Chương 1: Dẫn nhập Trong chương này trình bày về kế hoạch và ý tưởng thực hiện. Chương 2: Giới thiệu về ngôi nhà thông minh Trong chương này, ta tìm hiểu về cách hoạt động của nhà thông minh. Chương 3: Cơ sở lý thuyết Trong chương này trình bày về nguyên lý hoạt động các mạch sử dụng. Chương 4: Thiết kế phần cứng mô hình Trong chương này trình bày các thiết kế chi tiết, nguyên lý hoạt động của mạch điện, cũng như kết quả thu được.
Chương 5: Thiết kế phần mềm mô hình Trong chương này trình bày về lưu đồ thuật toán và phần mềm lập trình. Chương 6: Kết quả mô hình thực tế Chương này sẽ trình bày những hình ảnh thực tế từ thi công mô hình. Chương 7: Kết luận và hướng phát triển Chương này nêu những ưu và khuyết của đề tài, khẳng định những đóng góp của đề tài vào thực tiễn.5 Ý NGHĨA THỰC TIỄN Thiết kế mạch điều khiển thiết bị - báo động từ xa qua điện thoại di động giúp người nghiên cứu có cái nhìn trực quan hơn với những kiến thức đã tiếp nhận, từ đó nâng cao thêm hiệu quả nghiên cứu. Mạch điều khiển thiết bị - báo động từ xa qua điện thoại được thiết kế từ vi điều khiển cùng với một số IC khác nên giá thành tương đối thấp, giúp tiết kiệm được chi phí.
Hệ thống có thể được ứng dụng tại nhà riêng, cơ quan xí nghiệp trường học và đặc biệt tại những nơi nguy hiểm. giúp 3 do an chúng ta có thể điều khiển các thiết bị theo ý muốn, đồng thời mạch còn có chức năng báo động từ xa qua điện thoại giúp người điều khiển kiểm soát được thiết bị và đề phòng cháy, trộm xảy ra.6 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đề tài hướng tới một phương thức điều khiển tự động có sự kết hợp của nhiều lĩnh vực liên quan như: tổng đài điện thoại, vi mạch điện tử… Do đó, để tạo ra được một sản phẩm hoàn thiện theo mục đích đặt ra của đề tài thì người thực hiện cần phải tập trung nghiên cứu chủ yếu đến đối tượng: Vi mạch điện tử là một đối tượng giữ vai trò trung tâm trong việc liên kết và xử lý tín hiệu từ các đối tượng khác. Trong đề tài có một board mạch chính là Arduino, board này được thiết kế và thi công từ các linh kiện điện tử đã có sẵn ngoài thị trường như: điện trở, tụ điện, các IC số,…v…v… với sự điều khiển trung tâm là vi điều khiển. Board này khi nhận tín hiệu từ cảm biến sẽ điều khiển nhiệm vụ được lập trình từ trước.
Đối với hệ thống báo cháy thông qua SMS khi nhận được tín hiệu từ cảm biến, board sẽ điều khiển phát câu thông báo cháy được ghi sẵn trong câu lệnh.7 DÀN Ý, PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN: 1.1 Dàn ý Từ những lập luận trên, nhóm thực hiện tiến hành xây dựng đồ án với những nội dung dàn ý như sau: Phần viết báo cáo gồm các nội dung chính: Mô hình, sơ đồ khối và phương án thiết kế. Lý thuyết thiết kế. Thiết kế phần cứng. Thiết kế phần mềm.
Tóm tắt – Kết luận – Đề nghị và hướng phát triển đề tài. Phần thi công mô hình và mạch điện gồm: Thi công tất cả các mạch điện và mô hình trong đồ án.2 Phương tiện và phương án thực hiện Nhóm thực hiện xây dựng phương án tiến hành công việc dựa trên những phương tiện vật chất sẵn có (máy vi tính, các dụng cụ làm mạch điện) như sau: Giai đoạn 1: Tìm hiểu về các hệ thống báo trộm, báo cháy, đóng mở cửa sử dụng mật mã, đo và hiển thị ngôi nhà cục bộ rồi đưa ra mô hình dự kiến về thiết bị điều khiển và giám sát ngôi nhà thông minh qua mạng điện thoại, từ đó lựa chọn ra kiểu mẫu phù hợp nhất với khả năng để thực hiện. Sau đó, trình lên giáo viên hướng dẫn duyệt. Giai đoạn 2: Sau khi đưa ra được mô hình dự kiến, được giáo viên hướng dẫn đồng ý, nhóm tiến hành thực hiện từng phần của mô hình đó là : 1.
