Ứng dụng board raspberry pi điều khiển thiết bị trong nhà thông minh (tt)

Ứng dụng Board Raspberrypi điều khiển thiết bị trong nhà thông minhỨng dụng Board Raspberrypi điều khiển thiết bị trong nhà thông minhỨng dụng Board Raspberrypi điều khiển thiết bị trong nhà thông minhỨng dụng Board Raspberrypi điều khiển thiết bị trong nhà thông minhỨng dụng Board Raspberrypi điều khiển thiết bị trong nhà thông minhỨng dụng Board Raspberrypi điều khiển thiết bị trong nhà thông minhỨng dụng Board Raspberrypi điều khiển thiết bị trong nhà thông minhỨng dụng Board Raspberrypi điều khiển thiết bị trong nhà thông minhỨng dụng Board Raspberrypi điều khiển thiết bị trong nhà thông minhỨng dụng Board Raspberrypi điều khiển thiết bị trong nhà thông minh

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - TRỊNH QUANG LƯƠNG ỨNG DỤNG BOARD RASPBERRY-PI ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TRONG NHÀ THÔNG MINH Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2016 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS CHUNG TẤN LÂM Phản biện 1: ……………………………………… Phản biện 2: ……………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông MỞ ĐẦU Cùng với tiến khoa học kỹ thuật công nghệ, thiết bị điện tử hay nói cách khác board mạch tích hợp ứng dụng ngày rộng rãi mang lại hiệu cao mặt đời sống người Với nhịp sống đại ngày động, người có xu hướng tìm kiếm điều thoải mái sau ngày làm việc mệt mỏi căng thẳng Và nhà địa điểm lý tưởng để thực điều Chính vậy, có nhiều sản phẩm, phát minh nhà thông minh công ty, nhà phát triển nghiên cứu nhằm mục đích tạo tiện dụng nhất, tốt cho sống sinh hoạt người Và việc thực qua board mạch tích hợp, khối xử lý liệu điều khiển Nhưng kèm với đó, giá thành board mạch tích hợp cao, kèm với thiết bị kèm đắt đỏ Nên để sở hữu hệ thống này, người sử dụng khoản tiền lớn Vậy nên vấn đề đặt để sở hữu hệ thống có khả làm thao tác điều khiển nhà thông minh, với giá thành rẻ, có tính khả thi cao Với mục tiêu xây dựng hệ thống điều khiển có khả đáp ứng cao, thao tác dễ dàng, đảm bảo giá thành rẻ, dễ sử dụng giúp người sử dụng quản lý lượng tiêu thụ thiết bị, em tiến hành thực đề tài luận văn: “Ứng dụng board Raspberry–pi điều khiển thiết bị nhà thông minh” Luận văn chia làm chương: Chương 1: Nghiên cứu tổng quan Chương 2: Phân tích thiết kế hệ thống Chương 3: Cài đặt hệ thống Chương 4: Hoàn thiện hệ thống đánh giá Hệ thống hoàn thiện với đủ mục tiêu đặt ra, hạn chế kiến thức, nên luận văn “Ứng dụng board raspberry – pi điều khiển thiết bị nhà thông minh” nhiều thiếu sót Rất mong góp ý chân thành từ Quý Thầy, Cô bạn CHƯƠNG - NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 Khảo sát board Raspberry-pi: 1.1.1 Khái quát chung board Raspberry-pi: Raspberry-pi máy tính tí hon nhỏ thẻ ATM chạy hệ điều hành Linux mắt vào tháng năm 2012 Với