(Đồ án tốt nghiệp) xây dựng hệ thống quản lý phòng cho thuê

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ PHÒNG CHO THUÊ GVHD: NGUYỄN NGÔ LÂM SVTH: LƯU ĐỨC HUY MSSV: 15119022 SVTH: PHẠM HIẾU TRUNG MSSV: 15119056 SKL006746 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ PHÒNG CHO TH SVTH: KHĨA: NGÀNH: CNKT MÁY TÍNH GVHD: Tp.Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2020 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 09 năm 2019 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lưu đức Huy Phạm Hiếu Trung Ngành: Công nghệ kỹ thuật máy tính Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Ngơ Lâm Ngày nhận đề tài: 18/9/2019 MSSV: 15119022 MSSV: 15119056 Lớp: ĐT: 0908434763 Ngày nộp đề tài: 08/1/2020 Tên đề tài: Xây dựng hệ thống quản lý phòng cho thuê Các số liệu, tài liệu ban đầu: Kiến thức môn: Mạch điện, Điện tử bản, Vi xử lý, lập trình phát triển ứng dụng di động Kinh nghiệm thực đồ án môn học Nội dung thực đề tài: Nghiên cứu tài liệu Thiết kế sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý Xây dựng ứng dụng di động Android Thi cơng mơ hình hệ thống viết báo cáo Sản phẩm: Mơ hình hệ thống quản lý phịng gồm hệ thống Master hệ thống Slave TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾ U NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MSSV: 15119022 Họ tên sinh viên: Lưu đức Huy MSSV: 15119056 Phạm Hiếu Trung Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật máy tính Tên đề tài: Xây dựng hệ thống quản lý phòng cho thuê Họ tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Ngô Lâm NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020 Giáo viên hướng dẫn ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾ U NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN MSSV: 15119022 Họ tên sinh viên: Lưu đức Huy MSSV: 15119056 Phạm Hiếu Trung Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật máy tính Tên đề tài: Xây dựng hệ thống quản lý phòng cho thuê Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020 Giáo viên phản biện iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp có kiến thức vơ q báu q trình thực hiện, nhóm sinh viên thực xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Ngô Lâm giảng viên thời gian qua tận tình hướng dẫn, bảo kinh nghiệm quý giá suốt trình thực đề tài Trong thời gian làm việc với Thầy tiếp thu nhiều kiến thức mà học tập thái độ làm việc nghiêm túc, trách nhiệm, chuyên nghiệp hiệu Thầy Đây kinh nghiệm cần thiết cho trình học tập làm việc sau Đồng thời, nhóm xin cảm ơn Thầy/Cơ trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh nói chung, thầy mơn Kỹ thuật Máy tính – Viễn thơng truyền đạt lại nhiều kiến thức từ môn đại cương môn sở ngành môn chuyên ngành Từ giúp nhóm có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt q trình học tập Bên cạnh đó, nhóm xin chân thành cảm ơn anh, chị khóa trước bạn lớp nhiệt tình đóng góp ý kiến chia sẻ kinh nghiệm giúp nhóm hoàn thành đề tài Cuối cùng, mặc dù cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt đảm bảo thời hạn kiến thức hạn hẹp chắn không tránh khỏi thiếu sót, mong Thầy/Cơ bạn sinh viên thơng cảm Nhóm mong nhận ý kiến Thầy/Cơ bạn sinh viên Nhóm xin chân thành cảm ơn! iv LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ khoa học ngày phát triển cách nhanh chóng, mục đích cuối đem lại cho người thuận tiện đến mức tối đa sống hàng ngày Đồng thời tảng công nghệ IoTs ngày phát triển manh mẽ Đóng vai trị vơ quan trọng phát triển cơng nghiệp hóa, đại hóa nhiều lĩnh vực từ công nghiệp, nông nghiệp dân dụng Nhiệm vụ tảng công nghệ IoTs tạo hệ thống thiết bị kết nối với nhau, quản lý điều khiển từ xa thông qua hệ thống Internet để ứng dụng vào lĩnh vực ngành kỹ thuật Nhu cầu nhà Thành phố Hồ Chí Minh ngày tăng nhu cầu chất lượng phòng ngày cao Vì việc quản lý cần phải cải thiện nhằm mang đến trải nghiệm thông minh nhiều tiện ích cho người khách hàng người quản lý dễ dàng giám sát hệ thống phịng Chính thế, nhóm định chọn đề tài “XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ PHÒNG CHO TH” Tìm hiểu, nghiên cứu áp dụng cơng nghệ để xây dựng mơ hình quản lý để đáp ứng nhu cầu xã hội v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆ 1.2MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1.3GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.4PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.6BỐ CỤC CUỐN BÁO CÁO CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1KIT NODEMCU ESP32 2.1.1Giới thiệu 2.1.2Thông số kỹ thuật 2.2MẠCH GIAO TIẾP I2C 2.2.1Giới thiệu 2.2.2Thông số kỹ thuật 2.2.3Sơ đồ kết nối 2.3MODULE CẢM BIẾN ĐO DÒNG ACS712 2.3.1Giới thiệu cảm biến 2.2.4Giới thiệu module A 2.3.2Thông số kỹ thuật vi 2.3.3Sơ đồ kết nối 2.3.4Cách sử dụng 2.4 MODULE CẢM BIẾN KHÍ GAS MQ-2 [9] 2.4.1Giới thiệu 2.4.2Thông số kỹ thuật 2.4.3Sơ đồ mạch cảm bi 2.5 MODULE RELAY 2.5.1Giới thiệu 2.5.2Cấu tạo Relay 2.5.3Cách thức hoạt độn 2.6 MÀN HÌNH LCD 20X4 2.7 NỀN TẢNG ANDROID CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG 3.1 YÊU CẦU VÀ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 3.1.1Yêu cầu hệ thố 3.1.2Mơ hình chung 3.1.3Sơ đồ khối chức 3.1.4Hoạt động chung c 3.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG 3.2.1Khối Master 3.2.1.1 Khối xử lý trung tâm 3.2.1.2 Khối điều khiển phím cảm ứng 3.2.2Khối Slave 3.2.2.1 Khối xử lý trung tâm 3.2.2.2 Khối điều khiển phím cảm ứng vii 3.2.2.4 Khối tải tiêu thụ 25 3.2.2.5 Khối chuông báo động 26 3.2.2.6 Khối cảm biến khí Gas 27 3.2.2.7 Khối cảm biến đo dòng 28 3.2.2.8 Khối chống trộm 29 3.2.3 Khối nguồn 30 3.2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 31 3.3 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 32 3.3.1 Yêu cầu phần mềm 32 3.3.2 Lưu đồ giải thuật phần cứng 32 3.3.2.1 Thiết lập hệ thống 32 3.3.2.2 Thiết lập kết nối 33 3.3.2.3 Hiển thị LCD 34 3.3.2.4 Đọc liệu từ cảm biến khí gas MQ2 35 3.3.2.5 Tính cơng suất tiêu thụ 36 3.3.3 Lưu đồ giải thuật phần mềm 37 3.3.3.1 Đăng nhập tài khoản 37 3.3.3.2 Đăng ký tài khoản 38 3.3.3.3 Khởi động ứng dụng 39 3.3.3.4 Quản lý phòng 40 3.3.3.5 Quản lý người dùng 41 3.3.3.6 Quản lý thiết bị 42 3.3.3.7 Thay đổi thông tin cá nhân 43 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN 44 4.1 KẾT QUẢ THI CÔNG PHẦN CỨNG 44 4.2 KẾT QUẢ THI CÔNG PHẦN MỀM 45 4.2.1 Lập trình vi điều khiển 45 4.2.2 Phần mềm 47 4.3 NHẬN XÉT KẾT QUẢ 51 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 52 5.1 KẾT LUẬN 52 viii 4.2 KẾT QUẢ THI CÔNG PHẦN MỀM 4.2.1 Lập trình vi điều khiển • Thiết lập ban đầu Hình 4.3: Kết nối liệu EEPROM thành cơng Hình 4.4: Kết nối liệu EEPROM thất bại Thiết bị kiểm tra liệu EEPROM, EEPROM có liệu Wifi lấy thơng tin mở kết nối Wifi Nếu kết nối khơng thành công khởi động SmartConfig để thiết lập kết nối • SmartConfig Hình 4.5: Thiết lập kết nối Smartconfig thành công Thiết bị thiết lập Smartconfig vịng 60s kết nối thành cơng thị 45 • Xử lý liệu Server Thiết bị kết nối với Firebase để nhận gửi liệu tải theo thời gian thực Hình 4.6: Cấu trúc liệu thiết bị Firebase Cấu trúc liệu: • Id: Định danh địa MAC_ADDRESS thiết bị • Ip: Địa ip thiết bị • Master: Biến kiểm tra xem thiết