Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị phòng học

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu của đề tài

1.2. Các nghiên cứu nước ngoài

1.3. Các nghiên cứu trong nước

1.4. Tính cấp thiết của đề tài

1.5. Mục tiêu nghiên cứu

1.6. Nhiệm vụ nghiên cứu

1.7. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.7.1. Đối tượng nghiên cứu

1.7.2. Giới hạn đề tài

1.8. Bố cục của đề tài

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Giới thiệu về các chuẩn giao tiếp

2.2. Nguyên lý hoạt động

2.3. Ưu điểm và nhược điểm

2.4. So sánh giữa RTSP và HTTP

2.5. Công nghệ RFID

2.5.1. Nguyên lý hoạt động

2.5.2. Ưu điểm và nhược điểm

2.6. Công nghệ vân tay

2.6.1. Nguyên lý hoạt động

2.6.2. Ưu điểm và nhược điểm

2.7. IoT là gì và ứng dụng của IoT

2.7.1. Hoạt động của một hệ thống IoT

2.7.2. Ứng dụng của IoT trong đời sống

2.7.2.1. Trong nông nghiệp

2.7.2.2. Trong các hệ thống nhà thông minh

2.7.2.3. Trong công nghiệp

2.8. Các hệ điều hành của Jetson Nano

2.9. NVIDIA Isaac SDK (Linux For Terga)

2.10. NVIDIA DeepStream SDK

2.11. Phát hiện đối tượng (Object Detection)

2.11.1. Tổng quan về phát hiện đối tượng

2.11.2. Tổng quan về YOLO

2.11.3. So sánh với YOLOv3 với YOLOv8

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG

3.1. Yêu cầu và sơ đồ khối hệ thống

3.2. Yêu cầu của hệ thống

3.3. Sơ đồ khối phần cứng và chức năng mỗi khối

3.4. Hoạt động của hệ thống. Thiết kế hệ thống phần cứng

3.4.1. Khối màn hình điều khiển

3.4.2. Khối xử lý trung tâm

3.4.3. Khối cảm biến vân tay

3.4.4. Khối hiển thị

3.4.5. Khối hồng ngoại

3.4.6. Khối điều khiển quạt

3.4.7. Khối điều khiển

3.5. Sơ đồ nguyên lý toàn bộ hệ thống

3.6. Chức năng và hoạt động của phần mềm

3.6.1. Visual Studio Code

3.6.2. Lưu đồ khối điều khiển

3.6.3. Lưu đồ khối xử lý trung tâm

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ, NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ

4.1. Kết quả thi công phần cứng

4.2. Kết quả thiết kế phần mềm

4.3. Kết quả hoạt động của toàn hệ thống

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Ưu điểm, hạn chế và hướng phát triển

5.2. Hướng phát triển

DANH SÁCH HÌNH ẢNH

DANH SÁCH BẢNG

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

I. Hệ thống giám sát

Hệ thống giám sát là một phần quan trọng trong đề tài, tập trung vào việc theo dõi và quản lý các thiết bị trong phòng học thông minh. Hệ thống này sử dụng công nghệ IoT để thu thập dữ liệu từ các cảm biến môi trường, giúp giám sát các thông số như nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng. Giám sát thời gian thực cho phép người quản lý theo dõi trạng thái của các thiết bị một cách liên tục, đảm bảo hiệu quả hoạt động và tiết kiệm năng lượng.

1.1. Công nghệ IoT trong giám sát

Công nghệ IoT đóng vai trò trung tâm trong việc kết nối các thiết bị và cảm biến, tạo thành một hệ thống tích hợp hoàn chỉnh. Các thiết bị được kết nối thông qua mạng Internet, cho phép điều khiển và giám sát từ xa. Hệ thống kết nối này không chỉ giúp quản lý thiết bị hiệu quả mà còn tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng, đáp ứng nhu cầu của giải pháp giáo dục hiện đại.

1.2. Cảm biến môi trường

Các cảm biến môi trường được sử dụng để đo lường các thông số như nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng trong phòng học. Dữ liệu từ các cảm biến này được truyền về hệ thống trung tâm, giúp người quản lý đưa ra các quyết định điều chỉnh phù hợp. Quản lý năng lượng được thực hiện thông qua việc phân tích dữ liệu từ các cảm biến, đảm bảo các thiết bị hoạt động hiệu quả và tiết kiệm điện năng.

II. Điều khiển thiết bị

Điều khiển thiết bị là một trong những chức năng chính của hệ thống, cho phép người dùng điều khiển các thiết bị như đèn, quạt, tivi và điều hòa thông qua một giao diện trực quan. Hệ thống hỗ trợ điều khiển từ xa, giúp người dùng có thể quản lý các thiết bị từ bất kỳ đâu. Tự động hóa phòng học được thực hiện thông qua việc tích hợp các thuật toán nhận diện người, tự động tắt các thiết bị khi không có người trong phòng.

2.1. Điều khiển ánh sáng và nhiệt độ

Hệ thống cho phép điều khiển ánh sáng và điều khiển nhiệt độ một cách linh hoạt. Người dùng có thể điều chỉnh độ sáng của đèn và nhiệt độ của điều hòa thông qua giao diện điều khiển. Hệ thống thông minh này không chỉ tạo sự thoải mái cho người dùng mà còn giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể.

2.2. Tự động hóa phòng học

Tự động hóa phòng học được thực hiện thông qua việc tích hợp các thuật toán nhận diện người. Hệ thống sẽ tự động tắt các thiết bị khi không có người trong phòng, giúp tránh lãng phí điện năng. Giải pháp IoT này không chỉ nâng cao hiệu quả quản lý mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

III. Phòng học thông minh

Phòng học thông minh là mục tiêu chính của đề tài, hướng đến việc tạo ra một môi trường học tập hiện đại và tiện nghi. Hệ thống tích hợp các công nghệ như IoT, cảm biến môi trường và hệ thống điều khiển từ xa, giúp quản lý và điều khiển các thiết bị một cách hiệu quả. Quản lý lớp học được thực hiện thông qua việc phân tích dữ liệu từ hệ thống, giúp giáo viên và nhà quản lý đưa ra các quyết định phù hợp.

3.1. Quản lý thiết bị

Quản lý thiết bị là một phần quan trọng của phòng học thông minh. Hệ thống cho phép người quản lý theo dõi trạng thái của các thiết bị, lên lịch bảo trì và điều chỉnh hoạt động của chúng. Hệ thống bảo mật được tích hợp để đảm bảo an toàn cho dữ liệu và thiết bị, ngăn chặn các truy cập trái phép.

3.2. Giải pháp giáo dục

Giải pháp giáo dục được đề xuất trong đề tài không chỉ tập trung vào việc quản lý thiết bị mà còn hướng đến việc nâng cao chất lượng dạy và học. Công nghệ giáo dục được tích hợp vào hệ thống, giúp giáo viên và học sinh tương tác hiệu quả hơn trong môi trường học tập hiện đại.

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và thi công hệ thống giám sát điều khiển thiết bị trong phòng học