Chương 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu tổng quan 1.2 Ý tưởng thiết kế đề tài Hiện nay với sự bùng nổ của các thiết bị thông minh và hệ thống internet được bao phủ khắp mọi nơi kéo theo sự phát triển của các thiết bị ứng dụng thành quả của các nghiên cứu về Internet vạn vật,trong đó có hệ thống cảnh báo gia dụng thông minh Đề tài hướng đến một giải pháp thiết kế một hệ thống cảnh báo gia dụng thông minh đa chức năng,vận hành ổn định và giá thành phù hợp, dễ lắp đặt như một thiết bị gia dụng thông thường 1.3 Giới thiệu các hệ thống gia dụng có trên thị trường Hiện tại các hệ thống trên thị trường đang có nhiều nhà cung cấp với nhiều chủng loại đa dạng mẫu mã khác nhau. Sau đây là một số ví dụ tiêu biểu: 1.1 Smart Home Tuya Giới thiệu [1] Tuya Smart là nền tảng IoT toàn cầu cho phép các sản phẩm điện trở lên thông minh hơn cho người tiêu dùng. Nó cung cấp giải pháp giúp các sản phẩm thông minh có thể làm việc với nhau trên cùng 1 APP chung. Dễ dàng điều khiển các thiết bị từ xa qua smartphone ở bất cứ đâu có mạng Internet.
Bộ sản phẩm tương tự [1] - Bộ Báo Trộm Không Dây Wifi Kèm Camera SmartHomePlus SHP-CK2 Plus giá 2,350,000đ. Bộ sản phẩm bao gồm 1 camera IP, 1 loa báo động wifi, 1 cảm biến chuyển động PIR, 1 cảm biến cửa từ, 1 remote điều khiển. - Công Tắc Wifi Và RF Công Suất Lớn 40A Tuya SHP-SW3 giá 750,000đ 1.2 BKAV SmartHome Giới thiệu [2] 7 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Bkav SmartHome Security gồm thiết bị an ninh trung tâm, hàng rào điện tử, các cảm biến, hệ thống camera ghi hình… dựng nên hàng rào nhiều lớp, giám sát ngôi nhà theo thời gian thực. Khi phát hiện chủ nhân quên đóng cửa nhà hoặc nguy cơ cháy nổ, xâm nhập trái phép, hệ thống sẽ phát đi cảnh báo theo các cấp độ an ninh khác nhau như: bật đèn tại khu vực có đột nhập, hú còi báo động, gửi tin nhắn, gọi điện tới gia chủ.
Đây là giải pháp an ninh đầu tiên trên thị trường tích hợp công nghệ AI, cho phép phân biệt người trong/ngoài nhà và có khả năng tự chuyển chế độ an ninh theo ngữ cảnh. Các thiết bị an ninh giá rẻ trên thị trường hiện có rất nhiều nhưng cũng tiềm ẩn nguy cơ mang đến rắc rối cho gia chủ như phát hiện, cảnh báo nhầm, gây bất tiện khi nhà có khách, có người lớn tuổi sinh hoạt không theo giờ giấc thông thường… Bộ thiết bị Bkav SmartHome Security hoạt động "tự nhiên", tin cậy, xác định chính xác khi nào cần kích hoạt hệ thống an ninh. Giao diện giám sát ngôi nhà hiển thị trực quan, sinh động, cho phép xem hình ảnh trực tiếp từng khu vực có xâm nhập. Với các thiết bị nhỏ gọn, kết nối bằng công nghệ truyền thông không dây ZigBee / WiFi, việc lắp đặt hệ thống an ninh Bkav SmartHome Security thuận tiện, dễ dàng triển khai ngay trên hạ tầng sẵn có.
Bộ sản phẩm tương tự [2] - Thiết bị xử lý trung tâm. Điều khiển và kiểm soát toàn bộ các thiết bị trong hệ thống an ninh Bkav SmartHome Security. Có khả năng quản lý và điều khiển tới 500 thiết bị trong nhà. Nhận và phân tích các tín hiệu cảnh báo được gửi về từ các cảm biến an ninh khu vực để đưa ra các kịch bản an ninh phù hợp.