Raspberry-pi (RPi), cần bàn phím, tivi hình có cổng HDMI/DVI, nguồn USB 5V dây micro USB sử dụng Raspberry-pi máy tính bình thường Raspberry-pi có nhiều ứng dụng từ đơn giản đến phức tạp kể đến như: dùng Raspberry-pi làm trung tâm giải trí đa phương tiện, internet tv, datacenter, kết hợp với webcam làm hệ thống phát chuyển động, nhận diện khuôn mặt, điều khiển robot, nhận gửi tin nhắn, điều khiển bật/tắt thiết bị, nhiều ứng dụng khác Hình 1.1: Hình dạng thực tế board Raspberry-pi2 Raspberry-pi có nhiều phiên bản, phiên pi3 pi-zero Cuốn luận văn sử dụng phiên pi2 Bảng 1.1: Các thông số board Raspberry-pi2 Operating system CPU Memory Storage Graphics Power Same as for Raspberry Pi plusWindows 10 IoT Core and additional distributions of Linux such as Ubuntu 900 MHz quad-core ARM Cortex-A7 GB RAM MicroSDHC slot Broadcom VideoCore IV 4.0 W (Nguồn: wikipedia– tháng 5/2016) 1.1.2 Các hệ điều hành sử dụng board mạch Raspberry-pi: Hiện có nhiều phiên hệ điều hành sử dụng cho board Raspberry-pi hệ điều hành mở, phổ biến loại sau: Raspbian, Ubuntu MATE, OSMC, Pidora, RaspBMC, OpenELEC Trong Raspbian sử dụng phổ biến hỗ trợ rộng rãi tương thích với nhiều phần mềm, thiết bị 1.1.3 Các module gắn ngoài: - Khe cắm thẻ nhớ Nguồn nuôi (Micro USB Power): Khe cắm hình hiển thị (Screen - cảm ứng không): Khe cắm camera (Camera expansion): Cổng HDMI Cổng kết nối Ethenet - STEREO AUDIO GPIO Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT 11 Module cổng Relay với Opto cách ly (5VDC) Cảm biến thu hồng ngoại TSOP 1838 cảm biến phát hồng ngoại Hình 1.2: Raspberry-pi thiết bị kết nối 1.2 Tổng quan giao tiếp người dùng – thiết bị: Việc tương tác người dùng – thiết bị thực thông thường qua cách thức: cửa sổ command GUI (Graphic Users Interface) – Giao diện đồ họa người dùng Trong cửa sổ command thường sử dụng cho lập trình viên phải có hiểu biết định dòng lệnh cú pháp lệnh Giao diện GUI lại phổ biến tính tiện lợi trực quan với người dùng mà không cần thiết phải am hiểu cấu trúc dòng lệnh 1.3 Các thành phần nhà thông minh: Khối giao tiếp người dùng TBDĐ PC ROUTER I/O RASPBERRY PI Khối xử lý Khối thiết bị điều khiển TSOP 1838 DHT 11 KHỐI NGUỒN Khối cảm biến Hình 1.3: Các khối nhà thông minh Khối giao tiếp người dùng: cung cấp giao diện tương tác người dùng thiết bị Khối cảm biến: Cung cấp cảm biến để lấy liệu, điều khiển thiết bị Khối thiết bị: Gồm thiết bị dùng để điều khiển Khối xử lý: Trung tâm xử lý tác vụ điều khiển, thống kê Khối nguồn: Cung cấp lượng, điện áp cho toàn hệ thống hoạt động CHƯƠNG - PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 Phân tích thiết kế hệ thống chiếu sáng: +) Chương trình bật đèn chính/phụ thực theo giải thuật sau: BẮT ĐẦU Khai báo thư viện KẾT NỐI DATABASE SAI ĐÚNG Khai báo GPIO Bật thiết bị NULL THOIGIANSD NOT NULL Ghi nhận THOIGIANON “Xảy lỗi” KẾT THÚC Hình 2.1: Giải thuật điều khiển bật đèn chính/phụ Sau tiến hành khai báo thư viện sử dụng, giải thuật tiến hành kết nối với sở liệu Nếu kết nối với sở liệu, giải thuật tiến hành khai báo cổng GPIO dùng để điều khiển thiết bị qua relay, thực bật đèn đồng thời ghi liệu thời gian vào sở liệu để tiến hành thống kê thời gian sử dụng thiết bị Giải thuật bật đèn bật đèn phụ tương tự nhau, khác chỗ cổng GPIO điều khiển bảng lưu trữ liệu sở liệu (đèn cổng GPIO số 3, đèn phụ cổng GPIO số 4) +) Chương trình tắt đèn chính/phụ: BẮT ĐẦU Khai báo thư viện KẾT NỐI DATABASE SAI ĐÚNG Khai báo GPIO Tắt thiết bị THOIGIANOFF NOT NULL NULL Ghi nhận THOIGIANOFF Ghi nhận THOIGIANSD “Xảy lỗi” KẾT THÚC Hình 2.2: Giải thuật điều khiển tắt đèn chính/phụ - Cũng giống giải thuật thực bật đèn chính/phụ, ban đầu giải thuật sẻ tiến hành khai báo thư viện sử dụng, thực kết nối với sở liệu Nếu kết nối với sở liệu, 13 2.6.2 Thiết kế giao diện theo chức chuyên dùng: Khi nhu cầu điều khiển thiết bị sinh hoạt nhiều bật/tắt phải thực giao diện khác mô trình điều khiển tác vụ remote điều khiển Và đây, thực việc điều khiển hồng ngoại tivi với giao diện điều khiển remote tivi, bao gồm nút hay sử dụng Hình 2.3: Giao diện điều khiển tivi 14 CHƯƠNG - CÀI ĐẶT HỆ THỐNG 3.1 Cài đặt điều khiển cấp cao – Web Server: - Raspberry-pi sử dụng phiên hệ điều hành Linux Raspbian, tạo từ tảng hệ điều hành Debian Nên nhà phát triển tích hợp Apache sẵn có kho ứng dụng, phải thực cài đăt vào board raspberry-pi để sử dụng - Xây dựng website điều khiển thiết bị cần giao diện gọn gàng, thân thiện với người sử dụng Phần bảng điều khiển tách riêng để thuận lợi cho trình điều khiển thiết bị, phần hiển thị thông tin môi trường nhiệt độ độ ẩm - Kết nối với sở liệu từ raspberry-pi để đưa liệu điều khiển, đưa liệu thông tin thu thập từ cảm biến lên website Hình 3.1: Giao diện điều khiển thiết bị phòng khách 15 3.2 Cài đặt điều khiển cấp thấp - board Raspberry-pi: - Cài đặt hệ điều hành Raspbian cho raspberry-pi cấu hình thông số thời gian, địa điểm, đổi mật mở cổng SSH để sử dụng cho nhiều thiết bị khác - Trước tiên, cần cài đặt thư viện bcm board raspberry-pi Khi thực xong bước phần lập trình điều khiển ngõ GPIO thực 3.2.1 Điều khiển chiếu sáng: - Điều khiển chiếu sáng chia thành mức độ sáng để sử dụng cho phần phối ngữ cảnh: gồm có đèn đèn phụ - Sử dụng cổng GPIO board Raspberry-pi để điều khiển bật/tắt đèn (cổng GPIO số 3) đèn phụ (cổng GPIO số 4) thông qua đóng/mở relay Relay phải cách ly nguồn điện áp cao để bảo vệ cho board Dữ liệu thời gian bật/tắt thiết bị lưu trữ vào sở liệu 3.2.2 Điều khiển thiết bị máy lạnh, tivi quạt: - Điều khiển thiết bị khác giống việc điều khiển đèn, việc điều khiển tắt/mở thực qua giao diện website, từ website liệu điều khiển đưa board Raspberry-pi để điều khiển