Đồ án HCMUTE: Xây dựng ứng dụng điều khiển IoT bằng giọng nói

• Tác giả: Huỳnh Văn Khen
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Hữu Trung
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin
• Đề tài: Xây Dựng Ứng Dụng Điều Khiển IoTs Bằng Giọng Nói
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. Phần 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. TỔNG QUAN - TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
• 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 2. Phần 2: NỘI DUNG
• 2.1. TÌM HIỂU VỀ DIALOGFLOW
• 2.2. INTERNET OF THINGS (IOTS) LÀ GÌ?
• 2.3. LẬP TRÌNH ANDROID LÀ GÌ?
• 2.3.1. Những ngôn ngữ để lập trình ứng dụng android
• 2.4. THIẾT BỊ PHẦN CỨNG
• 3. Chương 2: KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG VÀ XÁC ĐỊNH YÊU CẦU
• 3.1. KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG
• 3.2. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU
• 3.2.1. Yêu cầu chức năng
• 3.2.2. Yêu cầu chức năng nghiệp vụ
• 3.2.3. Yêu cầu chức năng hệ thống
• 3.2.4. Yêu cầu phi chức năng
• 4. Chương 3: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU
• 4.1. NHẬN DIỆN TÁC NHÂN VÀ CHỨC NĂNG TRONG SỞ ĐỒ USE CASE
• 4.2. ĐẶC TẢ USE CASE
• 4.3. CHI TIẾT CÁC BẢNG DỮ LIỆU
• 5. Chương 4: THIẾT KẾ GIAO DIỆN VÀ XỬ LÝ
• 5.1. THIẾT KẾ GIAO DIỆN
• 5.2. Danh sách các màn hình và sơ đồ chuyển đổi
• 5.3. Mô tả chi tiết các màn hình
• 5.3.1. Màn hình Chờ
• 5.3.2. Màn hình Đăng nhập
• 5.3.3. Màn hình Trang chủ
• 5.3.4. Màn hình Setting
• 5.3.5. Màn hình Xem tất cả devices
• 5.3.6. Màn hình Switch Activity
• 5.3.7. Màn hình Xem tất cả các Switch
• 5.4. LƯỢC ĐỒ SEQUENCE DIAGRAM
• 5.4.1. Sequence Diagram cho Use case màn hình chờ
• 5.4.2. Sequence Diagram cho Use case màn hình đăng nhập
• 5.4.3. Sequence Diagram cho Use case màn hình load device
• 5.4.4. Sequence Diagram cho Use case màn hình điều khiển bật tắt
• 5.4.5. Sequence Diagram cho Use case màn hình điều khiển bằng giọng nói
• 6. Chương 5: CÀI ĐẶT - KIỂM THỬ
• 6.1. CÀI ĐẶT PHẦN MỀM
• 6.2. KIỂM THỬ PHẦN MỀM
• 6.2.1. Danh sách TestCase cho module Login
• 6.2.2. Danh sách TestCase cho module Trang Chủ
• 6.2.3. Danh sách TestCase cho module Switch
• 6.2.4. Danh sách TestCase cho module Xem tất cả các switch
• 7. Phần 3: KẾT LUẬN
• 7.1. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• 7.2. CHƯA LÀM ĐƯỢC
• 7.3. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về ứng dụng điều khiển IoT bằng giọng nói tại HCMUTE

Khóa luận tốt nghiệp "Xây dựng ứng dụng điều khiển thiết bị IoTs bằng giọng nói" của sinh viên HCMUTE, Huỳnh Văn Khen (MSSV: 15110234) và Đặng Trương Duy Quang (MSSV: 15110290), hướng dẫn bởi ThS. Nguyễn Hữu Trung, tập trung vào việc phát triển một ứng dụng điều khiển IoT bằng giọng nói. Ứng dụng này cho phép người dùng điều khiển các thiết bị gia dụng thông minh bằng lệnh giọng nói, mang lại sự tiện lợi và hiện đại cho người dùng. Nghiên cứu này nằm trong xu hướng xu hướng IoT và ứng dụng IoT trong cuộc sống, giải quyết bài toán IoT về tự động hóa nhà cửa. Ứng dụng điều khiển IoT bằng giọng nói được xây dựng dựa trên nền tảng Internet vạn vật và tích hợp với các trợ lý ảo như Google Assistant hoặc tương tự.