- Thiết bị phân vùng kiểm soát an ninh. Phân vùng kiểm soát, trực tiếp các cảm biến an ninh trong nhà như Hàng rào điện tử, cảm biến vị trí, cảm biến khói, cảm biến mở cửa… Tín hiệu sau khi được thu thập sẽ được chuyển về thiết bị xử lý trung tâm để xử lý. - Hệ thống camera giám sát. Hệ thống camera tích hợp hỗ trợ giám sát an ninh tự động qua hình ảnh.
Qua camera hệ thống cho xem xem trực tiếp hình ảnh an ninh qua cảnh báo trên giao diện phần mềm. 8 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú 1.3 LUMI Bộ điều khiển trung tâm Hình 1-1 Bộ điều khiển trung tâm của LUMI Mô tả: Là bộ não của ngôi nhà thông minh, tích hợp công nghệ truyền thông không dây Zigbee cho phép: Kết nối và quản lý các thiết bị điện, lưu trữ các thông tin cấu hình cài đặt của người dùng, cập nhật trạng thái các thiết bị cho người sử dụng. Điện áp: 5Vdc - 1A Nhiệt độ hoạt động: 75ºC max Giá bán: 2.000 đ Công tắc cảm ứng 3 nút Hình 1-2 Công tắc 3 nút của LUMI Mô tả: là loại công tắc cảm ứng thông minh sử dụng công nghệ cảm ứng điện dung, công nghệ không dây Zigbee, mặt kính cường lực, chống xước, chống va đập, kết hợp với vòng tròn tỏa sáng LED bao quanh tạo nên sự tinh tế, sang trọng, đẳng cấp. Điện áp: 150 - 250 VAC Nhiệt độ hoạt động: 0 - 40ºC max 9 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Công suất: 700w(Đèn sợi đốt)-150w(Đèn led)/1 nút Kích thước: Hình vuông (95 x 95 mm) - Hình chữ nhật (121,5 x 80 mm) Giá bán: 1.000 đ Bộ điều khiển hồng ngoại Hình 1-3Bộ điều khiển hồn ngoại của LUMI Mô tả: Học lệnh của điều khiển remote, có thể lưu tới 1000 lệnh.
Tích hợp công nghệ không dây Zigbee tiên tiến. Điện áp: 5VDC Nhiệt độ hoạt động: 50ºC Max Giá bán: 1.4 Giới thiệu hệ thống Hình 1-4 Mô tả sơ lược kết nối các thiết bị 10 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú 1.1 Giới thiệu Thiết bị hoạt động trong nhà. Giúp dễ dàng quản lý kết nối các thiết bị mà không cần quá nhiều cấu hình, đồng thời hỗ trợ kết đối đến cloud Server cho phép truy cập hệ thống qua kết nối Internet. Thiết bị còn hoạt động như một TV box cho phép kết nối đến màn hình và phát trực truyến camera.2 Chức năng - Quản lý các thiết bị chức năng với tốc độ đáp ứng cao - Quản lý lớp giao diện giao tiếp người dùng với thiết bị, tương thích với nhiều loại thiết bị thông minh khác nhau - Cầu nối quản lý các thiết bị với hệ thống điện toán đám mây, chủ động đóng ngắt kết nối theo yêu cầu.
Đảm báo tối ta tính riêng tư. - Khả năng kết nối với màn hình hiển thị trực tiếp camera 1.3 Chỉ tiêu thiết kế và yêu cầu kỹ thuật - Điện áp hoạt động: Nguồn một chiều 5V - 2. Cấp nguồn qua cổng micro USB - Nút nhấn giao tiếp với thiết bị - Wifi: 2. - Điều kiện hoạt động: trong nhà - Tương tác với người dùng thông qua trình duyệt web có thể kết nối bằng các thiết bị có thể chạy được trình duyệt (máy tính, điện thoại thông minh,.) - Tương tác được với các thiết bị camera an ninh có trên thị trường hỗ trợ giao thức RTSP - Âm lượng loa điều chỉnh được.
