Đồ án HCMUTE: Ứng dụng công nghệ IoT trong giám sát tiêu thụ điện

• Tác giả: Nguyễn Thanh Ti
• Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Thanh Nghĩa
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử
• Đề tài: Ứng Dụng Công Nghệ IoT Giám Sát Mức Tiêu Thụ Điện - Nước
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Nội dung nghiên cứu
• 1.2. Giới hạn
• 1.3. Bố cục
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Giới thiệu phần cứng
• 2.2. Các chuẩn truyền dữ liệu
• 2.2.1. Giao tiếp UART
• 2.2.2. Chuẩn giao tiếp I2C
• 2.2.3. Chuẩn giao tiếp Wifi
• 2.3. Ưu điểm của Firebase
• 2.3.1. Firebase Realtime Database
• 2.3.2. Những đặc điểm nổi bật
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. Tính toán và thiết kế hệ thống
• 3.2. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống
• 3.3. Tính toán và thiết kế mạch
• 3.4. Thiết kế khối hiển thị
• 3.5. Thiết kế khối xử lý
• 3.6. Thiết kế khối thiết bị đầu vào
• 3.7. Thiết kế khối nguồn
• 3.8. Sơ đồ nguyên lý của toàn mạch
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.1. Giới thiệu
• 4.2. Thi công hệ thống
• 4.3. Thi công và đóng gói mô hình
• 4.3.1. Đóng gói bộ điều khiển
• 4.3.2. Thi công mô hình
• 4.4. Lập trình hệ thống
• 4.4.1. Lưu đồ giải thuật
• 4.4.2. Phần mềm lập trình
• 4.4.3. Hướng dẫn xây dựng Firebase project
• 4.4.4. Hướng dẫn sử dụng
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ, NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ
• 5.1. Kết quả đạt được
• 5.2. Kết quả lý thuyết
• 5.3. Kết quả chạy hệ thống
• 5.4. Đánh giá, nhận xét
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Giám sát năng lượng và Tiêu thụ điện năng tại HCMUTE

Đề tài tốt nghiệp "Ứng dụng công nghệ IoT giám sát mức tiêu thụ điện – nước" tại HCMUTE tập trung vào giám sát năng lượng, cụ thể là giám sát điện năng. Nghiên cứu sử dụng Internet of Things (IoT) để thu thập và phân tích dữ liệu tiêu thụ điện năng. Mục tiêu chính là tạo ra một hệ thống giám sát điện năng thời gian thực, cho phép người dùng theo dõi và quản lý tiêu thụ điện năng hiệu quả. Hệ thống kết hợp các thành phần như cảm biến IoT, hệ thống giám sát IoT, và một giao diện người dùng trực quan. Quản lý năng lượng trở nên dễ dàng hơn nhờ khả năng phân tích tiêu thụ điện. Nghiên cứu này đóng góp vào việc nâng cao hiệu quả năng lượng và tiết kiệm năng lượng.

1.1 Ứng dụng công nghệ IoT trong quản lý năng lượng

Việc sử dụng công nghệ IoT trong giám sát năng lượng mang lại nhiều lợi ích. Cảm biến IoT, như cảm biến dòng điện ACS712 và cảm biến lưu lượng S201, thu thập dữ liệu về tiêu thụ điện năng và nước. Dữ liệu này được truyền về trung tâm xử lý qua truyền dữ liệu IoT. Hệ thống giám sát IoT được thiết kế để xử lý một lượng lớn dữ liệu, tận dụng dữ liệu lớn (Big Data) trong giám sát năng lượng. Hệ thống tích hợp điện toán đám mây (Cloud Computing) trong giám sát năng lượng để lưu trữ và phân tích dữ liệu một cách hiệu quả. Giải pháp giám sát năng lượng này cho phép giám sát điện năng thời gian thực, hỗ trợ người dùng đưa ra các quyết định tối ưu về sử dụng năng lượng. Việc tích hợp với các nền tảng đám mây cũng nâng cao khả năng mở rộng và chia sẻ dữ liệu.

1.2 Triển khai hệ thống giám sát tại HCMUTE

Đề tài được thực hiện tại Đại học Công nghiệp TP.HCM (HCMUTE), sử dụng các thiết bị phần cứng như Arduino Mega, NodeMCU và các cảm biến IoT. Mô hình giám sát năng lượng được thiết kế để dễ dàng triển khai trong môi trường gia đình. Phần mềm được lập trình để xử lý dữ liệu từ các cảm biến IoT và hiển thị trên giao diện người dùng. Phần mềm giám sát điện năng được thiết kế để thân thiện với người dùng, dễ dàng sử dụng và quản lý. Nghiên cứu này tập trung vào việc triển khai hệ thống giám sát năng lượng, bao gồm việc thiết kế mạch điện, lập trình, và xây dựng giao diện người dùng. Thiết bị giám sát điện năng được thiết kế nhỏ gọn và dễ dàng tích hợp vào hệ thống điện gia đình. An ninh mạng trong giám sát năng lượng cũng được xem xét để đảm bảo tính bảo mật của dữ liệu.

1.3 Phân tích và đánh giá hiệu quả

Đề tài đánh giá hiệu quả của hệ thống giám sát tiêu thụ điện dựa trên các chỉ số như độ chính xác, độ tin cậy, và khả năng sử dụng. Chi phí giám sát năng lượng được phân tích để đánh giá tính kinh tế của giải pháp. Lợi ích của giám sát năng lượng bao gồm tiết kiệm điện năng, nâng cao nhận thức về sử dụng năng lượng, và hỗ trợ quản lý hiệu quả. So sánh các giải pháp giám sát năng lượng khác nhau giúp xác định tính ưu việt của hệ thống được đề xuất. Nghiên cứu cũng đề cập đến xu hướng giám sát năng lượng hiện nay và tiềm năng phát triển trong tương lai. Nghiên cứu giám sát năng lượng tại HCMUTE đóng góp vào việc ứng dụng công nghệ IoT trong lĩnh vực tiết kiệm năng lượng. Dự án giám sát năng lượng HCMUTE là một ví dụ cụ thể về việc áp dụng công nghệ tiên tiến vào thực tiễn. Ứng dụng thực tế giám sát năng lượng được minh họa qua kết quả thu được từ hệ thống thử nghiệm.