1.1 Mục đích và phạm vi nghiên cứu

Khóa luận nhằm mục đích xây dựng một ứng dụng Android (và có tiềm năng mở rộng sang iOS) cho phép điều khiển thiết bị bằng giọng nói. Ứng dụng này sử dụng công nghệ cảm biến IoT để thu thập dữ liệu từ các thiết bị, thu thập dữ liệu IoT và phân tích dữ liệu IoT. Phần mềm được phát triển dựa trên nền tảng nền tảng IoT với các thư viện và API cần thiết. Phạm vi nghiên cứu bao gồm thiết kế, phát triển và kiểm thử ứng dụng, tập trung vào việc tích hợp Dialogflow để nhận diện giọng nói và xử lý ngôn ngữ tự nhiên. Ứng dụng kết nối với các thiết bị IoT thông qua giao thức thích hợp. An ninh mạng và an toàn IoT cũng được xem xét trong quá trình phát triển. Nghiên cứu tập trung vào ứng dụng di động IoT và cụ thể là ứng dụng Android IoT. Kiến trúc IoT được áp dụng trong thiết kế hệ thống, với trọng tâm là điều khiển từ xa IoT.

1.2 Công nghệ và phương pháp

Ứng dụng được xây dựng bằng ngôn ngữ lập trình IoT (C#, Java), sử dụng Android Studio và Visual Studio làm môi trường phát triển. Google API được tích hợp để xử lý yêu cầu từ người dùng và điều khiển thiết bị. Dialogflow được sử dụng cho việc nhận diện giọng nói và xử lý ngôn ngữ tự nhiên, cho phép người dùng ra lệnh bằng giọng nói. Ứng dụng sử dụng cơ sở dữ liệu SQL Server để lưu trữ dữ liệu. Các thiết bị IoT được sử dụng trong quá trình thực nghiệm. Hướng dẫn lập trình IoT và tài liệu liên quan được tham khảo để hoàn thiện ứng dụng. Mô hình IoT được sử dụng làm cơ sở cho việc thiết kế và triển khai. Thực tiễn đào tạo HCMUTE về lập trình di động và IoT đóng vai trò quan trọng trong quá trình thực hiện. Việc chọn ngôn ngữ lập trình ứng dụng Android và các thư viện phụ trợ được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả và tính khả thi của dự án. Khóa luận cũng đề cập đến bài viết về IoT và hệ thống điều khiển nhà thông minh.

II. Phân tích và đánh giá ứng dụng

Ứng dụng này cung cấp giải pháp điều khiển nhà thông minh bằng giọng nói, một tiện ích đáng kể trong bối cảnh ứng dụng IoT trong giáo dục, ứng dụng IoT trong y tế, ứng dụng IoT trong nông nghiệp và ứng dụng IoT trong công nghiệp. Việc sử dụng Amazon Alexa, Siri, hoặc các trợ lý ảo khác có thể được xem xét trong tương lai để mở rộng tính năng. Tuy nhiên, khóa luận tập trung vào Google Assistant. Khóa luận đã trình bày rõ ràng quá trình thiết kế, phát triển và kiểm thử, cung cấp tài liệu tham khảo hữu ích cho các nghiên cứu tương tự. Thách thức IoT và các vấn đề về an ninh mạng IoT cần được nghiên cứu thêm để hoàn thiện ứng dụng.

2.1 Ưu điểm và hạn chế

Ứng dụng mang lại sự tiện lợi cho người dùng thông qua điều khiển thiết bị bằng giọng nói. Khả năng tương thích với nhiều thiết bị và khả năng mở rộng là những điểm mạnh. Tuy nhiên, ứng dụng vẫn còn một số hạn chế như độ chính xác của nhận diện giọng nói có thể bị ảnh hưởng bởi môi trường ồn ào, và tính năng còn chưa đa dạng. Việc tích hợp với nhiều nền tảng trợ lý ảo khác nhau có thể là hướng phát triển trong tương lai. Tương lai của IoT và tương lai của ứng dụng IoT trong giáo dục, ứng dụng IoT trong y tế, ứng dụng IoT trong nông nghiệp và ứng dụng IoT trong công nghiệp sẽ phụ thuộc vào việc giải quyết những hạn chế này. Hệ thống điều khiển nhà thông minh là một ứng dụng quan trọng của công nghệ này.

2.2 Giá trị và ứng dụng thực tiễn

Ứng dụng có giá trị thực tiễn cao, góp phần tự động hóa các thiết bị gia dụng. Ứng dụng này có thể được áp dụng rộng rãi trong các hộ gia đình, văn phòng, và các tòa nhà thông minh. Việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng IoT như thế này đóng góp vào sự phát triển của công nghệ IoT và cải thiện chất lượng sống. Dự án IoT HCMUTE này là một ví dụ điển hình về việc ứng dụng công nghệ tiên tiến vào giải quyết các vấn đề thực tiễn. Ứng dụng iOS IoT có thể được phát triển dựa trên nền tảng của ứng dụng này. Khóa luận cho thấy sự thành công của việc kết hợp kiến thức lý thuyết với thực hành, đặc biệt là trong môi trường thực tiễn đào tạo HCMUTE. Học viện kỹ thuật HCMUTE đóng góp vai trò quan trọng trong việc đào tạo nguồn nhân lực cho lĩnh vực này.