Nghiên cứu giải pháp và xây dựng hệ thống quản lý thú cưng thông minh tại HCMUTE

Khám phá đồ án HCMUTE về giải pháp xây dựng hệ thống quản lý thú cưng thông minh, nâng cao trải nghiệm chăm sóc thú cưng hiệu quả.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

đồ án tốt nghiệp

2018

98
8
0

Phí lưu trữ

35 Point

Mục lục chi tiết

LỜI NÓI ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tình hình nghiên cứu

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

1.3. Giới hạn của đề tài

1.4. Bố cục đồ án

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT

2.1. Cơ sở truyền thông không dây

2.2. Tổng quan về công nghệ truyền thông WIFI

2.2.1. Giới thiệu về công nghệ truyền thông WIFI

2.2.2. Các chuẩn của công nghệ truyền thông WIFI

2.3. Công nghệ RFID

2.3.1. Giới thiệu về công nghệ RFID

2.4. Chuẩn truyền UART

2.5. Tình hình quản lý thú cưng trên thế giới

2.6. Các quy định về thú cưng ở Việt Nam

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.1. Bài toán thiết kế

3.1.1. Sơ đồ khối hệ thống

3.1.2. Khối xử lý trung tâm

3.1.3. Kết nối Arduino với máy tính

3.2. Khối RFID Tag

3.2.1. Thẻ RFID chủ động (RFID Active Tag)

3.2.2. Thẻ RFID thụ động (RFID Passive Tag)

3.2.3. Khối đọc thẻ RFID (MFRC522)

3.2.4. Khối module sim

3.3. Phần mềm máy tính (C# APPLICATION)

3.4. Khối web server

3.5. Phần mềm điện thoại

3.6. Nguyên lý hoạt động của hệ thống

4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG

4.1. Các bước thực hiện

4.1.1. Thiết kế hệ thống ghi đọc gửi dữ liệu RFID Tag

4.1.2. Lưu đồ lưu thông tin và gửi thông tin từ thẻ RFID

4.1.3. Kết nối bộ xử lý trung tâm

4.1.4. Các bước thiết kế giao diện đọc ghi thông tin

4.1.5. Lưu đồ chi tiết ghi và gửi thông tin lên thẻ RFID

4.1.6. Các bước đọc dữ liệu gửi tin nhắn tới điện thoại

4.1.6.1. Gửi thông tin đến chủ thú cưng

4.1.7. Thiết kế hệ thống ghi đọc gửi dữ liệu RFID Tag lên web server

4.1.7.1. Lưu đồ chi tiết gửi dữ liệu lên web server
4.1.7.2. Nguyên lý hoạt động hệ thống web server
4.1.7.3. Thông tin đọc lên điện thoại NFC

4.2. Sản phẩm đạt được

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Kết luận

5.2. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống quản lý thú cưng

Hệ thống quản lý thú cưng thông minh là một giải pháp công nghệ hiện đại nhằm theo dõi và quản lý thông tin về thú cưng. Hệ thống quản lý thú cưng không chỉ giúp chủ nuôi dễ dàng theo dõi tình trạng sức khỏe mà còn đảm bảo an toàn cho thú cưng. Việc áp dụng công nghệ thông minh cho thú cưng như RFID và IoT giúp thu thập dữ liệu một cách hiệu quả. Theo thống kê, hiện nay, nhu cầu quản lý thú cưng đang gia tăng, đặc biệt là trong bối cảnh các quy định về thú cưng ngày càng nghiêm ngặt. Hệ thống này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về từng con thú cưng, bao gồm tên, tuổi, giống, và tình trạng tiêm phòng. Điều này không chỉ giúp chủ nuôi dễ dàng quản lý mà còn hỗ trợ các cơ quan chức năng trong việc kiểm soát tình hình thú cưng trên địa bàn.

1.1. Tình hình nghiên cứu

Trong bối cảnh hiện nay, việc quản lý thú cưng tại Việt Nam còn nhiều hạn chế. Hệ thống quản lý hiện tại chủ yếu dựa vào các phương pháp truyền thống, thiếu tính hiệu quả và chính xác. Giải pháp công nghệ thú cưng được đề xuất nhằm khắc phục những nhược điểm này. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ như RFID và IoT có thể cải thiện đáng kể khả năng quản lý và theo dõi thú cưng. Hệ thống này không chỉ giúp chủ nuôi dễ dàng theo dõi mà còn tạo điều kiện cho các cơ quan chức năng thực hiện các quy định về quản lý thú cưng một cách hiệu quả hơn.