đưa mức điện áp thấp/cao ngõ GPIO - Sử dụng cổng GPIO board Raspberry-pi để điều khiển bật/tắt thiết bị tương ứng sau: quạt (cổng GPIO số 2), tivi (cổng GPIO số 27), máy lạnh (cổng GPIO số 22) Chúng kết nối với 16 relay để cách ly nguồn điện áp cao nhằm bảo vệ cho board Đồng thời trình bật/tắt thiết bị ghi nhận thời gian vào sở liệu Hình 3.2: Giao diện đồ họa điều khiển thiết bị 3.2.3 Thu nhận liệu cảm biến nhiệt độ độ ẩm: - Sau cài đặt thư viện DHT11 từ Adafruit, để lấy liệu từ cảm biến DHT11, lập trình file lấy liệu theo phần phân tích thiết kế Phần khai báo thư viện sử dụng điều khiển, phải khai báo thêm thư viện điều khiển dht - Có thể lấy qua dòng lệnh cữa sổ terminal: sudo python moitruong.py - Dữ liệu thu thập qua cảm biến DHT11 lưu trữ vào bảng moitruong sở liệu, gồm thông số tách biệt nhiệt độ độ ẩm 3.2.4 Điều khiển theo kịch bản: + Với kịch Friend: Điều khiển board Raspberry-pi đóng relay ngõ nối với đèn chính, đèn phụ, quạt, máy lạnh tivi, hay thực chạy file điều khiển bật thiết bị lập trình sẳn, tương ứng với đưa điện áp thấp tới ngõ GPIO số 3, 4, 2, 22, 27 để bật thiết bị lưu trữ liệu thời gian vào sở liệu 17 + Kịch Family: Điều khiển board Raspberry-pi đóng relay ngõ nối với đèn chính, đèn phụ, máy lạnh tivi, hay chạy file điều khiển bật thiết bị lập trình sẳn, tương ứng với đưa điện áp thấp tới ngõ GPIO số 3, 4, 22, 27 để bật thiết bị lưu trữ liệu thời gian vào sở liệu + Kịch Normal: Điều khiển board Raspberry-pi đóng relay ngõ nối với máy lạnh tivi, hay chạy file điều khiển bật thiết bị lập trình sẳn, tương ứng với đưa điện áp thấp tới ngõ GPIO số 22, 27 để bật thiết bị lưu trữ liệu thời gian vào sở liệu + Kịch Night: Điều khiển board Raspberry-pi đóng relay ngõ nối với đèn phụ, quạt tivi, tức chạy file điều khiển bật thiết bị lập trình sẳn, tương ứng với đưa điện áp thấp tới ngõ GPIO số 4, 2, 27 để bật thiết bị lưu trữ liệu thời gian vào sở liệu Hình 3.3: Giao diện phím chức điều khiển theo kịch 3.3 Thi công Demokit hệ thống điều khiển nhà thông minh: - Demokit mô hình chứa toàn thiết bị sử dụng trình điều khiển, xây dựng dựa tiêu chí: + Đơn giản, dễ làm 18 + Sắp xếp khoa học, hợp lý đầy đủ chi tiết tạo nên hệ thống + Hiển thị rõ ràng dễ quan sát - Với đề tài luận văn, demokit gồm board Raspberry-pi, nguồn nuôi, thiết bị kết nối, cảm biến hồng ngoại, relay thiết bị điện sinh hoạt 3.4 Xây dựng hệ thống thu thập liệu đánh giá lượng tiêu thụ: - Dữ liệu theo dõi thống kê dựa theo bảng sở liệu Để thực điều này, cần cài đặt mySQL vào board raspberry-pi - Với sở liệu, sử dụng bảng để thống kê tình trạng thiết bị điều khiển DC, DP, ML, QUAT, TV, tương ứng lưu liệu theo thiết bị: đèn chính, đèn phụ, máy lạnh, quạt tivi - Bên cạnh cần tạo thêm bảng liệu để lưu trữ thông tin thiết bị, môi trường - Phần liệu sử dụng thiết bị thống kê lại hiển