XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ANDROID TRUY XUẤT CSDL GIAO DIỆN WEB ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH TRÊN NỀN MÃ NGUỒN MỞ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ Đề tài XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ANDROID TRUY XUẤT CSDL GIAO DIỆN WEB ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH TRÊN NỀN MÃ NGUỒN MỞ 2.Nhiệm vụ thực hiện: -Phân tích, lựa chọn thiết kế mô hình nhà thông minh. -Xây dựng ứng dụng Android truy xuất CSDL giao diện Web điều khiển nhà Smart Home trên nền mã nguồn mở. -Khả năng mở rộng mô hình với các thiết bị và hệ thống ngoại vi. 3.Nội dung yêu cầu: -Thiết kế mô hình với các thiết bị có khả năng điều khiển tự động, tương tác với nhau và có chức năng giám sát từ xa, đảm bảo an ninh và bảo mật. -Xây dựng ứng dụng Android truy xuất CSDL giao diện Web với chức năng giám sát và điều khiển, hiển thị các trạng thái hoạt động, các thong số điều khiển của các thiết bị trong ngôi nhà. -Mở rộng kết nối với thiết bị ngoại vi.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ Đề tài XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ANDROID TRUY XUẤT CSDL GIAO DIỆN WEB ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH TRÊN NỀN MÃ NGUỒN MỞ Giáo viên : TS ĐẶNG THÁI VIỆT Giáo viên duyệt : TS……………………… hướng dẫn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HÀ NỘI, 6/2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin sinh viên: Họ tên Sinh viên: Lớp : CN-KT Cơ điện tử 02 Khóa : K58 Nhiệm vụ thực hiện: - Phân tích, lựa chọn thiết kế mơ hình nhà thông minh - Xây dựng ứng dụng Android truy xuất CSDL giao diện Web điều khiển nhà Smart Home mã nguồn mở - Khả mở rộng mô hình với thiết bị hệ thống ngoại vi Nội dung u cầu: - Thiết kế mơ hình với thiết bị có khả điều khiển tự động, tương tác với có chức giám sát từ xa, đảm bảo an ninh bảo mật - Xây dựng ứng dụng Android truy xuất CSDL giao diện Web với chức giám sát điều khiển, hiển thị trạng thái hoạt động, thong số điều khiển thiết bị nhà - Mở rộng kết nối với thiết bị ngoại vi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trưởng môn Cán hướng dẫn Sinh viên thực (ký ghi rõ họ tên) (ký ghi rõ họ tên) (ký ghi rõ họ tên) BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………  ĐIỂM HƯỚNG DẪN:…………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngày tháng năm 2018 Giáo viên hướng dẫn (ký tên) MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH 13 Tổng quan nhà thông minh 13 1.1 Bối cảnh nhu cầu sử dụng nhà thông minh 13 1.2 Các mơ hình nhà thơng minh áp dụng 16 Lựa chọn hướng thiết kế 19 CHƯƠNG 2: 21 Sơ đồ kết cấu nhà chức .21 Sơ đồ nguyên lý hoạt động 23 2.1 Hệ thống điện tử 23 Sơ đồ mạch điện hệ thống 24 Giới thiệu modul Arduino 25 4.1 Giới thiệu chung 25 4.2 Arduino Uno 26 4.3 Arduino Ethernet W5100 29 4.4 Arduino Mega 2560 .31 4.5 Một số ứng dụng Arduino 35 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ CẤU CHẤP HÀNH CHO NGÔI NHÀ THÔNG MINH 36 Sơ đồ mạch điện điều khiển cấu chấp hành 36 Tổng quan thiết bị sử dụng hệ thống cấu chấp hành 36 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1 Động servo SG90 .36 2.2 Động bước DC 5.6V/2.1A modul điều khiển A4988 38 Các modul thiết bị sử dụng mô hình chức .39 3.1 Vườn ngoại vi 39 3.2 Phòng khách 40 3.3 Gara để xe .41 3.4 Phòng ngủ .42 3.5 Phòng giải trí/xem phim 43 3.6 Phòng bếp .44 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT, CẢNH BÁO CHO NGÔI NHÀ THÔNG MINH 45 Sơ đồ mạch điều khiển thiết bị cảm biến 45 Tổng quan cảm biến sử dụng hệ thống giám sát, cảnh báo45 2.1 Cảm biến nhiệt độ LM35 45 2.2 Cảm biến khí gas MQ2 46 2.3 Cảm biến chuyển động HC-SR510 .49 Nguyên lý hoạt động hệ thống giám sát .52 3.1 Lưu đồ thuật toán 52 3.2 Hệ thống báo cháy hoạt động dựa cảm biến nhiệt độ LM35 52 3.3 Hệ thống báo rò rỉ khí gas 56 3.4 Hệ thống cảnh báo xâm nhập .57 CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH QUA MẠNG INTERNET 60 Mạng internet(Ethernet) 60 Địa IP .62 Thiết kế hệ thống giám sát điều khiển qua internet 63 Thư viện Ethernet