II. Giải pháp công nghệ cho hệ thống quản lý thú cưng

Giải pháp công nghệ cho hệ thống quản lý thú cưng bao gồm việc sử dụng phần mềm quản lý thú cưng và các thiết bị IoT. Phần mềm này sẽ cho phép người dùng theo dõi thông tin về thú cưng của mình thông qua một giao diện thân thiện. Công nghệ IoT cho thú cưng sẽ giúp kết nối các thiết bị thông minh, cho phép thu thập và truyền tải dữ liệu một cách nhanh chóng. Hệ thống sẽ sử dụng thẻ RFID gắn trên vòng cổ của thú cưng để lưu trữ thông tin. Khi thú cưng di chuyển, thông tin sẽ được cập nhật tự động lên hệ thống. Điều này không chỉ giúp chủ nuôi dễ dàng quản lý mà còn giúp các cơ quan chức năng theo dõi tình trạng sức khỏe và an toàn của thú cưng.

2.1. Phần mềm quản lý

Phần mềm quản lý thú cưng sẽ được thiết kế với giao diện thân thiện, dễ sử dụng. Người dùng có thể dễ dàng nhập và truy xuất thông tin về thú cưng của mình. Phần mềm sẽ tích hợp các tính năng như thông báo tiêm phòng, nhắc nhở lịch trình chăm sóc, và theo dõi sức khỏe. Giải pháp công nghệ thông tin này không chỉ giúp chủ nuôi tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu quả trong việc chăm sóc thú cưng. Hệ thống cũng sẽ cho phép người dùng chia sẻ thông tin với bác sĩ thú y và các cơ quan chức năng, từ đó tạo ra một mạng lưới hỗ trợ tốt hơn cho việc quản lý thú cưng.

III. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống

Hệ thống quản lý thú cưng thông minh có nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống. Đầu tiên, nó giúp chủ nuôi theo dõi sức khỏe và tình trạng của thú cưng một cách hiệu quả. Thứ hai, hệ thống này còn hỗ trợ các cơ quan chức năng trong việc thực thi các quy định về quản lý thú cưng. Quản lý động vật thông minh sẽ giúp giảm thiểu tình trạng thú cưng bị bỏ rơi hoặc thả rông, từ đó bảo vệ an toàn cho cộng đồng. Hệ thống cũng có thể được mở rộng để bao gồm các tính năng như theo dõi vị trí của thú cưng, giúp chủ nuôi tìm kiếm thú cưng khi bị lạc.

3.1. Lợi ích cho cộng đồng

Hệ thống không chỉ mang lại lợi ích cho chủ nuôi mà còn cho toàn xã hội. Việc quản lý thú cưng một cách hiệu quả sẽ giúp giảm thiểu các vấn đề liên quan đến thú cưng thả rông, như tai nạn giao thông hay các vụ việc liên quan đến sức khỏe cộng đồng. Giải pháp công nghệ thông tin này sẽ tạo ra một môi trường sống an toàn hơn cho cả người và thú cưng. Hệ thống cũng có thể được sử dụng để giáo dục cộng đồng về trách nhiệm trong việc nuôi dưỡng và chăm sóc thú cưng, từ đó nâng cao nhận thức và ý thức của người dân.

01/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

đặt vấn đề, so sánh sự tương quan giữa các đề tài trước đó đã thực hiện từ đó đưa ra giải pháp, định hướng thực hiện đề tài của nhóm, đặt ra các mục tiêu cũng như giới hạn của đề tài. Chương 2: Cơ sở lý thuyết. Chương này trình bày các cở sở lý thuyết có liên quan đến đồ án thực hiện bao gồm: tìm hiểu và phân tích mô hình quản lý thú cưng, lý thuyết về RFID. Chương 3: Thiết kế hệ thống.

Dựa vào vào yêu cầu của đồ án chương này trình bày, thiết kế sơ đồ khối, chức năng từng khối, sơ đồ nguyên lý cũng như trình bày nguyên lý hoạt động của toàn hệ thống. Đưa ra các phương án lựa chọn và dựa vào đó tính toán ưu nhược điểm để chọn lựa các linh kiện cho từng khối. Trình bày cách thức giao tiếp chuẩn truyền UART giữ máy tính và bộ xử lý trung tâm arduino. Trình bài cách thức giao tiếp và làm việc với Arduino ESP MCU qua máy tính và các bước cài đặt và thiếp lập các gói hỗ trợ cho Arduino ESP MCU.

