hệ thông nhà thông minh

Nó bao gồm các thành phần cơ bản như thiết bị IoT, module kết nối, vi xử lý, phần mềm điều khiển và nền tảng phát triển.+ Kit IoT giúp đơn giản hóa quá trình phát triển và triển khai các

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC Lập Trình Hệ Thống Nhúng Và Kết Nối Vạn Vật NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Đề Tài : "Cùng Nắm Bắt Tương Lai: Hệ Thống Nhà Thông Minh Điều Khiển Tự Động"

GV : Nguyễn Tuấn Đức

TP Hồ Chí Minh – năm 2023

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: Giới Thiệu Tổng Quan Về Kit IOT

1.1.Giới Thiệu Kit IOT Và Các Thành Phần Cơ Bản Của Nó :

1.2 Giới thiệu và thiết kế hệ thống IoT đối với nhà thông minh 1.3 Mô Tả Các Chức Năng Và Khả Năng Kết Nối Của IOT:

CHƯƠNG II:Giới Thiệu Sản Phẩm Nhà Thông Minh

2.1 Định Nghĩa Về Nhà Thông Minh:

2.2 Sự Phát Triển Và Ứng Dụng Của Nhà Thông Minh Trong Thời Đại Công Nghệ Hiện Đại

CHƯƠNG III:Ứng Dụng Của Kit IOT Đối Với Nhà Thông Minh

3.1 Ứng Dụng Kit IOT Trong Nhà Thông Minh:………

3.1.1 Điều Khiển Ánh Sáng, Nhiệt Độ, An Ninh, Năng Lượng, Ứng Dụng Khác……….

3.2 Quy Trình Và Triển Khai………

3.3 Ưu điểm và Nhược Điểm: ………

3.3.1 Ưu Điểm………

3.3.2 Nhược Điểm………

CHƯƠNG IV: Thiết bị IoT dựa trên Kit dành cho nhà thông minh……….

4.1.Thu thập dữ liệu dùng cảm biến gì, làm sao kết nôi cảm biến với Kit IoT với nhà thông minh Mạng để kết nối thiết bị IoT với nhà thông minh………

4.2.Tại trung tâm dữ liệu: dùng CSDL gì để lưu dữ liệu nhận được từ thiết bị IoT với nhà thông minh ………

4.3.Có dùng các công cụ phân tích dữ liệu, ứng dụng AI để phân tích dữ liệu hay không? ……….

4.4.Kết nối hệ thống IoT với nhà thông minh như thế nào?

CHƯƠNG V: Kết Luận……….

1

Tài Liệu Tham Khảo

LỜI CẢM ƠN

-Viết một báo cáo đồ án môn học là một trong những việc khó nhất

mà chúng em phải hoàn thành trong quá trình học một môn học

Trong quá trình thực hiện đề tài chúng em đã gặp rất nhiều khó

khăn và bỡ ngỡ Nếu không có những sự giúp đỡ và lời động viên

chân thành của nhiều người có lẽ chúng em khó có thể hoàn

thành tốt tiểu luận này Đầu tiên chúng em xin gửi lời biết ơn chân

thành đến thầy Phan Hồ Viết Trường, người trực tiếp hướng dẫn

chúng em hoàn thành tiểu luận này

Những ý kiến đóng góp của thầy là vô cùng hữu ích, nó giúp

chúng em nhận ra các khuyết điểm của đồ án Cảm ơn thầy và

các bạn trường Đại học Văn Lang là những người đã cùng nhóm

em sát cánh và trải nghiệm để hoàn thành đồ án môn học

Nhóm thực hiện báo cáo

2

DANH SÁCH THÀNH VIÊN

STT Họ và tên MSSV NHIỆM VỤ CÔNG VIỆC GHI CHÚ

1 Phạm Anh Đức 207CT10199 Nhóm trưởng Tìm nội dung

2 Lê Trung Nghĩa 207CT27771 Thành viên Tìm nội dung

3

CHƯƠNG I: Giới Thiệu Tổng Quan Về Kit IOT

1.1.Giới Thiệu Kit IOT Và Các Thành Phần Cơ Bản Của Nó :

