CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 3: Thiết Kế và Tính Toán. Chương này giới thiệu các khối xử lý cần thiết và sơ đồ nguyên lý của mạch. Chương 4: Thi Công Hệ Thống.
Chương này tập trung thi công mô hình phần cứng bao gồm phần thi công mạch điện và thi công khung xe Robot cũng như các giải thuật nhận diện giọng nói, nhận dạng vật cản và xử lý tín hiệu của môi trường (nhiệt độ và độ ẩm), điều khiển động cơ cho xe Robot. Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá. Trình bày kết quả chạy thực tế, đánh giá kết quả thực nghiệm. Chương 6: Kết Luận Và Hướng Phát Triển.
Trình bày những kết quả đạt được trong luận văn, các mặt hạn chế và hướng phát triển mở rộng ứng dụng của đề tài trong thực tế. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 3 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2.1 TỔNG QUAN VỀ ROBOT. Cuộc cách mạng công nghiệp là những bước phát triển vượt bậc của con người, cuộc cách mạng cho phép ứng dụng rộng rãi các Robot trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống.
Yếu tố này phù hợp với nhận thức về vấn đề an toàn trong công việc, Robot thay thế cho con người trong sản xuất, trong lao động, trong các nhà máy, điều đó đã góp phần vào sự xuất hiện nhu cầu sử dụng các Robot ngày càng nhiều. Ngày nay, trong đời sống có rất nhiều công việc và do tính chất công việc nặng nhọc, môi trường làm việc khó khăn độc hại rất nguy hiểm và tác hại trực tiếp đối với con người. Một số nơi địa hình quá khó khăn để di chuyển (vùng rừng núi, sa mạc, vùng có lở núi, động đất, vùng bị cháy rừng, vùng nhiễm phóng xạ, khu vực bị khủng bố). Ở những nơi này con người rất cần tới sự hỗ trợ của Robot.
Với mô hình xe Robot đa năng có sự tuỳ biến cao, dễ lắp đặt và vận chuyển, được thiết kế và lập trình từ máy tính cá nhân, xe Robot có thể làm việc độc lập theo chu trình được cài đặt sẵn hoặc theo sự điều khiển từ xa qua vô tuyến từ người điều khiển, tính chất và công việc cụ thể được thay đổi dễ dàng, khả năng kết nối với các thiết bị chuyên dụng linh hoạt. Robot có kích thước tương đối và làm việc được trong nhiều môi trường khắc nghiệt về thời tiết, khí hậu độc hại và nguy hiểm đối với con người. Ngoài ra, Robot có thể được thiết kế cho phù hợp với các công việc mang tính chất tự động hoá cao, có thể ứng dụng vào các dây chuyền sản xuất tự động ở các nhà máy, xí nghiệp, các khu công nghiệp, khu chế xuất. Hiện nay, hầu hết các thiết bị Robot và dây chuyền tự động hoá được sử dụng trong các ngành công nghiệp sản xuất và chế biến đều được nhập từ nước ngoài với giá thành rất đắt, trong khi nhu cầu ở nước ta đang rất cao và trong nước có khả năng chế tạo sản xuất để phù hợp với điều kiện làm việc ở Việt Nam.
Lĩnh vực thiết kế, chế tạo Robot và các thiết bị điều khiển tự động rất mới mẻ và có tiềm năng rộng lớn không những ở trong nước mà còn cả trên thế giới. Việc thâm nhập, nghiên cứu và chế tạo một số mô hình điều khiển tự động như Robot thông minh, Robot thăm dò, Robot sản xuất là một hướng cần thiết nhằm rút ngắn khoảng cách giữa khoa học công nghệ trong nước và trên thế giới trong lĩnh vực này. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 4 CHƯƠNG 2.2 TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU (FIREBASE).1 Khái niệm Firebase và những công cụ chính.1 Ứng dụng Database trên Firebase Firebase là một dịch vụ cơ sở dữ liệu thời gian thực hoạt động trên nền tảng đám mây được cung cấp bởi Google nhằm giúp các lập trình viên phát triển nhanh các ứng dụng bằng cách đơn giản hóa các thao tác với cơ sở dữ liêu. Các chức năng chính của Firebase: - Cơ sở dữ liệu thời gian thực (Realtime Database): Firebase lưu trữ dữ liệu database dưới dạng JSON và thực hiện đồng bộ database tới tất cả các client theo thời gian thực.
