Đặt vấn đề : Nhƣ chúng ta đã thấy, trong thực tế hiện nay kỹ thuật Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng đƣợc những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực trong các ngành hàng không vũ trụ, thông tin liên lạc, tự động điều khiển.đặc biệt trong các thiết bị điện tử tự động đòi hỏi sự chính xác cao đã hỗ trợ con ngƣời rất nhiều trong cuộc sống. Những thành tựu khoa học kỹ thuật đã mang đến cho con ngƣời một cuộc sống tiện nghi văn minh và hiện đại. Một trong những ứng dụng rất quan trọng của công nghệ điện tử là kỹ thuật báo động điện tử.
Các thiết bị báo động điện tử nhƣ: hệ thống báo cháy, hệ thống báo nƣớc đầy, hệ thống báo quá tải trong thang máy, hệ thống báo trộm bằng chuông, hệ thống đóng mở cửa sử dụng mật mã.…Các thiết bị này đã góp phần rất lớn trong việc bảo vệ an toàn cho các dụng cụ và tài sản của ngƣời sử dụng. Nhƣng một khuyết điểm nỗi bật trong các phƣơng pháp báo động nói trên là không thể truyền xa đƣợc. Xuất phát từ những nhu cầu thực tế trong cuộc sống đi cùng với cơ sở vật chất hiện có, một phƣơng pháp báo động từ xa ra đời có thể khắc phục đƣợc khuyết điểm về khoảng cách và thể hiện đƣợc vai trò này chính là phƣơng pháp báo động từ xa qua mạng điện thoại. Phƣơng pháp này giúp ngƣời sử dụng hệ thống có thể linh hoạt hơn trong việc kiểm tra cũng nhƣ có những phƣơng pháp giải quyết hợp lý từ một khoảng cách không giới hạn tuỳ thuộc vào khả năng phủ kín của mạng lƣới điện thoại có sẵn.
Trung Hiếu Page 1 MSSV: 0951040029 Thiết kế hệ thống Smarthome bằng Kit Raspberry Pi Qua báo chí, các phƣơng tiện truyền thông, internet, chúng ta có thể thấy những mô Hình ngôi nhà thông minh đã ra đời. Từ những kiến thức đã đƣợc truyền đạt sau 4 năm theo học tại trƣờng Đại học Giao Thông Vận Tải TP.HCM, hoà mình vào xu hƣớng chung của thời đại, cùng sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nƣớc, nên em đã chọn đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế hệ thống Smart Home bằng Kit Raspberry Pi” để thực hiện. Đề tài là sự kết hợp giữa kiến thức và nhận thức công nghệ trong việc tạo ra một sản phẩm có giá trị thực tiễn nên có rất nhiều yêu cầu đƣợc đặt ra cho sự hoàn thiện. Trong suốt thời gian thực hiện đề tài là một quá trình làm việc nghiêm túc và nỗ lực của bản thân ngƣời thực hiện, cùng sự chỉ dẫn nhiệt tình của giáo viên hƣớng dẫn; song chắc chắn không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót.Ngƣời thực hiện đề tài rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp quý báu cùng những phê bình, chỉ dẫn của Thầy Cô và các bạn sinh viên.
Tầm quan trọng của đề tài: Hình thành ý tƣởng từ nhu cầu thực tế xã hội, nhƣng để tạo ra đƣợc một sản phẩm có giá trị ứng dụng cao thì đây chính là một điều kiện tốt nhất để ngƣời thực hiện đề tài có thể tự kiểm chứng lại năng lực của mình trong suốt 8 học kì tích luỹ từ sự tự lực của bản thân và từ trƣờng lớp. Đòi hỏi ngƣời thực hiện đề tài phải nỗ lực trong vấn đề hệ thống hoá lại toàn bộ các kiến thức liên quan và ứng dụng nó một cách hiệu quả trong khi thực hiện đề tài. Đề tài “Thiết kế hệ thống Smart Home bằng Kit Raspberry Pi” hoàn thành sẽ góp phần vào việc ổn định an ninh xã hội, giảm thiểu thời gian và chi phí cho việc bảo vệ các tài sản cá nhân, tập thể, các cơ quan, xí nghiệp…. Đồng thời đây là một giải pháp phù hợp với sự phát triển của khoa học công SVTH: P.
