BÁO cáo đồ án tốt NGHIỆP đề tài xây DỰNG mô HÌNH NHÀ THÔNG MINH điều KHIỂN BẰNG GIỌNG nói

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Ngọc Văn Sinh viên thực hiện: Hà Nội, 7-2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Ngọc Văn Sinh viên thực hiện: Hà Nội, 7-2020 ĐÁNH GIÁ QUYỂN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Tên giảng viên đánh giá: TS Nguyễn Ngọc Văn Họ tên Sinh viên: Ngô Đức Hiển MSSV:20158140 Tên đồ án: Xây dựng mơ hình nhà thơng minh điều khiển giọng nói Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thực nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt Có khả phân tích đánh giá kết (15) Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai Kỹ viết đồ án (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học 10a (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở lên/Đạt 10b giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác 1 1 3 4 5 5 5 5 10c chuyên ngành TI contest Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng Điểm tổng quy đổi thang 10 /50 Nhận xét khác (về thái độ tinh thần làm việc sinh viên) Ngày: … / … / 20… Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) ĐÁNH GIÁ QUYỂN BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP (Dùng cho cán phản biện) Giảng viên đánh giá: Họ tên sinh viên: Ngô Đức Hiển MSSV: 20158140 Tên đồ án: Xây dựng mô hình nhà thơng minh điều khiển giọng nói Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thực nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt Có khả phân tích đánh giá kết (15) Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai Kỹ viết đồ án (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải SVNC 10a khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở lên/Đạt giải khuyến khích 10b kỳ thi quốc gia quốc tế khác chuyên ngành TI contest 10c Không có thành tích nghiên cứu khoa học 1 1 2 3 4 5 5 5 5 Điểm tổng Điểm tổng quy đổi thang 10 /50 Nhận xét khác cán phản biện Ngày: … / … / 20… Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) LỜI NÓI ĐẦU Thế giới bước vào cách mạng công nghiệp 4.0 với hội thách thức, đòi hỏi hệ trẻ phải có thay đổi phù hợp để thích ứng thành công Trong lịch sử, nhân loại trải qua ba cách mạng công nghiệp, đem tới thay đổi toàn diện cho sống người Không phải ngoại lệ, cách mạng 4.0 với tảng vạn vật kết nối, tự động hóa trí tuệ nhân tạo dự đốn tạo mặt hồn tồn cho giới Những cơng việc nặng nhọc địi hỏi tính sáng tạo thay robot, Internet với tốc độ siêu nhanh phủ sóng khắp nơi thay đổi cách ta làm việc giao tiếp Đồng thời, cỗ máy với khả tính tốn xử lý siêu việt xuất nhiều quan, viện nghiên cứu Những thành tựu công nghệ xuất ngày nhiều, tiêu biểu Alpha Go Google dành chiến thắng tuyệt đối trước nhà vô địch cờ vây giới, công ty Nhật Bản bắt đầu thử nghiệm Robot thay cho nhân viên văn phịng tơ tự hành xuất ngày nhiều đường phố… Internet of Things – IoT hay gọi vạn vật kết nối, vạn vật vật, vật thể, thiết bị Mỗi vật thể có ID (định danh riêng), tất kết nối với thông qua môi trường mạng Internet Từ tạo mạng lưới thơng minh, có khả truyền tải, trao đổi liệu, thông tin qua lại Tất điều khiển từ xa người mà không cần phải tiếp xúc trực tiếp với thiết bị Cụ thể người điều khiển thiết bị trọng nhà như: máy giặt, tủ lạnh, tivi, đèn, máy lạnh,… Hoạt động từ trình điều khiển Smartphone máy tính bảng hay laptop Công nghệ IoT phát triển dựa kết hợp công nghệ mạng Internet (mạng không dây Wifi, mạng viễn thông băng rộng 4G, 5G) công nghệ – điện tử Sự kết hợp từ công nghệ đại mang đến nhiều ứng dụng, đáp ứng nhu cầu Từ giúp tăng trưởng hiệu chất lượng công việc Một thành tựu vạn vật kết nối vài năm trở lại “Nhà Thông Minh” hay Smart Home Ở Việt Nam, nhiều mơ hình nhà