Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong giai đoạn phát triển của khoa học kỹ thuật, các vi xử lý ngày càng được tích hợp nhiều bóng bán dẫn với kích thước thu nhỏ và mức tiêu thụ điện năng thấp. Sự tiến bộ này thúc đẩy sự ra đời của các thiết bị thông minh phục vụ đời sống, tiêu biểu là điện thoại thông minh (smartphone) và hệ thống nhà thông minh (SmartHome). Xu hướng ứng dụng smartphone để giám sát và điều khiển SmartHome không dây giúp loại bỏ sự rườm rà của các hệ thống dây cáp truyền thống, vốn không phù hợp với những không gian chật hẹp, môi trường di động hoặc các khu vực xa xôi.

Tại thị trường Việt Nam vào thời điểm nghiên cứu (năm 2016), hầu hết các thiết bị điều khiển không dây đều là sản phẩm nhập khẩu với chi phí cao, trong khi nguồn cung sản phẩm nội địa còn hạn chế. Do đó, việc nghiên cứu và chế tạo một hệ thống điều khiển thiết bị qua mạng không dây có ý nghĩa thực tiễn, giúp hạ giá thành và cung cấp thêm giải pháp kỹ thuật cho người dùng trong nước.

Đồ án tập trung thực hiện các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu sau:

  1. Thiết kế và thi công hệ thống phần cứng nhà thông minh bao gồm kit máy tính nhúng Raspberry Pi 2, kit vi điều khiển Arduino UNO, màn hình cảm ứng, module Wi-Fi ESP8266, các module relay điều khiển quạt/đèn và cụm cảm biến thu thập dữ liệu môi trường (cảm biến ánh sáng LDR, cảm biến nhiệt độ LM35, cảm biến chuyển động hồng ngoại thụ động PIR).
  2. Xây dựng giao thức truyền thông nối tiếp theo chuẩn I2C giữa Raspberry Pi 2 và Arduino UNO.
  3. Lập trình giao diện điều khiển và giám sát trên máy tính nhúng Raspberry Pi 2 bằng ngôn ngữ C# trên môi trường Visual Studio 2015 chạy hệ điều hành Windows 10 IoT Core.
  4. Lập trình phần mềm điều khiển cho vi điều khiển Arduino UNO để tiếp nhận lệnh và thu thập dữ liệu cảm biến.
  5. Phát triển ứng dụng di động trên hệ điều hành Android (sử dụng Android Studio và ngôn ngữ Java) nhằm gửi lệnh điều khiển và nhận dữ liệu phản hồi trạng thái thiết bị thông qua nền tảng web ThingSpeak.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị điện gia dụng từ xa qua Internet và mạng không dây Wi-Fi; các bộ điều khiển nhúng (Raspberry Pi 2, Arduino UNO), module truyền thông ESP8266, cảm biến môi trường (LM35, PIR, LDR) và khối đóng ngắt công suất (Relay).
  • Phạm vi không gian: Mô hình phòng thử nghiệm mô phỏng không gian nhà ở dân dụng.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được giao ngày 01/04/2016 và hoàn thành ngày 30/06/2016 tại Bộ môn Điện tử Công nghiệp, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài dựa trên các nền tảng lý thuyết và công nghệ truyền thông sau:

  • Công nghệ mạng không dây Wi-Fi (IEEE 802.11): Cơ chế truyền nhận tín hiệu vô tuyến qua các băng tần 2.4 GHz và 5 GHz; các chuẩn 802.11b (11 Mbps), 802.11a (54 Mbps), 802.11g (54 Mbps), 802.11n (lên đến 900 Mbps) và 802.11ac; mô hình phân tầng TCP/IP (Tầng Host-to-network, Tầng Mạng với địa chỉ IP, Tầng Giao vận với giao thức TCP/UDP sử dụng số hiệu cổng 16-bit, Tầng Ứng dụng).
  • Hệ điều hành Android: Kiến trúc hệ thống 4 tầng gồm Nhân Linux 2.6 (quản lý bộ nhớ, tiến trình, driver màn hình, Wi-Fi, USB), Android Runtime (máy ảo Dalvik VM chạy định dạng .dex và thư viện lõi), Thư viện C/C++ (System C library, SQLite, Webkit, Surface Manager, Media Framework), Tầng khung ứng dụng (Application Framework quản lý Activity, Window, View, Content Provider, Resource, Notification) và Tầng ứng dụng người dùng. Chu kỳ sống của một Activity bao gồm 7 phương thức chuyển tiếp: onCreate(), onStart(), onResume(), onPause(), onStop(), onRestart(), onDestroy().
  • Chuẩn truyền thông nối tiếp I2C: Giao tiếp 2 dây gồm đường dữ liệu 2 chiều SDA (Serial Data) và đường xung nhịp đồng hồ đơn hướng SCL (Serial Clock), sử dụng điện trở kéo lên nguồn cấp (1 kΩ đến 4.7 kΩ). Chuẩn I2C vận hành theo mô hình Master-Slave định địa chỉ 8-bit (chế độ chuẩn 100 kbps, chế độ nhanh 400 kbps, chế độ cao tốc 3.4 Mbps) với cơ chế đồng bộ xung START, STOP, ACK và Not-ACK.
  • Dịch vụ đám mây IoT trung gian: Trang web ThingSpeak đóng vai trò máy chủ lưu trữ dữ liệu cảm biến và trung gian chuyển tiếp trạng thái điều khiển giữa ứng dụng di động và hệ thống phần cứng.

Phương pháp nghiên cứu thực hiện:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu kỹ thuật về kiến trúc phần cứng vi xử lý ARM BCM2836, vi điều khiển ATmega328, tập lệnh AT của ESP8266, sơ đồ chân và đặc tính điện của các cảm biến chuyên dụng.
  • Phương pháp thiết kế và tích hợp hệ thống: Tính toán các thông số phân áp, mạch kích công suất, layout mạch in PCB, tích hợp phần cứng và lập trình nhúng đa nền tảng (C/C++, C#, Java).
  • Phương pháp thực nghiệm kiểm thử: Lắp ráp mô hình thực tế, đo đạc thông số điện áp ngõ ra của cảm biến, kiểm tra độ nhạy, tính ổn định của đường truyền I2C và đo độ trễ đóng cắt thiết bị qua mạng Internet.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc phân tầng rõ ràng giữa khối điều khiển trung tâm, khối thu thập dữ liệu/chấp hành và khối giao diện người dùng.

1. Thông số kỹ thuật của các khối phần cứng

Thành phần phần cứng Vi mạch / Cấu hình chính Thông số kỹ thuật chi tiết
Kit máy tính nhúng Raspberry Pi 2 (SoC Broadcom BCM2836) CPU ARM Cortex-A7 4 nhân 900 MHz, RAM 1 GB LPDDR2, GPU Broadcom VideoCore IV 250 MHz, 4 cổng USB 2.0, cổng Ethernet 10/100 Mbps, HDMI, jack âm thanh 3.5 mm, nguồn cấp 5 VDC / 600 mA qua MicroUSB/GPIO, chạy Windows 10 IoT Core.
Kit vi điều khiển Arduino UNO Vi điều khiển ATmega328P 8-bit (16 MHz), Flash 32 KB (0.5 KB cho bootloader), SRAM 2 KB, EEPROM 1 KB, 14 chân Digital I/O (6 chân PWM), 6 chân Analog Input (10-bit), điện áp hoạt động 5 VDC (nguồn vào khuyên dùng 7–12 VDC).
Module truyền thông ESP8266 SoC tích hợp Wi-Fi 802.11 b/g/n, Soft-AP/P2P, ngăn xếp TCP/IP, vi xử lý RISC 32-bit công suất thấp, giao tiếp UART/SPI/SDIO, hỗ trợ tập lệnh AT.
Cảm biến chuyển động Cảm biến PIR (IC BISS0001) Góc quét 360 độ hình nón, cự ly phát hiện tối đa 6 m, điện áp 3.8–5 VDC, dòng tiêu thụ ≤ 50 µA, thời gian trễ báo tín hiệu 30 giây (điều chỉnh qua biến trở).
Cảm biến nhiệt độ LM35 Điện áp ngõ ra tuyến tính 10 mV/°C, nguồn cấp 4–30 VDC, dải áp ra -1 V đến 6 V, tiêu thụ 60 µA, độ chính xác 0.5°C tại 25°C.
Cảm biến ánh sáng Quang trở LDR Điện trở vài MΩ trong bóng tối, giảm xuống vài trăm Ω khi có ánh sáng chiếu, kết hợp mạch phân áp trở 10 kΩ nguồn 5 VDC, thời gian trễ phản ứng ~10 ms.
Khối công suất Module 8 Relay kích High/Low Điện áp điều khiển 5 VDC, điều khiển 4 ngõ ra công suất tải 220 VAC, công suất định mức 1000 W mỗi kênh.
Khối nguồn Mạch nguồn và mạch sạc dự phòng Cung cấp nguồn 5 VDC ổn định cho toàn bộ vi xử lý và module cảm biến.