+ Khái niệm "IoT" (Internet of Things) đã xuất hiện và được đề cập từ những năm đầu

của thế kỷ 21 Trong khi đó, "Kit IoT" là một thuật ngữ mô tả một bộ công cụ hoặc bộ

phận phần cứng và phần mềm được thiết kế để hỗ trợ phát triển và triển khai các ứng

dụng IoT Sự phát triển và sự ra đời của các kit IoT khác nhau có thể diễn ra vào các thời

điểm khác nhau, tùy thuộc vào các công ty, tổ chức và nhà sản xuất Kit IoT (Internet of

Things) là một bộ công cụ hoặc bộ phận phần cứng và phần mềm được thiết kế để hỗ trợ

người dùng trong việc xây dựng và triển khai các ứng dụng IoT Nó bao gồm các thành

phần cơ bản như thiết bị IoT, module kết nối, vi xử lý, phần mềm điều khiển và nền tảng

phát triển

+ Kit IoT giúp đơn giản hóa quá trình phát triển và triển khai các ứng dụng IoT, cho phép

người dùng tạo ra các hệ thống thông minh và kết nối với mạng internet để thu thập dữ

liệu, tương tác và điều khiển các thiết bị từ xa Với các thành phần và công cụ được cung

cấp, người dùng có thể tự xây dựng các ứng dụng IoT đa dạng như nhà thông minh, quản

lý năng lượng, giám sát môi trường và nhiều ứng dụng khác

Các Thành Phần Cơ Bản

Của Kit IOT

1 Thiết bị IoT: Các thiết bị như cảm biến, mạch điện tử và linh kiện khác được tích hợp

trong kit để thu thập dữ liệu từ môi trường

2 Module kết nối: Đây là một thành phần quan trọng để kết nối thiết bị IoT với mạng

internet Module kết nối có thể là Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRa, hoặc các công nghệ

kết nối khác.

4

3 Vi xử lý: Một bộ xử lý nhúng (embedded processor) được tích hợp trong kit để thực

hiện các chức năng xử lý dữ liệu và điều khiển thiết bị

4 Phần mềm điều khiển: Kit IoT cung cấp phần mềm điều khiển để cấu hình và điều

khiển thiết bị IoT, thường là các ứng dụng di động, phần mềm máy tính hoặc giao diện

web

5 Nền tảng phát triển: Kit IoT thường cung cấp một nền tảng phát triển để người dùng có

thể lập trình và tùy chỉnh các ứng dụng IoT, cung cấp các công cụ lập trình, thư viện và

tài liệu hướng dẫn

1.2 Giới thiệu và thiết kế hệ thống IoT đối với nhà thông minh

Xác định yêu cầu: Đầu tiên, bạn cần xác định yêu cầu của hệ thống nhà thông minh Điều này

bao gồm xác định các chức năng và tính năng bạn muốn có trong ngôi nhà của mình, chẳng hạn

như hệ thống ánh sáng tự động, quản lý năng lượng, an ninh, giám sát môi trường, điều khiển từ

xa và tự động hóa các thiết bị trong nhà

Lựa chọn thiết bị và cảm biến: Dựa trên yêu cầu đã xác định, bạn cần lựa chọn các thiết bị và

cảm biến phù hợp Ví dụ, đèn LED thông minh, bộ điều khiển nhiệt độ, cảm biến chuyển động,

cảm biến khí CO2, camera an ninh và các thiết bị điện tử khác

Kết nối và mạng: Để hệ thống hoạt động, tất cả các thiết bị và cảm biến cần được kết nối với

nhau và với Internet Có nhiều phương thức kết nối có thể được sử dụng, bao gồm Wi-Fi,

Bluetooth, Zigbee, Z-Wave và nhiều giao thức khác

Nền tảng IoT: Lựa chọn một nền tảng IoT phù hợp là rất quan trọng Nền tảng này sẽ giúp quản

lý và điều khiển các thiết bị IoT, thu thập dữ liệu và cung cấp giao diện cho người dùng tương

tác Các ví dụ về nền tảng IoT phổ biến bao gồm Google Home, Amazon Alexa, Samsung

