Mô hình ngôi nhà thông minh

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM Độc lập – Tự – Hạnh phúc VIỆN: KỸ THUẬT HUTECH - -  NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ Tên : LÊ VỸ KHANG MSSV: 1311020180 PHẠM BẢO HUY MSSV: 1311020170 Lớp : 13DDC02 Ngành : ĐIỆN CƠNG NGHIỆP Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Niên khóa : 2013 ÷ 2017 1.Tên đề tài: MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH 2.Giáo viên hướng dẫn: Th.S TRƯƠNG THU HIỀN Ngày giao đề tài: Ngày 17 tháng 10 năm 2017 Ngày hoàn thành đề tài: Ngày 28 tháng 12 năm 2017 Tp HCM, ngày tháng… năm 2017 Tp HCM, ngày… tháng… năm 2017 Giáo viên hướng dẫnChủ nhiệm môn SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy i ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN  Tp HCM, ngày… tháng… năm 2017 Giáo viên hướng dẫn SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy ii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN  Tp HCM, ngày… tháng… năm 2017 Giáo viên phản biện SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy iii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN LỜI CẢM ƠN Trong suốt khoá học (2013-2017) Trường Đại học Công Nghệ TP.HCM, chúng em đã nhận được sự tận tình dạy dỗ quý Thầy Cô về kiến thức chuyên môn cũng những kiến thức sống Từ những kiến thức đã giúp chúng em hồn thành Đồ Án Tốt Nghiệp thời gian cho phép Chúng em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô Khoa Cơ - Điện - Điện tử đã giảng dạy chúng em những kiến thức về chuyên môn giúp chúng em định hướng theo sự hiểu biết khả để chúng em thực tốt đề tài “Mơ hình nhà thơng minh” tạo điều kiện tḥn lợi cho chúng em hồn tất khoá học Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến CôTrương Thu Hiền, người đã hướng dẫn, giúp đỡ chúng em tận tình tạo điều kiện tốt cho chúng em thực Đờ Án Tớt Nghiệp Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! TP HCM, ngày tháng 12 năm 2017 Nhóm thực Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy iv ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v LIỆT KÊ HÌNH viii LỜI MỞ ĐẦU x CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI 1.3 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.4.1 MÔ TẢ YÊU CẦU 1.4.2 MỤC TIÊU THỰC HIỆN 1.4.2.1HÌNH THÀNH Ý TƯỞNG 1.4.2.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG 1.4.2.3 THI CÔNG 1.4.2.4 VẬN HÀNH KIỂM TRA CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 2.1CƠ SỞ DỮ LIỆU THIẾT KẾ 2.1.1 BOARD ĐIỀU KHIỂN ARDUINO MEGA 2560 2.1.1.1GIỚI THIỆU ARDUINO a.Arduino MEGA 2560 b Phần mềm arduino IDE 10 2.1.2MODULE BLUETOOTH HC06, TẬP LỆNH AT ĐIỀU KHIỂN MODULE BLUETOOTH HC06, KẾT NỐI GIỮA HC06VÀ ARDUINO 14 2.1.2.MODULE BLUETOOTH HC06 14 a.Giới thiệu Module bluetooth HC06 14 b Thông số kỹ thuật HC06 15 c Tính Module bluetooth HC06 15 2.1.2.2TẬP LỆNH AT ĐIỀU KHIỂN MODULE BLUETOOTH HC06 15 SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy v ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN 2.1.2.3KẾT NỐI GIỮAMODULE BLUETOOTH HC-06VÀ BOARD ARDUINO MEGA 2560 20 2.1.3 GIAO TIẾP HC-06 VÀ ĐIỆN THOẠI ANDROID 20 2.1.4 MODULE CẢM BIẾN SIÊU ÂM HY-SRF05 20 2.1.5 MODULE CẢM BIẾN KHÍ GAS MQ2 22 2.1.7 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ DHT11 24 CHƯƠNG : THIẾT KẾ HỆ THỐNG .26 3.1 SƠ ĐỒ KHỐI PHẦN