Đồ Án Mô Hình Quản Lý Nhà Không Dây Tại HCMUTE

• Tác giả: Lê Hải Anh
• Người hướng dẫn: Nguyễn Đình Phú
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Máy Tính
• Đề tài: Mô Hình Quản Lý Nhà Không Dây
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tình hình hiện tai
• 1.2. Trên thế giới
• 1.3. Tại Việt Nam
• 1.4. Mục tiêu đề tài
• 1.5. Phạm vi công việc
• 1.6. Giới hạn đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Mô hình hệ thống
• 2.2. Giới thiệu tổng quát
• 2.3. Cấu trúc mạng
• 2.4. Phân cấp mạng
• 2.5. Advertising and scanning
• 2.6. Host controller interface (HCI)
• 2.7. Logical link control and adaptation protocol (L2CAP)
• 2.8. Generic attribute profile (GATT)
• 2.9. Attribute and data hierarchy
• 2.10. Generic access profile (GAP)
• 2.11. Real time operating system (RTOS)
• 2.12. Ví dụ context switching
• 2.13. Kit STM32F4 discovery board. Kiến trúc kỹ ARM-Cortex M4F.
• 2.14. Thông số kỹ thuật
• 2.15. Thông số cơ bản
• 2.16. Arduino pro mini và Arduino nano
• 2.17. Thông số kỹ thuật
• 2.18. Chức năng các chân.
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN
• 3.1. Tổng quan thiết kế
• 3.2. Yêu cầu-phân tích-giải pháp
• 3.3. Phân tích và lựa chọn giải pháp
• 3.4. Arduino pro mini
• 3.4.1. Cài đặt thông số module Bluetooth 4
• 3.4.2. Sơ đồ giải thuật Arduino pro mini
• 3.5. Sơ đồ giải thuật Arduino nano
• 3.6. Sơ đồ giải thuật STM32F4
• 3.7. Sử dụng freeRTOS thực hiện multitasking
• 3.8. Home automation application
• 3.9. Yêu cầu-phân tích-giải pháp
• 3.10. Phân tích-giải pháp
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Hướng phát triển trong tương lai
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về mô hình nhà không dây

Mô hình quản lý nhà không dây tại HCMUTE được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về nhà thông minh. Hệ thống này cho phép người dùng điều khiển và giám sát các thiết bị điện trong nhà từ xa thông qua smartphone. Việc ứng dụng công nghệ Internet of Things (IoT) trong mô hình này giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và nâng cao an ninh cho gia đình. Theo nghiên cứu, smart home HCMUTE không chỉ mang lại sự tiện nghi mà còn tiết kiệm chi phí cho người sử dụng. Mô hình này sử dụng các node Bluetooth 4.0 để kết nối và truyền dữ liệu, cho phép điều khiển các thiết bị điện DC và AC một cách dễ dàng.

1.1. Tình hình hiện tại của nhà thông minh

Trên thế giới, hệ thống quản lý nhà thông minh đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là ở châu Âu và Bắc Mỹ. Tại Việt Nam, mặc dù công nghệ này chưa phổ biến, nhưng nhu cầu sử dụng điện tử gia dụng thông minh đang gia tăng. Các sản phẩm như đèn thông minh và hệ thống an ninh đã bắt đầu xuất hiện trên thị trường. Tuy nhiên, việc lắp đặt và tích hợp các thiết bị này vẫn gặp nhiều khó khăn do hạ tầng điện cũ và chi phí cao. Mô hình quản lý nhà không dây tại HCMUTE được kỳ vọng sẽ giải quyết những vấn đề này, mang lại giải pháp tiết kiệm và hiệu quả cho người dùng.

II. Cơ sở lý thuyết của mô hình

Mô hình quản lý nhà không dây dựa trên các nguyên lý của công nghệ nhà thông minh và hệ thống tự động hóa. Hệ thống sử dụng các cảm biến để thu thập thông tin về môi trường, từ đó điều khiển các thiết bị điện tử một cách tự động. Các node Bluetooth 4.0 được sử dụng để kết nối các thiết bị với điện thoại thông minh, cho phép người dùng điều khiển từ xa. Hệ thống cũng tích hợp các giao thức như Host Controller Interface (HCI) và Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) để đảm bảo việc truyền dữ liệu ổn định và nhanh chóng. Việc sử dụng Arduino và STM32F4 trong lập trình giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống.

2.1. Các thành phần của hệ thống

Hệ thống bao gồm nhiều thành phần chính như cảm biến nhiệt độ, cảm biến gas, và các node mạng. Các node này thực hiện chức năng truyền nhận dữ liệu và điều khiển thiết bị. Mỗi node có thể thực hiện một chức năng riêng, giúp người dùng dễ dàng quản lý và giám sát. Hệ thống cũng cho phép người dùng thiết lập các kịch bản hoạt động tự động, như tự động tắt đèn khi không có người trong phòng hoặc cảnh báo khi có rò rỉ gas. Điều này không chỉ nâng cao an ninh mà còn tiết kiệm năng lượng cho gia đình.

III. Kết quả thực hiện

Mô hình quản lý nhà không dây đã được triển khai thành công với ba node Bluetooth, mỗi node thực hiện chức năng riêng biệt. Kết quả cho thấy hệ thống có khả năng điều khiển các thiết bị điện tại mỗi node một cách hiệu quả. Giao diện điều khiển trên điện thoại được thiết kế thân thiện, giúp người dùng dễ dàng thao tác. Hệ thống cũng đã được lập trình trên kit STM32F4 và Arduino, cho phép người dùng thực hiện các tác vụ phức tạp một cách nhanh chóng. Việc thiết lập mạng Bluetooth đã được thực hiện thành công, cho phép kết nối ổn định giữa các thiết bị.

3.1. Đánh giá hiệu quả của mô hình

Mô hình quản lý nhà không dây tại HCMUTE đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả trong việc quản lý và điều khiển thiết bị điện. Hệ thống không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn nâng cao an ninh cho gia đình. Theo đánh giá, việc sử dụng công nghệ IoT home automation trong mô hình này đã mang lại nhiều lợi ích cho người dùng, từ việc tiết kiệm chi phí đến việc nâng cao chất lượng cuộc sống. Hệ thống cũng mở ra hướng đi mới cho việc phát triển công nghệ nhà thông minh tại Việt Nam.