Xây dựng mô hình thu thập dữ liệu và điều khiển nhà thông minh

LỜI CẢM ƠN GVHD : Đường Khánh Sơn LỜI CẢM ƠN Bốn năm khoảng thời gian thời sinh viên trôi qua, tiểu luận tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu tâm huyết, khơng riêng em mà bạn sinh viên khác thế, tiểu luận nơi chúng em thể đầy đủ mà chúng em học khoảng thời gian sinh viên Trong suốt trình làm em ln nhận nhiều giúp đỡ của nhiều người người quen, bạn, người chưa quen biết, động lực lớn giúp em vượt qua trở ngại khó khăn chủ quan khách quan trình làm Em xin cảm ơn trường ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ giúp em thực ước mơ mình, đồng thời trường tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em nâng cao kiến thức, kinh nghiệm kỹ sống Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Đường Khánh Sơn giảng viên hướng dẫn tiểu luận em, em chân thành cảm ơn góp ý thầy giúp làm em hoàn chỉnh Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Bộ mơn Tự Động hóa, thầy trường ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ dạy dỗ hướng dẫn em suốt thời gian sinh viên, để em có kiến thức định cho luận công việc sau em Và em chân thành cảm ơn người thân bên cạnh động viên, lo lắng hỗ trợ cho em Con xin cảm ơn Cha Mẹ ủng hộ suốt thời gian qua, người bạn thân yêu bên cạnh động viên gửi lời chúc tốt đẹp Tiểu luận cơng trình tâm huyết em, hạn chế kiến thức lẫn kỹ nên có điểm chưa hồn thiện, em mong nhận góp ý từ phía thầy cơ, anh chị bạn cho luận thêm đầy đủ LỜI CẢM ƠN GVHD : Đường Khánh Sơn Cuối lời em chúc người sức khỏe, chúc thầy cô thành công đường giảng dạy Cần Thơ, ngày tháng năm MỤC LỤC GVHD : Đường Khánh Sơn MỤC LỤC GVHD : Đường Khánh Sơn MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH ẢNH GVHD : Đường Khánh Sơn DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH SÁCH BẢNG BIỂU GVHD : Đường Khánh Sơn DANH SÁCH BẢNG BIỂU GVHD : Đường Khánh Sơn DANH MỤC BẢNG BIỂU Chương TỔNG QUAN GVHD : Ths.Đường Khánh Sơn Chương TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ công nghệ khoa học ứng dụng đời sống Máy tính điện tử, điện thoại thơng minh khơng cịn thứ phương tiện lạ lẫm người mà dần trở thành cơng cụ làm việc giải trí thơng dụng hữu ích Bên cạnh phát triển ứng dụng công nghệ vào mua bán, kinh doanh, giải trí nhu cầu sử dụng công nghệ điều khiển thiết bị điện tử, thiết bị gia dụng ngày gia tăng nhằm đáp ứng nhu cầu người Với xu tồn cầu hố kinh tế giới, xu hướng tự động hóa-IoT ngày trở nên phổ biến Hiện cơng ty tự động hóa-IoT hàng đầu giới không ngừng đầu tư cải thiện giải pháp lĩnh vực tự động hóa-IoT nhằm để thay đổi sức lao động người thiết bị công nghệ đời sống sản xuất, kinh doanh, giải trí an ninh Hiện module IoT ngày thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm lượng mà đảm bảo chức năng, độ bền Không vậy, với phát triển mạnh cộng đồng IoT làm cho việc lập trình cho module ngày đơn giản bám sát vào thực tế Chính điều ngày giúp cho việc nghiên cứu tạo nhiều sản phẩm phát triển mạnh mẽ giới nói chung việt nam nói riêng Nhu cầu mong ước nhà tiện nghi có lẽ ln tồn lịch sử văn minh lồi người Nhà thơng minh ví dụ điển hình việc công nghệ bắt kịp với ý tưởng sẵn có người, cơng nghệ lại trước việc kiến tạo tiện nghi mẻ, biến trí tưởng tượng người thành thực Hiện nay, mạng Internet phát triển mạnh mẽ trở nên phổ biến, người ta bắt đầu vào nghiên cứu để tìm cách kết nối hệ thống điều khiển tự động hóa nhà Chương TỔNG QUAN GVHD : Ths.