CỨNG 26 3.1.1SƠ ĐỒ KHỐI PHẦN CỨNG TỔNG THỂ 26 3.1.2 SƠ ĐỒ KHỐI PHẦN CỨNG CHI TIẾT 27 SƠ ĐỒ ĐI DÂY 28 3.1.3 3.2 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 28 3.2.1 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA SÓNG BLUETOOTH 29 a Lưu đồ giải thuật chương trình 29 3.3THIẾT KẾ MƠ HÌNH THỰC TẾ 30 3.3.1THIẾT KẾ MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN 30 3.3.2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHỨC NĂNG 34 a Board Arduino MEGA 2560 34 b Module BluetoothHC-06 35 3.4THIẾT KẾ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN .35 3.4.1 TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ANDROID STUDIO 36 3.4.2 THIẾT KẾ GIAO DIỆN PHẦN MỀM 38 3.4.3 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN 41 3.4.3.1 Lưu đồ 41 3.4.3.2 Giải thích Lưu đồ 42 CHƯƠNG : THI CƠNG MƠ HÌNH 43 4.1 THI CƠNG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN .43 4.2 THI CƠNG MƠ HÌNH THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN 43 4.3 NGUN LÍ HOẠT ĐỘNG MƠ HÌNH 50 CHƯƠNG : VẬN HÀNH VÀ KIỂM TRA MƠ HÌNH 52 5.1 LÀM VIỆC VỚI PHẦN MỀM ANDROID 52 5.2 KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG 55 SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy vi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN 6.1 CÁC VẤN ĐỀ ĐÃ ĐƯỢC GIẢI QUYẾT TRONG ĐỒ ÁN 55 6.1.1 CÁC VẤN ĐỀ ĐÃ NGHIÊN CỨU: 56 6.1.2 CÁC VẤN ĐỀ THỰC HIỆN: 56 6.2 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA ĐỒ ÁN 56 6.2.1 ƯU ĐIỂM: 56 6.2.2 NHƯỢC ĐIỂM: 56 6.3 CÁC PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 57 6.4 KẾT LUẬN 57 CODE LẬP TRÌNH CHO ARDUINO 58 CODE CHƯƠNG TRÌNH ANDROID .63 CODE GIAO DIỆN ANDROID 73 SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy vii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN LIỆT KÊ HÌNH Hình1 Các thiết bị nhà điều khiển smartphone Hình 2.Board Arduino Mega 2560 Hình 3.Sơ đồ chân Arduino MEGA2560 Hình Các linh kiên board Arduino MEGA Hình 5.Giao diện phần mềm IDE Hình 6.Vùng thơng báo phần mềm IDE Hình 7.Chọn board Arduino Hình Chọn cổng COM kết nối Hình Thơng báo biên dịch thành cơng chương trình Hình 10.Thơng báo nạp thành cơng chương trình Hình 11 Module bluetooth HC06 Hình 15.NốiHC-06 với mạch nạp Hình 16 Giao tiếp HC-06 mạch Arduino mega Hình 22 Cảm biến siêu âm HY-SRF05 Hình 23 Cảm biến khí gas MQ2 Hình 24 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 Hình 25 Mơ tả cách kết nối chân DTH11với Mega Arduino: Hình 26 Sơ đồ dây mơ hình nhà thơng minh, Hình 27 Sơ đồ chi tiết kết nối Arduino mega với module Bluetooth HC-06 Hình 28 Sơ đồ chi tiết kết nối Arduino mega với cảm biến nhiệt độ độ ẩm, DTH11 Hình 29 Sơ đồ chi tiết kết nối Arduino mega với cảm biến siêu âm Hình 30 Sơ đồ chi tiết kết nối Arduino mega với cảm biến khí gas MQ2 Hình 31 Sơ đồ chi tiết kết nối đèn led phòng với Arduino megas Hình 32.Giao diện phần mềm android studio Hình 33.Giao diện quản lý máy ảo Hình 34 Giao diện yêu cầu kết nối bluetooth Hình 35 Giao diện tìm kiếm thiết bị Hình 36 Giao diện chờ kết nối thiết bị Bluetooth HC-06 Hình 37 Giao diện điều khiển thiết bị hình Hình 38 Chi tiết lắp mạch mơ hình Smart Home Hình 39 Tổng qt mơ hình nhà thơng minh Hình 40 Chi tiết cảm biến nhiệt độ độ ẩm đèn phòng khách Hình 41 Hình ảnh phóng to mơ tả đèn cảm biến nhiệt