Đang tải... (xem toàn văn)
MẪU ĐỒ ÁN KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VIỆT HÀN ĐỒ ÁN CƠ SỞ 3 ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG SỬ DỤNG ĐIỆN THOẠI THÔNG[.]
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VIỆT HÀN ĐỒ ÁN CƠ SỞ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG SỬ DỤNG ĐIỆN THOẠI THÔNG MINH QUA WIFI TRONG NHÀ MỞ ĐẦU Ngày giới với bùng nổ ngành công nghệ thông tin, điện tử, nhúng v.v Đã làm cho đời sống ngày hoàn thiện, tiến Các thiết bị tự động hóa ngày sử dụng rộng rãi đưa vào sản xuất chí vào sống sinh hoạt ngày Nhà thơng minh ví dụ điển hình Các thiết bị giám sát, tự động, điều khiển từ xa v.v với đặc điểm bật xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ điều cần thiết cho sống ngày tiến Một ứng dụng kỹ thuật điều khiển thiết bị chiếu sáng, với tự động hóa hồn tồn bán tự động việc quản lý, điều khiển Hệ thống điện tử giao tiếp với chủ nhà thông qua phần mềm di động, máy tính bảng, giao diện web Thơng qua đó, ta bật tắt tất thiết bị chiếu sáng nhà, hẹn hay lập lịch trình tự động qua ứng dụng di động (Android) Thiết kế nhà thông minh dựa tảng IoT, nhiên có nhiều cách tiếp cận khác việc thiết kế mơ hình nhà thơng minh Một số cách kể đến sử dụng máy tính nhúng Raspberry PI3, Orange Pi One, PIC Arduino Ở nhóm sử dụng NodeMCUESP12E tương tự Arduino, xây dựng đề tài nghiên cứu với mục tiêu điều khiển thiết bị chiếu sáng qua internet (wifi) LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Thanh Bình trực tiếp hướng dẫn, góp ý, chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu, tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt đề tài Xin chân thành cảm ơn! NHẬN XÉT (Của giáo viên hướng dẫn) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Chữ ký MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 10 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 10 1.2 MỤC TIÊU .10 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 11 1.4 GIỚI HẠN 11 1.5 CẤU TRÚC ĐỒ ÁN 11 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 GIỚI THIỆU 13 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 13 2.2.1 Bộ điều khiển trung tâm NodeMCU ESP-12E 13 2.2.2 Rơ le kênh 16 2.2.3 Điện trở 18 2.2.4 Đèn chiếu sáng 19 2.2.5 Module cảm biến ánh sáng 19 2.2.6 Nút nhấn chân 20 2.3 GIỚI THIỆU CÔNG CỤ LẬP TRÌNH 22 2.3.1 Arduino IDE 22 2.3.2 Visual Studio Code 28 2.3.3 Android Studio .30 2.3.4 Google Assistant – IFTTT 34 Chương PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ HỆ THỐNG 38 3.1 GIỚI THIỆU 38 3.2 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI 38 3.2.1 Khối cảm biến ánh sáng 39 3.2.2 Khối nút nhấn điều khiển .40 3.2.3 Khối bật tắt thiết bị 40 3.2.4 Khối xử lý trung toàn mạch 41 3.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 42 3.4 LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN 43 3.4.1 Lưu đồ lấy trạng thái đèn cảm biến từ Web server 43 3.4.2 Lưu đồ điều khiển bóng đèn rơ le .44 3.4.3 Lưu đồ điều khiển bóng đền công tắc .45 3.4.4 Lưu đồ điều khiển đèn cảm biến ánh sáng 46 Chương TRIỂN KHAI THỰC HIỆN 47 4.1 LẮP RÁP PHẦN CỨNG 47 4.2 THIẾT KẾ PHẦN MỀM 47 4.2.1 Chương trình cho NodeMCU 47 4.2.2 Xây dựng Web Server 47 4.2.3 Ứng dụng di động Android 49 4.2.4 Google Assistant 49 Chương KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 50 5.1 MƠ HÌNH NHÀ THÔNG MINH .50 5.2 WEB SERVER 50 5.3 ỨNG DỤNG DI ĐỘNG 51 5.4 GOOGLE ASSISTANT .52 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 53 6.1 KẾT LUẬN 53 6.2 HẠN CHẾ .53 6.