Luận văn tốt nghiệp về giám sát và điều khiển thiết bị trong nhà bằng giọng nói qua internet

• Tác giả: Phan Minh Phú
• Người hướng dẫn: TS. Đoàn Hữu Chức
• Trường học: Trường Đại Học Quản Lý Và Công Nghệ Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện Tự Động Công Nghiệp
• Đề tài: Giám Sát Và Điều Khiển Thiết Bị Trong Nhà Bằng Giọng Nói Qua Internet
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hải Phòng

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIÊU
• 1.3. NỘI DUNG THỰC HIỆN
• 1.4. GIỚI HẠN
• 1.5. BỐ CỤC
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ ARDUINO
• 2.2. PHẦN CỨNG ARDUINO
• 2.3. MODULE CẢM BIẾN KHÍ GA MQ2
• 2.4. MODULE CẢM BIẾN CHUYỂN ĐỘNG PIR HC – SR501
• 2.5. MODULE WIFI ESP8266 NODEMCU
• 2.6. MODULE CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ - ĐỘ ẨM DHT11
• 2.7. BÀN PHÍM MA TRẬN 4X4
• 2.8. MÀN HÌNH LCD 1602
• 2.9. LÝ THUYẾT CHUẨN GIAO TIẾP UART
• 2.10. LÝ THUYẾT CHUẨN GIAO TIẾP ONE-WIRE
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 3.1. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống
• 3.1.2. Tính toán và thiết kế mạch
• 3.1.3. Sơ đồ nguyên lý của toàn mạch
• 3.2. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG
• 3.2.1. Lưu đồ giải thuật module NodeMCU
• 3.2.2. Lưu đồ giải thuật module Arduino mega 2560
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN
• 4.1. Mô hình hệ thống
• 4.2. Giao diện phần mềm hệ thống
• 4.3. Hiển thị thông báo trên LCD
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Kết luận
• 5.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• CÁC TỪ VIẾT TẮT

I. Tổng quan

Trong bối cảnh công nghệ phát triển mạnh mẽ, giám sát thiết bị và điều khiển thiết bị trong nhà bằng giọng nói qua internet đang trở thành xu hướng phổ biến. Nhà thông minh không chỉ mang lại sự tiện lợi mà còn đảm bảo an ninh cho người sử dụng. Hệ thống này cho phép người dùng điều khiển các thiết bị điện như đèn, quạt, và cảm biến từ xa thông qua internet of things (IoT). Việc sử dụng công nghệ giọng nói giúp người dùng dễ dàng tương tác với hệ thống mà không cần phải sử dụng tay. Theo một nghiên cứu, việc áp dụng công nghệ giọng nói trong tự động hóa nhà không chỉ nâng cao trải nghiệm người dùng mà còn tiết kiệm thời gian và công sức. Hệ thống này có thể được điều khiển thông qua ứng dụng trên điện thoại hoặc các thiết bị thông minh khác, tạo ra một môi trường sống tiện nghi và an toàn.

II. Cơ sở lý thuyết

Hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị trong nhà sử dụng Arduino Mega 2560 và NodeMCU để kết nối với internet. Arduino là một nền tảng phần cứng mã nguồn mở, cho phép người dùng dễ dàng lập trình và tương tác với các thiết bị điện tử. NodeMCU giúp kết nối hệ thống với internet, cho phép người dùng theo dõi và điều khiển thiết bị từ xa. Các module cảm biến như cảm biến khí gas, cảm biến chuyển động, và cảm biến nhiệt độ - độ ẩm được tích hợp để thu thập dữ liệu môi trường. Việc sử dụng giao tiếp giọng nói thông qua ứng dụng như Google Assistant giúp người dùng dễ dàng điều khiển thiết bị mà không cần phải thao tác phức tạp. Điều này không chỉ nâng cao tính tiện lợi mà còn đảm bảo an toàn cho ngôi nhà.

III. Tính toán và thiết kế

Quá trình tính toán và thiết kế hệ thống bao gồm việc xác định các linh kiện cần thiết và cách kết nối chúng. Hệ thống được thiết kế với sơ đồ khối rõ ràng, giúp người dùng dễ dàng hình dung cách thức hoạt động. Các cảm biến được kết nối với Arduino để thu thập dữ liệu và gửi về NodeMCU. Việc lập trình cho hệ thống sử dụng ngôn ngữ C++ trong môi trường phát triển Arduino IDE. Các thuật toán điều khiển được xây dựng để đảm bảo rằng thiết bị hoạt động chính xác theo yêu cầu của người dùng. Hệ thống cũng được kiểm tra và tinh chỉnh để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả trong quá trình hoạt động.

IV. Kết quả thực hiện

Sau khi hoàn thành quá trình thiết kế và lập trình, hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị đã được triển khai thành công. Các thiết bị như đèn, quạt, và cảm biến hoạt động ổn định và chính xác theo lệnh từ giọng nói hoặc ứng dụng trên điện thoại. Hệ thống cho phép người dùng theo dõi tình trạng hoạt động của các thiết bị từ xa, mang lại cảm giác an tâm khi không có mặt tại nhà. Kết quả thực hiện cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ IoT trong nhà thông minh không chỉ nâng cao trải nghiệm người dùng mà còn góp phần vào việc tiết kiệm năng lượng và tăng cường an ninh cho ngôi nhà.

V. Kết luận và hướng phát triển

Đề tài giám sát và điều khiển thiết bị trong nhà bằng giọng nói qua internet đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả trong việc nâng cao chất lượng cuộc sống. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu và phát triển thêm, như việc cải thiện tính năng bảo mật và mở rộng khả năng điều khiển cho nhiều thiết bị hơn. Hướng phát triển trong tương lai có thể bao gồm việc tích hợp thêm các công nghệ mới như nhận diện giọng nói và trí tuệ nhân tạo để nâng cao khả năng tương tác của hệ thống. Việc phát triển này không chỉ đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của công nghệ trong lĩnh vực nhà thông minh.