giới thiệu tổng quan về hệ thống nhà thông minh, tiến hành xây dựng thiết kế mô hình thực tế. các giải pháp thông minh ứng dụng và hiệu quả của phương pháp.đưa ra mô hình thực nghiệm trực quan sinh động
MỤC LỤC CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN CHUNG VỀ HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH 1.1 Thực trạng tình hình phát triển internet internet 4.0 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Giới thiệu hệ thống nhà thông minh 1.3.1 Nguồn gốc hệ thống nhà thông minh 1.3.2 Giải pháp công nghệ hệ thống Smarthome 1.4 Giới thiệu Home Assistant .10 1.4.1 Khái niệm, đặc điểm Home Assistant (Hass) 10 1.4.2 Ngơn ngữ lập trình Python .12 1.4.3 Quy tắc code Home Assistant .13 1.4.4 Component, MQTT broker, Domain .15 1.4.5 Google Assistant .19 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC HỆ THỐNG VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 24 2.1 Cấu trúc hệ thống 24 2.2 Máy chủ trung tâm 24 2.3 Thiết bị điều khiển hồng ngoại 27 2.4 Thiết bị loa thông minh 28 2.5 Công tắc thông minh 31 2.6 Camera hệ thống cảm biến .33 2.6.1 Camera .33 2.6.2 Hệ thống cảm biến 35 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG 41 3.1 Giao diện hệ thống điều khiển 41 3.1.1 Các thiết bị điều khiển phòng 41 3.1.2 Giao diện hệ thống 42 3.2 Một vài Code điều khiển hệ thống 44 3.2.1 Configuration.yaml 44 3.2.2 Switch 46 3.2.3 Sensors .49 3.2.4 Scripts 52 3.2.5 Automations 54 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ CÁC VẤN ĐỀ GẶP PHẢI TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN 58 4.1 Kết đạt vấn đề gặp phải .58 4.2 Hướng phát triển đề tài 59 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN CHUNG VỀ HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH Hình 1.1 Hệ thống nhà thông minh Hình 1.2 Điều khiển chiếu sáng Hình 1.3 Điều khiển rem cửa Hình 1.4 Lưu đồ hệ thống 11 Hình 1.5 Các file cấu hình Home Assistant 13 Hình 1.6 Ví dụ minh họa code 14 Hình 1.7 Các Component Hass hỗ trợ 16 Hình 1.8 Giao thức MQTT 16 Hình 1.9 Tên miền tru cập từ xa 19 Hình 1.10 Minh họa Google Assistant 19 Hình 1.11.Trang chủ IFTTT 21 Hình 1.12.Trang chủ Actions on Google 22 Hình 1.13.Google Cloud 23 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC HỆ THỐNG VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống 24 Hình 2.2 Raspberry Pi Model B+ 25 Hình 2.3 Raspberry Pi Model B+ 25 Hình 2.4 Khả hỗ trợ Broadlink RM-Pro+ 27 Hình 2.5 Google Home Mini 28 Hình 2.6 Đáy Google Home Mini 29 Hình 2.7 Đèn báo loa 30 Hình 2.8 Minh họa cách kết nối 30 Hình 2.9 Công tắc RI01 31 Hình 2.10 Các thiết bị điều khiển công tắc RI01 32 Hình 2.11 Hộp công tắc âm trần 33 Hình 2.12 Camera Xiaofang 34 Hình 2.13 Vị trí camera 34 Hình 2.14 Mạch WeMos D1 Mini ESP8266 35 Hình 2.15 Cảm biến DHT11 37 Hình 2.16 Cảm biến BH1750 38 Hình 2.17 Cảm biến HC SR501 39 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG 41 Hình 3.1 Phòng ngủ 42 Hình 3.2 Phòng vệ sinh cầu thang 43 Hình 3.3 Phòng khách 43 Hình 3.4 Phòng bếp 44 LỜI MỞ ĐẦU Ngày phát triển mãnh mẽ xã hội khoa học công nghệ dẫn đến phát triển thiết bị điện tử hệ thống thông minh phục vụ đầy đủ nhu cầu cho sống sinh hoạt người Đối với sinh viên trường, bước vào sống đồ án tốt nghiệp bước quan trọng Qua ta học nhiều điều thực tế sống sản xuất, không giống thời gian mà ta ngồi học ghế giảng đường học lý thuyết mà không tiếp xúc thực tế Đồ án tốt nghiệm không cần tiếp xúc thực tế mà mở rộng vốn kiến thức chun mơn bổ sung cho ta thêm nhiều kỹ sống giao tiếp, khả làm việc nhóm làm việc độc lập Đồ án chúng em là: “Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện hộ trợ giúp Google Assistant” Trong trình thực đồ án , với hướng dẫn giúp đợ tận tình thầy Ngơ Mạnh Tùng nhóm thực đề tài làm đồ án.Tuy nhiên kinh phí có hạn kinh nghiệm chun mơn nên nhiều sai sót q trình thực Đề tài đồ án tốt nghiệp báo cáo nhóm nhiều sai sót nên chúng em mong nhận bảo đóng góp ý kiến thầy, khoa bạn để nhóm hồn thiện tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội,ngày…tháng…năm 2019 Nhóm sinh viên thực hiện: Lưu Huyền Đức Lê Quang Hòa Hồng Văn Kiên Hoàng Văn Phú 10 CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN CHUNG VỀ HỆ THỐNG NHÀ THƠNG MINH 1.1 Thực trạng tình hình phát triển internet internet 4.0 Hiện giới nói chung Việt Nam nói riêng, cách mạng công ngiệp 4.0 diễn với tốc độ phát triển