Nghiên cứu và triển khai mô hình nhà thông minh báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp trường

IUH1819 BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: Nghiên cứu triển khai mơ hình nhà thơng minh Mã số đề tài: 182.Đ04 Chủ nhiệm đề tài: Trần Đăng Khánh Đơn vị thực hiện: Khoa Công nghệ Điện TP.HCM, THÁNG 09 NĂM 2018 IUH1819 LỜI CÁM ƠN Chúng em xin gửi lời cám ơn tới thầy cô Khoa Công nghệ Điện, trường Đại học Cơng Nghiệp Tp Hồ Chí Minh ủng hộ giúp đỡ chúng em trình làm đề tài Xin cảm ơn chuyên viên Phòng Nghiên cứu khoa học Hợp tác quốc tế giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài, cảm ơn trường ĐH Cơng Nghiệp Tp HCM cấp kính phí thực nghiên cứu theo quy định Đặc biệt, chúng em xin chân thành cám ơn ThS Võ Trung Kiên nhiệt tình bảo để chúng em hoàn thành đề tài Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, thầy cô Khoa Kỹ thuật Điện tồn thể thầy trường Đại học Cơng Nghiệp TP Hồ Chí Minh giảng dạy nhiệt tình truyền thụ kiến thức quý báu để chúng em có hiểu biết tầm quan trọng điện sống Các thầy cô trang bị đầy đủ kiến thức, kĩ nghề nghiệp để chúng em tự tin áp dụng vào công việc tương lai hành trang quý báu cho sống sau Sau thời gian thực đề tài nghiên cứu khoa học, với hướng dẫn tận tình Thầy anh, chị Cơng ty TNHH Liên Minh Chúng em có thêm nhiều kiến thức tịa nhà thơng minh, tính thực tế tính hữu dụng sống ngày Trong trình thực đề tài mình, chúng em cố gắng để hoàn thiện cách tốt Nhưng với kiến thức hiểu biết có hạn nên khơng tránh khỏi thiết sót mong thầy cơ, anh chị bạn đóng góp ý kiến cho đề tài chúng em hồn thiện Chúng em xin trân trọng cảm ơn! i PHẦN I THƠNG TIN CHUNG I Thơng tin tổng qt 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu triển khai mơ hình nhà thông minh 1.2 Mã số: 182.Đ04 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài Họ tên TT Đơn vị cơng tác Vai trị thực đề tài Khoa Công nghệ Điện Chủ nhiệm đề tài (học hàm, học vị) Sinh viên Trần Đăng Khánh Sinh viên Phạm Lê Phương Nga Khoa Công nghệ Điện Thành viên Sinh viên Phan Quốc Cường Khoa Công nghệ Điện Thành viên Thạc sĩ Võ Trung Kiên Khoa Công nghệ Điện Hướng dẫn đề tài Kĩ sư Trương Quang Danh Công ty Liên Minh Hỗ trợ đề tài 1.4 Đơn vị chủ trì: Khoa Công nghệ Điện 1.5 Thời gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 08 năm 2018 1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng… năm… 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 08 năm 2018 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): (Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết nghiên cứu tổ chức thực hiện; Nguyên nhân; Ý kiến Cơ quan quản lý) 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: Hai mươi triệu đồng ii II Kết nghiên cứu Đặt vấn đề - Trong năm gần khái niệm tự động hóa trở nên quen thuộc khơng sử dụng lính vực chun mơn kỹ thuật đặc thù Với cơng trình xây dựng dân dụng công nghiệp, hệ thống kỹ thuật tự động gọi chung tự động hóa tịa nhà đóng vai trị quan trọng góp phần nâng cao hiệu vận hành, khai thác cho tòa nhà cải thiện điều kiện làm việc người Một hệ thống tự động hóa hồn chỉnh hệ thống cung cấp giải pháp điều khiển, quản