SmartThings và Apple HomeKit

Quản lý và điều khiển: Sử dụng nền tảng IoT, bạn có thể quản lý và điều khiển các thiết bị trong

nhà thông qua ứng dụng di động hoặc giao diện web Bạn có thể tạo lịch trình tự động, theo dõi

trạng thái của các thiết bị, nhận cảnh báo và tương tác với hệ thống từ xa

Bảo mật: Vì hệ thống IoT liên quan đến việc chia sẻ và truyền dữ liệu qua mạng, bảo mật là một

yếu tố quan trọng Bạn cần đảm bảo rằng hệ thống của mình có các biện pháp bảo mật như mã

hóa dữ liệu, xác thực người dùng và giới hạn truy cập không mong muốn

Mở rộng và tích hợp: Hệ thống IoT cho nhà thông minh có thể được mở rộng và tích hợp với các

hệ thống khác, chẳng hạn như hệ thống âm thanh, hệ thống giám sát an ninh hoặc hệ thống năng

lượng mặt trời Điều này cung cấp một môi trường thông minh và liên kết cho toàn bộ ngôi nhà

5

1.3 Mô Tả Các Chức Năng Và Khả Năng Kết Nối Của IOT

Thu thập dữ liệu: Các thiết bị IoT có khả năng thu thập dữ liệu từ môi trường xung quanh

như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, chất lượng không khí, v.v Dữ liệu này có thể được sử

dụng để phân tích và đưa ra quyết định thông minh

Giám sát và điều khiển: IoT cho phép người dùng giám sát và điều khiển từ xa các thiết

bị và hệ thống Ví dụ, bạn có thể kiểm soát đèn, máy lạnh, hệ thống an ninh, và các thiết

bị khác trong nhà qua điện thoại di động

Tích hợp thông tin: IoT có khả năng tích hợp thông tin từ nhiều nguồn khác nhau Ví dụ,

dữ liệu từ các thiết bị y tế có thể được tích hợp với hồ sơ bệnh án của bệnh nhân để cung

cấp thông tin chi tiết và hỗ trợ quyết định chẩn đoán

Tương tác thông minh: IoT có thể tạo ra môi trường tương tác thông minh giữa con người

và các thiết bị Ví dụ, trí thông minh nhân tạo có thể được tích hợp vào loa thông minh để

trả lời câu hỏi, điều khiển các thiết bị khác nhau hoặc cung cấp thông tin thời tiết, tin tức,

và nhiều dịch vụ khác

Theo dõi và quản lý từ xa: IoT cho phép theo dõi và quản lý từ xa các thiết bị và hệ

thống Ví dụ, các công ty năng lượng có thể theo dõi và điều khiển các thiết bị năng

lượng tái tạo từ xa để tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng

Tích hợp với trí tuệ nhân tạo và phân tích dữ liệu: IoT có thể tích hợp với các công nghệ

trí tuệ nhân tạo và phân tích dữ liệu để tạo ra các ứng dụng thông minh Ví dụ, các hệ

thống nhận diện khuôn mặt có thể được sử dụng để nhận dạng và xác thực người dùng

trong các hệ thống an ninh

Kết nối mạng: IoT sử dụng các giao thức kết nối mạng như Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee,

NFC (Near Field Communication), hay các mạng di động như 3G, 4G, và 5G để kết nối

các thiết bị với nhau và với internet

Tóm lại, IoT mang đến các chức năng và khả năng kết nối đa dạng, từ thu thập dữ liệu,

giám sát và điều khiển, tích hợp thông tin, tương tác thông minh, theo dõi và quản lý từ

xa, tích hợp trí tuệ nhân tạo và phân tích dữ liệu, đến kết nối mạng để tạo nên một hệ

thống thông minh và tự động hóa

CHƯƠNG II:Giới Thiệu Sản Phẩm Nhà Thông Minh

2.1 Định Nghĩa Về Nhà Thông Minh:

Nhà thông minh là một khái niệm chỉ một ngôi nhà được trang bị công nghệ và hệ thống

tự động hóa để cung cấp tiện nghi, an toàn, hiệu quả và sự kết nối thông qua việc sử dụng

các thiết bị điện tử và mạng internet

Nhà thông minh sử dụng các công nghệ IoT (Internet of Things), trong đó các thiết bị và

cảm biến được kết nối với nhau và với mạng internet Điều này cho phép người dùng

kiểm soát và tương tác với các thiết bị trong nhà thông minh từ xa thông qua các giao

diện như ứng dụng di động, máy tính hoặc giao diện web

Các tính năng của nhà thông minh có thể bao gồm điều khiển ánh sáng, nhiệt độ, hệ

thống an ninh, cửa ra vào, thiết bị gia dụng và giải trí Nhà thông minh cũng có thể cung

cấp giám sát và báo động khi có sự kiện xảy ra như cháy, đột nhập hoặc rò rỉ nước