cho Arduino 64 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 65 Mơ hình thực tế 65 Giao diện giám sát điều khiển 66 Kết điều khiển số thiết bị 67 3.1 Báo có xâm nhập trái phép 67 3.2 Giám sát nhiệt độ phòng khách phòng ngủ 67 Kết đạt 69 KẾT LUẬN 70 Kết đạt đồ án 70 Hướng phát triển cho hệ thống 70 PHỤ LỤC 71 CODE HOẠT ĐỘNG .71 Phòng bếp 71 Phòng ngủ(cảm biến nhiệt độ hiển thị lên lcd) 75 Tài liệu tham khảo 84 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình tổng minh……………………………… qt nhà thơng Hình 1.2 Biểu đồ tăng trưởng thị trường Smarthome giới …………………… … 14 15 Hình 1.3 Biểu đồ tăng trưởng thị trường Smarthome (Bắc Mỹ).……………… 15 … Hình 1.4 Mơ hình Smart Technology………… home cơng ty Compro 16 Hình 1.5 Mơ hình Smart home cơng ty IEI Integration.…… …………… 17 … Hình 1.6 Mơ hình Smart home Eco-Future-World…………… …………… 17 …… Hình 1.7 Mơ hình BKAV…………………………………… Smart home Hình 1.8 Mơ hình Lumi………………………………………… Smart home 18 18 Hình 1.9 Xu hướng phát triển smarthome……………………………… 20 …… Hình 2.1 Sơ đồ kết cấu ngơi nhà thơng minh……… ……………………… 21 …… Hình 2.2 Các chức sử dụng………………………………………… 22 ……… ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.3 Sơ đồ nguyên tử…………………… lý hoạt động hệ thống điện 23 Hình 2.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống………… …………………………… 24 ……… Hình 2.5 Hình ảnh Arduino Uno R3 …………………………………… 25 …… Hình 2.6 Cấu trúc phần cứng Arduino Uno……………………………… 27 …… Hình 2.7 ……… Arduino Ethernet W5100……………………………………… 29 Hình 2.8 Kết nối chân điều khiển cho board mạch Arduino Ethernet 31 W5100……… Hình 2.9 Arduino Mega 2560……………………………………………….…… 32 Hình 3.1 Sơ đồ mạch điện điều khiển………………………………………… 36 … Hình 3.2 Sơ đồ chân động servo SG90…………………………………… 37 …… Hình 3.3 ………… Sơ đồ chân A4988…………………………………………… 38 Hình 3.4 Sơ đồ mạch ĐC bước A4988…………………………………… 38 …… Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý vườn ngoại vi…………………………………… 40 … Hình 3.6 Sơ đồ ngun lý phịng khách………………………………………… 41 … Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý gara để xe…………………………………………… 42 … ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.8 Sơ đồ ngun ngủ……………………………………………… lý phịng 43 Hình 3.9 Sơ đồ ngun lý phịng xem phim…………………………………… 43 … Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý khu bếp…………………………………………… 44 … Hình 4.1 Sơ đồ chân cảm biến LM35………………………………………… 45 … Hình 4.2 Module cảm biến khí gas MQ2……………………………………… 47 … Hình 4.3 Cấu tạo module cảm biến khí gas MQ2……………………………… 48 … Hình 4.4 Module cảm SR510…………………………… Hình 4.5 Sơ đồ chân SR510………………………… Hình 4.6 Nguyên tắc động……………… biến cảm chuyển biến động chuyển hoạt động cảm Hình 4.7 Lưu đồ thuật sát………………………………… toán hệ động biến HCHCchuyển thống giám Hình 4.8 Sơ đồ nối LM35……………………………………… cảm biến nhiệt độ Hình 4.9 Sơ đồ nối MQ2……………………………………… cảm biến khí gas Hình 4.10 Sơ đồ nối SR510…………………………… biến chuyển động HC- cảm Hình 5.1 Mạng internet cầu………………………………………… kết Hình giám 5.2 Sơ đồ khối hệ thống nối sát toàn 50 50 51 52 53 56 58 61 điều 63 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP khiển……………………………… Hình 6.1 Mơ hình nhà 3D……………………………………… thơng minh dạng Hình 6.2 Mơ hình nhà tế………………………………… thơng minh thực điều giao diện Hình 6.3 Giao diện giám khiển……………………………………… Hình 6.4 Báo xâm nhập web…………………………… trái sát phép 65 66 66 67 Hình 6.5 Hiển thị nhiệt độ phòng khách phòng ngủ giao diện 68 web… Hình 6.6 Nhiệt độ hiển khách……………………………………… thị phòng 68 10 ... bảo an ninh bảo mật - Xây dựng ứng dụng Android truy xuất CSDL giao diện Web với chức giám sát điều khiển, hiển thị trạng thái hoạt động, thong số điều khiển thiết bị nhà - Mở rộng kết nối với... .11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH 13 Tổng quan nhà thông minh 13 1.1 Bối cảnh nhu cầu sử dụng nhà thông minh 13 1.2 Các mơ hình nhà thơng minh áp dụng 16 Lựa chọn hướng thiết... truy xuất CSDL giao diện Web điều khiển nhà Smart Home mã nguồn mở - Khả mở rộng mơ hình với thiết bị hệ thống ngoại vi Nội dung yêu cầu: - Thiết kế mơ hình với thiết bị có khả điều khiển tự động,