0

XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHỈ SỐ TIÊU THỤ ĐIỆN SINH HOẠT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IOT

74 6 0
  • XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHỈ SỐ TIÊU THỤ ĐIỆN SINH HOẠT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IOT

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 15/09/2021, 19:19

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (I4.0) đang diễn ra sôi động trên thế giới với sự hội tụ của thế giới vật lý và thế giới ảo (kỹ thuật số), trong đó động lực cơ bản thúc đẩy cuộc cách mạng này nó là Internet vạn vật (Internet of Things - IoT) đang phát triển với tốc độ đang kinh ngạc. Chúng ta có thể đôi lần bắt gặp cụm từ IoT này ở bất kỳ đâu, từ những bản tin thời sự - công nghệ trên tivi, trên các trang mạng điện tử, hoặc cụ thể là những ứng dụng thiết thực trong đời sống. Đúng như tên gọi, đây là một hệ thống các thiết bị công nghệ có liên quan đến nhau, mọi vật được kết nối với nhau dựa trên giao thức chung, đó là mạng truyền thông – hay Internet. Chỉ cần một thiết bị có kết nối mạng, là bạn có thể hoàn toàn kiểm tra, điều khiển các thiết bị, bất kể bạn đang ở đâu. Với những tiện ích do IoT mang lại, việc ứng dụng công nghệ này vào đời sống là thật sự cần thiết. Vậy cụ thể ứng dụng vào đâu, ngoài việc chỉ điều khiển các thiết bị điện từ xa ?. Vậy có bao giờ bạn phải đau đầu tự hỏi tại sao tháng này hóa đơn tiền điện lại tăng lên chóng mặt trong khi bạn nghĩ là đã sử dụng chúng một cách hợp lý và tiết kiệm. Có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng này ví dụ như chủ quan và quên không tắt các thiết bị điện, do độ sai sót của công tơ điện, hoặc cũng có thể do nhân viên ghi nhầm số điện…vv. Vậy làm thế nào để giải quyết các vấn đề nói trên? Xuất phát từ câu hỏi đó, được sự tận tình hướng dẫn của TS Nguyễn Duy Huy – (Khoa Công nghệ thông tin – Trường ĐH Mỏ Địa chất), em đã mạnh dạn đăng ký và thực hiện đề tài: “Xây dựng hệ thống giám sát chỉ số tiêu thụ điện sinh hoạt ứng dụng công nghệ IoT” giúp thực hiện công việc đo và giám sát, hiển thị và cập nhật lên màn hình thiết bị và trên các nền tảng Mobile app và Web app, giúp cho người sử dụng có thể dễ dàng quan sát cũng như thống kê, kiểm soát được lượng điện đã và đang sử dụng. Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do thời gian và trình độ còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiết sót. Rất mong được sự góp ý của các thầy cô cùng các bạn để báo cáo được hoàn thiện hơn. KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHỈ SỐ TIÊU THỤ ĐIỆN SINH HOẠT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IOT SINH VIÊN THỰC HIỆN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỖ ĐÌNH QUỲNH - 1621050461 GV.TS NGUYỄN DUY HUY LỚP KHMTUD K61 BỘ MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH HÀ NỘI – 06/ 2021 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU .2 MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI I.1 Tính cấp thiết .6 I.2 Mục tiêu .6 I.3 Phạm vi I.4 Nội dung nghiên cứu I.5 Phương pháp .7 I.6 Khảo sát toán thực tế CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IOT II.1 Định nghĩa II.2 Lịch sử hình thành phát triển IOT 10 II.3 Đặc trưng IoT 12 II.4 Kiến trúc tổng quát ứng dụng IoT 13 II.5 Phần cứng IoT .16 II.5.1 Tổng quan thiết bị phần cứng IoT 17 II.5.2 Các tảng phần cứng phổ biến 19 II.6 Truyền nhận liệu IoT .26 II.7 Ứng dụng IoT 33 CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 36 III.1 Phân tích thiết kế hệ thống xử lý .36 III.2 Phân tích thiết kế hệ thống liệu 38 CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG HỆ THỐNG 39 IV.1 Xây dựng hệ thống phần cứng .39 IV.1.1 Lựa chọn phần cứng 39 IV.1.2 Kết nối phần cứng 45 IV.2 Xây dựng hệ thống phần mềm công cụ hỗ trợ 47 IV.2.1 Xây dựng chức cho mainboard .47 IV.2.2 Xây dựng sở liệu thời gian thực từ Google Firebase .54 IV.2.3 Xây dựng ứng dụng thiết bị di động 56 IV.2.4 Xây dựng Web App 60 CHƯƠNG V: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 62 V.1 Kết đạt .62 V.1.1 Kết lý thuyết .62 V.1.2 Kết chạy hệ thống 62 V.2 Đánh giá, nhận xét 66 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO .68 PHỤ LỤC 69 LỜI CẢM ƠN Đối với sinh viên trường đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, đồ án tốt nghiệp minh chứng cho kiến thức có sau năm năm học tập Trong q trình hồn thành đồ án tốt nghiệp, ngồi cố gắng thân, em khơng thể hồn thành tốt cơng việc khơng có bảo hướng dẫn tận tình TS Nguyễn Duy Huy Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy, nhờ có thầy mà em xây dựng hồn thành báo cáo cách xuất sắc Ngồi suốt trình nghiên cứu em nhận được giúp đỡ, hỗ trợ tận tình tồn thể quý thầy cô BGH trường Đại học Mỏ Địa chất, thầy cô môn Khoa Học Máy Tính Em xin gửi lời cảm ơn tới ban chủ nhiệm môn, tập thể cán giảng dạy mơn Khoa Học Máy Tính, khoa Cơng nghệ thông tin, trường đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, truyền dạy kiến thức cho em suốt năm vừa qua tạo điều kiện để em thực tốt Đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè giúp đỡ, chia sẻ em q trình học tập hồn thành đồ án Bước đầu vào thực tế, tìm hiểu lĩnh vực cịn mới, kiến thức em hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do vậy, khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý thầy cô để kiến thức em lĩnh vực hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 31 tháng 05 năm 2021 Sinh viên Đỗ Đình Quỳnh DANH MỤC HÌNH VẼ, Hình 1: Cơng việc đo số điện YHình 1: Tổng quan IoT Hình 2: Sơ đồ kiến trúc IoT .13 Hình 3: Kiến trúc phần cứng IoT 17 Hình 4: Một số loại vi điều khiển dòng AVR hãng Atmel 17 Hình 5: Các phiên Board Arduino 20 Hình 6: Các board mạch dựa ESP8266 .21 Hình 7: Các model Raspberry Pi 23 Hình 8: Phần cứng Particle 24 Hình 9: Bo mạch BeagleBone 25 Hình 10: Cấu tạo MQTT 26 Hình 11: Dạng yêu cầu/phản hồi HTTP .28 Hình 12: Các lớp CoAP .30 Hình 13: Giao thức DDS 31 Hình 14: Mơ hình AMQP 32 YHình 1: Mơ hình hệ thống 36 Hình 2: Sơ đồ hệ thống .37 Hình 3: Nguyên lý hoạt động 37 Hình : Lưu đồ giải thuật đo điện AC 38 YHình 1: Module PZEM-004T .39 Hình 2: Sơ đồ giao tiếp Module AC PZEM-004T cổng PZCT-02 100A 40 Hình 3: Module Node MCU ESP8266 41 Hình 4: Sơ đồ Pin I/O ESP8266 41 Hình 5: Sơ đồ chân LCD 16x2 42 Hình 6: Module giao tiếp LCD I2C 44 Hình 7: Bộ nguồn 5V 45 Hình 8: Sơ đồ kết nối khối thiết bị đo điện .46 Hình 9: Kết nối khối hiển thị .46 Hình 10: Phần mềm Arduino IDE .47 Hình 11: Giao diện Arduino IDE .48 Hình 12: Cài đặt thư viện cho NodeMCU 49 Hình 13: Cài đặt Firmware ESP8266 .50 Hình 14: Chọn phần