nhanh chóng Theo chuyên gia, cách mạng 4.0 q trình chuyển hóa toàn giới thực thành giới số Tại đây, điện tốn đám mây đóng vai trò tảng khuyến tạo, có tác động lớn đến nhịp độ lợi cạnh tranh doanh nghiệp (DN), tổ chức Điện toán đám mây xem tảng việc DN hay tổ chức áp dụng cơng nghệ robot, trí tuệ nhân tạo, Internet vạn vật, máy in 3D… CMCN 4.0 xu lớn có tác động đến phát triển kinh tế - xã hội quốc gia, khu vực tồn cầu, có Việt Nam Cùng với phát triển Cách mạng công nghệ 4.0, giải pháp công nghệ dành cho nhà bạn ngày phát triển Công nghệ IoT AI đưa vào sử dụng, chúng thay người giải số thao tác đơn giản Từ giải pháp nhà thơng minh đời nhằm phục vụ nâng cao đời sống người 1.2 Mục tiêu đề tài Đề tài đồ án vào tìm hiểu xây dựng nhà thơng minh với mục đích sau: 59 60 3.2.3 Sensors Nhóm sensors (cảm biến) dùng để khai báo cảm biến có hệ thống nhà thơng minh Các cảm biến cảm biến vật lý cảm biến liệu cảm biến mùa, thời tiết,… Code file sensor.yaml 61 62 63 3.2.4 Scripts Nhóm Scripts (ngữ cảnh) dùng để tạo ngữ cảnh mà người sử dụng mong muốn nhằm giảm thao tác bật, tắt thiết bị phát thông báo Ngữ cảnh khai báo chuỗi kiện diễn liên tiếp kích hoạt Code file scripts.yaml 64 65 66 3.2.5 Automations Nhóm automations (tự động hóa) dùng để tạo ngữ cảnh tự động hóa để giảm thiểu thao tác người sử dụng Ví dụ như: cảm biến chuyển động phát có chuyển động tự bật đèn hẹn tự động bật nóng lạnh hoắc đơn giản việc hẹn phát thông báo Code file automations.yaml 67 68 69 70 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ CÁC VẤN ĐỀ GẶP PHẢI TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN 4.1 Kết đạt vấn đề gặp phải Kết thúc thời gian hoàn thành đồ án tốt nghiệp giúp đỡ tận tình thầy Ngô Mạnh Tùng với cố gắng thân, nhóm nghiên cứu đồ án hồn thành xong báo cáo đồ án Trong trình thực đề tài nghiên cứu đồ án gặp số khó khăn: Giải pháp cơng nghệ nên việc tìm kiếm thơng tin lâu Nguồn thơng tin hạn chế Q trình lắp đặt thiết bị gặp số trục trặc như: + Không kết nối thiết bị + Thiết bị bị kết nối xảy cố điện Tuy đề tài nghiên cứu đồ án gặp số khó khăn nhóm cố gắng khắc phục Cuối nhóm hoàn thành đồ án tốt nghiệp Sau hoàn thành, thành viên nghiên cứu đồ án tìm hiểu nắm vững kiến thức giải pháp công nghệ Home Assistant, đặc biệt hệ thống điều khiển, code điều khiển hệ thống cách hoạt động thiết bị nhà, nhóm nghiên cứu đồ án áp dụng cơng nghệ vào thực tế với mơ hình nhà thông minh với số ưu nhược điểm sau: Ưu điểm: - Sử dụng nhà đại - Sử dụng văn phòng, cơng sở … 71 - Khả ứng dụng vào thực tế cao - Tối ưu hóa thao tác trình sử dụng - Giá thành hợp lý - Tính thẩm mỹ cao Nhược điểm: - Người dùng cần tìm hiểu cơng nghệ để điều khiển - Cần tìm hiểu cách thức kết nối 4.2 Hướng phát triển đề tài Do điều kiện kinh tế thời gian khơng cho phép nên nhóm dừng lại mức điều khiển phòng thơng minh Với đam mê tìm hiểu học hỏi, nhóm có hướng phát triển đề tài tương lai: Hồn chỉnh xây dựng nhà thơng minh với đầy đủ thiết bị cảm biến Từ đưa nhiều ngữ cảnh động hóa thơng minh giảm thiểu thao tác người sử dụng Nghiên cứu sâu Home Assistant để sử dụng hết tất chức mà có việc tự tạo components cho thiết bị Sử dụng tảng mã nguồn mở để tự tạo BOTCHAT tiếng Việt tích hợp vào Home Assistant Qua người sử dụng sử dụng câu lệnh tiếng Việt để điều khiển thiết bị Cuối cùng, lần nhóm nghiên cứu đồ án tốt nghiệp gửi lời cảm ơn đến tất Thầy, Cô dạy dỗ cung cấp cho em nhiều kiến thức quý báu 72 trình học tập trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 73 Tài Liệu Tham Khảo https://www.home-assistant.io Nhóm facebook : Smarthome Việt https://www.facebook.com/groups/7845353250637 55/ https://github.com/home-assistant/home-assistant https://lbminhautomation.com/category/homeassistant/bai-viet-home-assistant Một số tài liệu hình ảnh từ Internet ... làm việc độc lập Đồ án chúng em là: Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện hộ trợ giúp Google Assistant Trong trình thực đồ án , với hướng dẫn giúp đợ tận tình thầy Ngơ Mạnh Tùng... hệ thống cảm biến .33 2.6.1 Camera .33 2.6.2 Hệ thống cảm biến 35 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG 41 3.1 Giao diện hệ thống điều khiển 41 3.1.1 Các thiết. .. chúng nhằm tạo kết tốt sau 1.4.5.2 Kết nối Google Assistant với Home Assistant Để liên kết Google Assistant với Home Assistant có cách sử dùng IFTTT, Google Assistant component Google Cloud Nhóm