”: Là các file thiết kế phần giao diện trong AndroidStudio.

Hình 2 31 Thiết kế giao diện trong Android Studio

2.5.3 Phân tích thiết kế App Android

- Việc truy cập và điều khiển thiết bị phải dễ dàng, nhanh chóng từ bất kỳ đâu.

- Tích hợp điều khiển thiết bị bằng giọng nói.

- Đưa ra các thông tin của thiết bị phải chính xác và đầy đủ.

- Việc thao tác trên App phải đơn giản và dễ sử dụng cho người dùng.

- Sử dụng được trên tất cả các thiết bị điện thoại thông minh.

Các chức năng của App Điều khiển thiết bị qua mạng Internet Điều khiển thiết bị thông qua thao tác nhấn ô điều khiển trên App hoặc nhập giọng nói điều khiển.

Hiển thị thông tin thiết bị

Hiển thị thông tin về nhiệt độ, độ ẩm, tình trạng an toàn khí hiện tại (với mức an toàn với khí gas là dưới 1000ppm) và trạng thái của tất cả các thiết bị của từng phòng mà người dùng được quyền điều khiển.

2.5.4 Hình ảnh của App trên hệ điều hành Android Để sử dụng được App, người dung cần nhấn vào App AppDOAN với icon nền vàng có dòng chứ CD trên màn hình điện thoại thông minh.

Hình 2 32 AppDOAN Để bật tắt được thiết bị, ta sẽ nhấn vào các ô ON, OFF trên giao diện AppDOAN(Hình 2 33).

Hình 2 33 Giao diện AppDOAN Để sử dụng được chức năng bật tắt bằng giọng nói, ta nhấn vào ô tròn với biểu tượng micro Khi đó App sẽ kết nối với ứng dụng tìm kiếm bằng giọng nói của

Google trên điện thoại, gửi tín hiệu giọng nói và nhận lại một đoạn text chứa nội dung đã nói.

Hình 2 34 Điều khiển bằng giọng nói.

Kiểm thử phần mạch và đánh giá

Cho sản phẩm cấp nguồn liên tục trong 2 ngày, kiểm tra kết quả gửi, nhận tín hiệu tại 1 thời điểm vào mỗi ngày.

Thời gian kiểm nghiệm từ 18h00 ngày 28/ 05/ 2018 đến 18h00 ngày 31/ 05/ 2018.

Bảng kết quả khi test sản phẩm.

Bảng 2 1 Test lần 1 lúc 18h00 ngày 28/ 05/ 2019

Hiển thị App Mạch phần cứng

Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 1 Lần 2 Lần 3 Đèn 1 ON OFF OFF ON OFF OFF Đèn 2 OFF ON OFF OFF ON OFF Đèn 3 ON OFF ON ON OFF ON

Quạt ON OFF OFF ON OFF OFF

An toàn khí an toan an toan an toan co co co Trễ truyền nhận < 5s < 5s < 5s < 5s