cứng để lập trình .50 Hình 15: Chọn Port kết nối .51 Hình 16: Cài đặt thư viện cho Arduino IDE 51 Hình 17: Hiển thị thơng số lên mobile app .52 Hình 18: Truyền liệu lên Firebase database 53 Hình 19: Hiển thị thông số lên LCD 53 Hình 20: Google Firebase dịch vụ 54 Hình 21: Cách thức hoạt động Firebase Realtime Database .55 Hình 22: Cơ sở liệu thời gian thực hệ thống 56 Hình 23: Giao diện app Blynk 56 Hình 24: Nguyên lý hoạt động Blynk 57 Hình 25: Tạo project Blynk 58 Hình 26: Thêm widget vào project 58 Hình 27: Cấu hình cho widget 59 Hình 28: Giao diện sau cấu hình widget .60 Hình 29: Giao diện Sublime Text 61 YHình 1: Hệ thống phần cứng đo điện 62 Hình 2: Giao diện Mobile app 63 Hình 3: Giao diện login hệ thống 63 Hình 4: Giao diện quản lý giám sát user 64 Hình 5: Giao diện thống kê theo ngày user 64 Hình 6: Giao diện quản lý giám sát admin 65 Hình 7: Giao diện xuất hóa đơn 65 DANH MỤC BẢNG BIỂUY Bảng 1: Kết nối PZEM-004T với ESP8266 .45 Bảng 2: Kết nối ESP8266 với I2C LCD 46 Bảng 3: Các chức công cụ .48 MỞ ĐẦU Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (I4.0) diễn sôi động giới với hội tụ giới vật lý giới ảo (kỹ thuật số), động lực thúc đẩy cách mạng Internet vạn vật (Internet of Things IoT) phát triển với tốc độ kinh ngạc Chúng ta đơi lần bắt gặp cụm từ IoT đâu, từ tin thời - công nghệ tivi, trang mạng điện tử, cụ thể ứng dụng thiết thực đời sống Đúng tên gọi, hệ thống thiết bị cơng nghệ có liên quan đến nhau, vật kết nối với dựa giao thức chung, mạng truyền thơng – hay Internet Chỉ cần thiết bị có kết nối mạng, bạn hoàn toàn kiểm tra, điều khiển thiết bị, bạn đâu Với tiện ích IoT mang lại, việc ứng dụng công nghệ vào đời sống thật cần thiết Vậy cụ thể ứng dụng vào đâu, việc điều khiển thiết bị điện từ xa ? Vậy có bạn phải đau đầu tự hỏi tháng hóa đơn tiền điện lại tăng lên chóng mặt bạn nghĩ sử dụng chúng cách hợp lý tiết kiệm Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng ví dụ chủ quan quên không tắt thiết bị điện, độ sai sót cơng tơ điện, nhân viên ghi nhầm số điện…vv Vậy làm để giải vấn đề nói trên? Xuất phát từ câu hỏi đó, tận tình hướng dẫn TS Nguyễn Duy Huy – (Khoa Công nghệ thông tin – Trường ĐH Mỏ Địa chất), em mạnh dạn đăng ký thực đề tài: “Xây dựng hệ thống giám sát số tiêu thụ điện sinh hoạt ứng dụng công nghệ IoT” giúp thực công việc đo giám sát, hiển thị cập nhật lên hình thiết bị tảng Mobile app Web app, giúp cho người sử dụng dễ dàng quan sát thống kê, kiểm soát lượng điện sử dụng Mặc dù có nhiều cố gắng thời gian trình độ cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiết sót Rất mong góp ý thầy bạn để báo cáo hoàn thiện CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI I.1 Tính cấp thiết Trong sống người luôn đặt câu hỏi, có tị mị với điều mẻ Và tị mị đơi lại đem lại ý tưởng không ngờ Ai số nghĩ tới sống nơi mà thiết bị máy móc điện tử trở thành người bạn tốt với người Giờ đây, điều dần trở thành thực cơng nghệ IoT xuất hiện, dần ‘xâm chiếm” toàn giới Ứng dụng IoT gắn liền với sống phải kể đến mơ hình nhà thơng minh Ở điều khiển, kiểm sốt ngơi nhà cách tối ưu mà không tốn nhiều công sức thời gian, việc giám sát điện tiêu thụ nhà Hiện tại, việc giám sát lượng điện tiêu thụ 100% thực nhờ công tơ điện cơng ty điện lực lắp đặt, sau hàng tháng có nhân viên tới ghi số