CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Sự bùng nổ về cuộc cách mạng 4.0 đã khiến cụm từ Interner Of Things hay vạn
vật kết nối internet trở nên không còn quá xa lạ với nhiều ngƣời. Rất nhiều ngƣời
nói rằng nó có thể sẽ trở thành kẻ thay đổi toàn bộ cục diện của thị trƣờng, bằng
cách khiến cho mọi vật đều đƣợc kết nối với nhau. Ngày nay chúng ta thấy có rất
nhiều thành quả từ chính IoT mang lại. Rất nhiều công ty hiện nay đã và đang dốc
hết sức lực để phát triển thật mạnh IoT. Chính vì tâm quan trọng đó nên nhóm
chúng em quyết định chọn đề tài liên quan tới IoT, để từ đồ án này mà nhóm có
thêm kinh nghiệm cho công việc trong tƣơng lai. Cụ thể hơn nhóm nhận thấy đƣợc
tầm quan trọng của việc điều khiển các thiết bị điện trong gia đình, cùng với sự tiện
lợi mà Google Assistant (trợ lý ảo do Google phát triển) mang lại, nên nhóm quyết
định chọn đề tài “ Điều khiển thiết bị điện thông qua trợ lý ảo Google Assistant”.
Nhóm sẽ sử dụng trợ lý ảo Google Assistant làm phƣơng tiện để điều khiển các
thiết bị điện bằng giọng nói. Đồng thời sẽ thiết kế một phần mềm chạy trên điện
thoại thông minh sử dụng hệ điều hành Android, giúp ngƣời sử dụng có thể thao tác
điều khiển và quản lý trạng thái của các thiết bị một cách dễ dàng ở bất cứ nơi đâu
có phủ sóng 3G hoặc WIFI. Kèm theo đó là các tính năng nhƣ: điều chỉnh độ sáng
của từng đèn, giúp ngƣời sử dụng có thể chỉnh độ sáng phù hợp theo nhu cầu sử
dụng, hẹn giờ để bật tắt các thiết bị, giám sát nhiệt độ, độ ẩm và cảnh báo khi có
ngƣời lạ đột nhập vào nhà.
Đề tài mà nhóm sinh viên trƣớc đó đã làm có tên “ Thiết kế và thi công hệ
thống điều khiển và giám sát thiết bị nhà có hỗ trợ Google Assistant”, đây là đề
tài tốt nghiệp của nhóm sinh viên trƣờng đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ
Chí Minh. Nhóm đề tài này đã thực hiện đƣợc việc thiết kế phần cứng mạch điện
trên thiết bị có sẵn, thiết kế website và phần mềm điều khiển chạy trên hệ điều hành
Android để điều khiển và giám sát trạng thái của các thiết bị. Nhóm chúng em sẽ cải
tiến và phát triển đề tài này thông qua việc điều khiển độ sáng của các đèn bằng
giọng nói, hẹn giờ bật tắt các thiết bị. Ngoài ra hệ thống còn có chức năng cảnh báo
có ngƣời đột nhập vào nhà và hiển thị nhiệt độ, độ ẩm trên App Android. Dễ dàng
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 2
cài đặt thông tin của wifi kết nối ( tên mạng và mật khẩu) cho các đèn sử dụng wifi
khi di chuyển tới một nơi khác.
1.2 MỤC TIÊU
Đối với phần cứng thì nhóm sẽ thi công lại khối công suất của các đèn chiếu
sáng nhằm mục đích phù hợp với yêu cầu điều khiển, thiết bị đèn có thể điều khiển
bằng điện thoại qua Wifi. Bên cạnh đó thiết kế mạch giám sát nhiệt độ, độ ẩm, và
chuyển động để ngƣời sử dụng có thể giám sát đƣợc nhiệt độ, độ ẩm và chuyển
động tại vị trí đặt thông qua app điện thoại.
Về phần mềm nhóm sẽ sự dụng Google Assistant (trợ lý ảo do Google phát
triển) để làm phƣơng tiện điều khiển các thiết bị đèn và bật tắt led và cảm biến
chuyển động trên thiết bị giám sát nhiệt độ, độ ẩm và chuyển động. Bên cạnh đó
nhóm sẽ thiết kế một phần mềm chạy trên điện thoại thông minh sử dụng hệ điều
hành android. Phần mềm có thể nhận đƣợc phản hồi và hiển thị trạng thái của các
thiết bị đèn một cách trực quan, nhanh chóng lên ứng dụng, chỉ cần điện thoại và
các thiết bị đèn trong nhà đƣợc kết nối wifi hoặc 3G, nó giúp ngƣời sử dụng có thể
dễ dàng giám sát đƣợc tình trạng của các thiết bị khi không có ở nhà, đồng thời
phần mềm cũng có thể điều khiển đƣợc việc bật/tắt, hẹn giờ cũng nhƣ độ sáng của
các đèn. Giao diện phần mềm dễ dàng thao tác cho ngƣời sử dụng. Ứng dụng dễ
dàng cập nhật mà không ảnh hƣởng đến các dữ liệu đã cài đặt trƣớc đó.
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
-
NỘI DUNG 1:
Khảo sát lựa chọn các bóng đèn led trụ tròn (Led bulb)
chiếu sáng trên thị trƣờng, cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm và cảm biến phát
hiện chuyển động.