Mục tiêu của nhà thông minh là mang lại sự thuận tiện và tiết kiệm năng lượng cho người

dùng Nó cung cấp khả năng tự động hóa các hoạt động trong nhà, tối ưu hóa tiêu thụ

năng lượng và tăng cường sự an toàn và bảo mật Nhà thông minh cũng có thể tạo ra một

môi trường sống thông minh và kết nối, tạo điều kiện thuận lợi cho cuộc sống hiện đại

2.2 Sự Phát Triển Và Ứng Dụng Của Nhà Thông Minh Trong Thời Đại Công

Nghệ Hiện Đại

Trong thời đại công nghệ hiện đại, sự phát triển và ứng dụng của nhà thông minh đang

ngày càng trở nên phổ biến và đáng chú ý Cùng với sự phát triển của công nghệ IoT

(Internet of Things), nhà thông minh đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc

sống hàng ngày Dưới đây là mô tả về sự phát triển và ứng dụng của nhà thông minh

trong thời đại công nghệ hiện đại:

1 Tính năng và tiện ích gia tăng: Nhà thông minh cung cấp nhiều tính năng và tiện ích

gia tăng cho cuộc sống hàng ngày Người dùng có thể điều khiển ánh sáng, nhiệt độ, hệ

thống an ninh, âm thanh, thiết bị gia dụng và giải trí trong nhà thông qua điện thoại di

động hoặc giọng nói Điều này mang lại sự thuận tiện, tối ưu hóa sử dụng tài nguyên và

giảm công sức trong việc quản lý nhà cửa

2 Tiết kiệm năng lượng và tài nguyên: Nhà thông minh cho phép kiểm soát và quản lý

tiêu thụ năng lượng và tài nguyên trong nhà Người dùng có thể tùy chỉnh và tự động hóa

các thiết lập về ánh sáng, nhiệt độ và thiết bị điện tử để tiết kiệm năng lượng và giảm hóa

7

đơn tiền điện Điều này có tác động tích cực đến môi trường và giúp giảm lượng phát thải

carbon

3 Tăng cường an ninh và an toàn: Hệ thống nhà thông minh cung cấp khả năng giám sát

và bảo vệ an ninh cho ngôi nhà Các hệ thống an ninh, cảm biến chuyển động và hệ thống

camera cho phép người dùng kiểm soát và giám sát nhà cửa từ xa Ngoài ra, hệ thống

cảnh báo và báo động tự động có thể được kích hoạt trong trường hợp xâm nhập hoặc sự

cố xảy ra, giúp tăng cường sự an toàn và bảo vệ gia đình và tài sản

4 Quản lý thông minh và tự động hóa: Nhà thông minh mang lại khả năng quản lý thông

minh và tự động hóa cho ngôi nhà Người dùng có thể lập lịch trình và tự động hóa các

hoạt động hàng ngày như bật/tắt đèn, mở/đóng cửa, điều chỉnh nhiệt độ và kích hoạt thiết

bị theo lịch trình hoặc điều kiện cụ thể Điều này giúp tiết kiệm thời gian, năng lượng và

tạo ra một môi trường sống thông minh và tiện nghi

5 Tích hợp với các dịch vụ và hệ thống khác: Nhà thông minh có khả năng tích hợp với

các dịch vụ và hệ thống khác để tạo ra một môi trường sống liên kết Ví dụ, tích hợp với

các dịch vụ trí tuệ nhân tạo (AI) và trợ lý ảo giúp tạo ra trải nghiệm tương tác thông minh

và dễ dàng Các hệ thống nhà thông minh cũng có thể tích hợp với nền tảng IoT và các

ứng dụng di động để cung cấp quản lý toàn diện và tiện ích cho người dùng

6 Tạo ra môi trường sống thông minh và kết nối: Nhà thông minh tạo ra một môi trường

sống thông minh và kết nối, trong đó các thiết bị và hệ thống trong nhà có khả năng giao

tiếp và tương tác với nhau Điều này mang lại sự linh hoạt và tương tác giữa các thành

phần trong nhà, tạo ra một trải nghiệm sống hiện đại và tiện ích

Sự phát triển và ứng dụng của nhà thông minh trong thời đại công nghệ hiện đại không

chỉ mang lại sự tiện ích, an toàn và tiết kiệm, mà còn mở ra những tiềm năng và khả năng