điện thủ cơng Tuy cuối tháng xem hóa đơn tiền điện số điện mà khơng thể kiểm soát việc sử dụng điện cách tiện dụng, thống kê trực quan Đi kèm với việc sử dụng công tơ điện sử dụng đa số rủi ro kèm theo, điển theo phóng VTV24 tháng 12/2019, nhiều công tơ điện hết "đát", chất lượng tân trang thành hàng bán cho người tiêu dùng khiến xảy tình trạng sai số lớn Ngồi ra, với hệ thống cơng tơ điện ghi số thủ công dễ xảy nhầm lẫn làm nảy tranh cãi khiến người dùng sai số hay thân họ qn khơng tắt thiết bị khiến tình trạng xảy Đứng trước thực trạng đó, yêu cầu cấp thiết đặt cần kết hợp ứng dụng công nghệ để giám sát thơng số điện mà sử dụng hàng ngày Để từ kiểm soát đề phương án sử dụng cách hiệu tiết kiệm Ngoài ra, hệ thống cịn hỗ trợ cho đơn vị việc giám sát, xuất hóa đơn thu phí tiền điện sinh hoạt hộ mà đơn vị quản lý Đó lý em định lựa chọn thực đề tài “Xây dựng hệ thống giám sát số tiêu thụ điện sinh hoạt ứng dụng công nghệ IoT” I.2 Mục tiêu  Tìm hiểu tổng quan IoT  Thiết kế hệ thống tiến hành đo lượng điện tiêu thụ đặn cập nhật thông số lên Web app Mobile app để thuận tiện cho việc giám sát  Thiết kế hệ thống quản lý, nơi mà đơn vị quản lý trích xuất hóa đơn để thu phí điện tiêu thụ hộ  Hoàn chỉnh sản phẩm kế hoạch đưa vào thử nghiệm I.3 Phạm vi  Các đơn vị quản lý việc giám sát, thu phí điện  Các hộ gia đình  Các vấn đề xoay quanh việc tiêu thụ điện đời sống I.4 Nội dung nghiên cứu  Tìm hiểu lựa chọn giải pháp thiết kế  Thu thập tài liệu module wifi, vi xử lý thiết bị liên quan  Tìm hiểu thiết kế giao diện Web app Mobile app  Thiết kế, lập trình cho hệ thống điều khiển, chạy thử nghiệm  Thiết kế mô hình, chỉnh sửa cải tiến từ phương án chọn  Đánh giá kết thực I.5 Phương pháp  Nghiên cứu tài liệu qua internet giáo trình, báo lĩnh vực IoT  Tìm hiểu ứng dụng, appmobile, IoT platform hỗ trợ chức cần thiết cho dự án  Thực nghiệm: Cài đặt, cấu hình ứng dụng đáp ứng yêu cầu đặt I.6 Khảo sát toán thực tế Qua q trình tìm hiểu, Tập đồn Điện lực Việt Nam quản lý khoảng 28,5 triệu cơng tơ khách hàng nước, khoảng 54% công tơ điện tử (đo xa không đo xa), cịn lại cơng tơ Trong đó, số lượng công tơ hết hạn sử dụng phải thay công tơ điện tử theo chủ trương chiếm đa số Song, số thực tế khoảng 72.000 khách hàng thuộc đối tượng áp dụng giá lắp đặt công tơ điện tử Một số hộ khách hàng gia đình tiêu thụ điện pha lắp đặt thí điểm, khách hàng quen với tốc độ “rùa” công tơ già cỗi, có cấp xác (tức tải tiêu thụ 100 kWh, thực tế cơng tơ có khả đo từ 98 đến 102 kWh), nên thay công tơ điện tử đại với cấp xác (có khả đạt cấp 0,5, chí cao hơn), khách hàng lại khơng đồng tình cho công tơ điện tử chạy với tốc độ “phi mã”  Sơ lược Firebase Realtime Database Firebase realtime database sở liệu thời gian thực, NoSQL lưu trữ đám mây cho phép bạn lưu trữ đồng liệu Dữ liệu lưu trữ dạng Json, đồng theo thời gian thực kết nối Khi bạn xây dựng ứng dụng đa tảng Android, IOS Web App, tất client bạn kết nối sở liệu Firebase tự động cập nhật liệu có thay đổi Cả sở liệu json lớn, với độ trễ thấp, Firebase realtime database cho phép bạn xây dựng ứng dụng cần độ realtime app chat, hay game online…vv Hình 21: Cách thức hoạt động Firebase Realtime Database  Ưu điểm Firebase Realtime Database o Realtime: Firebase Realtime Database sử dụng đồng liệu mối liệu có thay