độ, độ ẩm phòng khách Hình 42 Chi tiết điều khiển đèn qua bluetooth phòng ngủ Hình 43 Hình ảnh phóng to mơ tả đèn điều khiển bluetooth phòng ngủ Hình 44 Chi tiết mơ hình cảm biến khí gas, đèn nhà bếp Hình 45 Chi tiết mơ hình cảm biến siêu âm, đèn nhà vệ sinh Hình 46 : Màn hình Mở kết nối bluetooth tiến hành kết nối thiết bị Hình 47 Màn hình danh sách thiết bọ bluetooth kết nối Hình 48 Màn hình chờ kết nối thiết bị Hình 49 Màn hình điều khiển SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy viii 9 10 11 12 12 13 13 14 15 19 20 22 22 24 25 28 31 32 33 33 34 36 37 38 38 39 40 43 44 45 46 47 48 49 50 52 53 54 55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN ix ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN LỜI MỞ ĐẦU Ngày thế giới với sự phát triển mạnh mẽ các ngành công nghệ thông tin điện – điện tử … đã làm cho đời sống người ngày hồn thiện Do nhu cầu điều khiển các thiết bị gia đình đã khơng xa lạ với người nữa mà ngày thiết thực Từ các phương pháp điều khiển thô sơ thì ngày việc điều khiển thiết bị smartphone thơng qua sóng Bluetooth wifi phương pháp điều khiển mang lại nhiều lợi ích tiện lợi cho người Bên cạnh lĩnh vực Điện – Điện tử ngày đóng vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế đời sống người.Sự phát triển góp phần khơng nhỏ tới sự phát triển tất các ngành sản xuất, giải trí, Trong những năm gần đặc biệt lĩnh vực tự động, điều khiển đã có sự phát triển mạnh mẽ với nhiều hình thức, phương pháp tiếp cận chia sẻ thông tin đại toàn diện Sau tháng tìm hiểu thi cơng mạch, đề tài cũng hồn thành hoạt động ổn định nhiên với sự hiểu biết hạn chế thời gian thực đề tài không nhiều nên đề tài khơng tránh khỏi những sai sót.Rất cảm ơn sự hướng dẫn góp ý quý Thầy Cơ Bạn Bè cho đề tài được hồn chỉnh Trong báo cáo gờm có chương : - CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI - CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG - CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG - CHƯƠNG 4: THI CƠNG MƠ HÌNH - CHƯƠNG 5: VẬN HÀNH VÀ KIỂM TRA MƠ HÌNH - CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy x ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN protected Void doInBackground(Void devices) //while the progress dialog is shown, the connection is done in background { try { if (btSocket == null || !isBtConnected) { myBluetooth = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();//get the mobile bluetooth device BluetoothDevice dispositivo = myBluetooth.getRemoteDevice(address);//connects to the device's address and checks if it's available btSocket = dispositivo.createInsecureRfcommSocketToServiceRecord(myUUID);//creat e a RFCOMM (SPP) connection BluetoothAdapter.getDefaultAdapter().cancelDiscovery(); btSocket.connect();//start connection // run(); } } catch (IOException e) { ConnectSuccess = false;//if the try failed, you can check the exception here } return null; } @Override protected void onPostExecute(Void result) //after the doInBackground, it checks if everything went fine { super.onPostExecute(result); if (!ConnectSuccess) { msg("Kết nối lỗi Is it a SPP Bluetooth? Vui lòng thử lại."); finish(); } else { msg("Đã kết nối thành công!."); ThreadConnected myThreadConnected = new ThreadConnected(btSocket); myThreadConnected.start(); isBtConnected = true; } progress.dismiss(); } // lắng nghe kiện từ port } //hàm kiểm tra private class ThreadConnected extends Thread { private final BluetoothSocket connectedBluetoothSocket; private final InputStream connectedInputStream; private final OutputStream connectedOutputStream; public ThreadConnected(BluetoothSocket socket) { connectedBluetoothSocket = socket; InputStream in = null; OutputStream out = null; SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN try { in = socket.getInputStream(); out = socket.getOutputStream(); } catch (IOException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } connectedInputStream = in; connectedOutputStream = out; } @Override public void run() { byte[] buffer = new byte[1024]; int bytes; while (true) { try { bytes = connectedInputStream.read(buffer); String strReceived = new String(buffer, 0, bytes); final String msgReceived = strReceived; runOnUiThread(new Runnable(){ @Override public void run() { // lbga.setText(msgReceived); setText(lbnhiet,msgReceived,"t"); setText(lbdoam,msgReceived,"h"); setGas(msgReceived,"g"); hide_showB(msgReceived); setcua(msgReceived,"o"); }}); } catch (IOException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); final String msgConnectionLost = "Connection lost:\n" + e.getMessage(); runOnUiThread(new Runnable(){ @Override public void run() { lbga.setText(msgConnectionLost); }}); } } } public void write(byte[] buffer) { try { connectedOutputStream.write(buffer); } catch (IOException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } public void cancel() { try { SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN connectedBluetoothSocket.close(); } catch (IOException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } //-> control text public void setText(TextView tv,String str,String getstr)//set text tương ứng cho giá trị textview { int vt=str.indexOf(getstr);//vị trí int vt2=-1; if(vt!=-1) { vt2=str.indexOf(getstr,vt+1); if(vt2!=-1) { String ch=str.substring(vt,vt2); ch=ch.replace(getstr, ""); if(ch!="") tv.setText(ch); } } } public void setGas(String str,String getstr)//xử lí cho ga { int vt=str.indexOf(getstr);//vị trí int vt2=-1; if(vt!=-1) { vt2=str.indexOf(getstr,vt+1); if(vt2!=-1) { String ch=str.substring(vt,vt2); ch=ch.replace(getstr, ""); if(ch!="") { lbga.setText(ch); Integer sogas=parseInt(ch); if(sogas>250) { rungGas(); } if(sogas end control text } CODE GIAO DIỆN ANDROID SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy 74 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy 76 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy 78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRƯƠNG THU HIỀN SVTH: Lê Vỹ Khang Phạm Bảo Huy 83 ... HC-06 Hình 37 Giao diện điều khiển thiết bị hình Hình 38 Chi tiết lắp mạch mơ hình Smart Home Hình 39 Tổng qt mơ hình nhà thơng minh Hình 40 Chi tiết cảm biến nhiệt độ độ ẩm đèn phòng khách Hình. .. Chi tiết mơ hình cảm biến khí gas, đèn nhà bếp Hình 45 Chi tiết mơ hình cảm biến siêu âm, đèn nhà vệ sinh Hình 46 : Màn hình Mở kết nối bluetooth tiến hành kết nối thiết bị Hình 47 Màn hình danh... KÊ HÌNH Hình1 Các thiết bị nhà điều khiển smartphone Hình 2.Board Arduino Mega 2560 Hình 3.Sơ đồ chân Arduino MEGA2560 Hình Các linh kiên board Arduino MEGA Hình 5.Giao diện phần mềm IDE Hình