Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet và các thiết bị di động thông minh (smartphone) đã thay đổi căn bản phương thức giao tiếp và quản trị trong đời sống xã hội. Tại Việt Nam, xu hướng xây dựng và sinh sống tại các khu chung cư, căn hộ cao tầng gia tăng mạnh mẽ do nhu cầu về tiện ích và an ninh. Tuy nhiên, quy trình kiểm soát và đưa đón khách đến thăm căn hộ vẫn chủ yếu thực hiện thủ công hoặc thông qua các hệ thống liên lạc nội bộ đơn giản, gây tiêu tốn thời gian di chuyển của cư dân khi phải trực tiếp xuống cổng an ninh để xác nhận và mở cửa.

Trước thực trạng đó, việc ứng dụng công nghệ Internet of Things (IoT) kết hợp với các thiết bị nhúng giá thành thấp và ứng dụng di động mở ra giải pháp tự động hóa quy trình nhận diện, giám sát và điều khiển ra vào từ xa. Đề tài "Thiết kế và thi công mô hình giám sát chung cư thông qua Internet" được tác giả Huỳnh Quốc Hoàng và Hồ Nhân Bảo thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thanh Hải tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM nhằm giải quyết bài toán này.

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là thiết kế và chế tạo thành công một mô hình giám sát khách ra vào chung cư; cung cấp cho người dùng giao diện ứng dụng trên điện thoại Android để quan sát hình ảnh khách trực tiếp qua luồng truyền video (video streaming) và ra lệnh mở cửa an ninh từ xa thông qua kết nối Internet mà không cần trực tiếp đưa đón.

Nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản xác định cụ thể qua 9 nội dung:

  1. Tìm hiểu phương pháp lập trình ứng dụng cho Raspberry Pi và ứng dụng trên hệ điều hành Android.
  2. Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển trên điện thoại Android bằng môi trường Android Studio.
  3. Thiết kế, lập trình và thi công khối giao tiếp giữa bo mạch Raspberry Pi và module camera.
  4. Thiết kế, thi công và lập trình khối giao tiếp giữa Raspberry Pi và mạng Wi-Fi.
  5. Thiết kế, thi công và lập trình giao tiếp truyền nhận dữ liệu giữa ứng dụng Android và Raspberry Pi qua Wi-Fi/Internet.
  6. Thiết kế và thi công mô hình phần cứng giám sát chung cư tích hợp camera và giao diện nhập liệu.
  7. Lắp ráp, hoàn thiện toàn bộ các khối điều khiển và mạch điện tử vào mô hình vật lý.
  8. Chạy thử nghiệm, kiểm tra độ ổn định và đo đạc các thông số vận hành của hệ thống giám sát.
  9. Tổng hợp kết quả thực nghiệm và hoàn thành báo cáo đồ án tốt nghiệp.

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống giám sát tự động gồm bo mạch điều khiển trung tâm Raspberry Pi 3 Model B, webcam Logitech C200, bàn phím ma trận 4x4, màn hình hiển thị LCD 16x2 và ứng dụng điều khiển trên điện thoại Android. Phạm vi không gian của đề tài là mô hình giám sát căn hộ chung cư hoạt động trong môi trường mạng cục bộ (LAN) và mạng diện rộng (WAN/Internet thông qua Wi-Fi hoặc 3G). Thời gian hoàn thành nghiên cứu vào tháng 07/2017 tại Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài kết hợp nền tảng lý thuyết về hệ thống nhúng, giao thức truyền thông IoT, xử lý đa phương tiện và lập trình ứng dụng di động:

Khung công nghệ và giao thức truyền thông

  • Phần cứng máy tính nhúng: Bo mạch Raspberry Pi 3 Model B sử dụng vi xử lý Broadcom BCM2837 64-bit ARMv8 Cortex-A53 4 nhân tốc độ 1.2 GHz, bộ nhớ RAM 1GB LPDDR2 (900 MHz), tích hợp chip xử lý đồ họa Broadcom VideoCore IV 3D, kết nối mạng Ethernet 10/100, Wi-Fi chuẩn 802.11n, Bluetooth 4.1 và hệ thống 40 chân GPIO phục vụ kết nối ngoại vi. Hệ điều hành sử dụng là Raspbian (nhân Linux).
  • Giao thức mạng MQTT (Message Queuing Telemetry Transport): Chuẩn giao thức nhắn tin thu thập dữ liệu viễn trắc theo mô hình Publish/Subscribe (ISO/IEC PRF 20922), hoạt động trên nền giao thức TCP/IP. Giao thức hỗ trợ ba cấp độ chất lượng dịch vụ (QoS): Delivered at least once (gửi ít nhất một lần), Delivered exactly once (gửi chính xác một lần qua nhiều bước bắt tay), và Fire and forget (gửi và không cần xác nhận). MQTT hỗ trợ cơ chế lưu giữ tin nhắn (retained messages) và bảo mật xác thực bằng tài khoản người dùng hoặc mã hóa qua giao thức SSL/TLS.
  • Chuẩn nén video M-JPEG (Motion JPEG): Phương pháp nén chuỗi video kỹ thuật số trong đó mỗi khung hình được mã hóa độc lập như một ảnh JPEG riêng biệt (tiêu đề định dạng APP0 với mã nhận diện AVI1). Chuẩn nén này có ưu điểm độ trễ thấp khi xem trực tiếp (live stream), tốn ít tài nguyên CPU của bo mạch nhúng, tốc độ khung hình đạt từ 28 đến 30 fps trở lên, phù hợp với luồng video độ phân giải 640x480 pixel.
  • Framework đa phương tiện Gstreamer: Nền tảng mã nguồn mở xây dựng theo kiến trúc Pipeline để thu nhận, xử lý và truyền phát luồng dữ liệu media. Kiến trúc bao gồm các Element (Source element, Filter element, Sink element), các cổng giao tiếp Pad (Sink pad, Source pad với các chế độ: luôn sẵn sàng, động hoặc theo yêu cầu), Bin quản lý và hệ thống Bus truyền thông điệp (Buffer, Event, Message, Query). Công cụ dòng lệnh gst-launch-1.0 được sử dụng để liên kết các thành phần thành chuỗi xử lý luồng video hoàn chỉnh.
  • Lập trình đa luồng trên Python: Ngôn ngữ Python 3 được dùng để điều khiển hệ thống nhúng với module threading. Nhóm tác giả khai thác các cấu trúc đồng bộ hóa luồng nhằm tránh xung đột tài nguyên chung như Lock, RLock, Condition (với các hàm acquire, release, wait, notify), Semaphore và Event.
  • Lập trình ứng dụng di động Android Studio: Môi trường IDE phát triển phần mềm di động trên nền Java SDK và Android SDK (hỗ trợ từ API 14 Android 4.0 IceCreamSandwich). Hệ thống sử dụng thành phần Android Service (Started Service và Bound Service) với các phương thức quản lý vòng đời onCreate(), onStartCommand(), onBind() và onDestroy() để duy trì kết nối mạng nhận thông báo chạy ngầm liên tục khi ứng dụng không mở trên màn hình.
Thành phần kỹ thuật Công nghệ / Thiết bị sử dụng Thông số / Đặc tính kỹ thuật
Vi điều khiển trung tâm Raspberry Pi 3 Model B 64-bit ARMv8 Quad Core 1.2 GHz, RAM 1GB, 40 GPIO
Giao thức điều khiển MQTT Mô hình Publish/Subscribe, TCP/IP, kiểm soát bằng Broker
Xử lý truyền hình ảnh M-JPEG qua Gstreamer Độ phân giải 640x480p, tốc độ khung hình ≥ 28 fps
Ngôn ngữ nhúng Python 3 (Module Threading) Cơ chế đồng bộ hóa: Lock, Condition, Event
Môi trường di động Android Studio (Java, XML) Android Service chạy ngầm, hỗ trợ từ API 14+
Module hiển thị & nhập liệu LCD 16x2 & Bàn phím ma trận 4x4 Giao tiếp GPIO trực tiếp qua mạch PCB

Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm: thiết kế kỹ thuật sơ đồ nguyên lý mạch điện tử; thiết kế và thi công mạch in (PCB); lập trình nhúng trên hệ điều hành Linux; lập trình ứng dụng di động; tích hợp hệ thống phần cứng và phần mềm; kiểm nghiệm thực nghiệm đo lường khả năng truyền nhận tín hiệu và hình ảnh qua các môi trường mạng Wi-Fi khác nhau.