đổi, thiết bị kết nối nhận thay đổi vài mili giây o Offline: Khi người dùng ngoại tuyến, liệu lưu nhớ cache thiết bị tự động đồng bạn trực tuyến Tất tự động o Accessible from Client Devices: Firebase Realtime Database truy cập từ thiết bị mobile trình duyệt web Nó khơng cần ứng dụng server Bảo mật xác thực liệu thơng qua Rule bảo mật Firebase Realtime Database, rule thực thi liệu đọc ghi  Xây dựng Realtime Database cho hệ thống: Hình 22: Cơ sở liệu thời gian thực hệ thống IV.2.3 Xây dựng ứng dụng thiết bị di động Blynk phần mềm mã nguồn mở thiết kế cho ứng dụng IoT (Internet of Things) Ứng dụng giúp người dùng điều khiển phần cứng từ xa, hiển thị liệu cảm biến, lưu trữ liệu, biến đổi liệu làm nhiều việc khác Chính việc sử dụng app Blynk để hiển thị giám sát thơng số lựa chọn tối ưu hệ thống.[ CITATION Phạ18 \l 1033 ] Hình 23: Giao diện app Blynk  Blynk có ba thành phần chính: o Blynk App - cho phép tạo giao diện cho sản phẩm bạn cách kéo thả widget khác mà nhà cung cấp thiết kế sẵn o Blynk Server - chịu trách nhiệm xử lý liệu trung tâm điện thoại, máy tính bảng phần cứng Bạn sử dụng Blynk Cloud Blynk cung cấp tự tạo máy chủ Blynk riêng bạn Vì mã nguồn mở, nên bạn dễ dàng intergrate vào thiết bị chí sử dụng Raspberry Pi làm server bạn o Library Blynk – support cho hầu hết tất tảng phần cứng phổ biến - cho phép giao tiếp với máy chủ xử lý tất lệnh đến  Nguyên lý hoạt động Blynk: Hình 24: Nguyên lý hoạt động Blynk Blynk Library upload vào mạch điều khiển Arduino, Esp8266 mạch kết nối với nhiều cảm biến, thiết bị, Và kết nối với Blynk Server thông qua Wifi, Ethernet, 3G, LTE Blynk App cài đặt điện thoại kết nối tới Blynk Server thông quan Wifi LTE Sẽ nhận thông số mà mạch điều khiển gửi lên Server, đồng thời gửi lệnh, tín hiệu điều khiên lên Server gửi tới mạch điều khiển  Xây dựng giao diện ứng dụng: Bước 1: Tải ứng dụng Blynk từ Google Play Store Apple App Store Bước 2: Bạn tạo tài khoản Blynk App cho riêng bạn sử dụng email cá nhân Bước 3: Tạo project cho hệ thống đo điện năng: Hình 25: Tạo project Blynk Chọn loại device ESP8266, Connection Type WI-FI nhấn nút Create Một mã số bao gồm 32 kí tự cho thiết bị gọi Device auth token gửi đến email Mã auth token ghi vào code lập trình Arduino Blocky Node Wifi kết nối đến server Bước 4: Thêm widget vào project cách nhấn vào chỗ trống canvas biểu tượng top menu, chọn loại widget cần thêm kéo thả vào canvas Hình 26: Thêm widget vào project Bước 5: Cấu hình cho widget Mỗi widget có hình Settings riêng Bạn nhấn vào widget canvas để mở hình Settings Trong đó, thơng số PIN quan trọng nhất, tùy thuộc bạn sử dụng PIN Blynk app bạn lập trình tương tự cho Blocky Node Wifi IDE Ví dụ: Với widget để đo điệp áp, lựa chọn widget Labeled Value, cấu hình tên Điện Áp, input V, giá trị từ 0-300 Hình 27: Cấu hình cho widget Lần lượt với widget giá trị phù hợp, thiết lập chức sau: Đèn led kết nối module wifi, ngày chốt số, điện áp, dịng điện, cơng suất, tần số, hơm nay, hơm qua, tháng này, tháng trước, biểu đồ biến thiên dòng điện, tổng số điện Chúng ta giao diện sau: Hình 28: Giao diện sau cấu hình widget IV.2.4 Xây dựng Web App  Sublime Text – IDE cơng cụ lập trình đa ngơn ngữ Sublime Text IDE Editor hỗ trợ đa ngôn ngữ lập trình hồn tồn miễn phí Nó chạy nhiều hệ điều hành khác với cấu hình