122
Hình 6.7 : Bộ điều khiển trung tâm
Thông số kĩ thuật:
Điện áp hoạt động 5V-2A
Truyền thông MQTT, Zigbee
Kích thước 120mm x 70mm x 33 mm
Ứng dụng hỗ trợ Home assistant, Apple HomeKit
Bảng 6.7: Thông số kỹ thuật bộ điều khiển trung tâm
Tính năng của bộ điều khiển trung tâm
Bộ trung tâm có đầy đủ các tính năng của một hệ thống quản trị nhà thông minh thông thường như giám sát, điều khiển, tự động hoá. Dưới đây là những điểm khác biệt chính của Home Assistant so với các hệ thống/nền tảng khác.
- Kết nối đến sóng zigbee cho nên nó cũng có đầy đủ tất cả tính năng của thiết bị zigbee
- Hỗ trợ hàng chục nền tảng và hàng ngàn thiết bị. - Tự động hóa vô cùng mạnh mẽ
- Tùy biến không giá hạn và cá nhân hóa
- Điều khiển/giám sát các thiết bị qua app điện thoại - Có thể liên kết với app HomeKit IOS
123 Bằng các thiết bị đã chế tạo và thiết kế xây dựng mô hình nhà thông minh trong chính ngôi nhà của mình bố trí trong tất cả các phòng: phòng khách, phòng ngủ, phòng làm việc, nhà bếp, wc.
Hình 6.8 : Sơ đồ bố trí hệ thống trong nhà
Bộ điều khiển trung tâm
124 Thiết bị nhận biết ánh sáng và chuyển động
Hình 6.10: Thiết bị nhận biết ánh sáng và chuyển động đặt trong nhà
Module người chơi nhạc cụ
125 Thiết bị nhận biết nhiệt độ, độ ẩm, khói và khí gas
Hình 6.12: Thiết bị nhận biết nhiệt độ, độ ẩm, khói và khí gas đặt trong nhà
Thiết bị điều khiển từ xa IR (điều hòa)
126 Rèm cửa tự động
Hình 6.14: Rèm cửa thông minh đặt trong nhà
Cảm biến cửa zigbee
Hình 6.15: Cảm biến cửa zigbee đặt trong nhà
Đèn zigbee
127
6.3. Điều khiển hệ thống
Để điều khiển được hệ thống bước đầu khi cấm nguồn phải kết nối với wifi của hệ thống
Muốn kết nối thiết bị vào hệ thống. Khi cấm nguồn thiết bị phải kết nối với wifi của hệ thống. Bấm vào wifi OurHome nhập mật khẩu quang1999
Hình 6.17: Kết nối wifi của hệ thống
Khi kết nối vào hệ thống sẽ hiện thị WiFiManager cho người dùng đăng nhập wifi bất kỳ.
128
Hình 6.18: hộp thoại WiFiManager
Hình 6.19: Đăng nhập wifi bất kỳ
Sau khi kết nối thiết bị vào hệ thống thực hiện giám sát điều khiển thông qua Home Assistant
129
Hình 6.20: giao diện điều khiển và giám sát thiết bị trên Home Assistant
Giao diện điều khiển giám sát thông qua app Home Assistant trên điện thoại
130
Hình 6.21 : Giao diện điều khiển giám sát thiết bị qua app Home Assistant trên
điện thoại
Giám sát các thiết bị cảm biến:
Trạng thái hoạt động của cảm biến PIR khi có người và không có người
131 Trạng thái của cảm biến khói và khí gas
Hình 6.23: Thông số cảm biến khói, khí gas
Giá trị nhiệt độ ở trong nhà được cảm biến nhiệt độ đọc
Hình 6.24: Thông số cảm biến nhiệt độ
132
Hình 6.25: Thông số cảm biến độ ẩm
Hiện tại không có thiết bị zigbee kết nối và hệ thống
Hình 6.26: Giao thức Zigbee
133
Hình 6.27: Thông số hoạt động của Module rèm cửa tự động
Trạng thái của module người chơi nhạc khi không có người ngồi vào
Hình 6.28: Thông số Module người chơi nhạc cụ
134
Hình 6.29: Thông số Module bật tắt đèn tự động
Giao diện giám sát tổng quát hệ thống
Hình 6.30: Thông số hoạt động tất cả cảm biến
135
Hình 6.31: Thông số điều hòa
Điều khiển giám sát qua Home IOS
136
Hình 6.32: Điều khiển giám sát qua Home IOS
Bộ điều khiển trung tâm kết nối các thiết bị
Bảng 6.8: Bảng kết nối hệ thống trong nhà
Bộ điều khiển trung tâm
Khoảng cách Thiết bị
20m
Công tắt thông minh Thiết bị nhận biết ánh sáng và chuyển động Rèm cửa tự động IR điều hòa
Thiết bị cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, khói khí gas
137 Module người chơi nhạc
Dưới đây là bảng thống kê điều khiển trên thực tế của bộ điều khiển trung tâm với các thiết bị:
Bảng 6.9: Bảng thực nghiệm điều khiển