-
NỘI DUNG 2: Các giải pháp thiết kế phần mềm và phần cứng.
-
NỘI DUNG 3: Thiết kế khối công suất, khối điều khiển của đèn và mạch
giám sát nhiệt độ, độ ẩm và phát hiển chuyển động.
-
NỘI DUNG 4: Thiết kế phần mềm điều khiển và hiển thị.
-
NỘI DUNG 5: Thi công mô hình.
-
NỘI DUNG 6: Đánh giá kết quả thực hiện.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 3
1.4 GIỚI HẠN
-
Đèn chiếu sáng có công suất 30W.
-
Mỗi đèn chiếu sáng là một thiết bị độc lập có thể cài đặt kết nối.
-
Sử dụng cảm biến DHT11 để đo nhiệt độ, độ ẩm và cảm biến PIR để phát
hiện chuyển động.
-
Phần mềm điều khiển hỗ trợ điều khiển mô phỏng 2 bóng đèn.
-
Khoảng cách điều khiển đèn và giám sát trạng thái của các thiết bị không
giới hạn, chỉ cần nơi đó có sóng 3G hoặc wifi.
-
Kiểm soát đƣợc hoạt động của các thiết bị trên phần mềm điều khiển, biết
đƣợc đèn đang bật hay tắt, nhiệt độ, độ ẩm hiện tại là bao nhiêu, nhà có ai
đột nhập vào không. Tất cả đƣợc hiển thị lên phần mềm.
1.5 BỐ CỤC
Chƣơng 1: Tổng quan
Chƣơng 2: Cơ sở lý thyết
Chƣơng 3: Thiết kế và tính toán
Chƣơng 4: Thi công hệ thống
Chƣơng 5: Két quả, đánh giá và nhận xét
Chƣơng 6: Kết luận và hƣớng phát triển
-
Chƣơng 1: Tổng quan
Chƣơng này đặt vấn đề, lý do chọn đề tài, mục tiêu nội dung nghiên cứu, các
giới hạn thông số và bố cục đồ án.
-
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết
Chƣơng này trình bày các lý thuyết nền tảng để dựa trên lý thuyết này thực
hiện đồ án.
-
Chƣơng 3: Thiết kế và tính toán
Chƣơng này trình bày tính toán thiết kế phần cứng mạch điện và phần mềm
chạy trên điện thoại thông minh sử dụng hệ điều hành Android.
-
Chƣơng 4: Thi công hệ thống
Chƣơng này trình bày về thi công hệ thống: thi công mô hình, lập trình hệ
thống, lập trình mô phỏng và viết tài liệu hƣớng dẫn lập trình thao tác.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 4
-
Chƣơng 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá
Chƣơng này trình bày về những kết quả đồ án mà nhóm làm đƣợc, nhận xét và
đánh giá các kết quả làm đƣợc.
-
Chƣơng 6: Kết luận và hƣớng phát triển
Chƣơng này trình bày những kết quả mà nhóm làm đƣợc so với mục tiêu đề ra
và hƣớng phát triển của đề tài.
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 5
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 GIỚI THIỆU
Theo mong muốn đề tài là điều khiển thiết bị điện thông qua trƣ lý ảo Google
Assistant thì nhóm cần tìm hiểu các nội dung sau:
-
Giới thiệu về trợ lý ảo Google Assistant.
-
Khái niệm về cơ sở dữ liệu Firebase.
-
Tổng quan vè hệ điều hành Android.
-
Tổng quan về Wifi.
2.2 GIỚI THIỆU VỀ TRỢ LÝ ẢO GOOGLE ASSISTANT.
2.2.1 Khái niệm
Google Assistant là một trợ lý ảo thông minh tƣơng tự nhƣ Siri của Apple,
Bixby của Samsung hay Cortana của Microsoft trên Windows. Google Assistant hỗ
trợ nhiều tính năng thông minh nhƣ tìm kiếm thông tin hay thực hiện yêu cầu mà
ngƣời dùng đƣa ra nhƣ mở danh bạ, gọi điện cho ngƣời có tên trong danh bạ, đọc tin
nhắn, mở nhạc…
2.2.2 Lịch sử phát triển
Google Assistant là một trợ lý cá nhân ảo đƣợc phát triển bởi Google và đƣợc
giới thiệu tại hội nghị nhà phát triển của hãng vào tháng 5 năm 2016. Google
Assistant ban đầu đƣợc đƣa vào ứng dụng nhắn tin Google Allo, và loa thông
minh Google Home. Sau một thời gian chỉ có mặt trên hai chiếc điện thoại thông
minh Pixel và Pixel XL của hãng, Google bắt đầu triển khai Assistant trên các thiết
bị Android khác vào tháng 2 năm 2017, bao gồm cả các điện thoại thông minh bên
thứ ba và các thiết bị Android Wear, và đƣợc phát hành dƣới dạng ứng dụng riêng
biệt trên iOS vào tháng 5. Cùng với sự ra mắt một bộ phát triển phần mềm vào tháng
4 năm 2017, Assistant đã và đang đƣợc tiếp tục mở rộng hỗ trợ cho một lƣợng lớn
thiết bị, bao gồm cả xe hơi và các thiết bị nhà thông minh. Các chức năng của
Assistant cũng có thể đƣợc bổ sung bởi các nhà phát triển bên thứ ba.