nhỏ gọn hồn tồn miễn phí Sublime Text phiên nhất, trước có phiên Với hệ thống plugin phong phú hay gọi control package giúp người dùng dễ dàng cài đặt thêm tính hỗ trợ lập trình với ngơn ngữ mà chọn Những ngôn ngữ mà công cụ hỗ trợ mạnh gồm HTML, CSS, JavaScript, C#, C++, Python… Chính mà em sử dụng phần mềm để lập trình web app Hình 29: Giao diện Sublime Text  Xây dựng Web App Như nói phần trước, hệ thống chia làm hai phần, phần dành cho người dùng phần dành cho quản trị viên Người dùng đăng nhập giám sát thông số thống kê số điện tiêu thụ theo ngày, tháng, số tiền Quản trị viên đăng nhập quản lý thông tin người dùng họ tên, số điện thoại, nơi ở, số điện tiêu thụ hôm nay, tháng này, tháng trước để từ in hóa đơn tiền điện Xác định yêu cầu đó, dựa kiến thức học, em sử dụng HTML, CSS JavaScript để thực việc thiết kế giao diện lấy liệu từ Firebase Realtime Database để hiển thị lên web app CHƯƠNG V: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ V.1 Kết đạt V.1.1 Kết lý thuyết Đồ án thực khoảng tháng rưỡi, cuối tháng đến ngày 15/6 (kết thúc) Trong khoảng thời gian này, em tìm hiểu để thiết kế hệ thống phần cứng lẫn phần mềm để thực chức đo lượng điện tiêu thụ sinh hoạt ứng dụng công nghệ IoT Ở phần cứng, em tìm hiểu nguyên lý cách thức hoạt động module đo điện năng, biết cách thiết kế mạch đo điện áp thông dụng Khảo sát khối ngoại vi, thông số kỹ thuật; biết cách giao tiếp module wifi NodeMCU, giao tiếp với Module LCD I2C Về phần mềm, em biết cách sử dụng phần mềm Arduino IDE để lập trình điều khiển NodeMCU Tìm hiểu thư viện có sẵn, tìm kiếm thư viện để từ lập trình điều khiển cho hệ thống Hiểu cách trao đổi truyền nhận liệu vi điều khiển theo chuẩn UART, I2C Biết cách lập trình web app sử dụng ngôn ngữ JavaScript, HTML CSS Hiểu nguyên lý cách sử dụng sở liệu Realtime Database Firebase Tìm hiểu số tảng open IoT platform, biết cách thiết kế project app Blynk kết nối với NodeMCU V.1.2 Kết chạy hệ thống Hình 1: Hệ thống phần cứng đo điện Hình 2: Giao diện Mobile app Hình 3: Giao diện login hệ thống Hình 4: Giao diện quản lý giám sát user Hình 5: Giao diện thống kê theo ngày user Hình 6: Giao diện quản lý giám sát admin Hình 7: Giao diện xuất hóa đơn Đối với mobile app, người dùng cần đăng nhập với tài khoản gmail đăng ký app để nhận mã auth token giám sát cách trực quan thông số biểu đồ biến thiên mức sử dụng điện Còn web app, người dùng truy cập vào địa web thơng qua trình duyệt web Chrome CocCoc, giao diện đăng nhập hình 5., điền thơng tin đăng nhập mà admin dã cung cấp cho bạn nhấn vào nút đăng nhập, người dùng quản lý, giám sát mực tiêu thụ ngày hộ gia đình Đối với admin, họ xem thơng tin giám sát tất người dùng thông qua tài khoản cung cấp, xem database hệ thống V.2 Đánh giá, nhận xét Hiện tại, mơ hình hệ thống thực tốt cơng việc đo, cập nhật liệu lên web server server blynk theo thời gian, sai số (rất nhỏ, chấp nhận được) Yêu cầu đặt mơ hình cần phải khắc phục tình trạng nhiễu để hệ thống hoạt động xác Mobile app hiển thị thông tin đầy đủ đẹp mắt, thống kê trực quan cho người sử dụng dễ giám sát Thống kê liệu liên tục theo thời gian Web app hiển thị đầy đủ thông tin giám sát cần thiết cho người dùng cụ thể, giao diện hiển thị thông số giám sát điện tiêu thụ cho người dùng theo ngày theo tháng, người quản lý