Trình bày phương pháp lập trình về thiết kế giao diện quản lý truy xuất thông tin, nhập thông tin lên thẻ RFID, gắn trên mỗi con chó. Chương 4: Thi công. Chương này trình bày chi tiết kết quả đề tài đã thực hiện được. Chương 5: Kết luận và hướng phát triển.

Chương này trình bày kết quả đồ án đã thực hiện được, rút ra kết luận và hướng phát triển của đồ án. 3 do an CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2. Cơ sở truyền thông không dây Dù cáp và dây điện vẫn đóng vai trò chính trong truyền và nhận thông tin, việc sử dụng tai nghe không dây, lướt web tại điểm truy cập Wi-Fi hoặc truyền dữ liệu giữa các thiết bị qua các giao tiếp không dây. đang trở nên quen thuộc và tác động lớn đến đời 2.

NFC Thiết bị NFC chỉ có thể truyền không dây vài kilobit dữ liệu trong phạm vi vài cm, do đó nó đảm bảo an toàn khi người sử dụng muốn trao đổi thông tin riêng tư, cần bảo mật.1: Công dụng NFC Các hãng sản xuất di động có vẻ hứng thú với công nghệ này và cho rằng điện thoại NFC sẽ được dùng để thanh toán hóa đơn khi người sử dụng uống cafe hay mua báo… Nó cũng sẽ xuất hiện trong khóa điện tử, vé và các tài liệu du lịch.2 ví dụ Wifi 4 do an Công nghệ kết nối Internet không dây này đã rất phổ biến trong gia đình, văn phòng, quán cafe và một số trung tâm thành phố lớn. Ngoài ra, Wi-Fi còn được dùng để nối những thiết bị gia dụng như TV, đầu DVD với máy tính. Tổng quan về công nghệ truyền thông Wifi 2. Giới thiệu về công nghệ truyền thông Wifi WiFi (Wireless Fidelity) hay mạng 802.11 là hệ thống mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến, giống như điện thoại di động, truyền hình và radio.

Hiện tại, các điểm truy cập Wi-Fi đã hiện diện hầu như khắp mọi nơi dưới dạng không có mật khẩu (cho truy cập tự do) hoặc mã hóa WPA/WPA2. Ngoài các điểm kết nối công cộng (Hotspots), WiFi có thể được thiết lập ngay tại nhà riêng.11 bắt nguồn từ viện IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Viện này tạo ra nhiều chuẩn cho nhiều giao thức kỹ thuật khác nhau và sử dụng một hệ thống số nhằm phân loại chúng; 4 chuẩn WiFi thông dụng hiện nay là 802.3: Định nghĩa Wifi Truyền thông qua mạng không dây là truyền thông vô tuyến hai chiều. Cụ thể: thiết bị Adapter không dây (hay bộ chuyển tín hiệu không dây) của máy tính chuyển đổi dữ liệu số sang tín hiệu analog vô tuyến và phát những tín hiệu này đi bằng một ăng-ten.

Thiết bị Router không dây nhận những tín hiệu này và giải mã chúng rồi gửi thông tin tới Internet hoặc máy chủ thông qua kết nối mạng có dây.2 Các chuẩn của công nghệ truyền thông Wifi Bảng 2.1 chuẩn công nghệ của wifi  Chuẩn 802.11 Năm 1997, viện IEEE đưa ra chuẩn mạng nội bộ không dây (WLAN) đầu tiên – được gọi là 802.11 theo tên của nhóm giám sát sự phát triển của chuẩn này.11 sử dụng tần số 2,4GHz và dùng kỹ thuật Trải phổ trực tiếp(Direct-Sequence Spread Spectrum-DSSS) nhưng chỉ hỗ trợ băng thông tối đa là 2Mbps – tốc độ khá chậm cho hầu hết các ứng dụng. Vì vậy, các sản phẩm thương mại của chuẩn không dây này không có mặt trên thị trường.11b là phiên bản đầu tiên được thị trường chấp nhận, xuất hiện vào năm 1999. Chuẩn này cũng phát tín hiệu ở tần số 2.4 GHz, sử dụng kỹ thuật điều chế Khóa mã bù (Complementary Code Keying – CCK) và dùng kỹ thuật Trải phổ trực tiếp giống như chuẩn 802.11b là 11Mbps, ngang với tốc độ Ethernet thời bấy giờ.11a Song hành với 802.11b, IEEE tiếp tục đưa ra chuẩn mở rộng thứ hai là 802.11b được sử dụng rộng rãi hơn so với 802.11a, nên một số người cho rằng 802.11a được tạo sau 802. Nhưng thực tế, 802.11b được tạo cùng thời điểm.11a có giá thành cao, chỉ được sử dụng trong các mạng doanh nghiệp còn 802.11b thích hợp hơn với nhu cầu mạng gia đình.11a sử dụng tần số 5GHz, tốc độ 54Mbps tránh được nhiễu từ các thiết bị dân dụng.11a sử dụng kỹ thuật trải phổ theo phương pháp đa phân chia tần số trực giao (Orthogonal Frequency Division Multiplexing-OFDM).