Công suất loa 3W. Độ nhạy: 100 dB/W - Tích hợp đèn LED thông báo - Tốc độ đáp ứng nhanh. Độ trễ <500ms 11 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú - Độ trễ khi truyền media thấp - Kết nối với màn hình theo chuẩn HDMI 1.2 Camera chuông cửa 1.1 Giới thiệu Thiết bị camera an ninh kết hợp với nút nhấn cảm ứng dựa trên ý tưởng một camera tích hợp với chuông cửa. Mang đến khả năng quan sát như một camera an ninh kết hợp với hệ thống intercom để giao tiếp đến người đến nhà mà không cần phải bước ra cửa cũng như hệ thống nhận diện, quản lí an ninh cửa ra vào.2 Chức năng - Camera an ninh - Tích hợp nút nhấn chuông thông báo - Cảm biến tiệm cận tự động phát hiện người đến - Tích hợp hệ thống giao tiếp trong ngoài thông qua smartphone, máy tính 1.3 Chỉ tiêu thiết kế và yêu cầu kỹ thuật - Điện áp hoạt động: Nguồn một chiều 5V - 2.
Cấp nguồn qua cổng micro USB - Nút nhấn giao tiếp với thiết bị - Wifi: 2. - Điều kiện hoạt động: trong nhà - Tương tác với người dùng thông qua trình duyệt web có thể kết nối bằng các thiết bị có thể chạy được trình duyệt (máy tính, điện thoại thông minh,.) - Âm lượng loa điều chỉnh được. Công suất loa 3W. Độ nhạy: 100 dB/W - Tích hợp đèn LED thông báo - Tốc độ đáp ứng nhanh.
Độ trễ <500ms - Độ trễ khi truyền media thấp 12 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú 1.3 Điều khiển thiết bị hồng ngoại 1.1 Giới thiệu Thiết bị mở rộng tín năng điều khiển thiết bị hồng ngoại thông qua kết nối wifi. Hỗ trợ các thiết bị sử dụng hồng ngoại có trên thị trường: TV, máy lạnh, máy quạt,… 1.2 Chức năng - Kết nối vào mạng wifi và nhận tín hiệu điều khiển - Điều khiển các thiết bị hồng ngoại 1.3 Chỉ tiêu thiết kế và Yêu cầu kỹ thuật - Điện áp hoạt động: Nguồn một chiều 5V - 2. Cấp nguồn qua cổng micro USB - Tầm hoạt động : Điều khiển các thiết bị trong nhà. Tầm hoạt động trong phạm vi 10m - Tần số hồng ngoại: 38kHz - Điều kiện hoạt động: Trong nhà - Tương tác với người dùng thông qua trình duyệt web có thể kết nối bằng các thiết bị có thể chạy được trình duyệt (máy tính, điện thoại thông minh,.) - Tốc độ đáp ứng nhanh.4 Điều khiển Relay và LCD 1.1 Giới thiệu Thiết bị mở rộng tín năng đóng ngắt các thiết bị sử dụng điện dân dụng Tích hợp tính năng điều khiển từ xa 1.2 Chức năng - Kết nối vào mạng wifi và nhận tín hiệu điều khiển từ xa qua smartphone, máy tính - Điều khiển tắt/mở nguồn cho các thiết bị trong lưới điện.
Nguồn điện hoạt động 220V xoay chiều, tần số 50Hz. 13 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú 1.3 Chỉ tiêu thiết kế Yêu cầu kỹ thuật - Điện áp hoạt động: nguồn điện xoay chiều 220V/50Hz cấp bằng lưới điện dân dụng - Điều kiện hoạt động trong nhà - Tương tác với người dùng thông qua trình duyệt web có thể kết nối bằng các thiết bị có thể chạy được trình duyệt (máy tính, điện thoại thông minh,.) - Tốc độ đáp ứng nhanh. Độ trễ <500ms 14 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Lưu Phú Chương 2 CÁC VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 2.1 Module raspbery pi 2.1 Giới thiệu Raspberry Pi là chiếc máy tính kích thước nhỏ được tích hợp nhiều phần cứng mạnh mẽ đủ khả năng chạy hệ điều hành và cài đặt được nhiều ứng dụng trên nó. Với giá chỉ vài chục USD, Raspberry hiện đang là mini computer nổi bật nhất hiện nay.
Ban đầu, tổ chức Raspberry Pi Foundation phát triển dự án Raspberry với mục tiêu chính là giảng dạy máy tính cho trẻ em và tạo ra một công cụ giá rẻ (chỉ vài chục USD) để sinh viên nghiên cứu học tập.