thơng minh áp dụng vào thực tế mang lại cho người sống tiện nghi Nhận thấy nhu cầu phát triển thực tiễn Smart Home Việt Nam, chúng em chọn đề tài: “Xây dựng mơ hình nhà thơng minh điều khiển giọng nói” nhắm hướng tới việc xây dựng mơ hình giám sát điều khiển thông qua Smartphone mạng Internet Trong trình thực đề tài thực tập này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy Nguyễn Ngọc Văn, Viện Điện tử - Viễn thông, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, hướng dẫn tận tình dẫn bước, cung cấp tài liệu nghiên cứu quý báu, hướng nghiên cứu để em thực yêu cầu thực tập 62 Hình 56: Cấu hình Firebase cho app Trong FirebaseToken điền Web API Key Trong FirebaseURL điền Firebase host 3.4.3 Xây dựng sở liệu cho nhà Cơ sở liệu nhà viết dạng chuỗi JSON đóng gói tảng Node JS (Một tảng Server Side xây dựng dựa nên tảng Javascript Engine) Chúng bao gồm hai phần key value Một chuỗi JSON trình bày sau: { "username" : "thehalfheart", "email" : "thehalfehart@gmail.com", "website" : "freetuts.net", "title" : "Học lập trình với JSON" } 63 Như vậy, sở liệu nhà bao gồm: { "tên thiết bị" : "trạng thái", "tên cảm biến" : "giá trị thông số", } Các thành phần sơ sở liệu nhà dạng {“key”:“value”} sau: “tt_denpk” : “0” – đèn phòng khách với trạng thái tắt (tương ứng giá trị 0) trạng thái mở (tương ứng giá trị 1) “tt_quatpk” : “0” – quạt phòng khách với trạng thái tắt (tương ứng giá trị 0) trạng thái mở (tương ứng giá trị 1) “tt_tivi” : “0” – tivi với trạng thái tắt (tương ứng giá trị 0) trạng thái mở (tương ứng giá trị 1) “tt_denpn” : “0” – đèn phòng ngủ với trạng thái tắt (tương ứng giá trị 0) trạng thái mở (tương ứng giá trị 1) “tt_quatpn” : “0” – quạt phòng ngủ với trạng thái tắt (tương ứng giá trị 0) trạng thái mở (tương ứng giá trị 1) “tt_dennvs” : “0” – đèn nhà vệ sinh với trạng thái tắt (tương ứng giá trị 0) trạng thái mở (tương ứng giá trị 1) “tt_denbep” : “0” – đèn nhà bếp với trạng thái tắt (tương ứng giá trị 0) trạng thái mở (tương ứng giá trị 1) “tt_bep” : “0” – bếp với trạng thái tắt (tương ứng giá trị 0) trạng thái mở (tương ứng giá trị 1) “temp” : “float(temp)” – giá trị nhiệt độ với giá trị số thực “humi” : “float(humi)” – giá trị độ ẩm với giá trị số thực “gasval”: “float(gasValue)” – giá trị nồng độ khí gas với giá trị số thực “ppmval” : “float(ppmValue)” – giá trị nồng độ khí có hại với giá trị số thực “watval” : “int(watValue)” – giá trị mực chất lỏng với giá trị số nguyên 3.4.4 Xây dựng sở liệu người dùng Cơ sở liệu người dùng lưu sở liệu app, sở liệu lưu đến phần mềm gỡ bỏ khỏi điện thoại thơi Cơ sở liệu người dùng bao gồm: Username: Tên người dùng username đăng nhập Passwork: Mật đăng nhập New_passwork: Mật cập nhật người dùng 64 3.5 Một số kịch thử nghiệm Thông thường, nhà thông minh điều khiển cách bật tắt thiết bị nhà qua hoạt động bấm phím giọng nói ứng dụng điện thoại tùy theo nhu cầu người sử dụng Ngoài chúng em thử thêm số kịch khác để điều khiển nhà thông minh:  Khi có khách tới Chúng ta cần nói “Phịng khách tối q” đèn phịng khách, đèn phịng bếp tivi bật lên  Khi ngủ Chúng ta nói “Tơi ngủ” quạt phịng ngủ bật lên, tất thiết bị lại tắt  Khi nhà vào buổi tối Khi nói “ Tơi nhà” tồn đèn nhà bật lên 3.6 Đánh giá độ xác Hiện đồ án chúng em chạy xác Đơi lúc ứng dụng android khơng nhận dạng lệnh điều khiển phát âm chưa chuẩn nhiên phần điều khiển tay hoạt động nhanh xác Đánh giá độ xác mạch đo nhiệt độ + Dựa lần đo vào ngày mùng bọn em có kết đo bảng đây: Bảng 3: Bảng biểu diễn kết mạch đo nhiệt độ so với thực tế Giờ Nhiệt độ mạch Nhiệt độ điện thoại 17:00/08/06/2020 32 33 18:00/08/06/2020 32 33 18:00/08/06/2020 32 33 20:00/08/06/2020 32 33 21:00/08/06/2020 32 32 00:00/09/06/2020 31 30 2:00/09/06/2020 30 29 65 