Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và thi công hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị trong nhà kết hợp WiFi và LoRa

• Tác giả: Nguyễn Đức Dũy
• Người hướng dẫn: ThS. Trương Ngọc Anh
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử Công nghiệp - Y Sinh
• Đề tài: Thiết kế và thi công hệ thống giám sát điều khiển thiết bị trong nhà kết hợp WiFi và LoRa
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIÊU
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. GIỚI HẠN
• 1.5. BỐ CỤC
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tìm hiểu về module NodeMCU ESP 32S
• 2.2. Tìm hiểu về wifi và cách hoạt động của wifi
• 2.3. Một số chuẩn kết nối phổ biến
• 2.4. Tìm hiểu về module Lora easy sx-1276
• 2.5. Tìm hiểu về Arduino Mega 2560
• 2.6. Tìm hiểu về module Sim900a
• 2.7. Tìm hiểu về web server
• 2.8. Tìm hiểu về ngôn ngữ php
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 3.1. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.2. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống
• 3.3. Tính toán và thiết kế mạch
• 3.4. Thiết kế khối xử lý trung tâm
• 3.5. Thiết kế khối điều khiển và khối công suất
• 3.6. Thiết kế khối nguồn
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.1. Thi công bo mạch
• 4.2. Lắp ráp và kiểm tra
• 4.3. ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH
• 4.3.1. Đóng gói bộ điều khiển
• 4.3.2. Thi công mô hình
• 4.4. Phần mềm lập trình cho vi điều khiển
• 4.5. Phần mềm lập trình web
• 4.6. Lưu đồ điều khiển từ web server và tin nhắn điện thoại
• 4.7. Lưu đồ điều khiển từ các board con
• 4.8. VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC
• 4.8.1. Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng
• 4.8.2. Quy trình thao tác
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ
• 5.1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• 5.2. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
• 5.3. NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế hệ thống giám sát

Hệ thống giám sát được thiết kế nhằm mục đích theo dõi và điều khiển các thiết bị trong nhà một cách hiệu quả. Việc thiết kế hệ thống giám sát bao gồm việc lựa chọn các module phù hợp như NodeMCU ESP32S và Lora easy Sx1276. Các module này cho phép kết nối không dây qua WiFi và LoRa, giúp người dùng có thể giám sát và điều khiển thiết bị từ xa. Theo nghiên cứu, việc sử dụng công nghệ IoT trong thiết kế này không chỉ nâng cao tính năng mà còn tiết kiệm chi phí và thời gian cho người sử dụng. Hệ thống được xây dựng với giao diện web thân thiện, cho phép người dùng dễ dàng truy cập và điều khiển thiết bị. "Hệ thống giám sát không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu quả quản lý thiết bị trong nhà".

1.1. Các thành phần của hệ thống

Hệ thống bao gồm nhiều thành phần chính như module NodeMCU, module Lora, và các cảm biến thông minh. Module NodeMCU ESP32S đóng vai trò là trung tâm điều khiển, kết nối với các thiết bị khác qua WiFi. Module Lora được sử dụng để truyền dữ liệu qua khoảng cách xa mà không cần dây dẫn, giúp giảm thiểu nhiễu tín hiệu. Các cảm biến như cảm biến nhiệt độ và cảm biến dòng điện được tích hợp để theo dõi trạng thái hoạt động của thiết bị. "Việc tích hợp các cảm biến thông minh vào hệ thống giúp nâng cao khả năng giám sát và điều khiển từ xa".

II. Thi công thiết bị điều khiển

Quá trình thi công thiết bị điều khiển là một bước quan trọng trong việc hiện thực hóa thiết kế. Các bước thi công bao gồm lắp ráp các module, kết nối dây dẫn và kiểm tra chức năng của từng thiết bị. Việc sử dụng mạng không dây giúp giảm thiểu sự phức tạp trong việc lắp đặt và bảo trì hệ thống. "Thi công hệ thống không dây giúp tiết kiệm thời gian và chi phí cho người sử dụng". Hệ thống được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả. Các thiết bị được lắp ráp theo sơ đồ khối đã thiết kế, đảm bảo tính đồng bộ và khả năng tương tác giữa các module.

2.1. Quy trình thi công

Quy trình thi công bao gồm nhiều bước từ việc chuẩn bị linh kiện, lắp ráp mạch cho đến kiểm tra và chạy thử nghiệm. Các linh kiện như module Sim900a và NodeMCU được kết nối với nhau thông qua các chân GPIO. Sau khi lắp ráp, hệ thống được kiểm tra chức năng để đảm bảo mọi thiết bị hoạt động đúng như mong đợi. "Quy trình thi công được thực hiện một cách cẩn thận để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của hệ thống".

III. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống

Hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị trong nhà kết hợp WiFi và LoRa có nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống hàng ngày. Người dùng có thể giám sát và điều khiển thiết bị từ xa thông qua giao diện web, giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu quả quản lý. Hệ thống cũng có thể được áp dụng trong các lĩnh vực như nông nghiệp thông minh, quản lý năng lượng và an ninh. "Hệ thống không chỉ mang lại tiện ích cho người dùng mà còn góp phần vào việc phát triển công nghệ thông minh trong xã hội".

3.1. Lợi ích của hệ thống

Hệ thống mang lại nhiều lợi ích như khả năng giám sát liên tục, điều khiển từ xa và tiết kiệm năng lượng. Việc sử dụng cảm biến thông minh giúp người dùng nhận biết tình trạng hoạt động của thiết bị một cách nhanh chóng và chính xác. Hệ thống cũng hỗ trợ người dùng trong việc quản lý và tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng, từ đó giảm thiểu chi phí. "Lợi ích của hệ thống không chỉ dừng lại ở việc điều khiển mà còn mở ra nhiều cơ hội mới cho việc phát triển công nghệ trong tương lai".