lý điều kiện làm việc nhiệt độ, độ ẩm, lưu thơng khơng khí, hệ thống chiếu sáng, hệ thống giám sát an ninh, báo cháy, tiết kiệm lượng tiêu thụ, thân thiện với môi trường Ở Việt Nam, năm gần khái niệm hệ thống tịa nhà thơng minh khơng cịn điều mẻ Tuy nhiên, mức độ ứng dụng hệ thống nói chung cịn giới hạn, chưa thực sâu rộng Nhưng điều tất yếu năm tới đây, nhịp độ xây dựng tòa nhà văn phòng cao cấp, trung tâm thương mại ngày đại khơng áp dụng hệ thống quản lý tịa nhà thơng minh Bởi tính hiệu kinh tế mà mang lại cho tịa nhà lớn - Các giải pháp cơng nghệ tịa nhà thông minh nhiều hãng Lagrand(Pháp), hãng Comfort (Singapore), hãng Siemens (Đức) có chi nhánh tồn cầu với mẫu nhà đa dạng theo yêu cầu khách hàng Với loại công nghệ thông minh như: X10 compatible, X10 Wireless, Insteon, ZigBee, HomePlug, Bluetooth, KNX… - Giải pháp công nghệ X10 (Mỹ) phát triển từ thập niên 1970 kỷ trước, giao thức Home Automation cũ nhất, mơ hình cho phép điều khiển dễ dàng loại thiết bị như: điều khiển trung tâm, thiết bị báo động mở cửa két sắt, thiết bị nhận diện người lạ xâm nhập, thiết bị điều khiển điện gia đình, thiết bị kết nối Internet,… Với trang bị này, chủ nhà kiểm sốt điều khiển từ xa thiết bị điện, điện iii tử gia đình để tăng cường hiệu sinh hoạt bảo vệ gia đình từ internet, điện thoại,… - Ở Châu Âu, công nghệ trang bị cho nhà với thiết bị thông minh phát triển EIB, Instabus, SCS Đường Instabus kết nối tất ứng dụng tới hệ thống giao tiếp phi tập trung cho tất thiết bị điều khiển Hệ thống SCS hệ thống có cấu trúc gần giống với hệ Instabus, thiết bị điều khiển thiết bị chấp hành nối theo kiểu vòng, sao, đường bus dây đảm bảo việc truyền liệu, tăng khả dẻo thi công, mở rộng mạng tiết kiệm đường dây cho chủ đầu tư Một hệ thống tiêu biểu cho hệ SCS hệ thống Bticino, với hệ thống toàn hệ thống Home Automation, Camera doorphone, Sound system, Sercurity,…được đôi bus Đây hệ thống có độ tích hợp cơng nghệ cao, có nhiều sản phẩm cho ứng dụng nhà thông minh hệ thống - Hệ thống lắp đặt tịa nhà thơng minh ABB – ABB i-bus giúp số tòa nhà lớn Singapore cắt giảm lượng tiêu thụ giành giải thưởng cơng nghiệp hiệu suất lượng tác động đến môi trường ABB i-bus hệ thống lắp đặt tòa nhà sử dụng phổ biến Singapore Nó có tảng lắp đặt lớn nhất, từ văn phòng, nhà máy, khách sạn, nhà nghỉ, trường đại học, hộ, biệt thự nhà gỗ tầng - Hiện này, N 50090 tiêu chuẩn Châu Âu cơng nghệ cài đặt cho tịa nhà dựa vào tiêu chuẩn KNX KNX giao thức đáp ứng tiêu chuẩn Sau 11 năm hình thành phát triển (1999) KNX có 100 công ty thành viên với 7000 sản phẩm cấp chứng chất lượng KNX Hiện Hiệp hội KNX nhận tham gia 21000 cơng ty tích hợp giải pháp từ 70 nước toàn giới, với 50 trường đại học 100 trung tâm đào tạo Với tham vọng trở thành tiêu chuẩn cho toàn thiết bị điện - điện tử dân dụng toàn giới, sản phẩm KNX bao trùm hầu hết ứng dụng điều khiển cho nhà nhà như: chiếu sáng, rèm cửa, hệ thống an ninh, thiết bị nhiệt, thơng khí, điều hồ iv nhiệt độ, thiết bị giám sát, thiết bị cảnh báo, điều khiển bơm nước, quản lý lượng, thiết bị điện gia dụng, hệ thống nhạc, xem phim, - Gần việc xây dựng tịa nhà thơng minh vấn đề quan tâm, góp