12:00/09/06/2020 35 35 14:00/09/06/2020 35 36 15:00/09/06/2020 35 36 16:00/09/06/2020 36 37 Dựa kết bảng khẳng định mạch đạt độ xác 90% so với kết thực tế Các mạch lại chạy xác so với nguyên lí mạch 66 3.7 Kết luận Như vậy, module cho nhà thông minh thiết kế với đầy đủ chức giám sát trực quan, điều khiển chiếu sáng, cảnh báo để điều khiển vào/ra, điều khiển từ xa tay giọng nói qua ứng dụng android hoàn chỉnh 67 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Hiện nước phát triển giới sử dụng nhiều nhà thông minh phục vụ cho đời sống hàng ngày cần thiết Ở Việt Nam việc sử dụng nhà thơng minh cịn hạn chế Tuy nhiên, tương lai có phát triển kinh tế đất nước gia đình có điều kiện, bên cạnh việc chế tạo thiết bị điện công nghệ cao ngày phát triển, dẫn đến giá thành thiết bị giảm Việc ứng dụng nhà thông minh Việt Nam phổ biến mang tính thời Với mơ hình ngơi nhà thơng minh quản lý giám sát thiết bị điện - điện tử nhà cách tự động, đơn giản thuận tiện, không cần phải tới trực tiếp nơi xảy cố hay thời gian kiểm tra an ninh nhà Hướng nghiên cứu mở cho nhiều ý tưởng thiết thực Đề tài hồn tồn áp dụng vào triển khai thực tế đầu tư kinh phí cộng tác cá nhân tổ chức quan tâm “Ngơi nhà thơng minh điều khiển giọng nói” đề tài đòi hỏi nhiều thời gian nghiên cứu ngơi nhà có nhiều phương pháp điều khiển để nhà ngày thơng minh Nhưng, bọn em trình bày trên, ngơi nhà thơng minh đơn gian phức tạp tùy theo tính mà chủ nhà mong muốn Trong thời gian làm đồ án vừa qua, em nghiên cứu hệ thống thơng dụng ngơi nhà thơng minh Theo đó, bọn em đã: Tìm hiểu hệ thống ngơi nhà thơng minh thực tế Tìm hiểu hệ thống sử dụng nhà thông minh như: hệ thống chiếu sáng, báo cháy, nhiệt độ, điều khiển thiết bị giọng nói , v.v … Tuy nhiên, giới hạn thời gian trình độ nên thực đề tài lần bọn em không tránh khỏi hạn chế Bọn em mong góp ý thầy bạn để xây dựng ngơi nhà thơng minh với điều khiển tối ưu để áp dụng vào thực tiễn sống hàng ngày 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://vi.wikipedia.org/wiki/Android_(h%E1%BB%87_%C4%91i%E1%BB %81u_h%C3%A0nh) truy cập lần cuối ngày 31/05/2020 [2] https://firebase.google.com/docs/database/android/start truy cập lần cuối ngày 31/05/2020 [3] http://www.smarthome.com.vn/luxury truy cập lần cuối ngày 30/05/2020 [4] https://tissmarthome.com.vn/ truy cập lần cuối ngày 30/05/2020 [5] https://nhathongminhviet.vn/nha-thong-minh-schneider-electric truy cập lần cuối ngày 30/05/2020 [6] https://vi.wikipedia.org/wiki/Hypertext_Transfer_Protocol truy cập lần cuối ngày 31/05/2020 [7] https://arduino.vn/ truy cập lần cuối ngày 25/06/2020 [8] https://arduino.esp8266.vn/wifi/smartconfig.html truy cập lần cuối ngày 02/06/2020 [9] https://hocarm.org/smartconfig-voi-esp8266/ truy cập lần cuối ngày27/06/2020 [10] http://khoahocphattrien.vn/cong-nghe/4-cau-phan-cua-internet-ofthings/2015092612598962p1c859.htm truy cập lần cuối ngày 21/05/2020 [11] https://developer.android.com/guide/topics/ui/layout/recyclerview truy cập lần cuối ngày 30/05/2020 [12] https://iotmakervn.github.io/iot-starter-book/ truy cập lần cuối ngày 28/06/2020 [13] https://arduino.esp8266.vn/wifi/smartconfig.html truy cập lần cuối ngày 01/06/2020 69 ... TỬ - VIỄN THÔNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Ngọc Văn Sinh viên thực hiện: Hà Nội, 7-2020 ĐÁNH GIÁ QUYỂN... em chọn đề tài: ? ?Xây dựng mơ hình nhà thơng minh điều khiển giọng nói? ?? nhắm hướng tới việc xây dựng mơ hình giám sát điều khiển thơng qua Smartphone mạng Internet Trong trình thực đề tài thực... dẫn đồ án tốt nghiệp TS Nguyễn Ngọc Văn Em xin cam đoan tồn nội dung trình bày đồ án kết trình tìm hiểu nghiên cứu em Các liệu nêu đồ án ? ?Xây dựng mơ hình nhà thơng minh điều khiển giọng nói? ??