ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
------ 🙡 🕮 🙣 ------
Trần Hoàng Sơn
THIẾT KẾ CÁC CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN TRONG NHÀ THÔNG MINH
SỬ DỤNG LOGIC MỜ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông CLC-TT23
Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Nam Hoàng
HÀ NỘI – 2023
TÓM TẮT
Sử dụng logic mờ cho hệ thống nhà thông minh là một phương pháp điều khiển mới được
phát triển những năm gần đây. Một hệ thống nhà thông minh thông thường yêu cầu hệ thống
có thể đưa ra các quyết định chính xác dựa trên các thông số cụ thể như nhiệt độ, ánh sáng
hoặc độ ẩm. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, số liệu này chỉ mang tính chất tương đối và
không chính xác hoàn toàn. Logic mờ cho phép chúng ta xử lý các giá trị không rõ ràng hoặc
bị nhiễu, điều mà thường xuyên xảy ra trong thực tế. Sử dụng logic mờ giúp cho hệ thống nhà
thông minh có thể xử lý những giá trị không chính xác hoàn toàn này và đưa ra các quyết định
giống con người hơn. Vì vậy, sử dụng logic mờ cho hệ thống nhà thông minh là một tiếp cận
đầy tiềm năng và có thể giúp cho người dùng có được trải nghiệm tốt hơn khi sử dụng hệ
thống nhà thông minh.
Khóa luận tốt nghiệp này tập trung vào sử dụng Logic mờ để điều khiển các chức năng
trong một hệ thống nhà thông minh. Trong chương 1 sẽ làm rõ về khái niệm cơ bản, những lợi
ích và áp dụng thực tế từ những lợi ích đó của Logic mờ. Trong chương 2 sẽ làm rõ cách mà
một hệ thống Logic mờ hoạt động để điều khiển các chức năng có trong hệ thống: chức năng
điều khiển ánh sáng, chức năng thông gió, chức năng sử dụng nước tưới cây. Các cảm biến sẽ
cung cấp thông tin đầu vào cho hệ thống Logic mờ, sau khi mờ hóa các thông tin đầu vào, xét
luật mờ rồi giải mờ, hệ thống sẽ thu được 1 giá trị xác định phục vụ cho việc điều khiển hệ
thống. Bên cạnh đó còn bao gồm việc tìm hiểu về các phương pháp điều khiển bằng logic mờ
và ứng dụng nó vào hệ thống cùng với việc thiết kế cho hệ thống hoạt động theo thời gian
thực. Cuối cùng trong chương 3 sẽ đánh giá thử nghiệm của hệ thống, những ưu điểm nó đạt
được và đưa ra những kết luận.
Từ khóa: Logic mờ, Tập mờ, Mờ hóa, Luật mờ, Giải mờ.
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài: “ Thiết kế các chức năng điều khiển trong nhà thông minh
sử dụng Logic mờ” được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp này là do tôi thực hiện
dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Nam Hoàng.
Tất cả những nội dung tham khảo từ các sách, bài báo, nghiên cứu liên quan đều đã
được trích dẫn nguồn gốc rõ ràng trong danh mục tài liệu tham khảo của khóa luận tốt
nghiệp này. Trong khóa luận tốt nghiệp này không có bất kỳ sự sao chép tài liệu, công
trình nghiên cứu của người khác mà không ghi rõ trong tài liệu tham khảo.
Nếu có bất kỳ sự sai phạm nào, tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn trước hội đồng
về kết quả khóa luận tốt nghiệp của mình.
Hà Nội, Ngày ..., Tháng ..., Năm ...
Sinh viên
Trần Hoàng Sơn
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô của khoa Điện tử viễn
thông đã giúp em có những kiến thức nền tảng từ những năm học trước để em có thể
hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
“Thiết kế các chức năng điều khiển trong nhà thông minh sử dụng Logic mờ” là đề
tài mà em đã nghiên cứu trong khóa luận tốt nghiệp này. Trong quá trình nghiên cứu
và hoàn thiện cho khóa luận, em đã nhận được sự trợ giúp từ các thầy cô của Khoa để
hoàn thiện khóa luận tốt nhất có thể.
Em xin gửi lời cảm ơn riêng đến giảng viên hướng dẫnalà PGS. TS. Nguyễn Nam
Hoàng là người luôn theo sát, góp ý cho em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực
hiện đề tài.
MỤC LỤC
MỤC LỤC HÌNH ẢNH...............................................................................................2
LỜI MỞ ĐẦU..............................................................................................................2
CHƯƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................3
1.1. Sự ra đời của Logic mờ (Fuzzy Logic):............................................................3
1.2. Những ưu điểm và lợi ích mà logic mờ mang lại:............................................3
1.3. Sử dụng Logic mờ thiết kế các chức năng cho nhà thông minh:...................6
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG...................................................7
2.1. Giới thiệu về mô hình hệ thống Logic mờ:......................................................7
2.1.1. Giới thiệu về điều khiển mờ bằng Matlab (Fuzzy Logic Toolbox):..............7
2.1.2. Tổng quan về hệ thống sử dụng Logic mờ cho các chức năng điều khiển:...8
2.2. Thiết kế hệ thống sử dụng Logic mờ cho các chức năng điều khiển:..........13
2.2.1. Thiết kế hệ thống điều khiển suy luận mờ bằng Matlab ( Fuzzy Inference
System ):...............................................................................................................13
2.2.2. Lập trình hoàn thiện cho phần cứng của hệ thống sử dụng Logic mờ:........27
2.2.3. Thiết kế mô hình phần cứng cho hệ thống sử dụng Logic mờ:....................28
2.2.4. Lập trình Mobile App:.................................................................................32
CHƯƠNG 3. THỬ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN..................................34
3.1. Thử nghiệm và đánh giá:................................................................................34
3.2. Kết luận:...........................................................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................51