Đồ án tốt nghiệp: Hệ thống điều khiển và giám sát các thiết bị trong nhà

Chia sẻ: Xylitol Extra | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:128

Thêm vào BST

Báo xấu

300
lượt xem 38
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án Hệ thống điều khiển và giám sát các thiết bị trong nhà nhằm khai thác yếu tố giọng nói trong việc điều khiển thiết bị, vốn thường được thực hiện bằng tay. Đồ án này giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về ứng dụng nhận dạng, xử lí giọng nói sẵn có của Google, được sử dụng trong việc điều khiển thiết bị của mình. Qua quá trình tìm hiểu, nhận thấy Arduino thích hợp trong việc thực hiện đề tài này, nhóm đề tài đã khai thác sử dụng Arduino trong đồ án của mình. Đề tài được ứng dụng để điều khiển nhà thông minh. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Hệ thống điều khiển và giám sát các thiết bị trong nhà

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH --------------------------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ GVHD: Ths. Nguyễn Việt Hùng SVTH : Phạm Văn Huy MSSV: 12141099 Tp. Hồ Chí Minh - 01/2018
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP Y SINH --------------------------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ GVHD: Ths.Nguyễn Việt Hùng SVTH : Phạm Văn Huy MSSV: 12141099 Tp. Hồ Chí Minh - 01/2018
TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Tp. HCM, ngày 13 tháng 01 năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Văn Huy Mssv: 12141099 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành:141 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2012 Lớp: 1214DT2B I. TÊN ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ. II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: (ghi những thông số, tập tài liệu tín hiệu, hình ảnh,…) ............................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 2. Nội dung thực hiện:  Tìm hiều và lựa chọn nguồn, module kết nối Bluetooth, module Wifi và vi điều khiển.  Viết ứng dụng Android để SmartPhone nhận tín hiệu từ giọng nói con người, xử lý và đưa tín hiệu đến vi điều khiển  Thiết kế và thi công các module khối điều khiển: Module Arduino Uno R3, Module Wifi ESP 8266 Node MCU và Module Bluetooth HC-06.  Kết nối các module lại với nhau.  Chạy thử, kiểm tra và cân chỉnh mô hình.  Viết sách luận văn tốt nghiệp.  Báo cáo đồ án tốt nghiệp. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 25/09/2017 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 13/01/2018 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Nguyễn Việt Hùng BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP-Y SINH Tp. HCM, ngày 13 tháng 01 năm 2018 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Văn Huy Lớp: 121412DT2B MSSV: 12141099 Tên đề tài: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ Xác nhận Tuần/ngày Nội dung GVHD Tuần 1 Nhận giáo viên hướng đẫn và chọn đề tài 16/10-22/10/2017 Tuần 2 Nộp đề cương và phiếu lịch trình thực hiện 23/10-29/10/2017 Tuần 3 Tìm tài liệu liên quan và nghiên cứu 30/10-5/11/2017 Tuần 4 Tìm hiểu về Arduino và các Module liên quan 6/11-12/11/2017 Tuần 5 Tìm hiểu về cách truyền nhận dữ liệu giữa các 13/11-19/11/2017 Module và Arduino Tuần 6 Tìm hiểu về App Inventor 20/11-26/11/2017 Tuần 7 Tìm hiểu về Firebase 27/11-3/12/2017 Tuần 8 Lên sơ đồ khối và viết chương trình cho 4/12-10/12/2017 Arduino, Module Tuần 9 Lên sơ đồ khối và viết chương cho App 11/12-17/12/2017 Inventor Tuần 10 Thi công mạch và chạy thử chương trình 18/12-24/12/2017 Tuần 11 Hoàn thiện App và kết nối điều khiển với 25/12-31/12/2017 mạch, kiểm tra lỗi và khắc phục sự cố Tuần 12 Thi công và kết nối mạch với mô hình 1/1-7/1/2018 Tuần 13 Hoàn chỉnh mạch và viết luận văn 8/1-13/1/2018 GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên)
LỜI CAM ĐOAN LỜI CAM ĐOAN Đề tài này là do tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó. Các kết quả công bố trong Đồ án tốt nghiệp “HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ” là trung thực và không sao chép từ công trình nào khác Những người thực hiện đề tài Phạm Văn Huy BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iii
LỜI CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Việt Hùng - Giảng viên bộ môn Điện Tử Công Nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ và hướng dẫn bọn em trong việc thực hiện đề tài. Em xin gởi lời chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện - Điện Tử đã tạo những điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành đề tài. Em cũng gửi lời đồng cảm ơn đến các bạn bè, các bạn có cùng đam mê đã chia sẻ trao đổi kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu trong thời gian thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn! Những người thực hiện đề tài Phạm Văn Huy BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iv