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 53 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .54 DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2.1 Bộ điều khiển trung tâm – NodeMCU ESP-12E 12 Hình 2.2 Sơ đồ chân NodeMCU ESP-12E 13 Hình 2.3 Ứng dụng NodeMCU học tập .14 Hình 2.4 Ứng dụng NodeMCU công nghiệp .15 Hình 2.5 Ứng dụng NodeMCU dân dụng 15 Hình 2.6 Rơ le kênh 16 Hình 2.7 Sơ đồ chân Rơ le 16 Hình 2.8 Điện trở .17 Hình 2.9 Giá trị điện trở 18 Hình 2.10 Đèn chiếu sáng 18 Hình 2.11 Module cảm biến ánh sáng .19 Hình 2.12 Nút nhân chân 20 Hình 2.13 Mạch nút nhấn chân .20 Hình 2.14 Giao diện Code Arduino IDE 21 Hình 2.15 Các phiên JRE 22 Hình 2.16 Tải xuống Arduino IDE .23 Hình 2.17 Cài đặt Driver cho Arduino IDE 24 Hình 2.18 Vùng lệnh Arduino IDE 25 Hình 2.19 Vùng thông báo Arduino IDE 26 Hình 2.20 Chọn cổng COM cho arduino .27 Hình 2.21 Giao diện Code Visual Studio Code 28 Hình 2.22 Cài đặt Visual Studio Code 28 Hình 2.23 Cài extension 29 Hình 2.24 Giao diện hình đầu Android Studio .29 Hình 2.25 Một project bình thường có dạng 30 Hình 2.26 Cài đặt Android Studio 30 Hình 2.27 Cài máy ảo Android Studio .32 Hình 2.28 Google Assistant - IFTTT 34 Hình 2.29 Các bước cấu hình IFTTT điện thoại 35 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống 37 Hình 3.2 Khối cảm biến ánh sáng .38 Hình 3.3 Khối nút nhấn điều khiển 39 Hình 3.4 Khối bật tắt thiết bị .39 Hình 3.5 Khối xử lý trung tâm tồn mạch 40 Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động 41 Hình 3.7 Lưu đồ lấy trạng thái đèn cảm biến từ Web server 42 Hình 3.8 Lưu đồ điều khiển bóng đèn rơ le 43 Hình 3.9 Lưu đồ điều khiển bóng đèn cơng tắc .44 Hình 3.10 Lưu đồ điều khiển đèn cảm biến ánh sáng 45 Hình 4.1 Chương trình cho NodeMCU .46 Hình 4.2 Xây dựng Web Server 46 Hình 4.3 Phần mềm điều khiển sử dụng Android Studio 48 Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Thường ngày để điều khiển chiếu sáng nhà, bạn phải di chuyển bật tắt công tắc Tuy nhiên, với ngơi nhà thơng minh kịch chiếu sáng thiết lập sẵn cho hoạt cảnh chi tiết, chạm bạn điều khiển khung chiếu sáng theo ý muốn Với người khả lại, giải pháp lựa chọn tốt Qua bảng điều khiển úng dụng, bạn biết đèn bật hay tắt bạn 100% bật tắt thiết bị điện thoại hay Website không cần thiết Nếu bạn người hay qn, đãng trí chức hẹn bật tắt đèn giải pháp hiệu việc tiết kiệm điện, ví dụ đèn trời tự động bật tắt vào ban ngày ban đêm nhờ cảm biến ánh sáng, hay hẹn lập thời gian biểu cho thiết bị nhà tự động bật tắt theo giờ, theo ngày, hay tuần 1.2 MỤC TIÊU - Điều khiển hệ thống chiếu sáng gia đình qua thiết bị có internet đâu - Bật tắt tự động qua thiết lập thời gian biểu cho thiết bị - Thay đổi tùy thuộc vào ánh sáng môi trường điều chỉnh cho phù hợp - Xây dựng phần mềm quản lý nhiều tảng: Android, Website, IOS (sau này), v.v - Giao diện quản lý thân thiện, đơn giản dễ sử dụng => Tiết kiệm lượng, hiệu sử dụng cao, an toàn, dễ sử dụng, tiện nghi thông minh, đem lại đại, sang trọng 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Xác định mục tiêu giới hạn nghiên cứu - Tìm hiểu sở lý thuyết - Thiết kế khối cảm biến, khối khối điều khiển qua rơ le khối nút nhấn thủ cơng khối hồn chỉnh - Xây dựng WebServer - Viết code cho NodeMCU ESP-12E - Xây dựng ứng dụng di đông (Android App) - Thiết kế mơ hình nhà lắp ráp board mạch - Chạy thử kiểm tra, sửa chữa lỗi 1.4 GIỚI HẠN - Hệ thống mức độ điều khiển đơn giản - Chỉ hoạt động có WIFI nhà - App có tảng Android - Domain cho WebServer miễn phí nên khó tránh rủi ro tốc độ lâu dài 1.5 CẤU TRÚC ĐỒ ÁN Với đề tài "THIẾT KẾ MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG SỬ DỤNG ĐIỆN THOẠI THƠNG MINH QUA WIFI TRONG NHÀ" bố cục đồ án sau: Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương trình bày giới thiệu phần cứng hệ thống điều khiển, công cụ hỗ trợ cho việc xây dựng phần mềm hệ thống Chương 3: Phân tích thiết kế hệ thống Chương trình bày sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý, sơ đồ hoạt động board mạch hệ thống, lưu đồ thuật tốn Quy trình xây dựng WebServer App Android chức liên quan Chương 4: Triển khai thực Chương trình bày quy trình lắp ráp board mạch thiết kế mơ hình nhà Hồn thiện WebServer ứng dụng di động Android Bên cạnh hình ảnh thực tế, kết