thị website để người dùng theo dõi 19 Hình 3.3 Thống kê thời gian sử dụng thiết bị 20 CHƯƠNG - HOÀN THIỆN HỆ THỐNG VÀ ĐÁNH GIÁ 4.1 Hoàn thiện hệ thống: - Hệ thống hoàn thiện gồm trang: Phòng khách, phòng ngủ, thống kê, remote điều khiển tivi - Giao diện phòng khách phòng ngủ thiết kế bảng điều khiển nằm phía bên phải gồm phím chức bật/tắt thiết bị chọn ngữ cảnh, bên cạnh hiển thị thêm thông tin nhiệt độ độ ẩm phòng - Phần thống kê thiết kế thể bảng, bảng hiển thị chi tiết thời gian sử dụng thiết bị, bảng lại hiển thị tổng thời gian sử dụng - Giao diện remote điều khiển tivi hồng ngoại thiết kế phím bấm thiết kế nằm góc bên phải Hình 4.1: Giao diện điều khiển thiết bị phòng khách 21 Hình 4.2: Giao diện điều khiển phòng ngủ Hình 4.3: Thống kê thời gian sử dụng thiết bị Hình 4.4: Giao diện remote điều khiển tivi 22 4.2 Kết thu đánh giá: 4.2.1 Kết thu được: Sau thực đề tài “Ứng dụng board Raspberry – pi điều khiển thiết bị nhà thông minh” hướng đến hoàn thành nội dung sau:- Nắm rõ khả đáp ứng mở rộng board Raspberry-pi - Phương thức kết nối board raspberry -pi với thiết bị ngoại vi để phục vụ cho mục đích khác - Điều khiển thiết bị thông qua lập trình câu lệnh ngõ GPIO board Raspberry-pi, điều khiển hồng ngoại - Điều khiển thiết bị thông qua giao diện website - Xây dựng hệ thống thu thập liệu, thống kê mức độ sử dụng thiết bị - Tim hiểu thiết kế bố cục giao diện thân thiện với người sử dụng Sản phẩm cuối hệ thống hoàn thiện dựa board Raspberry-pi đóng vai trò xử lý trung tâm điều khiển thiết bị gia đình thông qua giao diện website Bên cạnh xây dựng hệ thống thu thập liệu sử dụng thiết bị Thực nghiệm hệ thống: - Quá trình thực nghiệm hệ thống dừng lại việc thực nghiệm phòng cá nhân, nhiên đạt số kết sau: - Thống kê liệu sử dụng với thông số tin cậy, tính toán lưu lượng sử dụng thiết bị, vào thời 23 gian sử dụng để xác định thói quen cá nhân, mức độ sử dụng,…Và với liệu tổng sử dụng để tính toán lượng tiêu thụ Từ thực nghiệm sản phẩm từ ngày 21/8/2016 đến 30/8/2016 thu bảng thông số: Bảng 4.1: Bảng tổng hợp thời gian sử dụng thiết bị STT Thiết bị Tivi Đèn Đèn phụ Quạt Máy lạnh Thời gian sử dụng (giờ) 12.93 45.77 25.26 30.9 7.8 Thống kê thời gian sử dụng cho phép tính toán thời gian sử dụng thiết bị, từ ước lượng lượng điện tiêu thụ tháng Và từ điều chỉnh thói quen sử dụng thiết bị điện cho phù hợp với thân Bảng 4.2: Bảng chi tiết thời gian sử dụng thiết bị STT THỜI GIAN BẬT THỜI GIAN TẮT 15-08-2016 19:00:19 15-08-2016 22:48:22 THỜI GIAN SỬ DỤNG 13683 Từ bảng chi tiết thời gian sử dụng thiết bị, theo dõi thói quen sử dụng thân, dựa vào thời gian bật/tắt thiết bị biết sử dụng thiết bị khoảng thời gian 24 4.2.2 Đánh giá kết quả: Hệ thống hoàn thiện có ưu điểm sau: - Hệ thống triển khai ổn định, liệu điều khiển liệu thu (độ ẩm nhiệt độ phòng) xác, liệu lượng