phần nâng cao hiệu vận hành, khai thác cho tòa nhà cải thiện điều kiện làm việc người Nghiên cứu, xây dựng điều khiển tịa nhà thơng minh tiêu chuẩn KNX cách tiếp cận mang lại độ xác cao so với phương pháp trước Xây dựng tịa nhà thơng minh theo tiêu chuẩn KNX giúp việc quản lý tòa nhà linh hoạt, tiết kiệm lượng, thiết bị bền, dễ sử dụng, dễ thay đổi sửa chữa - Đã có nhiều nghiên cứu việc xây dựng tịa nhà thơng minh cơng bố tạp chí hội nghị nước Tuy nhiên, việc ứng dụng tiêu chuẩn KNX để xây dựng tịa nhà thơng minh chưa giới thiệu - Nghiên cứu có đóng góp vào việc đào tạo nghiên cứu khoa học sau: - Làm chuyên đề giảng dạy cho đào tạo đại học - Đóng góp giải pháp xây dựng tịa nhà thơng minh theo tiêu chuẩn KNX Mục tiêu 2.1 Mục tiêu tổng quát: Xây dựng điều khiển tịa nhà cách thơng minh theo tiêu chuẩn KNX 2.2 Mục tiêu cụ thể: - Đề xuất hệ thống điều khiển tịa nhà thơng minh theo tiêu chuẩn KNX - Triển khai xây dựng tính tịa nhà thơng minh bao gồm: +Hệ thống chng hình, cửa tự động +Hệ thống điều khiển rèm, mái hiên, cửa +Hệ thống điều khiển chiếu sáng +Hệ thống điều khiển điều hịa khơng khí +Hệ thống tưới nước tự động +Giám sát nhà từ xa v +Hệ thống báo cháy Phương pháp nghiên cứu 3.1 Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết - Phương pháp phân tích lý thuyết: phân tích nguồn tài liệu (tạp chí báo cáo khoa học, tác phẩm khoa, tài liệu lưu trữ thông tin đại chúng) - Phương pháp tổng hợp lý thuyết: lựa chọn tài liệu chọn thứ cần, đủ để xây dựng luận 3.2 Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Phương pháp quan sát: - Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm Tổng kết kết nghiên cứu − Tìm hiểu cấu trúc giải pháp nhà thơng minh KNX hãng ABB − Tìm hiểu mơ hình trang thiết bị hệ thống nhà thông minh − Đề giải pháp xây dựng hệ thống giám sát điều khiển thiết bị tồ nhà − Tìm hiểu cơng cụ lập trình ETS − Thiết kế hệ thống giao diện người dùng phần mềm ETS, ayControl − Lắp đặt thiết bị vận hành tính thông minh mong muốn Đánh giá kết đạt kết luận 5.1 Đánh giá kết Nhìn chung sau thời gian tìm hiểu xây dựng mơ hình, chúng em đạt số kết cụ thể • Tiếp cận số công nghệ Nhà thông minh sử dụng giới • Nắm nguyên lý, cách thức hoạt động hệ thống Nhà thơng minh vi • Biết cách lắp đặt thiết bị cài đặt chương trình điều khiển hệ thống tự động theo yêu cầu chủ nhân ngơi nhà • Giới thiệu tiện ích hệ thống Nhà thông minh đến bạn sinh viên để bạn có tiếp cận cơng nghệ 5.2 Kết luận Chúng ta sống thời đại mà công nghệ khiến cho sống trở nên tiện nghi Trong vài năm trở lại đây, bước tiến lớn công nghệ khiến cho nhà ngập tràn thiết bị cơng nghệ cao Nói cách đơn giản giải pháp cơng nghệ cho phép chủ nhà điều hành nhà thơng qua thiết bị điều khiển từ xa, thường điện thoại thông minh (smartphone) iPhone máy tính bảng (tablet) Hệ thống Nhà thơng minh giúp tiết kiệm lượng chi phí vận hành ngơi nhà Lợi ích hệ thống lớn mà bạn thấy hóa đơn dịch vụ hàng tháng Chúng ta khơng cịn phải trả tiền cho thiết bị điện hoạt động khơng có người Điều chắn tiện dụng Chúng ta hồn tồn kiểm sốt thứ để chắn chi phí giảm mà khơng cần phải dùng thêm dịch vụ khác Nhà thông minh đem lại an