CHƯƠNG 5 THI CÔNG HỆ THỐNG
5.5. HƯỚNG DẪN THAO TÁC HỆ THỐNG
5.5.1. Hệ thống mở cửa
Bước 1: Cấp nguồn cho hệ thống, dùng adapter 12V cắm vào nguồn 220V để cấp
nguồn cho hệ thống. Và chờ khoảng 10s để hệ thống khởi động xong.
Bước 2: Quét thẻ RFID được lưu trong hệ thống để tiến hành mở cửa. 5.5.2. Thêm thẻ RFID
Bước 1: Khi LCD hiển thị trạng thái STATE WAITING, ta scan thẻ master để tiến
hành thêm thẻ.
Bước 2: Đặt thẻ cần thêm vào module đọc thẻ để hệ thống lấy dữ liệu. Khi lưu được
thì hệ thống sẽ hiển thị nội dung đã lưu được lên LCD.
5.5.3. Xóa thẻ
Bước 1: Khi LCD hiển thị trạng thái STATE WAITING, ta scan thẻ master để tiến
hành xóa thẻ.
Bước 2: Đặt thẻ cần xóa vào module đọc thẻ để hệ thống lấy dữ liệu. Khi xóa được
thì hệ thống sẽ hiển thị nội dung đã xóa thẻ lên LCD.
5.5.4. Đọc giá trị nhiệt độ, độ ẩm trên LCD và app Blynk:
Giá trị nhiệt độ, độ ẩm do cảm biến DHT thu nhận có thể đọc được trên màn hình LCD hoặc trên app Blynk.
5.5.5. Phát hiện khói hoặc khí gas vượt mức cho phép:
Khi có khói hoặc khí gas vượt mức cho phép, hệ thống sẽ hú cịi cảnh báo cho đến khi khơng phát hiện khói, khí gas.
5.5.6. Phát hiện có người chuyển động trong phạm vi cài đặt cảm biến:
Khi có người chuyển động trong phạm vi cảm biến, hệ thống sẽ hú cịi cảnh báo cho đến khi khơng phát hiện của cảm biến PIR.
5.5.7. Phát hiện sáng tối để tự bật tắt đèn ngoài trời:
Khi trời tối, hệ thống sẽ tự động bật đèn hành lang và tự tắt nếu trời sáng nhờ quang trở LDR.
5.5.8. Bật tắt đèn các phòng bằng app Blynk hoặc bằng giọng nói :
Đèn các phịng khách, bếp , nhà vệ sinh và phòng ngủ được tắt mở bằng app Blynk. Ngồi ra, có thể bật tắt bằng giọng nói nhờ hỗ trợ của google assistant kết hợp với IFTTT và Blynk Cloud.
CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
6.1 KẾT QUẢ
Qua quá trình tìm hiểu về nhà thơng minh và ứng dụng của nó vào mạch thực tế từ các tài liệu chuyên nghành tiếng Việt cũng như tiếng Anh, tìm hiểu thêm thơng qua mạng internet cũng như sự hướng dẫn của thầy GVHD Th.S Nguyễn Hồng Quốc Việt. Nhóm chúng em cũng đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Mơ hình nhà thơng minh dùng Arduino và ESP8266”. Sau đề tài này, nhóm em cũng đã nghiên cứu và tích lũy được thêm nhiều hiểu biết, kiến thức mới có thể áp dụng được vào thực tiễn cuộc sống như:
• Hiểu biết sâu hơn về sử dụng và các tính năng của Arduino như giao tiếp giữa Arduino với các module mở rộng như: cảm biến thân nhiệt chuyển động, cảm biến khói , khí gas, module đọc RFID RC522, động cơ Servo SG90, độ giảm tốc DC, buzzer, màn hình LCD…
• Nghiên cứu và biết cách kết nối giữa Arduino với các module mở rộng các cảm biến, module đọc RFID RC522, động cơ Servo SG90, buzzer, màn hình LCD để điều khiển thiết bị và lắp vào mơ hình để thành sản phẩm hồn chỉnh.
• Nghiên cứu biết được cách sử dụng module đọc RFID RC522, nguyên lý hoạt động, các thơng số kỹ thuật, tính năng của module đọc RFID RC522. Biết được cách thiết lập cho module để điều khiển thiết bị.
• Biết cách sử dụng phần mềm vẽ mạch Protues để thiết kế mạch in, làm mạch kết nối giữa kit Arduino với các module mở rộng để giảm sử dụng các dây cắm và các linh kiện gắn rời nhằm tăng tính nhỏ gọn cho mạch điều khiển.
điều khiển bằng giọng nói Google Assistant.