Thiết kế, thi công mạch điện. Viết chương trình và cho chạy thử nghiệm. Giai đoạn 3: Thử nghiệm lại chương trình và viết báo cáo. Giai đoạn 4: Kiểm tra lại toàn bộ những gì đã làm được và báo cáo với thầy hướng dẫn về những kết quả của đề tài.8 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC Tình hình nghiên cứu trong nước: 5 do an Hình 1.1: Nhà thông minh Bkav SmartHome Bkav SmartHome là hệ thống nhà thông minh hoàn chỉnh, kết nối tất cả các thiết bị trong ngôi nhà thành một hệ thống mạng, để có thể điều khiển chúng theo các kịch bản thông minh, bao gồm: hệ thống đèn chiếu sáng, rèm cửa, điều hoà nhiệt độ, ti vi, dàn âm thanh, cảm biến môi trường, chuông cửa có hình, camera an ninh, hàng rào điện tử, cảnh báo rò rỉ khí gas.
Trên thực tế sử dụng nhà thông minh, người dùng thường xuyên phát sinh nhu cầu và thay đổi kịch bản sử dụng theo thời gian, hoàn cảnh. Hệ thống Nhà thông minh Bkav SmartHome sẽ tự học lại các thay đổi và cập nhật các kịch bản cho phù hợp. Người dùng không chỉ điều khiển ngôi nhà trực tiếp trên smartphone, máy tính bảng bằng giao diện trực quan 3D mà còn có thể điều khiển bằng giọng nói thông qua công nghệ trợ lý ảo. (Theo báo điện tử của trang web www.vn) Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài: Đầu năm 2014, Google mua lại Nest (hãng sản xuất bộ điều khiển nhiệt độ thông minh và thiết bị báo khói), Samsung ra mắt hệ thống nhà thông minh khép kín trong các thiết bị của hãng hay gần đây nhất là Apple ra mắt nền tảng ứng dụng nhà thông minh HomeKit.
Nhà thông minh của Google điều khiển các thiết bị đơn 6 do an lẻ, hệ thống của Samsung có thể điều khiển theo các kịch bản đơn giản và khép kín trong sản phẩm của hãng, còn Apple HomeKit là một bộ phần mềm mà chưa có phần cứng. (Theo báo điện tử Tinh Tế tại trang web: www.9 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Thực hành lại các kiến thức đã học về các cảm biến để có thêm kinh nghiệm trước khi đi làm. Tự thiết kế một ngôi nhà thông minh cho riêng mình. Điều khiển thiết bị qua smartphone.
7 do an CHƯƠNG 2: TỔNG QUÁT VỀ NGÔI NHÀ THÔNG MINH 2.1 KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG NGÔI NHÀ THÔNG MINH Năm 2003, Bộ Thương mại và Công nghiệp (DTI) Vương quốc Anh đã đưa ra định nghĩa sau đây cho một ngôi nhà thông minh: "Nhà thông minh là ngôi nhà ở có gắn các mạng lưới thông tin liên lạc kết nối với các thiết bị và dịch vụ cho phép người ở điều khiển từ xa, theo dõi hoặc truy cập." Ngôi nhà thông minh là ngôi nhà có các điều kiện kỹ thuật đảm bảo cuộc sống tốt nhất của con người, được tự động bảo đảm các chỉ tiêu kỹ thuật theo mong muốn của người sử dụng. Ngôi nhà thông minh khác với ngô nhà bình thường ở chỗ nó là một quá trình tích hợp của các hệ thống như hệ thống điều khiển và giám sát môi trường: hệ thống điều khiển đảm bảo nhiệt độ, hệ thống đảm bảo ánh sáng. mạch đóng ngắt, điều khiển cửa ra vào, giám sát cảnh báo cháy. thành một hệ thống mạng thống nhất.