2. Kiến trúc luồng dữ liệu và phần mềm

[ Cảm biến: LM35, PIR, LDR ]
      [ Kit Arduino UNO ]
    [ Nền tảng ThingSpeak ]
[ Ứng dụng Android Smartphone ] (Java / Android Studio)
  • Xử lý tại Arduino UNO: Đọc giá trị điện áp từ cảm biến nhiệt độ LM35 và cảm biến quang trở qua các ngõ vào Analog (A0–A5), nhận tín hiệu xung mức cao từ cảm biến PIR khi có chuyển động, trực tiếp kích đóng ngắt các rơ-le công suất và cấu hình hoạt động ở chế độ I2C Slave.
  • Xử lý tại Raspberry Pi 2: Hoạt động như một I2C Master, định kỳ gửi xung yêu cầu dữ liệu xuống Arduino UNO để nhận thông tin cảm biến, cập nhật thông tin hiển thị lên giao diện C# chạy trên màn hình cảm ứng nội bộ, đồng thời đồng bộ hóa các thông số lên trang ThingSpeak.
  • Điều khiển qua thiết bị di động: Ứng dụng Android gửi gói tin yêu cầu trạng thái hoặc lệnh đóng ngắt thiết bị lên ThingSpeak; Raspberry Pi 2 nhận lệnh qua kết nối mạng, chuyển đổi thành lệnh I2C gửi đến Arduino UNO để tác động lên relay tương ứng và gửi xác nhận trạng thái ngược lại.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan và Đặt vấn đề

Chương này phân tích nhu cầu điều khiển thiết bị từ xa không dây trong xu thế phát triển của IoT và smartphone. Tác giả chỉ ra nhược điểm của các hệ thống dây cáp phức tạp, phân tích bối cảnh công nghệ Wi-Fi, xác định mục tiêu thiết kế hệ thống nhà thông minh tích hợp Raspberry Pi 2 và Arduino UNO. Đồng thời, chương 1 xác lập các giới hạn cụ thể của đồ án:

  • Số lượng thiết bị điều khiển từ 4 đến 6 thiết bị đóng ngắt trên mỗi kit Arduino.
  • Khối công suất gồm 4 ngõ ra 220 VAC với công suất 1000 W mỗi ngõ.
  • Ứng dụng điều khiển di động chỉ hỗ trợ hệ điều hành Android, không hỗ trợ iOS, Windows Phone, BlackBerry OS hay Symbian.
  • Cảm biến PIR có phạm vi phát hiện giới hạn trong bán kính 6 m.
  • Chưa hỗ trợ điều khiển các thiết bị hồng ngoại (như Tivi, máy điều hòa) và chưa hỗ trợ tùy biến đa ngôn ngữ trên giao diện.

Chương 2. Cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày chi tiết các nền tảng lý thuyết và thông số thiết bị sử dụng trong đồ án:

  • Khái niệm, lịch sử phát triển từ năm 1985 đến chuẩn 802.11ac, ưu nhược điểm của công nghệ Wi-Fi và mô hình 4 tầng TCP/IP.
  • Khái quát hệ điều hành Android, lịch sử phát triển qua các phiên bản (từ 1.0 đến Android 5.0 Lollipop với Material Design), ưu nhược điểm, cấu trúc 4 tầng Stack và chu kỳ sống của Activity.
  • Nguyên lý truyền thông bus I2C giữa Master và Slave, cấu trúc khung truyền 8-bit, quy trình đọc/ghi dữ liệu có xung ACK/Not-ACK và xung START/STOP.
  • Đặc tính kỹ thuật của module ESP8266, Kit Arduino UNO (ATmega328P), Kit Raspberry Pi 2 (BCM2836), cảm biến hồng ngoại PIR (IC BISS0001), cảm biến nhiệt độ LM35 và cảm biến quang trở (LDR).

Chương 3. Tính toán và thiết kế

Chương này tập trung tính toán mạch nguyên lý và sơ đồ khối của hệ thống:

  • Thiết lập sơ đồ khối chức năng bao gồm: Khối xử lý trung tâm (Raspberry Pi 2), Khối thu thập và điều khiển (Arduino UNO), Khối cảm biến (LM35, PIR, ánh sáng), Khối ngõ ra công suất (Module 8 relay), Khối truyền thông (ESP8266) và Khối nguồn cấp/sạc dự phòng.
  • Tính toán mạch cảm biến ánh sáng sử dụng cầu phân áp giữa quang trở và điện trở 10 kΩ kết nối nguồn 5 VDC để chuyển đổi cường độ sáng thành mức điện áp đọc bởi chân Analog của Arduino.
  • Tính toán mạch kích relay 5 VDC cách ly có thể tùy chọn kích mức cao hoặc mức thấp (High/Low) nhằm điều khiển an toàn tải xoay chiều 220 VAC / 1000 W.
  • Thiết kế sơ đồ nguyên lý toàn mạch tích hợp kết nối giữa Raspberry Pi 2, Arduino UNO, cụm cảm biến và module chấp hành.

Chương 4. Thi công hệ thống

Chương 4 mô tả quy trình hiện thực hóa mô hình từ lý thuyết sang thực tế:

  • Thiết kế sơ đồ mạch in PCB, bố trí linh kiện, hàn lắp và kiểm tra mạch điện.
  • Đóng gói hộp bảo vệ cho bộ điều khiển trung tâm và thi công mô hình phòng mẫu thực nghiệm.
  • Xây dựng lưu đồ giải thuật cho chương trình chính.
  • Hướng dẫn cài đặt và cấu hình phần mềm trên các môi trường phát triển:
    • Cài đặt driver và lập trình trên Arduino IDE cho ATmega328P.
    • Cài đặt hệ điều hành Windows 10 IoT Core trên thẻ nhớ cho Raspberry Pi 2, cấu hình Visual Studio 2015 để debug và triển khai ứng dụng C#.
    • Cài đặt môi trường Android Studio (JDK, JRE) và biên dịch ứng dụng điều khiển viết bằng Java.
  • Cấu hình kênh truyền dữ liệu trên trang web ThingSpeak và biên soạn quy trình thao tác vận hành toàn bộ hệ thống.

Chương 5. Kết quả - Nhận xét - Đánh giá

Chương 5 công bố kết quả thử nghiệm thực tế của mô hình:

  • Kit Raspberry Pi 2 khởi động ổn định hệ điều hành Windows 10 IoT Core, hiển thị giao diện đồ họa C# trực quan trên màn hình cảm ứng, cho phép người dùng thao tác bật/tắt thiết bị tại chỗ.
  • Kit Arduino UNO đọc chính xác các ngõ vào tương tự từ LM35, LDR và tín hiệu logic từ PIR, đồng thời thực hiện đóng ngắt dứt khoát 4 ngõ ra relay.
  • Giao tiếp I2C giữa Raspberry Pi 2 và Arduino UNO vận hành thông suốt, dữ liệu cảm biến được truyền lên màn hình trung tâm và đồng bộ lên ThingSpeak.
  • Ứng dụng Android kết nối thành công với ThingSpeak, nhận dữ liệu trạng thái từ nhà gửi lên và truyền lệnh điều khiển từ điện thoại xuống thiết bị với độ ổn định cao.

Chương 6. Kết luận và Hướng phát triển

Chương 6 tổng kết các hạng mục đã hoàn thành theo nhiệm vụ được giao, xác nhận tính khả thi của mô hình nhà thông minh kết hợp Raspberry Pi 2 và Arduino UNO, đồng thời chỉ ra các nội dung cần tiếp tục hoàn thiện trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả chính đạt được

  • Về phần cứng: Chế tạo thành công bo mạch in và đóng gói hoàn chỉnh mô hình phòng điều khiển; tích hợp thành công cụm vi xử lý kép (Raspberry Pi 2 và Arduino UNO) qua giao tiếp I2C 2 dây; vận hành an toàn khối đóng ngắt 4 ngõ ra công suất 220 VAC - 1000 W cho quạt và đèn chiếu sáng.
  • Về cảm biến: Thu thập liên tục các thông số môi trường với cảm biến nhiệt độ LM35 (độ phân giải 10 mV/°C), cảm biến chuyển động PIR (tầm quét 6 m, góc quét 360 độ, thời gian trễ 30 giây) và cảm biến quang trở phản ứng trong khoảng thời gian ~10 ms.
  • Về phần mềm:
    • Hoàn thiện ứng dụng điều khiển Universal Windows Platform (C#) trên Windows 10 IoT Core cho Raspberry Pi 2, hỗ trợ giao diện cảm ứng tại chỗ.
    • Hoàn thiện ứng dụng di động Android (Java) tương thích từ Android 4.4 KitKat (yêu cầu phần cứng RAM từ 512 MB) đến Android 5.0 Lollipop.
    • Thiết lập thành công luồng truyền nhận dữ liệu 2 chiều qua máy chủ trung gian ThingSpeak.

2. Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Cần nghiên cứu phát triển thêm phiên bản ứng dụng chạy trên hệ điều hành iOS và Windows Phone để mở rộng đối tượng sử dụng.
  • Bổ sung module phát tín hiệu hồng ngoại (IR transmitter) để mở rộng chức năng điều khiển các thiết bị gia dụng có sẵn remote trong gia đình như Tivi, điều hòa không khí.
  • Bổ sung tính năng tùy chọn chuyển đổi ngôn ngữ hiển thị trên giao diện người dùng.

3. Đóng góp của đề tài

Đồ án đã xây dựng thành công một mô hình nhà thông minh kết hợp giữa máy tính nhúng cấu hình cao (Raspberry Pi 2) và vi điều khiển chuyên dụng (Arduino UNO). Giải pháp tận dụng các linh kiện phần cứng chi phí thấp sẵn có trên thị trường trong nước để tạo ra một hệ thống điều khiển nội địa hoàn chỉnh, có khả năng điều khiển cả cục bộ (qua màn hình cảm ứng) lẫn từ xa (qua mạng Internet), giảm sự phụ thuộc vào các sản phẩm ngoại nhập giá thành cao.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

1. Hạn chế của hệ thống

  • Giới hạn số lượng tải: Mỗi kit Arduino chỉ hỗ trợ điều khiển đóng ngắt từ 4 đến 6 thiết bị; khối công suất thực tế thi công có 4 ngõ ra (mỗi ngõ định mức 1000 W / 220 VAC).
  • Giới hạn loại thiết bị: Chưa hỗ trợ giao tiếp hồng ngoại để điều khiển các thiết bị phức tạp như Tivi hoặc máy lạnh.
  • Giới hạn nền tảng: Ứng dụng điều khiển di động chỉ hoạt động trên hệ điều hành Android, chưa có phiên bản cho iOS, BlackBerry OS, Windows Phone hay Symbian.
  • Giới hạn giao diện: Chưa tích hợp chức năng chuyển đổi đa ngôn ngữ.
  • Giới hạn cảm biến PIR: Khoảng cách phát hiện vật thể nóng chuyển động tối đa là 6 m.

2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Mở rộng số lượng cổng ra công suất để điều khiển được nhiều thiết bị điện hơn trong các căn hộ có quy mô lớn.
  • Thiết kế thêm module giải mã và phát sóng hồng ngoại nhằm đồng bộ hóa việc điều khiển Tivi, dàn âm thanh và máy lạnh vào cùng một giao diện.
  • Lập trình phiên bản ứng dụng di động đa nền tảng (iOS, Windows Phone).
  • Nâng cấp giải thuật tự động hóa ngôi nhà dựa trên việc phân tích dữ liệu nhiệt độ, ánh sáng và chuyển động thu thập được từ máy chủ ThingSpeak.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án này có giá trị tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện tử - Truyền thông, Điện tử Công nghiệp, Kỹ thuật Máy tính và Công nghệ Thông tin: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình xây dựng đồ án tốt nghiệp trong lĩnh vực Internet of Things (IoT) và hệ thống nhúng.
  • Người làm nghiên cứu về hệ thống điều khiển phân tán: Đồ án cung cấp giải pháp thực tế về việc phân chia nhiệm vụ giữa máy tính nhúng cấp cao (Raspberry Pi 2 chạy Win 10 IoT Core) làm Master và vi điều khiển cấp thấp (Arduino UNO) làm Slave thông qua bus truyền thông I2C.
  • Lập trình viên nhúng và ứng dụng di động: Cung cấp tài liệu hướng dẫn cụ thể về việc kết nối ứng dụng C# trên Windows 10 IoT Core và ứng dụng Java trên Android với nền tảng dữ liệu đám mây ThingSpeak.

Câu hỏi thường gặp

1. Raspberry Pi 2 và Arduino UNO trong đồ án trao đổi dữ liệu với nhau bằng chuẩn truyền thông nào?
Hai bộ vi xử lý giao tiếp nội bộ thông qua chuẩn truyền nối tiếp I2C. Trong đó, kit Raspberry Pi 2 đóng vai trò Master tạo xung nhịp SCL, còn Arduino UNO đóng vai trò Slave kết nối qua các chân A4 (SDA) và A5 (SCL) với các điện trở kéo lên nguồn cấp trong dải 1 kΩ đến 4.7 kΩ.

2. Ứng dụng điều khiển cục bộ trên kit Raspberry Pi 2 được xây dựng trên nền tảng và ngôn ngữ nào?
Ứng dụng điều khiển cục bộ được viết bằng ngôn ngữ C# trên môi trường phát triển Microsoft Visual Studio 2015, triển khai dưới dạng ứng dụng Universal Windows Platform (UWP) chạy trên hệ điều hành Windows 10 IoT Core.

3. Thông số kỹ thuật của khối công suất đóng ngắt thiết bị trong đồ án là bao nhiêu?
Khối công suất sử dụng module 8 relay kích mức High/Low nguồn 5 VDC, cấu hình 4 ngõ ra công suất để điều khiển tải điện áp xoay chiều 220 VAC, công suất định mức tối đa 1000 W cho mỗi ngõ ra.

4. Cảm biến chuyển động PIR sử dụng vi mạch xử lý nào và có thông số hoạt động ra sao?
Module PIR tích hợp vi mạch xử lý BISS0001, hoạt động ở dải điện áp 3.8 V – 5 VDC với dòng tiêu thụ ≤ 50 µA. Cảm biến có vùng quét dạng hình nón 360 độ, khoảng cách phát hiện tối đa 6 m và thời gian trễ báo tín hiệu mặc định là 30 giây (có thể điều chỉnh bằng biến trở).

5. Hệ thống sử dụng dịch vụ trung gian nào để đồng bộ dữ liệu giữa thiết bị phần cứng và điện thoại thông minh?
Hệ thống sử dụng nền tảng web IoT ThingSpeak làm máy chủ đám mây trung gian để lưu trữ dữ liệu môi trường từ Raspberry Pi 2 gửi lên và chuyển tiếp các lệnh điều khiển từ ứng dụng Android xuống phần cứng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Điều khiển thiết bị qua Internet dùng Raspberry Pi 2 thông qua Wi-Fi" do sinh viên Cao Văn Tiến và Nguyễn Minh Nghĩa thực hiện đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu thiết kế phần cứng và phần mềm cho một hệ thống nhà thông minh cơ bản. Đề tài kết hợp thành công khả năng xử lý giao diện của Raspberry Pi 2 trên nền Windows 10 IoT Core với năng lực điều khiển vào/ra thời gian thực của vi điều khiển Arduino UNO qua bus I2C. Hệ thống đảm bảo khả năng thu thập chính xác các thông số môi trường từ cảm biến LM35, PIR, LDR, đồng thời thực thi tin cậy việc đóng ngắt tải điện 220 VAC - 1000 W cả qua màn hình cảm ứng tại chỗ và từ xa qua ứng dụng Android kết nối ThingSpeak.