Trung Hiếu Page 2 MSSV: 0951040029 Thiết kế hệ thống Smarthome bằng Kit Raspberry Pi nghệ hiện đại ngày nay, khi mà một ngƣời từ một vị trí bất kì nơi đâu đều có thể gián tiếp bảo vệ tài sản của mình thông qua mạng, Giới hạn đề tài: Trong giới hạn thời gian cho phép để hoàn thành đề tài này kết hợp với những kiến thức tích luỹ đƣợc trong suốt khoá học không cho phép ngƣời thực hiện đề tài thực hiện đƣợc hoàn chỉnh toàn bộ các yêu cầu tạo ra một sản phẩm ƣu việt. Do đó ngƣời thực hiện đề tài chỉ tập trung đi sâu nghiên cứu về: Hệ thống cảnh báo đóng mở cửa Hệ thống cảnh báo cháy Hệ thống điều khiển các thiết bị điện từ xa thông qua website. Hệ thống đo nhiệt độ Mục đích nghiên cứu: Mục đích của ngƣời thực hiện đề tài đã tiến hành nghiên cứu là: Trƣớc tiên với bản thân ngƣời thực hiện đề tài, đây chính là một cơ hội tốt để có thể tự kiểm tra lại kiến thức của mình, đồng thời có cơ hội để nỗ lực vận động tìm hiểu, tiếp cận nghiên cứu đƣợc với những vấn đề mình chƣa biết, chƣa hiểu rõ nhằm trang bị cho bản thân nhiều kiến thức bổ ích sau này có thể ứng dụng vào thực tế cuộc sống. Sau khi tạo ra đƣợc sản phẩm của đề tài có thể ứng dụng báo động cho những nơi nhƣ: hệ thống các phòng ban trong cơ quan xí nghiệp, các khách sạn, nhà nghỉ, hoặc các hộ gia đình có nhu cầu sử dụng… SVTH: P.
Trung Hiếu Page 3 MSSV: 0951040029 Thiết kế hệ thống Smarthome bằng Kit Raspberry Pi Phƣơng tiện và phƣơng án thực hiện: Em xây dựng phƣơng án tiến hành công việc dựa trên những phƣơng tiện vật chất sẵn có (máy vi tính, các dụng cụ làm mạch điện) nhƣ 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 đƣa ra mô Hình dự kiến về thiết bị điều khiển và giám sát ngôi nhà thông minh qua mạng, từ đó lựa chọn ra kiểu mẫu phù hợp nhất với khả năng để thực hiện. Sau đó, trình lên giáo viên hƣớng dẫn duyệt. Giai đoạn 2: Sau khi đƣa ra đƣợc mô Hình dự kiến, đƣợc giáo viên hƣớng dẫn đồng ý, em tiến hành thực hiện từng phần của mô Hình đó là : 1. Thiết kế, thi công mạch điện.
Viết chƣơng trình và cho chạy thử nghiệm. Giai đoạn 3: Thử nghiệm lại chƣơng trình và viết báo cáo. Giai đoạn 4: Kiểm tra lại toàn bộ những gì đã làm đƣợc và báo cáo với giáo viên hƣớng dẫn về những kết quả của đề tài. Trung Hiếu Page 4 MSSV: 0951040029 Thiết kế hệ thống Smarthome bằng Kit Raspberry Pi Kết cấu luận văn : Luận văn bao gồm 3 phần chính: Phần 1: Giới thiệu tổng quát về Smart Home , KIT Raspberry Pi cũng nhƣ các bộ cảm biến.