MỤC LỤC MỤC LỤC Nhiệm vụ đồ án ................................................................................................................ i Lịch trình ........................................................................................................................ ii Cam đoan . ..................................................................................................................... iii Lời cảm ơn ..................................................................................................................... iv Mục lục ............................................................................................................................v Liệt kê hình ................................................................................................................... vii Liệt kê bảng .....................................................................................................................x Tóm tắt .......................................................................................................................... xi CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................ 1 1.1. Đặt vấn đề .......................................................................................................... 2 1.2. Mục tiêu ............................................................................................................. 2 1.3. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 2 1.4. Giới hạn .............................................................................................................. 3 1.5. Bố cục ................................................................................................................ 3 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................ 5 2.1 Giới thiệu về Firebase ........................................................................................ 6 2.1.1 Khái niệm về Firebase .................................................................................. 6 2.1.2 đặc điểm và tính năng ................................................................................... 7 2.2 Công nghệ bluetooth .......................................................................................... 8 2.2.1 Khái niệm về bluetooth ................................................................................ 8 2.2.2 Các đặc điểm của bluetooth........................................................................ 10 2.2.3 Ưu nhược điểm của bluetooth .................................................................... 10 2.3 Giới thiệu về hệ điều hành Android ................................................................. 10 2.3.1 Android là gì ............................................................................................... 10 2.3.2 Lịch sử phát triển của Android ................................................................... 11 2.3.3 Các phiên bản của Android ........................................................................ 11 2.3.4 Ưu nhược điểm của Android ...................................................................... 13 2.3.5 Kiến trúc cơ bản của hệ điều hành Android ............................................... 14 2.4 Một số Module sử dụng trong mô hình ............................................................ 18 2.4.1 Vi điều khiển .............................................................................................. 18 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH v
MỤC LỤC 2.4.2 Module bluetooth ....................................................................................... 24 2.4.3 Module Wifi ESP8266 Node MCU ........................................................... 26 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ. ................................................ 28 3.1 Giới thiệu .......................................................................................................... 29 3.2 Sơ đồ khối hệ thống .......................................................................................... 30 3.3 Tính toán thiết kế .............................................................................................. 31 3.3.1 Thiết kế App trên điện thoại ....................................................................... 31 3.3.2 Thiết kế mô hình robot ................................................................................ 33 3.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống ................................................................................. 39 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG ...................................................... 41 4.1 Giới thiệu. .......................................................................................................... 42 4.2 Thi công hệ thống ............................................................................................... 42 4.2.1 Thi công App trên điện thoại ........................................................................ 42 4.2.2 Thi công mô hình mạch ................................................................................ 73 4.2.3 Thi công mô hình thiết bị ............................................................................. 77 4.2.2 Lắp ráp mạch vào mô hình ........................................................................... 