Các sản phẩm nhà thông minh được EUROCERT tiến hành kiểm tra sản phẩm và đánh giá cấp chứng nhận theo tiêu chuẩn CE Marking. CE Marking là tiêu chuẩn của Châu Âu về mức độ an toàn, tính thân thiện của sản phẩm với người tiêu dùng. Một số tiêu chuẩn CE Marking dành cho nhà thông minh: Electro-magnetic Compatibilty (EMC) (2004/108 / EC): Climate Control Communication & Integration Control Room Controls Low Voltage (LVD) (2006/95 / EC): Relays Lighting & Dimming 8 do an 2 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA NGÔI NHÀ THÔNG MINH 2.1 Chỉ tiêu về ánh sáng Đảm bảo ánh sáng theo yêu cầu sử dụng như chất lượng ánh sáng và tiết kiệm điện, ánh sáng tại mỗi nơi đều như nhau, không để chỗ quá sáng chỗ quá tối. Ánh sáng có thể được tắt mở thông qua hệ thống tự động điều khiển hoặc điều khiển từ xa.
Ngoài ra thiết bị ánh sáng cần được kết nối với một số thiết bị trong nhà như: thiết bị báo trộm, báo cháy.2 Chỉ tiêu về thông gió Đảm bảo lượng gió vừa đủ, tốc độ gió phù hợp với yêu cầu chung. Ngoài ra lượng gió và tốc độ gió có thể được thay đổi tùy theo yêu cầu của người sử dụng. Hệ thống tự động nhận biết nhiệt độ trong nhà điều chỉnh phù hợp với khí hậu từng môi trường, tránh tình trạng khi ra vào nhà với 2 nhiệt độ khác xa nhau, gây bệnh cho người.3 Chỉ tiêu về nhiệt độ Nhiệt độ trong nhà cũng có thể thay đổi được tùy theo sở thích của mỗi người thông qua hệ thống điều khiển từ xa. Phải có thiết bị cảnh báo và phòng chống khi nhiệt độ quá cao, như thiết bị báo cháy, còi báo động.4 Chỉ tiêu về an toàn Cần đảm bảo việc phát hiện và cảnh báo khi có người lạ xâm nhập, như phát qua còi báo động, bật đèn, tự động liên hệ với chủ nhà, tự động đóng kín các cửa ra vào.
Cần đảm bảo an toàn về độ bền, tùy theo từng vùng mà cảnh báo về độ bền của ngôi nhà khi có bão hoặc gặp hỏa hạn.3 CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH Một hệ thống nhà thông minh tiêu biểu sẽ có 3 thành phần như sau: Bộ xử lý trung tâm Được thiết kế dạng tủ, bao gồm các thiết bị chính: một board Arduino, các mạch xử lý, một bộ nguồn chính và một bộ nguồn dự phòng. 9 do an Thiết bị đầu vào - Đầu báo: báo nhiệt, báo gas, báo mưa. - Cảm biến siêu âm, cảm biến PIR. - Công tắc hành trình.
- Bàn phím nhập Password. Thiết bị đầu ra: - Còi báo động. - Đèn LED chiếu sáng - Cửa ra vào, cửa gara - Màn hình LCD 16x2 hiển thị mã Password nhập vào và thông báo - Bộ quay số điện thoại tự động module sim 900a 2.4 NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG Bình thường toàn bộ hệ thống ở chế độ Auto. Ở chế độ này, khi chủ nhà nhập mật khẩu đăng nhập đã đặt trước có màn hình LCD 16x2 hiển thị tình trạng đăng nhập, nếu mật khẩu đúng thì cửa chính sẽ mở và đèn quạt sẽ được hoạt động, nếu mật khẩu sai quá 3 lần thì sẽ khóa toàn bộ không cho đăng nhập nữa.