I. Thiết kế hệ thống điều khiển tự động
Đề tài Thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện tự động trong nhà tại HCMUTE tập trung vào việc xây dựng một hệ thống điều khiển các thiết bị điện gia dụng một cách tự động. Hệ thống này cho phép người dùng điều khiển thiết bị trực tiếp thông qua màn hình cảm ứng tích hợp hoặc từ xa thông qua các phương thức khác nhau. Việc sử dụng vi điều khiển là trọng tâm của thiết kế, đảm bảo khả năng xử lý thông tin và phản hồi nhanh chóng. Hệ thống này tích hợp nhiều công nghệ hiện đại, bao gồm giao tiếp Bluetooth, GSM/GPRS, và Ethernet, nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng của người sử dụng. Thiết kế hệ thống điện thông minh là một phần không thể thiếu trong đề tài này, tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu quả năng lượng và đảm bảo an toàn cho người dùng. Các cảm biến đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập dữ liệu để hệ thống hoạt động chính xác.
1.1. Nghiên cứu và lựa chọn phần cứng
Phần cứng của hệ thống bao gồm vi điều khiển STM32F103VET6, đóng vai trò trung tâm xử lý. Module Bluetooth HC05 và Module SIM900A cho phép điều khiển từ xa thông qua điện thoại di động. Kết nối Ethernet mở rộng khả năng điều khiển thông qua mạng internet. Màn hình cảm ứng cung cấp giao diện trực quan để người dùng tương tác. Việc lựa chọn các module này dựa trên tính năng, độ tin cậy, và khả năng tích hợp. Arduino trong tự động hóa nhà cửa và Raspberry Pi trong hệ thống nhà thông minh được xem xét, nhưng STM32F103VET6 được lựa chọn vì khả năng xử lý mạnh mẽ hơn. Thiết kế mạch điện tự động được thực hiện cẩn thận, đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn. Các cảm biến trong hệ thống tự động được lựa chọn để thu thập dữ liệu cần thiết cho quá trình điều khiển. PLC trong điều khiển thiết bị điện cũng được xem xét, nhưng giải pháp dựa trên STM32 được ưu tiên vì chi phí thấp hơn và tính linh hoạt cao. Chức năng giám sát và giám sát thiết bị điện được tích hợp, đảm bảo tính an toàn và hiệu quả. An toàn điện trong nhà thông minh là yếu tố được đặt lên hàng đầu trong quá trình thiết kế và thực hiện.
1.2. Thiết kế phần mềm và giao diện người dùng
Phần mềm điều khiển được viết cho vi điều khiển sử dụng ngôn ngữ lập trình C. Lập trình điều khiển thiết bị điện đòi hỏi sự chính xác cao và khả năng xử lý đa luồng hiệu quả. Phần mềm điều khiển thiết bị điện cho phép người dùng điều khiển các thiết bị một cách trực quan. Giao diện điều khiển thiết bị điện trên điện thoại di động được phát triển cho hệ điều hành Android, sử dụng Android Studio. Ứng dụng IoT trong nhà thông minh được tận dụng để tạo ra trải nghiệm người dùng liền mạch. Giao diện web được phát triển bằng Adobe Dreamweaver, cho phép điều khiển từ xa thông qua trình duyệt web. Hệ thống điều khiển từ xa, hệ thống điều khiển bằng giọng nói, và hệ thống điều khiển không dây được nghiên cứu để tối ưu trải nghiệm người dùng. Mô hình điều khiển thiết bị điện được mô phỏng trước khi triển khai trên phần cứng thực tế. Thiết kế hệ thống nhúng được thực hiện dựa trên kiến trúc mô-đun, đảm bảo tính mở rộng và bảo trì dễ dàng. Thiết kế mạch điện tự động được thực hiện dựa trên các tiêu chuẩn an toàn điện.
1.3. Thử nghiệm và đánh giá hệ thống
Sau khi hoàn thành, hệ thống được thử nghiệm toàn diện để đánh giá hiệu quả hoạt động. Các bài kiểm tra bao gồm khả năng điều khiển từ xa qua Bluetooth, SMS, và Ethernet. Hiệu suất của hệ thống được đánh giá dựa trên độ chính xác, tốc độ phản hồi, và độ ổn định. Tiết kiệm năng lượng trong nhà thông minh là một tiêu chí quan trọng được đánh giá. Xu hướng tự động hóa nhà ở hiện đại được xem xét để đánh giá tính khả thi và tính cạnh tranh của hệ thống. HCMUTE tự động hóa đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá kết quả nghiên cứu. Nghiên cứu khoa học HCMUTE cung cấp nền tảng lý thuyết vững chắc. Luận văn tốt nghiệp HCMUTE và dự án tốt nghiệp HCMUTE là những tài liệu tham khảo quan trọng. Báo cáo đánh giá bao gồm các kết quả đo đạc, phân tích và đề xuất cải tiến. Báo cáo đánh giá hệ thống được trình bày rõ ràng và dễ hiểu. Hệ thống điều khiển thiết bị điện được kiểm tra tính an toàn và hoạt động ổn định trong môi trường thực tế.
