Bài tập 3: Phát triển Hệ thống Nhà Thông Minh | Môn Tư duy hệ thống - Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

lOMoAR cPSD| 58778885
CÁC BƯỚC PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG .Mục tiêu
Giới thiệu các bước phát triển dụng hơn, nhưng có thể nói sự xuất hiện của Arduinô vào năm 2005 tại Italia đã mở ra một
hướng đi mới cho vi điều khiển. Sự xuất hiện của Arduino đã hỗ trợ cho con người rất nhiều trong lập trình và thiết kế, nhất
là đối với những người mới bắt đầu tìm tòi về vi điều khiển mà không có nhiều kiến thức về lâp trình và điện tử. Phần cứng
của thiết bị đã được tích hợp nhiều chức năng cơ bản và là mã nguồn mở với ngôn ngữ C cùng thư viện phong phú nên
Arduino hiện đang dần phổ biến trên thế giới.
Đặc biệt trong những thập niên gần đây cùng với sự phát triển của hệ thống thông minh, ngành tự động
hóa đã phát triển tạo ra bước ngoặt quan trọng trong lĩnh vực ngôi nhà thông minh phục vụ nhu cầu ngày càng cao của con
người trong đời sống. Tại Việt Nam đã bắt đầu có nhiều công ty chuyên lắp đặt ngôi nhà hoặc hệ thống thông minh. Một
trong những thành phần quan trọng của ngôi nhà trong hệ sinh thái nhà thông minh có thể kể đến đó chính là cánh cửa và
hệ thống đèn. Thay vì phải mở thủ công bằng chìa khóa, tốn thời gian, bạn có thể sử dụng một chiếc thẻ từ nhỏ gọn, thao
tác nhanh, tiết kiệm thời gian, có thể trao quyền mở của cho nhiều người trong nhà và đặc biệt là tính bảo mật cao. Đồng
thời việc bật tắt đèn ngày nay sẽ trở nên dễ dàng hơn với sự trang bị của hệ thống bật tắt đèn bằng hệ thống giọng nói
thông qua wifi. Từ đó, làm cho cuộc sống hiện đại ngày nay trở nên thuận tiện hơn bao giờ hết lOMoAR cPSD| 58778885
Xuất phát từ những thực tiễn nói trên, nhóm Flames quyết định thực hiện đề tài: “ Xây dựng mô hình nhà thông minh: smart home.
2.Các nguồn lực : Khiêm +
Có nhiều hướng thiết kế bộ xử lý trung tâm để điều khiển cánh cửa gồm có: Dùng PLC Dùng các IC rời Dùng Arduino
Ở đây, nhóm đã chọn hướng giải
quyết đề tài là sử dụng Arduino vì phù hợp với
những tiêu chí của nhóm như là muốn
tìm hiểu nghiên cứu về Arduino hoặc quan
trọng là Arduino có giá thành vừa phải, việc lâp trình và
phát triển cũng đơn giản hơn do có sẵn kho thư
viện đa dạng, phong phú.
+ ngoài ra thì còn Hệ thống công tắc wifi: Dễ dàng biến các bóng đèn trong nhà bạn thành đèn thông mình mà
không cần thay thế bóng đèn, hay mặt công tắc. Chỉ cần đơn giản kết nối công tắc wifi thông minh vào hệ thống
bóng đèn nhà bạn. Sau khi kết nối bạn vẫn có thể bật tắt cơ như bình thường hoặc bật tắt qua app Tuya/ Smart
life. Dễ dàng tạo ngữ cảnh thông minh với các thiết bị khác trong hệ sinh thái Tuya. Ra lệnh dễ dàng bằng giọng
nói qua Amazon Alexa hoặc Google Home
Cách lắp đặt: Bạn chỉ cần lắp nối tiếp vào bóng đèn và kết nối với wifi 2.4G trong nhà bạn. Đối với bóng đèn led
lắp nối tiếp trước bộ điều khiển led.