mới trong việc quản lý và tương tác với ngôi nhà

CHƯƠNG III:Ứng Dụng Của Kit IOT Đối Với Nhà Thông Minh

3.1.1 Điều Khiển Ánh Sáng, Nhiệt Độ , An Ninh , Năng Lượng , Ứng Dụng

Khác

Điều khiển ánh sáng từ xa: Sử dụng ứng dụng điều khiển trên điện thoại thông minh hoặc

máy tính bảng, bạn có thể điều khiển ánh sáng trong nhà thông minh từ bất kỳ đâu, miễn

là có kết nối internet Bạn có thể bật, tắt, điều chỉnh độ sáng hoặc chế độ ánh sáng từ xa,

cho phép bạn kiểm soát ánh sáng trong nhà một cách dễ dàng và thuận tiện

8

Điều khiển ánh sáng theo lịch trình: Kit IoT cho phép bạn lập lịch trình để ánh sáng tự

động thay đổi theo thời gian Bạn có thể cài đặt để ánh sáng tự động bật vào buổi tối và

tắt vào buổi sáng, hoặc thậm chí tạo ra các kịch bản ánh sáng phức tạp hơn Ví dụ, bạn có

thể thiết lập để ánh sáng trong phòng khách tự động mờ dần khi tới giờ xem phim

Điều khiển ánh sáng bằng giọng nói: Kết hợp Kit IoT với trợ lý ảo như Amazon Alexa,

Google Assistant hoặc Apple Siri, bạn có thể điều khiển ánh sáng trong nhà thông minh

bằng giọng nói Bạn chỉ cần nói lệnh "Hey Google, bật đèn phòng khách" và ánh sáng sẽ

tự động được điều chỉnh theo yêu cầu

Tự động điều khiển ánh sáng dựa trên điều kiện: Kit IoT cho phép bạn tích hợp cảm biến

để điều khiển ánh sáng dựa trên các điều kiện nhất định Ví dụ, khi phát hiện chuyển

động trong phòng, ánh sáng tự động bật Hoặc nếu cảm biến ánh sáng tự nhiên cho thấy

môi trường trở nên tối hơn, ánh sáng trong nhà thông minh sẽ tự động bật lên

Tích hợp với các thiết bị khác trong nhà thông minh: Kit IoT có thể tích hợp với các thiết

bị khác trong hệ thống nhà thông minh, chẳng hạn như hệ thống âm thanh, rèm cửa tự

động, hệ thống an ninh, và nhiều hơn nữa Bằng cách tương tác giữa các thiết bị này, bạn

có thể tạo ra các kịch bản tự động, ví dụ như khi bật chế độ "Phim" trên hệ thống giải trí,

ánh sáng tự động tắt và rèm cửa tự động kéo xuống

3.2 Quy Trình Và Triển Khai

Quy trình triển khai ứng dụng của Kit IoT (Internet of Things) trong việc xây dựng một

hệ thống nhà thông minh bao gồm một loạt các bước quan trọng Đầu tiên, cần xác định

rõ yêu cầu và mục tiêu của hệ thống, như điều khiển ánh sáng, điều khiển nhiệt độ, hệ

thống an ninh và nhiều tính năng khác Sau đó, lựa chọn Kit IoT phù hợp với yêu cầu,

xây dựng hạ tầng mạng và kết nối các thiết bị Tiếp theo, cài đặt phần mềm điều khiển và

ứng dụng trên điện thoại di động hoặc máy tính Sau khi cài đặt, cần thiết lập và tùy chỉnh

các thiết bị, bao gồm đặt lịch trình và tạo kịch bản tự động Kiểm tra và thử nghiệm hệ

thống để đảm bảo hoạt động ổn định và cuối cùng, vận hành và bảo trì hệ thống theo định

kỳ Quy trình này đảm bảo rằng hệ thống nhà thông minh vận hành một cách hiệu quả và

đáng tin cậy, mang lại tiện ích và tiết kiệm năng lượng cho người dùng

3.3 Ưu điểm và Nhược Điểm

Ưu điểm của Kit IoT:

Tích hợp linh hoạt: Kit IoT cho phép tích hợp và kết nối nhiều thiết bị khác nhau trong

một hệ thống nhà thông minh Bạn có thể điều khiển ánh sáng, điều hòa không khí, thiết

9