Phần 2: Lập trình và thi công mô Hình thực tế Phần 3 : Tổng kết và hƣớng phát triển của đề tài. Trung Hiếu Page 5 MSSV: 0951040029 Thiết kế hệ thống Smarthome bằng Kit Raspberry Pi CHƢƠNG 1: HỆ THỐNG SMART HOME 1.1 Giới thiệu hệ thống Smart Home Hình 1.1 Hệ thống Smart Home Smart home là một hệ thống tích hợp nhiều hệ thống tự động nhƣ hệ thống chiếu sáng thông minh, hệ thống camera giám sát, hệ thống an ninh, hệ thống báo cháy, hệ thống giám sát môi trƣờng, giải trí tiện ích …. Tất cả các hệ thống gộp thành một chỉnh thể là ngôi nhà thông minh với tiêu chí mang lại sự thoải mái, tiện nghi, an toàn cho chủ nhân căn nhà, đồng thời vẫn đảm bảo tiết kiệm năng lƣợng. Trung Hiếu Page 6 MSSV: 0951040029 Thiết kế hệ thống Smarthome bằng Kit Raspberry Pi Công nghệ nhà thông minh sẽ cho phép tất cả các loại thiết bị điện tử và các thiết bị để có thể giao tiếp với nhau và thực hiện một loạt các nhiệm vụ.
Bất cứ khi nào một ngƣời nào đó muốn có một bữa ăn nhẹ, nhƣng không cảm thấy giống nhƣ làm một cái gì đó, tại sao không có tủ lạnh cho một cái gì đó dựa trên những gì có bên trong của nó. Không chỉ vậy, nó sẽ giao tiếp với lò vi sóng để chuẩn bị sức mạnh nấu ăn và thời gian cho rằng món ăn đặc biệt. Công nghệ nhà thông minh có thể và sẽ đƣợc sử dụng trong nhiều thiết bị điện tử và các thiết bị trong tƣơng lai gần, và là một Hình thức của công nghệ mà sẽ chứng minh là làm cho cuộc sống dễ dàng hơn trong cách, và giải trí nhiều hơn. Hệ thống Smart home ban đầu xuất phát từ những ý tƣởng về việc đƣa hệ thống tự động hóa vào căn nhà tại các Hội chợ thế giới những năm 1930.
Đến năm 1966, hệ thống ngôi nhà tự động hóa đầu tiên đƣợc phát triển do một kỹ sƣ tên Jim Sutherland , làm việc cho hãng Westinghouse Electric và có tên gọi là " ECHO IV ". Đây là một dự án Smart home đầu tiên đƣợc xây dựng tại Mỹ trong những năm 1960 tuy nhiên bị hạn chế bởi các công nghệ của thời đại. Cùng với sự phát triển của công nghệ vi điều khiển, công nghệ tin học, viễn thông … hệ thống Smart home ngày càng đƣợc chú trọng và phát triển. Ngày nay không chỉ ở các nƣớc phát triển đi đầu về công nghệ nhƣ Mỹ mới có Smart home mà ngay nay trên toàn thế giới, Smart home đang trở thành một xu thế trong việc thiết kế xây dựng căn hộ vì những tiện ích mà nó đem lại cho ngƣời sử dụng.
Trung Hiếu Page 7 MSSV: 0951040029 Thiết kế hệ thống Smarthome bằng Kit Raspberry Pi 1.2 Những tính năng ƣu việt của Smart Home Chúng ta đang sống trong một thời đại khác trƣớc, với rất nhiều công nghệ cải tiến khiến cho cuộc sống của chúng ta trở nên dễ dàng hơn. Trong vài năm trở lại đây, các bƣớc tiến lớn về công nghệ đã khiến cho ngôi nhà của chúng ta ngập tràn các thiết bị công nghệ cao. Nói một cách đơn giản thì các giải pháp công nghệ này cho phép gia chủ có thể điều hành căn nhà của mình thông qua các thiết bị điều khiển từ xa, thƣờng là điện thoại thông minh (smartphone) nhƣ iPhone hoặc máy tính bảng (tablet). Thực tế là có một số thiết bị đƣợc dán nhãn “smart”, vì nó có thể tự mình quyết định sẽ xử lý nhƣ thế nào, hay nói cách khác là đƣợc tự động hóa (automation).
Vậy thì các lợi ích nào đem đến cho bạn từ một hệ thống tự động hóa nhà thông minh ? Tăng thêm sự an toàn qua việc điều khiển chiếu sáng và thiết bị điện Một lợi ích nữa của Smart home đó là tăng thêm sự an toàn cho gia đình và ngôi nhà.