Luận văn Thạc sĩ: Hệ thống máy tính nhúng với bìa Arduino trong ngôi nhà thông minh

Trong kỷ nguyên Công nghệ 4.0, sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật đã tạo tiền đề cho sự ra đời của các khái niệm tiên tiến như “ngôi nhà thông minh”. Một ngôi nhà thông minh không chỉ là một không gian sống hiện đại mà còn là một giải pháp điều khiển tích hợp, nơi các thiết bị điện tử và hệ thống truyền thông được kết nối thành một mạng lưới thống nhất và tự động hóa. Tuy nhiên, nhiều thiết bị tự động hiện hành vẫn hoạt động độc lập, thiếu khả năng liên kết dữ liệu. Luận văn này đi sâu vào việc giải quyết thách thức đó bằng cách đề xuất một hệ thống máy tính nhúng sử dụng nền tảng Arduino, nhằm tạo ra một hệ thống điều khiển hoàn chỉnh, cho phép các thiết bị tự động giao tiếp và quản lý tập trung, từ đó nâng cao hiệu quả và tiện ích trong môi trường sống hiện đại.

Sinh viên, nghiên cứu sinh trong lĩnh vực hệ thống nhúng, IoT và nhà thông minh; kỹ sư, nhà phát triển phần mềm và phần cứng trong ngành tự động hóa gia đình; các nhà khoa học và giảng viên chuyên ngành công nghệ thông tin và viễn thông.

Luận văn này nghiên cứu việc thiết kế và triển khai hệ thống máy tính nhúng dựa trên bo mạch Arduino cho ứng dụng trong ngôi nhà thông minh. Bối cảnh được đặt ra là nhu cầu cấp thiết về các giải pháp tự động hóa và điều khiển tích hợp trong bối cảnh Công nghệ 4.0, nhằm khắc phục hạn chế về sự thiếu liên kết dữ liệu giữa các thiết bị tự động riêng lẻ. Phương pháp tiếp cận bao gồm việc xác định các tiêu chí cơ bản cho một ngôi nhà thông minh, nghiên cứu sâu về hệ thống nhúng và vai trò của các vi xử lý (như ARM Atmel), cũng như phát triển một mô hình thử nghiệm. Luận văn tập trung vào việc sử dụng Arduino UNO kết hợp với nhiều loại cảm biến, bao gồm cảm biến ánh sáng (photoresistor), cảm biến siêu âm (HC-SR04) để đo khoảng cách, và các cảm biến khác đo nhiệt độ, độ ẩm và chuyển động. Toàn bộ hệ thống được lập trình và điều khiển thông qua môi trường phát triển tích hợp (IDE) của Arduino, trình diễn khả năng điều khiển tự động các chức năng trong nhà thông minh. Giá trị ứng dụng của nghiên cứu này nằm ở việc cung cấp một khuôn khổ thực tiễn và dễ dàng triển khai cho các giải pháp Internet of Things (IoT) trong môi trường dân dụng, góp phần nâng cao sự tiện nghi và hiệu quả quản lý, đồng thời mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực liên quan như xây dựng và quảng cáo, qua đó khẳng định tầm quan trọng của hệ thống nhúng trong việc xây dựng các không gian sống thông minh và thích ứng.