Đường Khánh Sơn với mạng Internet, Xuất phát từ thực tiễn nêu trên, tơi chọn đề tài “Xây dựng mơ hình thu thập liệu điều khiển nhà thông minh” 1.2 Lịch sử giải vấn đề Tiền đề cho hệ thống tự động nhà cửa/ nhà thơng minh thiết bị điều khiển từ xa không dây Được giới thiệu năm 1898 Nikola Tesla, ơng điều khiển mơ hình thu nhỏ thuyền cách gửi sóng radio qua điều khiển từ xa Thế kỷ 20 bắt đầu với phát triển bùng nổ thiết bị gia dụng, ví dụ máy hút bụi chạy động (1901) máy hút bụi chạy điện (1907) Hai thập kỷ cách mạng thiết bị gia dụng, xuất tủ lạnh, máy sấy, máy giặt, Tuy nhiên, giá thành đắt đỏ việc sở hữu hàng xa xỉ xuất gia đình giàu có Bước ngoặt lớn xảy vào năm 1971 vi xử lý đời, khiến cho giá thiết bị điện tử giảm mạnh Điều đồng nghĩa với việc người có khả tiếp cận với cơng nghệ dễ dàng Nhờ có bước phát triển thần kì ấy, khái niệm "nhà thơng minh" lần đưa vào năm 1984 Hội Liên Hiệp Xây dựng Hoa Kỳ Mười năm sau, mạng Internet phát triển mạnh mẽ trở nên phổ biến, người ta bắt đầu vào nghiên cứu để tìm cách kết nối hệ thống điều khiển tự động hóa nhà với mạng Internet Hiroshi Kanma đồng đề xuất việc hệ thống điều khiển thông qua bluetooth vào năm 2003 Năm 2006, hệ thống mạng lưới phức hợp sản phẩm gia dụng giới thiệu Mạng lưới sử dụng bluetooth mạng điện thoại để gửi liệu cho nhà cung cấp truyền dẫn trở nhà người sử dụng Bằng cách thức này, người dùng điểu khiển thiết bị nhà kể bên Chương TỔNG QUAN GVHD : Ths.Đường Khánh Sơn Hiên nay, công nghệ tự động hóa nhà xuất gần khắp nơi, chí đơi cịn chẳng nhận Giờ đây, nhiều người điều khiển ti vi, hệ thống sưởi, chng báo động, đèn chiếu sáng, cửa vào từ điện thoại thông minh điều khiển Với phát triển vũ bão này, nói bước tiến làm thay đổi công nghệ nhà thơng minh, tương lai khơng cịn giới hạn ngồi trí tưởng tượng người Một số sản phẩm thương mại thị trường thị trường: Nest Thermostat Hình 1.1 Thiết bị Nest Thermostat Đây thiết bị tự điều chỉnh nhiệt độ hoạt động cốt lõi hệ thống điều hòa nhà bạn Nest Thermostat sử dụng mạng không dây Wi-Fi phép bạn truy cập kiểm soát xa nhà Khi lần bắt đầu sử dụng thiết bị này, bạn cần sử dụng tính bật tắt cho máy điều hòa thiết lập lịch bật tắt tự động Sau đó, bạn sử dụng tính điều chỉnh nhiệt độ lên 10 PHẦN PHỤ LỤC pinMode(02, OUTPUT); digitalWrite(5, LOW); digitalWrite(4, LOW); digitalWrite(0, LOW); digitalWrite(02, LOW); // Connect to WiFi network Serial.println(); Serial.println(); Serial.print("Connecting to "); Serial.println(ssid); WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.print("."); } Serial.println(""); Serial.println("WiFi connected"); // Start the server GVHD : Đường Khánh Sơn PHẦN PHỤ LỤC server.begin(); Serial.println("Server started"); // Print the IP address Serial.print("Use this URL to connect: "); Serial.print("http://"); Serial.print(WiFi.localIP()); Serial.println("/"); } void loop() { // Check