bị có phải master hay slave – với true master false slave • Các biến cịn lại trạng thái cổng giá trị công suất tiêu thụ giá trị cảm biến 46 4.2.2 Phần mềm • Đăng nhập Hình 4.7: Trang đăng nhập • Đăng ký Hình 4.8: Trang đăng ký 47 • Quản lý thiết bị Hình 4.9: Trang quản lý thiết bị • Quản lý phịng Hình 4.10: Trang quản lý phịng 48 • Điều khiển tải phịng Hình 4.11: Trang điều khiển thiết bị • Quản lý người dùng Hình 4.12: Trang quản lý người dùng 49 • Thay đổi thơng tin người dùng Hình 4.13: Trang thay đổi thơng tin người dùng • Thêm thiết bị Smartconfig Hình 4.14: Trang thêm thiết bị Smartconfig 50 4.3 NHẬN XÉT KẾT QUẢ Sau 15 tuần nghiên cứu thực đề tài, mơ hình phần cứng phần mềm đáp ứng yêu cầu thiết kế ban đầu: Ưu điểm: − Hệ thống hoạt động tương đối xác − Hệ thống điều khiển từ xa bắt kỳ nơi có mạng Internet − Hệ thống tự truy cập mạng Wifi sau Router bị điện − Giao diện ứng dụng thiết kế trực quan, dễ giám sát điều khiển hệ thống Hạn chế: − Hệ thống phụ thuộc tốc độ mạng Wifi − Hệ thống chưa có tính đo lượng nước tiêu thụ − Hệ thống hạn chế tiện ích hệ thống báo cháy, hệ thống camera an ninh,… 51 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Sau trình bày kết thực nhận xét chương chương nhóm trình bày kết luận đồ án hướng phát triển tương lai 5.1 KẾT LUẬN Sau trình tìm hiểu, nghiên cứu triển khai thực mơ hình đề tài thời gian kiến thức cịn hạn chế, nhóm hồn thành nội dung đáp ứng yêu cầu đặt ban đầu sau: − Nghiên cứu tổng quát hệ thống điều khiển thiết bị từ xa ứng dụng vào đời sống ngày − Tìm hiểu nghiên cứu rõ kit ESP32 − Tìm hiểu ngơn ngữ C để lập trình cho ESP32 ngôn ngữ Java để xây dựng ứng dụng di động − Xây dựng ứng dụng di động điều khiển thiết bị phòng, theo dõi lượng điện tiêu thụ, giao tiếp với người quản lý − Người dùng tiến hành cài đặt kết nối Wifi cho lần với phương thức Smartconfig thông qua điện thoại − Hệ thống thiết bị phịng điều khiển thơng qua phím cảm ứng hoặc thơng qua ứng dụng di động − Lượng điện tiêu thụ phòng theo dõi điện thoại − Người dùng người quản lý giao tiếp với thông qua ứng dụng di động 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đề tài “Xây dựng hệ thống quản lý phòng cho th” nhóm nhóm nghiên cứu thi cơng dạng mơ hình đơn giản, điều khiển thiết bị hệ thống có hai phịng, giao tiếp thao tác với người dùng qua ứng dụng di động điện thoại Android Để hệ thống phát triển có nhiều tính ta cần có cải tiến sau: − Cải thiện tốc độ xử lý vi điều khiển chuyên dùng ARM kết nối thêm nhiều thiết bị điều khiển − Thêm chức theo dõi lượng nước sử dụng phòng − Tích hợp chức trả tiền điện, nước thơng qua hình thức tốn online − Sử dụng cảm biến tốt đem lại ổn định xác cho hệ thống − Xây dựng ứng dụng di động hoạt động hệ điều hành IOS − Tối ưu hóa hệ thống trở nên nhỏ gọn qua thương mại hóa tương lai 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] P.V.Huy, “Đo lượng điện tiêu thụ ổ cắm điện AC Arduino”, Arduino [Online]: http://arduino.vn/bai-viet/1187-do-luong-dien-nangtieu-thu-cua-mot-o-cam-dien-ac-bang-arduino (Đã truy cập tháng 10 năm 2019) [2] T V Tiệp, “Thiết kế mơ hình Smart Home đơn giản sử dụng Module Wifi ESP8266”, Tp.Hà Nội, 2013 [3] Phan Tuấn Vũ – Huỳnh Ngọc Kha, “Đồ án – THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG VƯỜN THÔNG MINH KẾT NỐI WEB SERVER”, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam [4] Nguyễn Huy Thơng “Đồ án – THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA QUA INTERNET BẰNG SMARTPHONE”, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam [5] SC, “ESP8266 Firebase”, Học Arm [Online]: https://hocarm.org/esp8266-va-firebase/ (Đã truy cập tháng 10 năm 2019) Tiếng Anh [6] J Era, B Pradnya and T Vidhi, "Remote Controlled Home Automation Using Android Application via WiFi Connectivity" Mumbai, 2015 [7] John Morris, “Power monitoring system using Arduino and LCD display”, Youtube [Online]: https://www.youtube.com/watch?v=3LCSgPrZK6M (Accessed October 2019) [8] Datasheet ACS712 [9] Datasheet MQ-2 53 PHỤ LỤC Thiết lập kết nối Wifi thơng qua Smartconfig Sau cấp nguồn tồn hệ thống ta bắt đầu thiết lập hệ kết nối Wifi với bước sau: Ta kết nối Wifi cho điện thoại mở ứng dụng EspTouch Trong giao diện ứng dụng ta điền Password wifi bấm nút “Confirm” Giao diện ứng dụng hình bên dưới: Trong chương trình viết đoạn code sau để cấu hình để cấu hình chức Smartconfig thư viện void setup() { Serial.begin(115200); /* Set ESP32 to WiFi Station mode */ WiFi.mode(WIFI_AP_STA); //Thiết lập Wifi cho ESP chế độ Access Point /* start SmartConfig */ 54 WiFi.beginSmartConfig();//Khởi tạo tính Smartconfig /* Wait for SmartConfig packet from mobile */ Serial.println("Waiting for SmartConfig."); while (!WiFi.smartConfigDone()) { delay(500); Serial.print("."); } Serial.println(""); Serial.println("SmartConfig done.");// Quá trình thiết lập Smartconfig hoàn thành /* Wait for WiFi to connect to AP */ Serial.println("Waiting for WiFi"); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.print("."); } Serial.println("WiFi Connected.");// Kết nối Wifi thành công Serial.print("IP Address: "); Serial.println(WiFi.localIP()); // Đọc địa IP Router cấp } void loop() { } Sau vài giây hệ thống kết nối thành cơng vào mạng Wifi Sau kết kết nối Wifi thành cơng: Trên hình Terminal xuất địa IP Router cấp: 55 Đây địa Router cấp cho ESP ứng dụng: Tạo tài khoản cấu hình cho Firebase Để tạo Server miễn phí Google quản lý Firebase ta thực theo bước sử dụng lần đầu hoặc tạo địa server: Bước 1: Tạo tài khoản gmail để truy cập Vào Google gõ trực tiếp trang https://firebase.google.com/ để tạo tài khoản cần đăng nhập gmail Sau nhấn vào nút GET STARTED Màn hình bên dưới: • 56 Bước 2: Tạo new project để thao tác Tạo Project Firebase cách nhấp vào biểu tượng Add project, đặt tên cho project -> chọn Create project chờ hệ thống tạo Khi hoàn tất nhấn Continue Sau tạo xong có hình phía dưới: • Bước 3: Thiết lập Realtime Database Chọn vào Database , giao diện chọn Create database, sau tick vào Start in locked mode chọn ENABLE để thiết lập bảo vệ Cloud Firestore • Trên biểu tượng Database chọn Realtime Database • Bước 4: Mở khóa để xác lập quyền quản trị Xác lập quy tắc cho phép người dùng để đọc hoặc ghi liệu Click vào Rules , thay dịng code fasle = true Sau chọn Publish 57 Vậy thiết lập xong project cần thực thi Cuối kết hình bên dưới, ban đầu chưa ghi liệu vào có chữ “null” xuất 58 ... dễ quản lý Chính thế, nhóm thực đề tài: ” XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ PHÒNG CHO THUÊ” để đáp ứng nhu cầu cấp thiết chủ phòng cho thuê 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Đề tài ? ?Xây dựng hệ thống quản lý phòng cho. .. định chọn đề tài “XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ PHÒNG CHO THUÊ” Tìm hiểu, nghiên cứu áp dụng cơng nghệ để xây dựng mơ hình quản lý để đáp ứng nhu cầu xã hội v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ... sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý Xây dựng ứng dụng di động Android Thi công mơ hình hệ thống viết báo cáo Sản phẩm: Mơ hình hệ thống quản lý phịng gồm hệ thống Master hệ thống Slave TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG