Chương 1. TỎNG QUAN DE TÀI. Tinh hình trong và ngoài RƯỚC. Tổng quan đề tài.
CO SỞ LÝ THUYÉT. Tìm hiểu về ESP-WROOMGC32 w. Giới thiệu CHUNG oa aeeescesesecscseccesssssssssnssnsensnnssssesseseeececeeeceeceesnsnnnnantente 1 2. PAM CONG ceesececssssesssssssecsssssssccssssecessssssccsssussccssssssssssssccesssuscessseceesssees 1 2.
Thông số kỹ thuật. Chuẩn giao tiếp GPIO. Bộ định thời Timer/Counter và phương pháp điều xung PWM. Chuẩn giao tiếp SPl.
Chuẩn giao tiếp [2C. Chuẩn giao tiếp One-Wire. Tìm hiểu về cảm biến nhiệt độ, độ Am DHT22. Giới thiệu chung.
Tìm hiểu về WS2812 Led. Giới thiệu chung. Tìm hiểu về màn hình LCD TFT-ST7735. Giới thiệu chung.
Tìm hiểu về NodeJS server. Tìm hiểu về React Native framewWOrk. Tìm hiểu về Angular framewOrkK. Giới thiệu chung.
Angular Írame€wWOrK. ¿6-5-5 Set Sx+esrttererrrererererrree 9 2. Đặc điểm của Angular. Boostrap và Angular Material framework .- ¿6 - se EtSt‡ketkrrrkekererrree 21 2.
Material Írame€WOTK. Tìm hiểu về Google AssiStan. Tìm hiểu về Firebase. Giới thiệu chung.
Build trong Firebase. ch HH hàn24 2. Chuẩn bảo mat AES. Chuẩn bảo mật SHA256.-:--25cSvvtctttttttrttrrirtrrrrrrrrrrrrrrer 26 Chương 3.
| PHAN TÍCH VA THIET KE HE THÓNG. Phân tích hệ thong. Mô hình hệ thống. Phân tích mô hình hệ thống.
Thiết kế phần cứng. _ Thiết kế mạch điều khiển đèn sáng trắng. _ Thiết kế mạch điều khiển đèn màu RGB. Thiết kế mạch điều khiển công tắc.
Thiết kế mạch cảm biến nhiệt độ, độ ẩm. Phân tích và lập trình NodeJS serVer. Function fulfillm€ni(. Phân tích và lập trình ứng dụng điện thoại 3.
Trang quản lý tài khoản. Trang quản lý phòng.--- 5c <ScS+St+xcxererrrereree 48 3. Trang quản lý phòng chỉ tiết. _ Trang tạo và chỉnh sửa phòng.
Trang quản lý thiết bị. Trang chỉnh sửa thiết bị. Trang liên kết và thêm thiết bị. _ Trang quản lý ngữ cảnh.
Trang cài đặt bộ hen giỜ. ----- 55 St tre ren50 3. Phân tích và lập trình Website. Trang quản lý tài khoản.
Trang quản lý thiết bị. Trang chỉnh sửỬa.¿-¿- + 5c té vn HH it51 3. _ Trang mua hàng. _ Trang thông tin liên hệ “"—ẽẻ —.
SMa SE <2 sex 53 3. Tạo dựng lớp API. Giao tiếp dữ liệu giữa các node với $€TVer. Chế độ cài đặt.
Chế độ vận hành. Lưu trữ va truy vấn dữ liệu trên Firebase.--:---cccz++cz+ 57 Chương 4. Mạch điều khiển đèn sáng trắng 4. Mạch điều khiển đèn màu RGB.
Mạch điều khiển công tắc. Mạch cảm biến nhiệt độ, độ ẩm. NodeJS server và database. sàng re63 TT.
Trang xác thực người dùng. Trang giám sát và điều khiến thiết bị trong phòng. Trang điều khiển. Trang chỉnh sửa thiết bị.
Trang thêm thiết bị. Trang chia sẻ thiết bị. Trang ngữ cảnh thiết bị. Một số trang khác.
Trang xác thực người dùng. Trang bán sản phẩm. Trang thông tin liên hỆ. Trang điều khiển thiết bị.
Trang chỉnh sửa thiết bị. Tích hợp Google Assistant. Thông số đo đạc.111 cty 80 AA, Tóm tắt kết quả.------22222++++22222E2E++rtttEEEEEEEErrrrtttEEEExrrrrrrrrrrrrree 81 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mô hình tổng quan hệ thống.1 ESP-WROOOM-32 module .3 Điều chỉnh điện áp bằng cách điều xung PWM.4 Mô hình SPI “01 master — 01 slave” và “01 master — nhiều slave”.5 Mô hình I2C “01 master — nhiều sÏave”.---:--222sccccz+ccccvvsez 5 Hình 2.6 Mô hình One-Wire “01 master — nhiều slave”.1 Cảm biến nhiệt độ, độ âm không khí DHT22.1 Màn hình LCD TFT-ST7735 .1 Sơ đồ hoạt động cua các dự định .2 Sub bytes — AES.3 Shift row — AES.4 Mix columns — AES. - + tk EsEErrkekEkekekrkrkrkrrkrrevek 26 Hình 2.1 Phương thức hoạt động SHA256 .1 Mô hình kiến trúc hệ thống.1 Sơ đồ khối mạch đèn sáng trắng .2 Khối MCU ESP32 mạch điều khiển đèn sáng trắng.3 Khối light driver mạch điều khiển đèn sáng trắng.4 Khối user interface mạch đèn sáng trắng.5 Khối power supply mạch đèn sáng trắng.6 Layout PCB mặt trên mạch điều khiển đèn sáng trắng.7 Layout PCB mặt dưới mạch điều khiển đèn sáng trắng .8 Mô phỏng 3D mach đẻn sáng trắng.-------222ccccccc+cccccvcee 33 Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý mạch đèn sáng màu RGB.10 Layout PCB mặt trên mạch đèn sáng màu RGB.11 Layout PCB mặt dưới mạch đèn sáng màu RGB .12 Mô phỏng 3D mạch đèn sáng mau RGB.13 Sơ đồ khối mạch điều khiển công tắc .14 Khối MCU ESP32 mạch điều khiển công tắc.15 Khối indicator mạch điều khiển công tắc.16 Khối user interface mạch điều khiển công tắc.17 Layout PCB mặt trên mạch điều khiển công tắc.18 Layout PCB mặt dưới mạch điều khiển công tắc .19 Mô phỏng 3D mạch điều khiển công tic .20 Sơ đồ khối mạch điều khiển relay.21 Layout PCB mặt trên mạch điều khiển relay.22 Layout PCB mặt dưới mạch điều khiển relay.23 Mô phỏng 3D mạch điều khiển Relay.24 Sơ đồ nguyên lý mạch cảm biến nhiệt độ, độ AM .25 Layout PCB mặt trên mạch cảm biến nhiệt độ, độ AM .26 Layout PCB mặt dưới mạch cảm biến nhiệt độ, độ âm .27 Mô phỏng 3D mạch cảm biến nhiệt độ, độ ẩm.1 Mô hình tổng quát hệ thống ứng dụng điện thoại.1 Quy trình tiếp nhận và phản hồi dự định Syne .2 Quy trình tiếp nhận và phản hồi dự định Query .3 Quy trình tiếp nhận và thực thi dự định Execute.1 Cấu trúc database của hệ thống.1 Mach điều khiển đèn sáng trắng thực 16 .2 Mặt trên thực tế mạch điều khiển đèn sáng màu RGB.3 Mạch và đèn sáng màu RGB thực tế.4 Mạch điều khiển đèn sáng màu được đóng gói.5 Mặt trên thực tế mạch điều khiển công tắc.6 Mặt dưới thực tế mạch điều khiển công tắc.7 Mach thực tế cảm biến nhiệt độ, độ âm.8 Bộ cảm biến nhiệt độ, độ âm được đóng gói .2 Hiển thị Log trên Functions Firebase.3 Giao diện đăng nhập và đăng ký người dùng của app.4 Giao diện giám sát và điều khiển thiết bị trong phòng của app.5 Giao diện trang điều khiển thiết bị của app.6 Giao diện trang chỉnh sửa thiết bị của app.--:-ccc+ccsscee 67 Hình 4.7 Giao diện trang thêm thiết bị của app.------ccccccz2cccvvscccce2 68 Hình 4.8 Giao diện trang chia sẻ thiết bị của app.-:-©cccccc+ccsscceee 69 Hình 4.9 Giao diện ngữ cảnh của app.10 Trang chỉnh sửa và hiền thị thông tin cá nhân của app.11 Giao diện chủ của Web .12 Giao diện trang đăng nhập người dùng của web.13 Giao diện trang đăng ký người dùng của web.14 Xác nhận đăng ky qua email của web và app.15 Giao diện trang thông tin mua hang của web.16 Giao diện trang thông tin liên hệ của Web.
-¿-+-+<+c+xex+xe+ 74 Hình 4.17 Giao diện trang điều khiển thiết bị của web.18 Giao diện thẻ điều khiển đèn sáng màu của web.19 Giao diện trang chỉnh sửa thiết bị của web.20 Giao diện hiển thị người được chia sẻ khi chia sẻ thành công.21 Giao diện người thông báo có lời mời nhận thiết bi của website .22 Giao diện xóa thiết bị của web.23 Giao diện chỉnh sửa thiết Di của W€D.24 Liên kết hệ thong với Google Assistant — Google Home .25 Ứng dụng được tích hợp Google Assistant. DANH MỤC BANG Bang 1.1 Bang so sánh với đề tài đã được thực hiện.--‹--s-++cx+svcssssesx> 4 Bang 3.1 Bảng đường dẫn liên quan xác thực người dùng.2 Bang đường dẫn thực hiện yêu cầu người dùng.1 Bảng các bước mã hóa dữ liệu và liên kết thiết bị.1 Bảng Stream — Events khi node liên kết với server Firebase.1 Bảng đo thông số thời gian thực thi.---:--2222scccz22cccvvsecccee 80 DANH MỤC TU VIET TAT STT | Cụm từ viết tắt Cụm từ được viết tắt 1 App Ứng dụng điện thoại di động 2 Web Website 3 loT Internet of Things 4 | ESP32 ESP32-WROOM-32 5 LED Light Emitting Diode 6 RGB Red — Green — Blue 7 |IC Integrated Circuit 8 | GPIO General Purpose Input Output 9 PWM Pulse Width Modulation 10 | ADC Analog to Digital Converter 11 |DAC Digital to Analog Converter 12 |UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter 13 | 12C Inter Integrated Circuit 13 | SPI Serial Peripheral Interface 15 | SDA Serial Data 16 | SCL Serial Clock 17 | MOSI Master Output Slave Input 18 | MISO Master Input Slave Output 19 | SCK Serial Clock 20 |CS Chip Select 21 | UI User Interface 22 |API Application Programming Interface 23 | AES Advanced Encryption Standard 24 | SHA256 Secure Hash Algorithm 256-bit TÓM TÁT KHÓA LUẬN “Điều khiển và giám sát thiết bị nhà thông minh thông qua giọng nói, ứng dụng điện thoại và website” là đề tài nghiên cứu và thực hiện hệ thống dùng đề giám sát và điều khiển thiết bị điện trong gia đình. Hệ thống sử dụng ESP32 với chức năng kết nối internet giúp người dùng có thể tương tác với hệ thống ở bat cứ nơi nào mà người ding có thé truy cập được internet. Hệ thống trên bao gồm 04 mạch điều khiển (mạch đèn sáng trắng, mạch đèn màu RGB, mạch điều khiển công tắc và mach cảm biến nhiệt độ, độ 4m không khí), 01 server duy trì sự giao tiếp và thực thi khi có yêu cầu từ phía người dùng hay các mạch điện, 01 ứng dụng điện thoại di động cho phép người dùng thao tác trên 02 nền tảng Android và IOS, 01 website cung cấp cho người dùng trải nghiệm giám sát, điều khiển thiết bị của mình trên các trình duyệt web.
Bên cạnh đó, hệ thống còn cung cấp cho người dùng khả năng điều khién thiết bị thông qua giọng nói bằng cách tích hợp Google Assistant. May chủ và cơ sở dữ liệu của hệ thông sẽ được triển khai lên Firebase, nhằm tăng tốc độ đáp ứng, tăng tính bảo mật của người dùng. Khác với những đề tai trước nghiên cứu về hệ thống điều khiển nhà thông minh, dé tài này sẽ bao gồm toàn bộ phan thiết kế và lập trình về phần cứng lẫn phần mềm. Chức năng đăng ký, đăng nhập và xác thực người dùng.
Mở rộng khả năng thêm mới, xóa, chia sẻ thiết bị giữa các người dùng. Đề tài nhằm hướng đến điều khiển tất cả các thiết bi dan dụng trong gia đình, hướng đến mục tiêu IoT hóa ngôi nhà bình thường trở thành một ngôi nhà thông minh. MỞ ĐÀU Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 dang bùng nổ mạnh mẽ trên khắp thế giới và cả ở Việt Nam. Những yếu tố cốt lõi của kỹ thuật số trong cuộc cách mạng cộng nghệ 4.0 là trí tuệ nhân tạo (AI, IoT và Big Data).
IoT là một hệ thống mạng lưới các thiết bị được kết nối internet, có thé thu thập và trao đổi dữ liệu. Hiện nay IoT đã và đang được áp dụng rộng rãi vào mọi lĩnh vực trên thế giới và cả ở Việt Nam. Nhằm phục vụ và nâng cao chất lượng cuộc sống, nhóm đã lựa chọn đề tài “Điều khiển và giám sát thiết bị nhà thông minh thông qua giọng nói, ứng dụng điện thoại và website”. Hệ thống trong đề tài này là một mô hình kết hợp giữa phần cứng các mạch điện tử, phần mềm các ứng dung di động, website và điều khiển bằng giọng nói thông qua việc tích hợp Google Assistant.
Bên cạnh đó, nhóm còn lập trình các API cho server giúp giao tiếp giữa các thiết bị với nhau và với app, web và Google Assistant.