6.2 KẾT QUẢ PHẦN MỀM
Chúng ta có 2 phiên bản app (smart phone, panel), thì cả 2 đều chạy ổn định trên hệ điều hành android hoặc iOS. Dung lượng file Blynk khá nhẹ, có thể tương thích với nhiều loại thiết bị android, iOS.
Các thao tác trên app mượt mà, ổn định. Ngoài ra, cách bố cục các chức năng trên app dễ nhìn, dễ hiểu.
Để app Blynk có thể kết nối với hệ thống phần cứng, chúng ta phải kết nối thiết bị andoid/iOS và phần cứng vào chung một mạng wifi. Mạng wifi này có thể là từ Modem wifi phát ra, hoặc từ Hotspot trên di động phát ra. Trong luận văn này, em dùng Hotspot điện thoại di động để phát sóng wifi.
Sau q trình nghiên cứu, thi cơng đề tài “Mơ hình nhà thơng minh dùng Arduino và ESP8266” của nhóm đã hồn thành và thực hiện được tính năng sau: Sau khi khởi động hệ thống thì hệ thống sẽ hiển thị như sau:
Mơ tả:
Hình 6.1. hiển thị sau khi hệ thống mới được khởi động và giá trị nhiệt độ , độ ẩm đọc được trên cảm biến sẽ hiển thị trên LCD. Trạng thái mô tả trên là RFID đã kết nối với Arduino và đang chờ nhận tín hiệu từ thẻ từ.
Hình 6.2 là sau khi đã kiểm tra kết nối thì hiên thị để báo mơ hình sẳn sàng hoạt động và lúc đó có thể tiến hành mở cửa bằng cách qt thẻ RFID.
Hình 6.3. Thơng báo quẹt đúng thẻ và cửa mở.
Hình 6.5. Khi quét thẻ lạ màn hình sẽ báo sai thẻ.
Mơ tả: Khi có thẻ lạ scan vào hệ thống thì hệ thống sẽ hiện cảnh báo không thấy
thẻ như hình 6.5.
Mơ tả: Để add thêm thẻ hoặc bỏ thẻ cũ ra khỏi hệ thống , trước tiên ta cần phải
scan thẻ master.Màn hình hiển thị đã scan thẻ master xong hình 6.6.
Hình 6.7. Hiển thị LCD sau khi scan thẻ master xong và yêu cầu scan thẻ mới. Mô tả: Sau khi scan thẻ master.Màn hình hiển thị đã scan thẻ master xong và yêu cầu scan thẻ mới vào hệ thống hình 6.7.
Mơ tả: Sau khi thêm thẻ mới thành cơng,LCD sẽ hiển thị như hình 6.8.
Tương tự, cho việc xóa thẻ ra khỏi hệ thống, ta cần phải scan thẻ master trước, sau đó ta scan tiếp thẻ cần xóa ra khỏi hệ thống.
Hình 6.9. Hiển thị LCD sau khi scan thẻ cần xóa ra khỏi hệ thống.
Hình 6.11. Hiển thị giao diện điều khiển trên điện thoại dung app Blynk.
Mô tả: Sau khi hệ thống khởi động, wifi đã được kết nối thì ta sẽ thấy dữ liệu nhiệt
độ, độ ẩm trên cảm biến sẽ hiển thị trên điện thoại. Ngồi ra, ta cịn có thẻ điều khiển bật / tắt đèn các phịng bằng các phím ảo trên app Blynk. Động cơ giảm tốc DC có thể được điều khiển qua app để điều khiển giàn phơi. Ta có thể điều khiển được chiều (trái, phải) và tốc độ của động cơ như hình 6.7.
6.3 KẾT QUẢ PHẦN CỨNG
Hệ thống phần cứng chúng ta gồm 2 phần chính: phần điều khiển và phần cảm biến. Thì cả 2 phần này đều chạy thành công và ổn định.
Việc kết nối các linh kiện với nhau, thì chúng ta dùng phương án hàn trên Test Board hàn. Nên rất dễ dàng để nâng cấp sau này. Tuy nhiên, khi nhìn vào thì khơng được gọn gàng và đẹp mắt. Vì vậy, chúng ta sẽ giấu đi phần linh kiện ở dưới mơ hình.
6.4 KẾT LUẬN
Thiết bị sau khi thiết kế đã đạt được những kết quả sau:
Thiết kế hồn chỉnh mơ hình nhà thơng minh. Gồm đầy đủ các chức năng chính: + Điều khiển thiết bị (đèn, cửa chính, hệ thống phơi đồ…) qua app Blynk được cài đặt lên Smart phone và Tablet. Có thể điều khiển nội bộ (tablet đặt tại phịng khách), và có thể điều khiển từ xa ở bất kì đâu bằng smart phone.