if a client has connected WiFiClient client = server.available(); if (!client) { return; } // Wait until the client sends some data Serial.println("new client"); while(!client.available()){ delay(1); } // Read the first line of the request GVHD : Đường Khánh Sơn PHẦN PHỤ LỤC String request = client.readStringUntil('\r'); Serial.println(request); client.flush(); // Match the request if (request.indexOf("/lightallon") > 0) { digitalWrite(5, HIGH); digitalWrite(4, HIGH); digitalWrite(0, HIGH); digitalWrite(02, HIGH); } if (request.indexOf("/lightalloff") >0) { digitalWrite(5, LOW); digitalWrite(4, LOW); digitalWrite(0, LOW); digitalWrite(02, LOW); } if (request.indexOf("/light1on") > 0) { digitalWrite(5, HIGH); } GVHD : Đường Khánh Sơn PHẦN PHỤ LỤC if (request.indexOf("/light1off") >0) { digitalWrite(5, LOW); } if (request.indexOf("/light2on") > 0) { digitalWrite(4, HIGH); } if (request.indexOf("/light2off") >0) { digitalWrite(4, LOW); } if (request.indexOf("/light3on") >0) { digitalWrite(0, HIGH); } if (request.indexOf("/light3off") > 0) { digitalWrite(0, LOW); GVHD : Đường Khánh Sơn PHẦN PHỤ LỤC } if (request.indexOf("/light4on") > 0) { digitalWrite(02, HIGH); } if (request.indexOf("/light4off") > 0) { digitalWrite(02, LOW); } //sensor char c = client.read(); float h = dht.readHumidity(); // Read temperature as Celsius (the default) float t = dht.readTemperature(); // Read temperature as Fahrenheit (isFahrenheit = true) float f = dht.readTemperature(true); // Check if any reads failed and exit early (to try again) if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) { Serial.println("Failed to read from DHT sensor!"); GVHD : Đường Khánh Sơn PHẦN PHỤ LỤC GVHD : Đường Khánh Sơn strcpy(celsiusTemp,"Failed"); strcpy(fahrenheitTemp, "Failed"); strcpy(humidityTemp, "Failed"); } else{ // Computes temperature values in Celsius + Fahrenheit and Humidity float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false); dtostrf(hic, 6, 2, celsiusTemp); float hif = dht.computeHeatIndex(f, h); dtostrf(hif, 6, 2, fahrenheitTemp); dtostrf(h, 6, 2, humidityTemp); // You can delete the following Serial.print's, it's just for debugging purposes Serial.print("Humidity: "); Serial.print(h); Serial.print(" %\t Temperature: "); Serial.print(t); Serial.print(" *C "); Serial.print(f); PHẦN PHỤ LỤC Serial.print(" *F\t Heat index: "); Serial.print(hic); Serial.print(" *C "); Serial.print(hif); Serial.print(" *F"); Serial.print("Humidity: "); Serial.print(h); Serial.print(" %\t Temperature: "); Serial.print(t); Serial.print(" *C "); Serial.print(f); Serial.print(" *F\t Heat index: "); Serial.print(hic); Serial.print(" *C "); Serial.print(hif); Serial.println(" *F"); } //sensor GVHD : Đường Khánh Sơn PHẦN PHỤ LỤC GVHD : Đường Khánh Sơn //khigas valuegas = analogRead(A0); int ledPin12=12; //d?c giá tr? di?n áp ? chân A0 - chân c?m bi?n //(value n?m kho?ng 0-1023) pinMode(ledPin12, OUTPUT); digitalWrite(ledPin12, LOW); int ledPin13=13; //(value n?m kho?ng 0-1023) pinMode(ledPin13, OUTPUT); digitalWrite(ledPin13, LOW); int ledPin15=15; //(value n?m kho?ng 0-1023) pinMode(ledPin15, OUTPUT); digitalWrite(ledPin15, LOW); delay(1000); Serial.println(valuegas); //Xuất