Đây được coi là kỹ thuật trội hơn so với trải phổ trực tiếp (DSSS). Tuy nhiên, do tần số cao hơn nên tín hiệu của 802.11a gặp nhiều khó khăn hơn khi xuyên tường và các vật cản khác.11b sử dụng tần số khác nhau, hai công nghệ này không tương thích với nhau. Một vài hãng sản xuất đã cho ra đời sản phẩm “lai” 802.11a/b, nhưng các sản phẩm này chỉ đơn thuần là cung cấp 2 chuẩn sóng Wi-Fi cùng lúc (máy trạm dùng chuẩn nào thì kết nối theo chuẩn đó).11g Tháng 7/2003, IEEE chính thức duyệt chuẩn 802.11g như là một sự kết hợp những ưu điểm của chuẩn a và b. Chuẩn này cũng sử dụng phương thức điều chế OFDM tương tự 802.11a nhưng lại dùng tần số 2,4GHz giống với chuẩn 802.11b, đạt tốc độ 54Mbps và có khả năng tương thích ngược với chuẩn 802.11b đang phổ biến.11n Xuất hiện khá lâu dưới dạng các bản nháp (Draft n), đến 9/2009 chuẩn Wi-Fi n mới chính thức được công nhận và chuẩn hóa (Wi-Fi Certified n).11n được thiết kế để cải thiện tính năng của 802.11g về băng thông cũng như tầm phủ sóng với công nghệ anten MIMO (multiple-input and multiple-output – gửi nhận nhiều luồng cùng lúc).11n cũng cho tầm phủ sóng tốt hơn các chuẩn Wi-Fi trước đó nhờ tăng cường độ tín hiệu.11n có thể hoạt động ở cả hai tần số 2,4GHz và 5GHz nên đã xuất hiện một số Router phát cả hai tần số để có thể vừa đáp ứng được yêu cầu phủ sóng rộng ít bị nhiễu vừa có thể tương thích với nhiều loại thiết bị.11n vẫn tương thích ngược với 802.11g nếu chạy ở tần số 2,4GHz.

Thị trường Việt Nam hiện tại đã phổ biến những router không dây chuẩn n hỗ trợ tốc độ lý thuyết lên đến 300Mbps và thậm chí một số ít lên đến 450Mbps. 7 do an  Chuẩn 802.11ad Ngoài các chuẩn Wi-Fi trên, trong năm 2012 đã xuất hiện 2 chuẩn mới là 802.11ad có tốc độ truyền dữ liệu đa kênh ở mức 1Gbps hoặc nhanh hơn và có vùng phủ sóng tốt hơn.11ac được phát triển từ 802.11n, được kỳ vọng sẽ tăng tốc độ và hiệu suất, đáp ứng nhu cầu người dùng, nhưng vẫn duy trì khả năng tương thích ngược với chuẩn 802.11ac sử dụng băng tần 5GHz với độ phủ sóng rộng hơn, ít bị nhiễu tín hiệu hơn so với băng tần 2,4GHz, hỗ trợ độ rộng băng tần (channel width) đến 80MHz(chuẩn 802.11n hỗ trợ 20MHz hoặc 40MHz) và sẽ sử dụng nhiều anten thu và phát tương tự 802. Khác với chuẩn 802.11ad sử dụng băng tần đến 60GHz cho tốc độ cao nhưng khả năng xuyên tường, vật dụng của các tín hiệu 60GHz rất kém và dễ bị mất năng lượng nên chỉ phù hợp cho việc chia sẻ dữ liệu giữa các thiết bị cùng phòng với khoảng cách ngắn.11ad cũng không tương thích ngược với chuẩn n. Ngoài ra chuẩn 802.11ad có thể bị nhiễu bởi các thiết bị gia dụng.11ad Hiện tại, chuẩn 802.11ad chỉ đang trong giai đoạn phát triển và chưa hoàn chỉnh về bảng đặc tả kỹ thuật.

Chưa có nhiều sản phẩm hỗ trợ và giá thiết bị khá cao. 8 do an  Chuẩn khác Gần đây, thị trường xuất hiện thêm một chuẩn Wi-Fi mới là 802.22 với độ phủ sóng lên tới 100 km và tốc độ truyền tải 22Mb/giây. Tuy nhiên có lẽ chuẩn này sẽ không cạnh tranh trực tiếp với mạng Wi-Fi hiện hành mà chủ yếu phục vụ cho nhu cầu truy cập Internet do tốc độ chỉ ngang ngửa các mạng băng rộng di động thế hệ mới (3,5-4G). Chuẩn Wi-Fi 802.22 chạy trên khoảng băng tần còn trống nằm giữa 2 băng tần truyền hình VHF và UHF giúp truyền dữ liệu với khoảng cách siêu xa mà không ảnh hưởng đến các trạm truyền hình.

Công nghệ RFID 2. Giới thiệu về công nghệ RFID Radio Frequency Identification (RFID) là công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến. Hai thiết bị này hoạt động thu phát sóng điện từ cùng tần số với nhau. Các tần số thường được sử dụng trong hệ thống RFID là 125Khz hoặc 900Mhz.

Cấu tạo Một thiết bị hay một hệ thống RFID được cấu tạo bởi hai thành phần chính là thiết bị đọc ( reader) và thiết bị phát mã RFID có gắn chip hay còn gọi là tag. Thiết bị đọc được gắn antenna để thu- phát sóng điện từ, thiết bị phát mã RFID tag được gắn với vật cần nhận dạng, mỗi thiết bi RFID tag chứa một mã số nhất định và không trùng lặp nhau. Nguyên lý hoạt động: Hình 2.5: Nguyên lý hoạt động 9 do an Thiết bị RFID reader phát ra sóng điện từ ở một tần số nhất định, khi thiết bị RFID tag trong vùng hoạt động sẽ cảm nhận được sóng điện từ này và thu nhận năng lượng từ đó phát lại cho thiết bị RFID Reader biết mã số của mình. Từ đó thiết bị RFID reader nhận biết được tag nào đang trong vùng hoạt động.6: Cấu tạo RFID  Độ bảo mật và tin cậy: Thẻ chip (tag) RFID chứ rất nhiều mã nhận dạng khác nhau, thông thường là 32bit tương ứng với hơn 4 tỷ mã số khác nhau.

Ngoài ra khi xuất xưởng mỗi thẻ chip RFID được gán một mã số khác nhau. Do vậy khi một vật được gắn chip RFID thì khả năng nhận dạng nhầm vật đó với 1 thẻ chip RFID khác là rất thấp, xác suất là 1 phần 4 tỷ.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Bài viết "Giải pháp xây dựng hệ thống quản lý thú cưng thông minh tại HCMUTE" trình bày một giải pháp sáng tạo nhằm cải thiện việc quản lý thú cưng thông qua công nghệ thông minh. Hệ thống này không chỉ giúp người nuôi theo dõi sức khỏe và hành vi của thú cưng mà còn cung cấp các thông tin hữu ích để nâng cao chất lượng cuộc sống cho cả thú cưng và chủ nhân. Những lợi ích này bao gồm việc giảm thiểu lo lắng cho chủ nuôi khi không có mặt ở nhà, đồng thời tạo ra một môi trường sống an toàn và thoải mái cho thú cưng.

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các ứng dụng công nghệ tương tự, hãy khám phá bài viết Báo cáo internet of thingsiot và ứng dụng, nơi bạn sẽ thấy cách mà IoT đang được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Ngoài ra, bạn có thể tham khảo Đồ án hcmute ứng dụng công nghệ iot quản lý căn hộ để hiểu rõ hơn về việc quản lý không gian sống thông minh. Cuối cùng, bài viết Đồ án hcmute hệ thống điều khiển các thiết bị dùng smartwatch sẽ giúp bạn khám phá cách điều khiển thiết bị thông minh qua smartwatch, mở rộng thêm kiến thức về công nghệ hiện đại.