Thiết kế và triển khai

Kiến trúc hệ thống

Hệ thống giám sát chung cư được cấu thành từ 6 khối chức năng liên kết chặt chẽ:

  1. Khối thu thập dữ liệu: Gồm bàn phím ma trận 4x4 để khách bấm chọn số phòng cần liên hệ và webcam Logitech C200 (cảm biến VGA, chụp ảnh tĩnh 1.3 megapixel, quay video 640x480 pixel tích hợp micro công nghệ RightSound) để ghi nhận hình ảnh thời gian thực của khách.
  2. Khối điều khiển trung tâm: Bo mạch Raspberry Pi 3 Model B tiếp nhận tín hiệu quét từ bàn phím, điều khiển hiển thị trên màn hình LCD, khởi tạo pipeline truyền video Gstreamer và gửi nhận dữ liệu bản tin qua MQTT Broker.
  3. Khối hiển thị và cảnh báo: Màn hình ký tự LCD 16x2 giao tiếp với Raspberry Pi để hiển thị trạng thái hoạt động của hệ thống, số phòng đang gọi và thông báo kết quả chấp nhận/từ chối mở cửa cho khách quan sát.
  4. Khối Internet: Cung cấp kết nối mạng không dây Wi-Fi chuẩn 802.11n thông qua chip không dây tích hợp trên Raspberry Pi, được cấu hình tĩnh qua các tệp hệ thống wpa_supplicant.conf và interfaces.
  5. Khối nhận dữ liệu và điều khiển: Điện thoại thông minh chạy hệ điều hành Android cài đặt ứng dụng giám sát chuyên dụng, nhận tín hiệu cảnh báo từ xa qua MQTT Client và nhận luồng video M-JPEG để hiển thị cho chủ căn hộ.
  6. Khối nguồn: Bộ adapter nguồn chuyển đổi AC-DC cung cấp điện áp 5V với dòng định mức 2500 mA (công suất 12.5 W) thông qua cổng Micro-USB đảm bảo sự ổn định cho toàn bộ vi xử lý và ngoại vi.
Chân kết nối Thiết bị ngoại vi Chức năng trên bo mạch Raspberry Pi 3
Chân 2, 4 Nguồn 5V DC Cấp nguồn cho LCD 16x2 và mạch ngoại vi
Chân 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34, 39 Ground (GND) Nối đất toàn hệ thống
Chân 1, 17 Nguồn 3.3V DC Cấp mức logic chuẩn
Nhóm chân GPIO (GPIO02 - GPIO27) Bàn phím ma trận 4x4 & LCD Quét ma trận hàng/cột và truyền dữ liệu 4-bit/8-bit lên LCD
Cổng USB 2.0 Webcam Logitech C200 Thu thập luồng dữ liệu hình ảnh trực tiếp

Quy trình triển khai phần mềm

  • Trên bo mạch Raspberry Pi 3: Cập nhật các gói phần mềm hệ thống Raspbian, cấu hình dịch vụ điều khiển từ xa xrdp, cài đặt MQTT Server (Broker) và thư viện MQTT Client (paho-mqtt), cấu hình tài khoản chứng thực (Username/Password), cài đặt bộ công cụ đa phương tiện Gstreamer và driver điều khiển webcam. Kịch bản điều khiển được viết bằng Python 3 thực thi phân luồng song song: luồng 1 liên tục quét ma trận phím; luồng 2 quản lý chu kỳ hiển thị LCD; luồng 3 duy trì kết nối MQTT để lắng nghe lệnh điều khiển mở cửa từ điện thoại.
  • Trên ứng dụng Android: Thiết kế giao diện đồ họa (Layout XML) gồm màn hình xem video trực tiếp, các phím bấm chức năng Cho phép (Open Door) và Từ chối (Deny). Lập trình lớp dịch vụ nền Service kết nối tới MQTT Broker thông qua thư viện Eclipse Paho Android Service, tiếp nhận bản tin cảnh báo từ chung cư ngay cả khi ứng dụng đang đóng, từ đó kích hoạt thông báo thanh trạng thái (Status Bar Notification) để người dùng mở giao diện giám sát.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ nhu cầu tự động hóa khâu quản lý an ninh và đón khách tại các khu chung cư đô thị. Phân tích sự tiện ích của việc kết hợp mạng Internet, thiết bị di động Android và máy tính nhúng Raspberry Pi. Xác định mục tiêu chế tạo sản phẩm thực tế, 9 nội dung nghiên cứu kỹ thuật, phạm vi giới hạn của đề tài (sử dụng camera 640x480p, tối thiểu 28 fps, điều khiển qua Wi-Fi/3G) và bố cục 5 chương của đồ án tốt nghiệp.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Cung cấp bức tranh toàn diện về các nền tảng kỹ thuật được lựa chọn:

  • Giới thiệu cấu trúc phần cứng của Raspberry Pi 3 Model B, sơ đồ 40 chân GPIO và so sánh ưu thế của Raspberry Pi so với bo mạch Arduino trong các ứng dụng đòi hỏi hiển thị và truyền thông mạng phức tạp.
  • Phân tích chi tiết giao thức MQTT, mô hình Publish/Subscribe, cơ chế hoạt động của Broker, 3 mức QoS, các tùy chọn duy trì tin nhắn và giải pháp bảo mật TCP bằng SSL/TLS.
  • Khảo sát các chuẩn nén video (M-JPEG, H.264, MPEG-2, MPEG-4), lý giải việc lựa chọn M-JPEG nhờ ưu thế độ trễ thấp và ít tiêu tốn tài nguyên tính toán của vi xử lý nhúng.
  • Trình bày kiến trúc framework Gstreamer, các đối tượng Element, cơ chế liên kết Pad, mô hình quản lý Bin/Pipeline và cú pháp điều khiển qua gst-launch.
  • Khái quát ngôn ngữ Python 3, cấu trúc bộ nhớ, lập trình đa luồng (module threading) cùng các giải pháp đồng bộ hóa luồng (Lock, RLock, Condition, Semaphore, Event).
  • Phân tích cấu trúc phần mềm Android Studio, các vùng làm việc thiết kế giao diện và vòng đời của thành phần Service trên hệ điều hành Android.

Chương 3: Tính toán và thiết kế hệ thống

Đi sâu vào thiết kế kỹ thuật chi tiết của toàn bộ hệ thống:

  • Xây dựng sơ đồ khối tổng thể và sơ đồ nguyên lý kết nối giữa Raspberry Pi 3 với bàn phím ma trận 4x4, màn hình LCD 16x2, module nguồn và webcam Logitech C200.
  • Trình bày quy trình cấu hình hệ điều hành Raspbian: cài đặt gói xrdp, tải và khởi chạy server MQTT, cài đặt gói thư viện Gstreamer, driver camera, thiết lập thông số mạng không dây trong tệp wpa_supplicant.conf và quản lý đa luồng với thư viện threading.
  • Thiết kế và xuất bản vẽ mạch in PCB (mặt lớp trên, mặt lớp dưới và sơ đồ bố trí linh kiện).
  • Xây dựng lưu đồ giải thuật cho chương trình điều khiển vi xử lý trên bo mạch Raspberry Pi và lưu đồ thuật toán cho ứng dụng chạy trên Android Studio.

Chương 4: Kết quả nghiên cứu

Trình bày kết quả thực nghiệm hoàn chỉnh của đồ án:

  • Hoàn thiện mô hình vật lý bao gồm khung vỏ mô phỏng mặt trước, mặt sau và bảng mạch PCB gắn kết đầy đủ linh kiện điều khiển.
  • Giao diện ứng dụng giám sát trên smartphone hiển thị rõ nét luồng video từ webcam, nhận diện chính xác số phòng được gọi và hiển thị đầy đủ hai trạng thái điều khiển: Cho phép khách vào và Không cho phép khách vào.
  • Kiểm thử quy trình vận hành toàn hệ thống: khi khách bấm số phòng trên bàn phím ma trận tại cổng, màn hình LCD hiển thị số phòng tương ứng, Raspberry Pi gửi thông báo qua MQTT đến điện thoại; ứng dụng Android phát cảnh báo, mở luồng video để chủ nhà quan sát diện mạo khách và gửi lệnh phản hồi điều khiển mở cửa an ninh.
  • Bảng đo đạc thực nghiệm đánh giá khả năng truyền nhận tín hiệu và độ trễ hình ảnh qua nhiều nhà mạng Wi-Fi khác nhau.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Đánh giá mức độ hoàn thành toàn bộ mục tiêu đề ra: xây dựng thành công mô hình giám sát chung cư kết hợp giữa phần cứng nhúng và ứng dụng di động qua Internet. Nêu rõ các hướng phát triển nâng cấp hệ thống trong tương lai nhằm nâng cao tính ứng dụng và độ tin cậy thực tế.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  1. Thiết kế phần cứng hoàn chỉnh: Chế tạo thành công bảng mạch in PCB tích hợp bo mạch Raspberry Pi 3 Model B với các linh kiện ngoại vi gồm LCD 16x2, bàn phím ma trận 4x4 và webcam Logitech C200 hoạt động ổn định với nguồn cấp 5V/2.5A.
  2. Xây dựng luồng truyền video thời gian thực: Triển khai thành công pipeline Gstreamer nén định dạng M-JPEG, truyền phát trực tiếp hình ảnh từ camera với độ phân giải chuẩn VGA 640x480 pixel, tốc độ truyền đạt từ 28 khung hình/giây trở lên, độ trễ tín hiệu thấp.
  3. Phát triển ứng dụng Android hoàn chỉnh: Ứng dụng tích hợp dịch vụ chạy ngầm kết nối ổn định tới MQTT Broker, tiếp nhận thông báo tức thời khi có khách nhấn chuông và cung cấp giao diện trực quan cho phép điều khiển cấp quyền ra vào căn hộ.
  4. Kiểm nghiệm truyền thông đa mạng: Hệ thống hoạt động chính xác qua môi trường mạng LAN và WAN (Wi-Fi, 3G), đảm bảo tính toàn vẹn của gói tin điều khiển giữa thiết bị di động và máy chủ nhúng.

Đóng góp của đề tài

  • Đưa ra giải pháp công nghệ chi phí thấp ứng dụng trong kiểm soát an ninh chung cư dựa trên sự kết hợp giữa phần cứng nhúng phổ thông (Raspberry Pi) và các giao thức truyền thông mã nguồn mở (MQTT, Gstreamer).
  • Làm chủ quy trình lập trình đa luồng đồng bộ trên hệ điều hành Linux nhúng kết hợp với cơ chế quản lý dịch vụ nền tảng (Service) trên hệ điều hành Android nhằm tối ưu hóa khả năng phản hồi thời gian thực.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của hệ thống

  • Hệ thống phụ thuộc hoàn toàn vào chất lượng và sự ổn định của đường truyền Internet (Wi-Fi hoặc 3G); khi mất kết nối mạng, quy trình giám sát từ xa không thể thực hiện.
  • Chuẩn nén M-JPEG tuy tối ưu tài nguyên tính toán của vi xử lý nhưng có nhược điểm tiêu tốn băng thông truyền dẫn mạng cao hơn so với các chuẩn nén tiên tiến.
  • Độ phân giải hình ảnh camera giới hạn ở mức 640x480 pixel, chưa hỗ trợ thu nhận và đồng bộ âm thanh hai chiều giữa chủ nhà và khách.
  • Hệ thống mới dừng lại ở quy mô mô hình thử nghiệm đơn căn hộ, chưa tích hợp hệ thống cơ điện tử mở chốt khóa cửa thực tế.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Nâng cấp chuẩn nén video sang định dạng H.264 hoặc H.265 nhằm giảm thiểu băng thông đường truyền mạng mà vẫn đảm bảo độ sắc nét của hình ảnh.
  • Tích hợp thêm thuật toán nhận diện khuôn mặt tự động (Face Recognition) trực tiếp trên bo mạch nhúng để tự động nhận dạng người quen và kích hoạt mở cửa không cần thao tác thủ công.
  • Tích hợp giao tiếp âm thanh hai chiều (Intercom hai chiều) qua giao thức truyền thông mạng.
  • Nâng cao tính bảo mật cho hệ thống thông qua việc thiết lập mã hóa toàn bộ luồng truyền dữ liệu và video bằng các giao thức bảo mật SSL/TLS.
  • Mở rộng quy mô phần mềm để quản lý tập trung cho toàn bộ các căn hộ trong một tòa nhà chung cư nhiều tầng.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao đối với:

  • Sinh viên các ngành: Điện tử Công nghiệp, Kỹ thuật Điện - Điện tử, Kỹ thuật Máy tính, Công nghệ Thông tin và Hệ thống Nhúng & IoT.
  • Nội dung tham khảo chuyên sâu:
    • Phương pháp thiết kế mạch giao tiếp ngoại vi và layout mạch in PCB cho bo mạch Raspberry Pi.
    • Kỹ thuật cài đặt và cấu hình MQTT Broker, MQTT Client phục vụ truyền thông M2M trong các ứng dụng điều khiển thiết bị IoT.
    • Cấu trúc lệnh và phương thức xây dựng pipeline truyền phát video thời gian thực bằng Gstreamer kết hợp chuẩn M-JPEG trên Linux.
    • Kỹ thuật lập trình đa luồng đồng bộ bằng Python (sử dụng Lock, Condition, Semaphore, Event).
    • Kỹ thuật lập trình và quản lý vòng đời Android Service để duy trì ứng dụng chạy ngầm nhận thông báo từ máy chủ nhúng.