điện tiêu thụ thiết bị tính toán rõ ràng, cụ thể, giúp cho việc quản lý sử dụng thiết bị dễ dàng - Dữ liệu tạo lập, sử dụng, lưu trữ rõ ràng, quy định dễ dàng sử dụng cho nhiều mục đích khác - Khả phát triển sản phẩm cao việc tạo thêm nhiều kiểu điều khiển ngữ cảnh khác tùy theo nhu cầu người sử dụng, điều khiển nhiều thiết bị hơn, sử dụng thêm nhiều cảm biến để hướng tới việc tự động hóa điều khiển thiết bị Tuy nhiên hạn chế kiến thức thân thời gian thực nguồn tài liệu tham khảo chủ yếu từ nước nên luận văn gặp phải số hạn chế : - Cấu trúc file điều khiển chưa tinh giản tới mức tối thiểu - Phần thiết kế lập trình website mảng kiến thức lớn, nên có phần hạn chế trình tìm hiểu Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình, quý báu Thầy Cô, đồng nghiệp bạn bè hỗ trợ để em hoàn thành luận văn So sánh nhà thông minh sử dụng board Raspberry – pi với hệ thống nhà thông minh hữu: - Nhà thông minh thực với board Raspberry – pi thực hầu hết chức nhà thông minh 25 hữu mà nhiều nhà cung cấp triển khai, bên cạnh có mặt bảng so sánh đây: Bảng 4.3: Bảng so sánh nhà thông minh dùng Raspberry – pi nhà thông minh hữu STT Tiêu chí Giá thành Lắp đặt Điều khiển thiết bị Giao diện điều khiển Khả đáp ứng Lưu trữ liệu Theo dõi số liệu thống kê Theo dõi tình trạng thiết bị Điều khiển ngữ cảnh Nhà thông minh Nhà thông minh Raspberry-pi hữu Giá rẻ, thiết bị Giá thành cao, thiết bị tận dụng phải mua theo nhà phân phối Dễ thực với Phải đội thi công thiết bị điện dân dụng công ty cung cấp thực Linh hoạt, bật/tắt từ xa, Linh hoạt, bật/tắt từ xa, tăng giảm tăng giảm số lượng thiết bị điều số lượng thiết bị điều khiển khiển Trực quan, gần gũi, dễ Trực quan, 3D, sinh sử dụng động Vừa phải, độ trễ ~ Đáp ứng cao, độ trễ giây thấp Lưu trữ toàn thông Chỉ lưu trữ liệu sử tin sử dụng dụng vài ngày Cho phép theo dõi chi Không cho phép tiết liệu sử dụng thiết bị Hiện thị tình trạng thiết Hiện thị tình trạng thiết bị giao diện điều bị giao diện điều khiển khiển Linh hoạt, thay Theo thống kê chung, đổi dễ dàng không tự ý thay đổi 26 10 11 12 13 14 15 16 Bảo mật Độ bảo mật không cao Tính ổn định, Ổn định thời gian độ tin cậy hoạt động lâu dài, độ tin cậy cao Khả học Chưa có khả tập theo thói quen Khả kết Kết nối không giới hạn, nối đề tài thực tới kêt nối mạng LAN Khả mở Khả mở rộng cao, rộng ứng dụng nhiều thiết bị sẳn có, kết nối thêm thiết bị dễ dàng Khả phát Khả tùy biến cao, triển phát triển tùy theo ý tưởng người sử dụng Khả đa Có thể đồng thời sử nhiệm dụng làm nhu cầu khác máy tính cá nhân Độ bảo mật cao Ổn định thời gian hoạt động lâu dài, độ tin cậy cao Có khả học tập theo thói quen người sử dụng Kết nối không giới hạn Tùy thuộc vào nhà cung cấp sản phẩm Phát triển theo phát triển nhà cung cấp sản phẩm Không thể Đánh giá nhà thông minh sử dụng board Raspberry – pi so với