78 CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ ................................. 95 5.1 Kết quả... ............................................................................................................ 96 5.2 Nhận xét .............................................................................................................. 97 5.3 Đánh giá .............................................................................................................. 97 CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN. ........................... 98 6.1 Kết luận . ............................................................................................................. 99 6.2 Hướng phát triển ................................................................................................. 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………….100 PHỤ LỤC ................................................................................................. 101 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ........................................................................... 111 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH vi
LIỆT KÊ HÌNH VẼ LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình Trang Hình 2.1. Firebase. ........................................................................................................ 6 Hình 2.2. Giao thức bảo mật SSL. ................................................................................ 7 Hình 2.3. Biểu tượng bluetooth. .................................................................................... 9 Hình 2.4. Ứng dụng Bluetooth điều khiển các thiết bị ngoại vi. .................................. 9 Hình 2.5. Kiến trúc ngăn xếp của hệ thống Android. ................................................... 15 Hình 2.6. Hệ thống vi điều khiển cơ bản ...................................................................... 18 Hình 2.7. Sơ đồ và chức năng chân Arduino Uno R3................................................... 19 Hình 2.8. Giao tiếp 2 hệ thống dùng chuẩn UART....................................................... 21 Hình 2.9. Nguyên lý hoạt động chuẩn UART............................................................... 21 Hình 2.10. Các chân giao tiếp SPI trên Uno R3 ........................................................... 22 Hình 2.11. Kết nối giữa 2 thiết bị dùng SPI .................................................................. 23 Hình 2.12. Kết nối giữa nhiều thiết bị dùng SPI ........................................................... 23 Hình 2.13. Module Bluetooth HC-06............................................................................ 24 Hình 2.14. Sơ đồ chân và chức năng của ESP8266 ...................................................... 26 Hình 3.1. Sơ đồ khối hệ thống ...................................................................................... 30 Hình 3.2. Giao diện đăng nhập và chọn hình thức điều khiển ...................................... 31 Hình 3.3. Giao diện bluetooth và wifi ........................................................................... 32 Hình 3.4. Màn hình chờ của điện thoại khi đang nhận giọng nói ................................. 32 Hình 3.5. Bố trí thiết bị ................................................................................................. 33 Hình 3.6. Động cơ DC .................................................................................................. 34 Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ ............................................................. 34 Hình 3.8. Sơ đồ nguyên lý khối bluetooth .................................................................... 35 Hình 3.9. Module Bluetooth HC-06 thực tế .................................................................. 35 Hình 3.10. Sự tiện dụng của Node MCU ...................................................................... 36 Hình 3.11. Sơ đồ chân của Node MCU ........................................................................ 36 Hình 3.12. Giao tiếp giữa Node MCU và Uno R3 ........................................................ 37 Hình 3.13. Sơ đồ nối dây vi điều khiển trong Broad Arduino Uno R3 ........................ 37 Hình 3.14. Sơ đồ nối dây mạch nạp trong Arduino Uno R3 ......................................... 38 Hình 3.15. Sơ đồ nguyên lý mô hình ............................................................................ 39 Hình 4.1. Công cụ App Inventor ................................................................................... 42 Hình 4.2. Giao diện của trang web đăng ký tài khoản google ...................................... 43 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH vii
LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình 4.3. Giao diện trang web MIT App Inventor ....................................................... 44 Hình 4.4. Giao diện công cụ App Inventor 2 ................................................................ 44 Hình 4.5. Mục Projects.................................................................................................. 45 Hình 4.6. Mục Connect ................................................................................................. 46 Hình 4.7. Mục Build...................................................................................................... 46 Hình 4.8. Giao diện hộp thoại ....................................................................................... 47 Hình 4.9. Giao diện gồm các công cụ thiết kế app ...................................................... 47 Hình 4.10. Mục User Interface ...................................................................................... 48 Hình 4.11. Mục Layout ................................................................................................. 48 Hình 1.12. Mục Media .................................................................................................. 49 Hình 4.13. Mục Sensors ................................................................................................ 49 Hình 4.14. Mục Social. ................................................................................................. 50 Hình 4.15. Mục Storage ................................................................................................ 50 Hình 4.16. Mục Connectivity ........................................................................................ 51 Hình 4.17. Mục Viewer ................................................................................................. 51 Hình 4.18. Mục Components ........................................................................................ 52 Hình 4.19. Mục Properties ............................................................................................ 52 Hình 4.20. Màn hình đăng nhập và kết nối ................................................................... 53 Hình 4.21. VerticalArrangement1 ................................................................................. 54 Hình 4.22. HorizontalArrangement1 ............................................................................ 54 Hình 4.23. Giao diện màn hình bluetooth của app........................................................ 55 Hình 4.24. HorizontalArrangement5. ........................................................................... 55 Hình 4.25. HorizontalArrangement6 ............................................................................ 55 Hình 4.26. TableArrangement4..................................................................................... 56 Hình 4.27. HorizontalArrangement10 .......................................................................... 56 Hình 4.28. HorizontalArrangement7 ............................................................................ 57 Hình 4.29. HorizontalScrollArrangement1 ................................................................... 57 Hình 4.30. Màn hình điều khiển bằng wifi ................................................................... 58 Hình 4.31. Lable_text .................................................................................................... 58 Hình 4.32. HorizontalArrangement30 .......................................................................... 58 Hình 4.33. Các thành phần ẩn ....................................................................................... 59 Hình 4.34. Lưu đồ chương trình app điện thoại Android ............................................. 61 Hình 4.35. Lưu đồ cập nhật dữ liệu .............................................................................. 61 Hình 4.36. SpeechRecognizer1 ..................................................................................... 64 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH viii
LIỆT KÊ HÌNH VẼ Hình 4.37. Sự kiện button để điều khiển đèn ................................................................ 65 Hình 4.38. Sự kiện button để điều khiển quạt ............................................................... 66 Hình 4.39. Sự kiện FirebaseDB1.DataChanged ........................................................... 66 Hình 4.40. Sự kiện Initialize ......................................................................................... 67 Hình 4.41. Sự kiện FirebaseDB1.GotValue .................................................................. 67 Hình 4.42. Sự kiện Timer .............................................................................................. 68 Hình 4.43. Sự kiện LickPicker1.Before/AfterPicking .................................................. 68 Hình 4.44. Sự kiện của manhinhbluetooth.Initialize .................................................... 69 Hình 4.45. Hàm thủ tục(1) ............................................................................................ 71 Hình 4.46. Hàm thủ tục(2) ............................................................................................ 72 Hình 4.47. Các biến sử dụng ......................................................................................... 