+ Đọc giá trị các cảm biến và hiển thị lên app. Và có thể cảnh báo cho người dùng khi có biến cố xảy ra (như báo cháy, báo khói và khí ga).
Hệ thống hoạt động khá ổn định, rất ít xảy ra lỗi khi hoạt động. Sử dụng internet là wifi rất phổ biến hiện nay nên đề tài rất thiết thực và gần gũi với người dùng.
Việc nghiên cứu đề tài “Nhà Thông Minh” đã mang lại cho em rất nhiều kiến thức và kinh nghiệm. Đề tài giúp cho em nắm rõ được họ ESP8266 nói chung và NodeMCU nói riêng. Nắm rõ cách lập trình Arduino cho NodeMCU trên mơi trường lập trình Arduino IDE. Hiểu sâu hơn về các loại cảm biến có trên thị trường. Đồng thời, nắm được cơ bản việc xây dựng một app cơ bản cho điện thoại để ứng dụng vào IoT. Và cuối cùng là kết nối các kiến thức trên với nhau để tạo thành một sản phẩm hữu ích cho đời sống, có mục đích và ý nghĩa thiết thực cho con người.
Mặc dù hệ thống đã đạt được những ưu điểm nhất định, tuy nhiên do hạn chế về thời gian, tài chính và sự hiểu biết nên sản phẩm vẫn có những mặt hạn chế:
1. Tốc độ của hệ thống chưa được tối ưu vì hệ thống chưa được tối ưu một cách hoàn hảo.
2. Vẫn chưa làm được các chức năng cao cấp hơn của một ngôi nhà thông minh.
3. Ứng dụng Blynk vẫn còn nhiều hạn chế, chưa thực sự chuyên nghiệp và thẩm mỹ như các sản phẩm trên thị trường hiện nay.
4. Tuy nhiên, do hạn chế về kiến thức và thời gian thực hiện mơ hình trong điều kiện giãn cách do dịch covid, một số module bị hỏng không thể mua để thay thế , nguồn tài liệu tham khảo chủ yếu qua internet nên đề tài không tránh khỏi những sai sót và cịn một số hạn chế:
-Hạn chế lớn nhất là chưa có nguồn điện dự trữ để cung cấp cho hệ thống hoạt động khi bị mất nguồn chính, dẫn đến có thể mất dữ liệu thẻ. -Vì điều kiện kinh phí và thời gian có hạn, nên nhóm chỉ thực hiện được mơ hình tương đối hồn chỉnh, tính thẩm mỹ khơng cao.
6.5 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CHO ĐỀ TÀI
Hiện tại đề tài đang dừng ở mức độ mơ hình, nhưng hồn tồn có thể ứng dụng vào thực tiễn, với chi phí phải chăng, dễ thi cơng.
App Blynk có thể được nâng cấp hơn nữa bằng việc lập trình với các mơi trường chuyên nghiệp hơn như Android Studio, Eclipse…
Có thể phát triển thêm nhiều chức năng cho nhà thông minh, đồng thời tối ưu cả phần cứng và phần mềm hơn nữa để sản phẩm thêm hoàn hảo.
Hệ thống điều khiển cửa có thể mở rộng thêm module thời gian thực, có khả năng lưu trữ, gửi dữ liệu ID người dùng lên database server.
Thêm cảm biến vân tay để có thêm giải pháp để mở cửa.
Nâng cấp module đọc RFID có thể đọc được thẻ ở cự ly xa hơn.
Thực hiện gửi cảnh báo qua điện thoại khi có thẻ lạ hoặc vân tay lạ quét vào hệ thống nhiều lần.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Wikipedia. Nhà thông minh. 2018, Available from:
https://vi.wikipedia.org/wiki/Nh%C3%A0_th%C3%B4ng_minh [2] Wikipedia. Internet Vạn Vật. 2018, Available from:
https://vi.wikipedia.org/wiki/Internet_V%E1%BA%A1n_V%E1%BA%ADt [3] Vũ Quang Huy. “Sử Dụng Arduino IDE Lập Trình ESP8266 NodeMCU.” [Online]. https://www.stdio.vn/articles/su-dung-arduino-ide-lap-trinh-esp8266- nodemcu-555, 15/02/2017.
[4] Vũ Đức Toàn. “Hướng dẫn bật tắt thiết bị bằng thẻ RFID.” [Online]. https://www.youtube.com/watch?v=ChhtqID80kY, 23/1/2017.
[5] “Tổng quan về cảm biến.” [Online]. http://arduino.vn/bai-viet/1100-tong-quan- ve-cam-bien, 3/8/2016.
[6] https://www.packtpub.com/product/esp8266-home-automation- projects/9781787282629
[7] TuanPM. “Lập trình ESP8266 Arduino.” [Online]. https://arduino.esp8266.vn/, 2017.