3. Cấu trúc- nguyên tắc:
1. hệ thống cửa thẻ từ Nguyên lý hoạt động:
Khi ở chế độ hoạt động bình thường sẽ có 2 trường hợp:
- Chủ nhà sử dụng đúng thẻ từ, chốt cửa sẽ mở, sau 5s tự động đóng lại lOMoAR cPSD| 58778885
- Khi sử dụng sai thẻ, sẽ không có phản ứng xảy raKhi ở trong nhà, sử dụng nút bấm riêng để mở cửa. Cấu trúc: a) Vi điều khiển:
Arduino UNO có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ
xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,… hay những ứng dụng khác. Mạch RFID lOMoAR cPSD| 58778885
Mạch này được sử dụng để đọc và ghi dữ liệu cho thẻ RFID NFC tần số 13.56Mhz, mạch có thiết kế nhỏ gọn được sử dụng
rất phổ biến hiện nay với Arduino hoặc các loại Vi điều khiển khác trong các ứng dụng cần ghi, đọc thẻ RFID NFC. Thẻ cảm
ứng từ NFC 13.56Mhz Sơ đồ nối dây
2) hệ thống công tắc wifi: Hoàng
Gồm 2 bộ phận: Bộ phận phát tín hiệu và bộ phận nhận tín hiệu: lOMoAR cPSD| 58778885
• Phát tín hiệu: Bộ phần này còn hay được gọi là gọi là điều khiển remote một thiết bị được thiết kế gồm
một bảng mạch điều khiển với nút bấm phím, bên trên công tắc điều khiển từ xa được lắp đặt một mắt
truyền tín hiệu hồng ngoại sóng RF. Tương thích với mỗi bộ phận phát tín hiệu thì cũng sẽ có một bộ phận
thu tín hiệu đó nằm trên công tắc. Từ đó ta có thể hiểu rằng bộ phận phát tín hiệu sẽ gửi câu lệnh sang
cho bộ phận nhận, và từ bộ phận thu tín hiệu nó sẽ giải mã câu lệnh đó và đưa ra thông tin phù hợp cho
câu lệnh bật tắt công tắc một cách chính xác và nhanh nhất.
• Thu tín hiệu:Cấu tạo và thiết kế của bộ phận này được tích hợp trên công tắc điều khiển từ xa. đây là một
phận nhận và giải mã tín hiệu từ bộ phận xuất tín hiệu, nó sẽ lập trình và giải mã theo 2 trường hợp như sau:
Thiết lập một lập trình đơn thuần hoạt động với nguyên lý ấn 1 lần là mở còn lần còn lại là tắt câu lệnh,
thường thấy trên các thiết bị điều khiển sóng RF.
Thiết lập một lập trình phức tạp, ở lập trình này mỗi nút trên của công tắc điều khiển từ xa có một câu lệnh với
nhiệm vụ khác nhau, bạn đọc có thể hình dung đơn giản như với các thiết bị điều khiển tivi trong gia đình, mỗi
nút bấm là một chức năng, vì thế yêu cầu bộ phận giải mã tín hiệu tốt hơn.
4. Kế hoạch- tiến trình Thơ
Lâu hỗ trợ vận chuyển mô hình, tạo nguồn mạng cho mô hình kết nối với wifi
7.Đạo tào nguồn nhân lực
Thực hiện các nhiệm vụ - phản hồi – cải tiến
Thiết kế và lập trình PID cho cửa để quá trình đóng mở cửa chính xác
- Nâng cao tính năng, không chỉ để tự động mở cửa mà có thêm tính năng quan sát báo động, gửi lời chào khi có người đi
qua, chấm công tại các cơ quan doanh nghiệp, thống kê số người đi qua cửa.
- Thêm LCD báo trạng thái. lOMoAR cPSD| 58778885
Nếu muốn thêm thẻ từ phải làm thủ công từ khâu nạp code cho mạch.
Có khả năng bị tin tặc tấn công
.Đề xuất các nhiệm vụ
Hiếu lập trình và nhúng code vào Arduino,thiết lập để mạch
Khiêm tiến hành thi công,thiết kế vị trí đặt mạch và đấu dây
Vân theo dõi tiến độ của nhóm,tích góp và chọn lọc nội dung làm bản trình bày
- Thêm nguồn điện dự phòng.
Thơ trang trí mô hình, nội thất cho sản phẩm để hoàn thiện hơn và tăng tính thẩm mỹ