STT Thiết bị điều khiển Phương thức điều khiển Số lần thực hiện Số lần thành công Khoảng cách Tỉ lệ thành công 1 Công tắt thông minh hass 100 100 100% 2 Thiết bị nhận biết ánh sáng và chuyển động hass 100 100 100% 3 Rèm cửa tự động sóng IR 50 50 5m 100% 4 Rèm cửa tự động Sóng IR 50 50 10m 100% 5 Rèm cửa tự động hass 100 100 100%
6 IR điều hòa hass 50 50 100%
7 Module người chơi nhạc hass 50 50 100% 8 Thiết bị cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, khói khí gas hass 30 30 100%
138 9 Cảm biến
cửa zigbee
hass 100 100 100%
10 Đèn zigbee hass 50 50 100%
Bảng 6.10: Tần số lấy mẫu của thiết bị
Thiết bị Cảm biến Tần số lấy mẫu
Thiết bị nhận biết nhiệt độ, độ ẩm, khói và khí gas
Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm 0,5Hz Cảm biến khói, khí gas 1Hz Thiết bị người chơi nhạc cụ Mạch khuyết đại HX711 50-60Hz Thiết bị nhận biết ánh sáng và chuyển động Cảm biến ánh sáng BH1750 31kHz-8MHz Cảm biến chuyển động PIR 1Hz
Cảm biến thu hồng ngoại KY-022
38MHz
6.4. Hạn chế và hướng phát triển
Hạn chế
- Chưa có một cloud mqtt riêng để lưu trữ và quản lý - Thiết kế chưa được hoàn thiện
- Chưa tối ưu hóa được nguồn cấp cho thiết bị
- Chưa tối ưu hóa được cách thức hoạt động cũng như là giao diện riêng Hướng phát triển
- Có thể áp dụng để sử dụng cho 1 dãy phòng hoặc rộng hơn là khách sạn - Sử dụng rộng trong lĩnh vực phong thủy, và y tế, game ,....
- Tạo giao điện và hệ sinh thái riêng giúp tự động hóa ngôi nhà tùy ý - Tạo một mqtt broken riêng thay vì dùng home assistant.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Theo trang wikipedia, “Internet vạn vật”,
https://vi.wikipedia.org/wiki/Internet_V%E1%BA%A1n_V%E1%BA%ADt, 16/8/2020
[2] Theo trang Đại học Bà Rịa Vũng Tàu, “Internet of things là gì? Tại sao nó sẽ trở thành xu hướng trong tương lai”, https://bvu.edu.vn/bvu/-
/asset_publisher/1SS24BzdXWeD/content/internet-of-things-la-gi-tai-sao-no-se-tro- thanh-xu-huong-cua-tuong-lai-, 1/6/2019
[3] Theo trang dnict , “4 năm nữa, IOT sẽ thay đổi thế giới ra sao?”,
https://dnict.vn/index.php/tintuc/tincongnghe/3775-4-nam-n-a-iot-s-thay-d-i-th-gi-i- ra-sao, 8/9/2016
[4] Theo trang iotvietnam, “chiến lược chiếm lĩnh Smart Home của các ông lớn”, https://iotvietnam.com/chien-luoc-chiem-linh-thi-truong-smart-home-cua-cac-ong- lon/, 29/6/2016
[5] Theo trang anocomtech, “Xu hướng phát triển nhà thông minh- smarthome 2021”, https://anycomtech.com.vn/xu-huong-phat-trien-nha-thong-minh- smarthome-2021/, 5/3/2020
[6] Theo trang Dntech, “giải pháp tổng thể nhà thông minh Bkav”,
https://dntech.vn/giai-phap-tong-the-nha-thong-minh-cua-bkav-120-25.html, [7] Theo trang Smarthome, “Thiết bị nhà thông minh”,
https://smarthome.com.vn/thiet-bi-nha-thong-minh, 06/04/2018
[8] Theo trang 2kvn, “vai trò của MQTT trong IOT”, https://2kvn.com/mqtt-la-gi- vai-tro-cua-mqtt-trong-iot-p5f33363136, 25/07/2021
[9] Theo trang Tự động hóa Automation, “Giao thức zigbee trong truyền thông công nghiệp”, https://vnautomate.net/giao-thuc-zigbee-trong-truyen-thong-cong- nghiep.html, 14/05/2020
[10] Theo trang thế giới ic, “HX711 cảm biến cân nặng 25mm”,
https://www.thegioiic.com/products/hx711-cam-bien-can-nang-25mm,
[11] Theo trang HSHOP, “Mạch Thu Phát RF Zigbee UART CC2530+PA V2”, https://hshop.vn/products/mach-thu-phat-rf-zigbee-uart-cc2530-v1-1, 10/05/2019 [12] Theo trang KonnectED, “ Home Assistant, bắt đầu tìm hiểu”,
https://konnected.vn/home-assistant/tong-quan-va-tinh-nang-2015-09-04, 16/06/2020
[13] Theo trang Raspberry Pi Viet Nam , “Raspberry Pi 3 Model B+”, https://raspberrypi.vn/san-pham/raspberry-pi-3-model-b,
[14] Theo trang HSHOP, “Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102”, https://hshop.vn/products/kit-rf-thu-phat-wifi-esp8266-nodemcu