Câu hỏi thường gặp

1. Bo mạch điều khiển trung tâm và các module phần cứng chính trong hệ thống gồm những gì?
Hệ thống sử dụng bo mạch Raspberry Pi 3 Model B (vi xử lý Broadcom BCM2837 64-bit Quad Core 1.2 GHz, RAM 1GB) làm trung tâm xử lý. Các phần cứng ngoại vi kết nối gồm webcam Logitech C200 (độ phân giải video 640x480 pixel), bàn phím ma trận 4x4 để nhập số phòng, màn hình LCD 16x2 để hiển thị thông tin và bộ adapter nguồn 5V/2500 mA.

2. Giao thức truyền dữ liệu điều khiển và chuẩn truyền video nào được lựa chọn trong đề tài?
Giao thức truyền dữ liệu điều khiển là MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) theo mô hình Publish/Subscribe chạy trên nền TCP/IP. Chuẩn truyền hình ảnh là M-JPEG (Motion JPEG) được xử lý thông qua framework truyền thông đa phương tiện Gstreamer nhằm đạt độ trễ thấp và tiết kiệm tài nguyên vi xử lý.

3. Làm thế nào để điện thoại Android nhận được thông báo khi có khách đến dù ứng dụng đang đóng?
Ứng dụng Android triển khai thành phần Service chạy ngầm trong hệ điều hành. Dịch vụ này duy trì kết nối liên tục với MQTT Broker. Khi có sự kiện khách bấm số phòng gửi lên Broker, Service sẽ nhận diện bản tin và tạo thông báo trên thanh trạng thái (Status Bar Notification) để người dùng mở ứng dụng giám sát.

4. Vì sao nhóm tác giả lựa chọn chuẩn nén M-JPEG thay vì các chuẩn nén video khác như H.264 hay MPEG-4?
Chuẩn M-JPEG nén từng khung hình video độc lập thành ảnh JPEG. Nhóm tác giả lựa chọn chuẩn này vì nó đòi hỏi ít tài nguyên tính toán của CPU Raspberry Pi, chi phí phần cứng xử lý thấp, hỗ trợ tốc độ khung hình từ 28 đến 30 fps và mang lại độ trễ rất thấp khi xem trực tiếp trên thiết bị di động.

5. Quy trình hoạt động của hệ thống khi có khách đến thăm chung cư diễn ra như thế nào?
Khách đến bấm số phòng trên bàn phím ma trận 4x4 tại cổng, thông tin số phòng hiển thị lên màn hình LCD 16x2. Raspberry Pi tiếp nhận dữ liệu và gửi thông báo qua MQTT Server tới điện thoại chủ căn hộ. Điện thoại nhận thông báo sẽ tự động kích hoạt luồng nhận video từ webcam thông qua Gstreamer. Chủ căn hộ quan sát hình ảnh và nhấn nút Cho phép hoặc Từ chối trên ứng dụng Android để gửi lệnh điều khiển ngược lại hệ thống.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và thi công mô hình giám sát chung cư thông qua Internet" của tác giả Huỳnh Quốc Hoàng và Hồ Nhân Bảo đã hoàn thành trọn vẹn các mục tiêu nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật đặt ra. Hệ thống kết hợp đồng bộ giữa phần cứng nhúng Raspberry Pi 3, giao thức truyền thông nhẹ MQTT, framework truyền phát video Gstreamer và ứng dụng điều khiển di động trên nền tảng Android. Kết quả thử nghiệm thực tế chứng minh mô hình hoạt động ổn định, cung cấp giải pháp an ninh chung cư từ xa với độ trễ thấp, giao diện trực quan và khả năng mở rộng cao cho các ứng dụng nhà thông minh trong thực tiễn.