nhà thông minh hữu: - Nhà thông minh với board Raspberry – pi thực luận văn với thực người hoàn thiện tối ưu so với công ty/1 nhóm chuyên thiết kế nhà thông minh, đạt nhiều kết việc cho phép tự thiết kế 27 điều chỉnh sản phẩm phát triển theo ý tưởng người sử dụng việc thống kê liệu sử dụng thiết bị Còn với nhà thông minh hữu, thao tác bên công ty cung ứng sản phẩm thực yêu cầu thực phải thực dựa hợp đồng kèm theo giá thành cao - Nhà thông minh với board Raspberry – pi hướng đến nhu cầu tự thiết kế phát triển sản phẩm theo ý tưởng người sử dụng, hướng đến đối tượng muốn tự tạo môi trường sống riêng cho thân, nhiên cần trang bị số kiến thức điện công nghệ thông tin - Vì vậy, việc sử dụng thiết bị hệ thống dùng Raspberry – pi đa dạng giá thành rẻ hơn, tận dụng thiết bị điện sử dụng Còn nhà thông minh hữu, việc sử dụng thiết bị phải theo nhà cung cấp sản phẩm [...]... rộng của board Raspberry- pi - Phương thức kết nối của board raspberry -pi với các thiết bị ngoại vi để phục vụ cho các mục đích khác nhau - Điều khiển thiết bị thông qua lập trình các câu lệnh ở ngõ ra GPIO của board Raspberry- pi, điều khiển bằng hồng ngoại - Điều khiển thiết bị thông qua giao diện website - Xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu, thống kê mức độ sử dụng của từng thiết bị - Tim hiểu thiết. .. sánh nhà thông minh sử dụng board Raspberry – pi với hệ thống nhà thông minh hiện hữu: - Nhà thông minh được thực hiện với board Raspberry – pi đã thực hiện được hầu hết các chức năng của ngôi nhà thông minh hiện 25 hữu mà nhiều nhà cung cấp đang triển khai, bên cạnh đó cũng có những mặt hơn và kém hơn như trong bảng so sánh dưới đây: Bảng 4.3: Bảng so sánh nhà thông minh dùng Raspberry – pi và nhà thông. .. cho board Dữ liệu thời gian bật/tắt thiết bị được lưu trữ vào cơ sở dữ liệu 3.2.2 Điều khiển thiết bị máy lạnh, tivi và quạt: - Điều khiển các thiết bị khác cũng giống như việc điều khiển đèn, việc điều khiển tắt/mở được thực hiện qua giao diện website, từ website dữ liệu điều khiển sẽ được đưa về board Raspberry- pi để điều khiển đưa các mức điện áp thấp/cao ra ngõ GPIO - Sử dụng cổng GPIO của board Raspberry- pi. .. thông minh hiện hữu STT Tiêu chí 1 Giá thành 2 Lắp đặt 3 Điều khiển thiết bị 4 Giao diện điều khiển Khả năng đáp ứng Lưu trữ dữ liệu 5 6 7 Theo dõi số liệu thống kê 8 Theo dõi tình trạng thiết bị 9 Điều khiển ngữ cảnh Nhà thông minh Nhà thông minh Raspberry- pi hiện hữu Giá rẻ, thiết bị có thể Giá thành cao, thiết bị tận dụng phải mua đúng theo nhà phân phối Dễ thực hiện với các Phải do đội thi công thiết. .. các thiết bị trong phòng khách 21 Hình 4.2: Giao diện điều khiển phòng ngủ Hình 4.3: Thống kê thời gian sử dụng thiết bị Hình 4.4: Giao diện remote điều khiển tivi 22 4.2 Kết quả thu được và đánh giá: 4.2.1 Kết quả thu được: Sau khi thực hiện