Mỗi khi dữ liệu dữ liệu trong database được thêm mới hoặc sửa đổi, các client sẽ tự động được được cập nhật. - Hệ thống xác thực Firebase (Firebase Authentication): với Firebase, ta có thể dễ dàng tích hợp các công nghệ xác thực Google, Facebook, Twitter,. hoặc một hệ thống xác thực mà ta tự tạo ra vào trong ứng dụng ở bất kì nền tảng nào. - Dịch vụ lưu trữ (Firebase Hosting): người dung có thể triển khai một ứng dụng nền web chỉ vài phút với hệ thống Firebase và các dữ liệu sẽ được lưu trữ đám mây đồng thời được bảo mật thông qua giao thức truy cập SSL.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 5 CHƯƠNG 2.2 Lợi ích khi sử dụng cơ sở dữ liệu (Firebase). Triển khai ứng dụng cực nhanh: - Với Firebase ta có thể giảm bớt rất nhiều thời gian cho việc viết những dòng code để quản lý và đồng bộ cơ sở dữ liệu, mọi việc sẽ diễn ra hoàn toàn tự động với các API của Firebase. - Firebase hỗ trợ đa nền tảng, người dùng sẽ không còn mất thời gian nhiều khi muốn xây dựng ứng dụng đa nền tảng. - Đơn giản hóa quá trình đăng ký đăng nhập vào ứng dụng bằng cách sử dụng hệ thống xác thực do chính Firebase cung cấp.
Bảo mật: - Firebase hoạt động dựa trên nền tảng Cloud và thực hiện kết nối thông qua giao thức bảo mật SSL, chính vì vậy sẽ rất an toàn về việc bảo mật đồng thời đường truyền giữa client và server. - Ngoài ra, Firebase còn cho phép phân quyền người dung, nâng cao thêm nhiều độ bảo mật cho ứng dụng vì chỉ những user mà ta cấp phép mới có quyền chỉnh sửa cơ sở dữ liệu. Sự ổn định: - Firebase hoạt động trên nền tảng Cloud đến từ nhà cung cấp lớn là Google vì vậy ta không cần lo lắng đến việc: sập server, tấn công DDOS, tốc độ kết nối lúc chậm. - Nhờ hoạt động trên nên tảng Cloud mà việc nâng cấp, bảo trì server cũng diễn ra rất đơn giản, không cần phải dừng server để nâng cấp như truyền thống.
Giá thành: - Google Firebase có rất nhiều gói dịch vụ với các mức dung lượng lưu trữ cũng như bang thông khác nhau, với mức giá từ Free đến $1500 đủ để đáp ứng nhu cầu của tất cả các đối tượng. Giúp ta tối ưu hóa được vốn đầu tư và vận hành tùy theo số lượng người sử dụng. - Đặc biệt hơn, ta không mất chi phí để bảo trì, nâng cấp, khắc phục các sự cố vì điều này đã có Firebase lo. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 6 CHƯƠNG 2.3 CÁCH TẠO MỘT PROJECT ANDROID VỚI FIREBASE.1 Tạo 1 Project Firebase: Để sử dụng Cơ sở dữ liệu trên Firebase ta cần thực hiện những bước chính như sau: Bước 1: Từ trình duyệt ta vào trang chủ Firebase.2 Giao diện Web tạo Firebase.