73 Hình 4.48. Sơ đồ mạch nguyên lý ................................................................................. 74 Hình 4.49. Mạch in layout............................................................................................. 75 Hình 4.50. Sơ đồ chân và vị trí linh kiện ...................................................................... 76 Hình 4.51. Mạch hoàn thiện .......................................................................................... 77 Hình 4.52. Lắp ráp thiết bị vào mạch. ........................................................................... 79 Hình 4.53. Lưu đồ chương trình vi điều khiển.............................................................. 80 Hình 4.54. Lưu đồ truyền nhận dữ liệu và cập nhật của ESP ....................................... 81 Hình 4.55. Giao diện phần mềm Arduino IDE ............................................................. 82 Hình 5.1. Kết quả đạt được(1)....................................................................................... 96 Hình 5.1. Kết quả đạt được(2)....................................................................................... 97 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ix
LIỆT KÊ BẢNG LIỆT KÊ BẢNG Bảng Trang Bảng 3.1. Bảng liệt kê điện áp và dòng điện các linh kiện sử dụng trong mạch ……………………………………………………………………………………..38 Bảng 4.1. Danh sách và thông số các linh kiện …………...………………………73 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH x
TÓM TẮT TÓM TẮT Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ nói chung và các tập đoàn công nghệ nói riêng thì đã giúp ích con người rất nhiều, hơn thế nữa đã giúp chất lượng cuộc sống con người ngày càng được nâng cao. Có những công nghệ mà cách đây vài năm, người ta thậm chí không dám nghĩ đến nhưng bây giờ đã được thử nghiệm và dần thành hiện thực. Một số tập đoàn công nghệ đã trình diễn những công nghệ hiện đại như Sony đã trình diễn Loa và Tivi tích hợp Google assistant. Cụ thể, 1 cái loa 360 độ đã được kết nối với hệ thống điện và loa trong nhà, chúng ta có thể dễ dàng ra lệnh mở đèn, mở nhạc, mở tivi, v.v.... Tuy công nghệ nghệ này không mới nhưng sắp tới sẽ là xu thế của một ngôi nhà thông mình nào cũng phải có. Với ý tưởng trên và để khắc phục điểm yếu của hệ thống là : chi phí cao, không hỗ trợ Tiếng Việt. Vì vậy, chúng em làm ra đề tài là để xây dựng lại mô hình trên và đặc biệt là để ngừơi Việt dễ dàng sử dụng. Bằng cách sử dụng và lập trình Arduino làm trung tâm xử lý và các modul để tương tác với trung tâm điều khiển và thiết bị thông qua ứng dụng trên điện thoại. Nhóm thực hiện đề tài Phạm Văn Huy BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH xi
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 1. TỔNG QUAN BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong thời đại Công Nghiệp 4.0 các dây chuyền công nghệ mới lần lượt ra đời nhằm đơn giản hóa quá trình sản xuất, máy móc hiện đại đã bắt đầu thay thế con người chúng ta. Hàng loạt các sản phẩm tự động hóa tiên tiến được phát minh và bán rộng rãi trên thị trường giúp nâng cao chất lượng sống và tăng hiệu suất công việc. Đối với nước ngoài thì việc nghiên cứu và ứng dụng giọng nói để ứng dụng vào đời sống và sản xuất chỉ mới mở ra trong vài năm gần đây. Ví dụ như Google có trợ lý ảo GG assistant, Amazon có Alexa và Apple có siri. Thấy được khả năng phát triển và nhu cầu tìm hiểu về điều khiển thiết bị bằng giọng nói của chính bản thân và những người yêu thích mong muốn được sử dụng dịch vụ này, những người thực hiện đã bắt tay vào thực hiện đồ án: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ. Đồ án HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ nhằm khai thác yếu tố giọng nói trong việc điều khiển thiết bị, vốn thường được thực hiện bằng tay. Đồ án này giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về ứng dụng nhận dạng, xử lí giọng nói sẵn có của Google, được sử dụng trong việc điều khiển thiết bị của mình. Qua quá trình tìm hiểu, nhận thấy Arduino thích hợp trong việc thực hiện đề tài này, nhóm đề tài đã khai thác sử dụng Arduino trong đồ án của mình. Đề tài được ứng dụng để điều khiển nhà thông minh. Điện thoại di động hiện nay đang được sử dụng rộng rãi, nên việc tận dụng thiết bị này trong việc điều khiển thiết bị cũng góp phần vào việc khai thác thêm giá trị sử dụng của điện thoại di động trong đời sống hàng ngày. 1.2 MỤC TIÊU Mục tiêu của đề tài là thiết kế một mô hình thiết bị hoạt động bằng cách nhận lệnh từ giọng nói của con người thông qua điện thoại Smartphone. Mô hình có thể ứng dụng trong việc điều khiển, giám sát những ngôi nhà hiện đại nào cũng phải có. 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Tìm hiều và lựa chọn nguồn, module kết nối Bluetooth, module Wifi và vi điều khiển.  Viết ứng dụng Android để SmartPhone nhận tín hiệu từ giọng nói con người, xử lý và đưa tín hiệu đến vi điều khiển BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN  Thiết kế và thi công các module khối điều khiển: Module Arduino Uno R3, Module Wifi ESP 8266 Node MCU và Module Bluetooth HC-06.  