đề tài Ứng dụng board Raspberry – pi điều khiển thiết bị trong nhà thông minh đã hướng đến hoàn thành các nội dung chính như sau:- Nắm rõ về các khả năng đáp ứng. .. sử dụng Kết nối không giới hạn Tùy thuộc vào nhà cung cấp sản phẩm Phát triển theo sự phát triển của nhà cung cấp sản phẩm Không thể Đánh giá nhà thông minh sử dụng board Raspberry – pi so với nhà thông minh hiện hữu: - Nhà thông minh với board Raspberry – pi được thực hiện trong luận văn với sự thực hiện của 1 người không thể hoàn thiện và tối ưu hơn so với 1 công ty/1 nhóm chuyên về thiết kế nhà thông. .. chỗ khai báo cổng GPIO và bảng lưu trữ dữ liệu trong cơ sở dữ liệu 2.2 Phân tích thiết kế điều khiển các thiết bị trong nhà: - Chương trình điều khiển bật thiết bị cũng tương tự như chương trình điều khiển bật đèn, giải thuật để xây dựng chúng là tương tự nhau, nhưng ở đây, khi khai báo cổng GPIO điều khiển thiết bị là cổng chưa được sử dụng vì mục đích nào Bảng lưu trữ dữ liệu trong cơ sở dữ liệu... sở dữ liệu từ raspberry- pi để đưa dữ liệu điều khiển, đưa dữ liệu thông tin thu thập từ cảm biến lên website Hình 3.1: Giao diện điều khiển các thiết bị trong phòng khách 15 3.2 Cài đặt điều khiển cấp thấp - board Raspberry- pi: - Cài đặt hệ điều hành Raspbian cho raspberry- pi và cấu hình các thông số cơ bản về thời gian, địa điểm, đổi mật khẩu và mở cổng SSH để sử dụng cho nhiều thiết bị khác - Trước... từ nền tảng của hệ điều hành Debian Nên nhà phát triển cũng đã tích hợp Apache sẵn có trong kho ứng dụng, nhưng phải thực hiện cài đăt nó vào board raspberry- pi để có thể sử dụng - Xây dựng website điều khiển thiết bị cần giao diện gọn gàng, thân thiện với người sử dụng Phần bảng điều khiển được tách ra riêng để thuận lợi cho quá trình điều khiển thiết bị, cũng như phần hiển thị thông tin về môi trường... viện bcm trên board raspberry- pi Khi thực hiện xong bước này phần lập trình điều khiển các ngõ ra GPIO mới có thể thực hiện được 3.2.1 Điều khiển chiếu sáng: - Điều khiển chiếu sáng chia thành 2 mức độ sáng để sử dụng luôn cho phần phối ngữ cảnh: gồm có đèn chính và đèn phụ - Sử dụng cổng GPIO của board Raspberry- pi để điều khiển bật/tắt đèn chính (cổng GPIO số 3) và đèn phụ (cổng GPIO số 4) thông qua ... văn So sánh nhà thông minh sử dụng board Raspberry – pi với hệ thống nhà thông minh hữu: - Nhà thông minh thực với board Raspberry – pi thực hầu hết chức nhà thông minh 25 hữu mà nhiều nhà cung... thiết bị Điều khiển ngữ cảnh Nhà thông minh Nhà thông minh Raspberry- pi hữu Giá rẻ, thiết bị Giá thành cao, thiết bị tận dụng phải mua theo nhà phân phối Dễ thực với Phải đội thi công thiết bị. .. tài Ứng dụng board Raspberry – pi điều khiển thiết bị nhà thông minh hướng đến hoàn thành nội dung sau:- Nắm rõ khả đáp ứng mở rộng board Raspberry- pi - Phương thức kết nối board raspberry -pi