Bước 2: Như hình trên ta tiến hành đăng nhập tài khoản Google và chọn Create New Project. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 7 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.3 Trình tự tạo Project Firebase. Bước 3: Một cửa sổ hiện ra, ta gõ tên muốn đặt cho Project, phần Country ta chọn Viet Nam.
Sau đó chọn Create Project.4 Hoàn tất quá trình tạo Project Firebase. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 8 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Như vậy bước đầu ta đã tạo thành công 1 Project Android. Tiếp theo ta sang phần nhúng project này vào trong 1 ứng dụng Android chuẩn bị viết.2 Tích hợp Project Firebase vào Android Bước 1: Tiếp tục bước ở trên, ta chọn mục Add Firebase to your Android app Hình 2.5 Đưa Project Firebase vào Android.
Bước 2: Một cửa sổ mới hiện ra, tại đây, ta cần nhập vào tên của App Android viết trên Android Studio. Mở Androd Studio lên, ta copy đoạn dưới vào khung Package name. Sau đó chọn Add app. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 9 CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.6 Lấy tên App Android đưa vào Project Firebase. Bước 3: Lúc này trình duyệt sẽ tự tải một file google-services. Ta tiến hành lưu file này vào thư mục App của Project Android như hướng dân ở hình dưới. Sau đó chọn Continue.7 Lưu file JSON vào thư mục App Android BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 10 CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bước 4: Bước này, Firebase sẽ yêu cầu chúng ta chèn 2 đoạn Code vào trong Android Studio, sau đó bấm Sync để tiến hành đồng bộ App Android với Project Firebase. Và chọn Finish Hình 2.8 Đồng bộ Firebase và App Android BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 11 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bước 5: Quá trình cơ bản hoàn tất, ta tiến hành thêm thư viện Firebase vào Android Studio bằng cách. Từ giao diện mới xuất hiện chọn Go to docs.9 Thêm thư viện Firebase vào Android Studio.
- Tiếp đó, ta chọn Starter Guide trong mục For Android.10 Vào phần hướng dẫn cho Android. - Ta chọn Realtime Database → Android → Get Started. Sau đó kéo xuống phần như trên hình, tại đây ta nhận được sự hướng dẫn cách thêm thư viện Firebase vào trong Project Android. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 12 CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.11 Tiến hành làm theo hướng dẫn để sử dụng thư viện Firebase Như vậy là ta đã hoàn tất quá trình nhúng Project Firebase vào App Android. Việc tiếp theo là ta sẽ tiến hành viết giao diện cho ứng dụng và điều khiển.4 GIỚI THIỆU VỀ KIT ESP8266 v12 NODEMCU Hình 2. Kit ESP8266 được phát triển dựa trên nền chíp Wifi SoC ESP8266 với thiết kế dễ dàng sửa dụng vì tích hợp sẵn mạch nạp sử dụng chíp CH340 trên borad. Bên trong ESP8266 có sẵn một lõi vi sử lý vì thế bạn có thể trực tiếp lập trình cho ESP8266 mà không cần thêm bất kì con vi sử lý nào nữa.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 13 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hiện tại có hai ngôn ngữ có thể lập trình cho ESP8266, sử dụng trực tiếp phần mềm IDE của Arduino để lập trình với bộ thư viện riêng hoặc sử dụng phần mềm node MCU. Kit ESP8266 NodeMCU được dung cho các ứng dụng cần kết nối, thu thập dữ liệu và điều khiển qua sóng Wifi, đặc biệt là các ứng dụng IoT.1 Thông số kỹ thuật: Hình 2. - IC chính: ESP 8266 Wifi SoC.
- Phiên bản firmware: Node MCU. - Chip nạp và giao tiếp UART: CH340. - Cấp nguồn: 5VDC MicroUSB hoặc Vin. - GPIO giao tiếp mức 3.
- Tương tính hoàn toàn với trình biên dịch Arduino.2 Sơ đồ chân: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 14 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.14 Sơ đồ chân và chức năng chân của ESP8266 .