Kết nối các module lại với nhau.  Chạy thử, kiểm tra và cân chỉnh mô hình.  Viết sách luận văn tốt nghiệp.  Báo cáo đồ án tốt nghiệp. 1.4 GIỚI HẠN  Không thể tích hợp AI hoặc Machine learning vào hệ thống.  Ứng dụng chỉ tương thích với hệ điều hành Android.  Việc nhận diện giọng nói đôi khi chưa chính xác do nói không chuẩn giọng. 1.5. BỐ CỤC  Chương 1: Tổng quan. Chương này trình bày, đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án.  Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Chương này trình bày khái quát về công nghệ Bluetooth, giới thiệu về Firebase, các thông số và ý nghĩa của các linh kiện chính sử dụng cho thiết kế bộ điều khiển (vi điều khiển Arduino, module Bluetooth HC-06, module Wifi ESP 8266 Node MCU ), kiến thức cơ bản về hệ điều hành Android hỗ trợ cho lập trình phần mềm điều khiển trên điện thoại ở chương sau.  Chương 3: Thiết Kế và Tính Toán Chương này sẽ trình bày sơ đồ khối của bộ điều khiển, đưa ra các phương án thực hiện và lựa chọn phương án tối ưu nhất để thực hiện. Chương này cũng trình bày các yêu cầu cần có đối với phần mềm điều khiển trên điện thoại từ đó làm cơ sở để viết ứng dụng trên điện thoại. Ngoài ra còn trình bày phần yêu cầu đối với phần mềm điều khiển của vi điều khiển và lưu đồ hoạt động của chương trình.  Chương 4: Thi Công Hệ Thống Chương này gồm có các nội dung sau: Thi công App trên điện thoại, thi công mô hình, lưu đồ giải thuật phần mềm và quy trình thao tác. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN  Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá Chương này sẽ trình bày các kết quả đạt được sau thời gian thực hiện đề tài gồm có hình ảnh về sản phẩm (bộ điều khiển và ứng dụng trên điện thoại), đánh giá sai số, tính ổn định của hệ thống, thời gian đáp ứng của hệ thống, tính dễ sử dụng, …  Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển Chương này sẽ đưa ra những kết luận sau khi hoàn thành sản phẩm, các hướng phát triển của đề tài để có thể phát triển sản phẩm tốt hơn trong tương lai. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU VỀ FIREBASE: 2.1.1 Khái niệm về Firebase: Hình 2.1. Firebase Firebase là một dịch vụ cơ sở dữ liệu thời gian thực, hoạt động trên nền tảng đám mây được cung cấp bởi Google nhằm giúp các lập trình phát triển nhanh các ứng dụng bằng cách đơn giản hóa các thao tác với cơ sở dữ liệu. Nếu cần xây dựng một ứng dụng cho mobile hoặc các thiết bị di động khác, mà bạn đang gặp khó khăn vì không biết chọn dịch vụ VPS nào, loại database gì . . . thì Firebase sẽ là dịch vụ dành cho bạn. 2.1.2 Đặc điểm và tính năng: Realtime Database Firebase lưu trữ dữ liệu database dưới dạng JSON và thực hiện đồng bộ database tới tất cả các client theo thời gian thực. Cụ thể hơn là bạn có thể xây dựng được client đa nền tảng (cross-platform client) và tất cả các client này sẽ cùng sử dụng chung một database đến từ Firebase và có thể tự động cập nhật mỗi khi dữ liệu trong database được thêm mới hoặc sửa đổi. Tự động tính toán quy mô ứng dụng của bạn, giúp bạn dễ dàng hơn rất nhiều mỗi khi cần nâng cấp hay mở rộng dịch vụ. Ngoài ra Firebase sử dụng NoSQL, giúp cho database của bạn sẽ không bị bó buộc trong các bảng và các trường mà bạn có thể tùy ý xây dựng database theo cấu trúc của riêng bạn. Cho phép bạn phân quyền một cách đơn giản bằng cú pháp tương tự như javascript. Khi ứng dụng của bạn muốn phát triển, bạn không cần lo lắng về việc nâng cấp máy chủ…Firebase sẽ xử lý việc tự động cho bạn. Các máy chủ của Firebase quản lý hàng triệu kết nối đồng thời và hàng tỉ lượt truy vấn mỗi tháng. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Các tính năng bảo mật Firebase hoạt động dựa trên nền tảng cloud và thực hiện kết nối thông qua giao thức bảo mật SSL, chính vì vậy bạn sẽ bớt lo lắng rất nhiều về việc bảo mật của dữ liệu cũng như đường truyền giữa client và server. Không chỉ có vậy, việc cho phép phân quyền người dùng database bằng cú pháp javascipt cũng nâng cao hơn nhiều độ bảo mật cho ứng dụng của bạn, bởi chỉ những user mà bạn cho phép mới có thể có quyền chỉnh sửa cơ sở dữ liệu. Hình 2.2. Giao thức bảo mật SSL Làm việc offline Ứng dụng Firebase của bạn sẽ duy trì tương tác bất chấp một số các vấn đề về internet xảy ra. Trước khi bất kỳ dữ liệu được ghi đến server thì tất cả dữ liệu lập tức sẽ được viết vào một cơ sử dữ liệu Firebase ở local. Ngay khi có thể kết nối lại, client đó sẽ nhận bất kỳ thay đổi mà nó thiếu và đồng bộ hoá nó với trạng thái hiện tại server. Xác thực người dùng Với Firebase, bạn có thể dễ dàng xác thực người dùng từ ứng dụng của bạn trên Android, iOS và JavaScript SDKs chỉ với một vài đoạn mã. Firebase đã xây dựng chức năng cho việc xác thực người dùng với Email, Facebook, Twitter, GitHub, Google, và xác thực nặc danh. Các ứng dụng sử dụng chức năng xác thực của FireBase có thể giải quyết được vấn đề khi người dùng đăng nhập, nó sẽ tiết kiện thời gian và rất nhiều các vấn đề phức tạp về phần backend. Hơn nữa bạn có thể tích hợp xác thực người dùng với các chức năng backend đã có sẵn dùng custom auth tokens. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7