giá trị Valuegas if(valuegas>150){ digitalWrite(ledPin12, HIGH); }else{ digitalWrite(ledPin12, LOW); } PHẦN PHỤ LỤC GVHD : Đường Khánh Sơn if(valuegas>200){ digitalWrite(ledPin13, HIGH); }else{ digitalWrite(ledPin13, LOW); } if(valuegas>250){ digitalWrite(ledPin15, HIGH); }else{ digitalWrite(ledPin15, LOW); } //Sensor MQ-5 // Set ledPin according to the request //digitalWrite(ledPin, value); // Return the response client.println("HTTP/1.1 200 OK"); client.println("Content-Type: text/html"); client.println("Refresh: 10"); // lệnh để tự động tải lại trang, giây lần tải lại client.println(""); // not forget this one client.println(""); client.println(""); PHẦN PHỤ LỤC GVHD : Đường Khánh Sơn client.println(""); client.println(""); client.println(""); client.println(""); client.println(""); client.println("Control Smart Home"); client.println(""); client.println("Temperature in Celsius:"); client.println(celsiusTemp); client.println("*CTemperature in Fahrenheit: "); client.println(fahrenheitTemp); client.println("*FHumidity: "); client.println(humidityTemp); PHẦN PHỤ LỤC GVHD : Đường Khánh Sơn client.println("%"); client.print(" Value Gas :"); client.println(valuegas); client.println(""); client.println(""); client.println(""); client.println("Device all"); client.println("Turn On "); client.println(""); client.println(""); client.print("Device 1: "); client.println("Turn On "); client.println(""); PHẦN PHỤ LỤC GVHD : Đường Khánh Sơn client.print("Device 2: "); client.println("Turn On "); client.println(""); client.print("Device 3: "); client.println("Turn On "); client.println(""); client.print("Device 4: "); client.println("Turn On "); client.println(""); client.println(""); client.println(""); if (digitalRead(5)) { client.print("Light is OFF"); } PHẦN PHỤ LỤC else { client.print("Light is ON"); } client.println(""); if (digitalRead(4)) { client.print("Light is OFF"); } else { client.print("Light is ON"); } client.println(""); client.println(""); if (digitalRead(0)) { client.print("Light is OFF"); } GVHD : Đường Khánh Sơn PHẦN PHỤ LỤC else { client.print("Light is ON"); } if (digitalRead(02)) { client.print("Light is OFF"); } else { client.print("Light is ONN"); } client.println(""); client.println(""); client.println(""); client.println(""); delay(1000); Serial.println("Client disonnected"); Serial.println(""); } GVHD : Đường Khánh Sơn PHẦN PHỤ LỤC GVHD : Đường Khánh Sơn ... MQ-5 Chương XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH 3.1.5 GVHD : Đường Khánh Sơn Sơ đồ khối mơ hình nhà thơng minh Hình 3.10 Sơ đồ khối mơ hình nhà thơng minh Chương XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH 3.2... trên, chọn đề tài ? ?Xây dựng mơ hình thu thập liệu điều khiển nhà thông minh? ?? 1.2 Lịch sử giải vấn đề Tiền đề cho hệ thống tự động nhà cửa/ nhà thơng minh thiết bị điều khiển từ xa không dây Được... nhà, dễ dàng giao tiếp điều khiển vật dụng nhờ tất kết nối chung vào hệ thống nhà thông minh nối với Internet Hình 2.3 Mơ hình điều khiển nhà thông minh Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT GVHD : Đường Khánh