giám sát mức tiêu thụ điện tất người dùng thông giao diện web Giao diện sử dụng form để hiển thị nội dung, giúp cho người dùng dễ dàng quan sát, tạo cảm giác gần gũi cho người dùng Tuy nhiên, giao diện nhìn chung cịn đơn giản, thực mục đích Đề tài sử dụng mơ hình tương ứng với hộ gia đình sử dụng để gửi liệu lên Firebase, việc gửi liệu khơng gặp khó khăn Tuy nhiên phải cần xét trường hợp thực tế có nhiều hộ gia đình gửi liệu lên Firebase lúc, có xảy cố trình truyền liệu hay khơng? Đây câu hỏi Nhìn chung, thiết bị đo đơn giản, dễ sử dụng, hình LCD hiển thị thông tin chi tiết, rõ nét, kiện điện tử bên bố trí gọn gàng, chắn Nếu tiếp tục phát triển cải tiến, sản phẩm có tính ứng dụng thực tế có tiềm phát triển thị trường KẾT LUẬN Sau tháng thực đề tài với nỗ lực cố gắng thân, với hướng dẫn, góp ý tận tình thầy Nguyễn Duy Huy, đề tài hoàn thành kịp tiến độ quy định theo yêu cầu đặt giám sát mức tiêu thụ điện thông qua mobile app web app Về phần cứng, mơ hình thực đo mức tiêu thụ điện sử dụng cập nhật gửi lên Blynk server Firebase database realtime Mơ hình thiết kế với kích thước tương đối nhỏ gọn, bố trí bên gọn gàng, dễ quan sát Tuy nhiên, hệ thống xuất tình trạng nhiễu nên giá trị đọc từ cảm biến chưa thật xác Về phần mềm, em thiết kế giao diện web để hiển thị liệu, cho phép user đăng nhập vào hệ thống đơn giản tài admin cung cấp để giám sát mức tiêu thụ điện họ, đồng thời admin phép giám sát mức tiêu thụ tất user, xuất hóa đơn tiền điện cho user Thiết kế giao diện mobile app để hiển thị thông số cách trực quan, thân thiên với người dùng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Wikipedia, "vi.wikipedia.org," Internet Vạn Vật, 21 03 2021 [Online] Available: https://vi.wikipedia.org/wiki/Internet_V%E1%BA%A1n_V%E1%BA%ADt [2] phamtuan79, "Smartfactoryvn," Cách thức hoặt động ứng dụng IoT, 16 01 2021 [Online] Available: https://smartfactoryvn.com/technical-article/kien-truc-iot-cac-khoi-chucnang-chinh-va-cach-thuc-hoat-dong/ [3] Blocky, "Yolostem," Chương Trình Học IoT Zero2Hero, 10 12 2019 [Online] Available: https://yolostem.gitbooks.io/blocky/content/gioi-thieu-iot.html [4] Daviteq, "www.daviteq.com," Các giao thức IoT phố biến nhất, 21 09 2018 [Online] Available: https://www.daviteq.com/blog/vi/cac-giao-thuc-iot-pho-bien-nhat/ [5] Mắt Bão, "wiki.matbao.net," Firebase - giải pháp lập trình khơng cần Backend từ Google, 25 02 2021 [Online] Available: https://wiki.matbao.net/firebase-la-gi-giai-phap-lap-trinh-khongcan-backend-tu-google/ [Accessed 01 06 2021] [6] Phạm Vĩnh Toàn, "Mechasolution Việt Nam," Blynk, 10 08 2018 [Online] Available: https://mechasolution.vn/Blog/blynk-la-gi [Accessed 01 06 2021] [7] Vu (Louis) Bui, "Linkedin," Tìm hiểu cách thức hoạt động ứng dụng IoT, 10 04 2019 [Online] Available: https://www.linkedin.com/pulse/ki%E1%BA%BFn-tr%C3%BAc-iot-c %C3%A1c-kh%E1%BB%91i-ch%E1%BB%A9c-n%C4%83ng-ch%C3%ADnh-v%C3%A0-c %C3%A1ch-th%E1%BB%A9c-louis-vu PHỤ LỤC
- Xem thêm -

Xem thêm: XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHỈ SỐ TIÊU THỤ ĐIỆN SINH HOẠT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IOT, XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT CHỈ SỐ TIÊU THỤ ĐIỆN SINH HOẠT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IOT

Từ khóa liên quan

Mục lục

Xem thêm