toàn, tiện nghi, tiết kiệm cho người sử dụng Trong tương lai không xa, với phát triển công nghệ ngày nay, chắn Công nghệ Nhà thông minh không ngừng phát triển đưa vào lắp đặt phổ biến để phục vụ đời sống người Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) • Đánh giá tổng quan ưu-nhược điểm loại thiết bị hệ thống nhà thơng minh theo tiêu chuẩn KNX • Tận dụng thiết bị điện sẵn có ngơi nhà • Sử dụng chức thiết bị hệ thống Nhà thơng minh • Xây dựng sử dụng tính thơng minh tịa nhà • Xây dựng hệ thống giám sát cảnh báo cố, báo cháy cho nhà vii • Hệ thống tịa nhà thơng minh điều khiển theo phương thức: Điều khiển nút nhấn thông thường, điều khiển thông qua thiết bị điện thoại, tablet, điều khiển thông qua remote, thiết lập cho thiết bị điện hoạt động cách tự động theo chương trình cài đặt sẵn • An overview of the advantages and disadvantages of KNX smart home appliances • Make use of the electrical equipment available in home • Use the function of the device in the Smart home system • Build and use intelligent features in the building • Building fire alarm and warning system for the house • The intelligent building system can be controlled in three modes: push button control, telephone control, tablet, remote control; and set up for active electrical equipment automatically follow the installation program III Sản phẩm đề tài, công bố kết đào tạo 3.1 Kết nghiên cứu (sản phẩm dạng 1,2,3) Yêu cầu khoa học hoặc/và tiêu TT kinh tế - kỹ thuật Tên sản phẩm Đăng ký Đạt Mơ hình tồn nhà thơng Xây dựng mơ hình tịa Xây dựng mơ hình tịa minh phịng V5.3 nhà với tính nhà với tính Khoa Cơng nghệ Điện, thơng minh thơng minh phịng ĐH Cơng nghiệp V5.3 Tp HCM viii Bài báo: “tiêu chuẩn KNX Bài báo gởi đăng tạp Hồn thành báo ngơi nhà thơng minh” chí Khoa học cơng “Nghiên cứu, lập trình nghệ-Trường Đại học điều khiển chiếu sáng Công nghiệp HCM Tp nhà thơng minh hệ thống ABB i-bus® KNX” gởi đăng tạp chí Khoa học cơng nghệ-Trường Đại học Cơng nghiệp Tp HCM Giáo trình Tịa nhà thơng Hồn thành giáo trình Hồn thành tài liệu thực minh mơn học Tịa nhà hành mơn học Tịa nhà thông minh gởi thông minh môn xét duyệt môn xét duyệt 3.2 Kết đào tạo TT Họ tên Thời gian Tên đề tài thực đề tài Tên chuyên đề NCS Đã bảo vệ Tên luận văn Cao học Sinh viên Đại học Trần Đăng Khánh 01/2018-08/2018 Nghiên cứu triển khai mơ x hình nhà thơng minh Phạm Lê Phương Nga 01/2018-08/2018 Nghiên cứu triển khai mơ x hình nhà thơng minh Phan Quốc Cường 01/2018-08/2018 Nghiên cứu triển khai mơ hình nhà thơng minh Ghi chú: ix x ... x hình nhà thơng minh Phạm Lê Phương Nga 01/2018-08/2018 Nghiên cứu triển khai mô x hình nhà thơng minh Phan Quốc Cường 01/2018-08/2018 Nghiên cứu triển khai mơ hình nhà thơng minh Ghi chú: ix... nghệ -Trường Đại học Cơng nghiệp Tp HCM Giáo trình Tịa nhà thơng Hồn thành giáo trình Hồn thành tài liệu thực minh mơn học Tịa nhà hành mơn học Tịa nhà thông minh gởi thông minh môn xét duyệt môn... góp ý kiến cho đề tài chúng em hồn thiện Chúng em xin trân trọng cảm ơn! i PHẦN I THÔNG TIN CHUNG I Thông tin tổng quát 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu triển khai mơ hình nhà thơng minh 1.2 Mã số: