TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
~~~~~  ~~~~~

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

ỨNG DỤNG CỦA IoT TRONG XÂY DỰNG
MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH
Sinh viên thực hiện:

BÙI VĂN HƯNG
Lớp KT ĐTTT 06- K59

Giảng viên hướng dẫn :
Cán bộ phản biện
:

ThS. Nguyễn Thị Kim Thoa

Hà Nội, 06/2019

ĐÁNH GIÁ QUYỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dùng cho giảng viên hướng dẫn)
Giảng viên đánh giá: ...............................................................................................................


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182

Họ và tên sinh viên:.........................................................MSSV: ............................................
Tên đồ án: ................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây:
Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)
Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)
Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và các
1
giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như phạm vi
ứng dụng của đồ án
2
Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế)
3
Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề
Có kết quả mơ phỏng/thưc nghiệm và trình bày rõ ràng kết quả đạt
4
được
Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)
Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương pháp thực
5
hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một cách có hệ thống
Kết quả được trình bày một cách logic và dễ hiểu, tất cả kết quả
6
đều được phân tích và đánh giá thỏa đáng.
Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa kết
7
quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung cấp lập
luận để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện trong tương lai.
Kỹ năng viết quyển đồ án (10)
Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương logic

và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, được đánh số
8
thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong đồ án, có căn lề, dấu
cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương và kết luận
chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có trích dẫn đúng quy định
Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học,
9
lập luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.)
Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)
Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải
SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học
10a
(quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng phát minh
sáng chế
Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên
nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở lên/Đạt
10b
giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc gia và quốc tế khác về
chun ngành như TI contest.
10c Khơng có thành tích về nghiên cứu khoa học
Điểm tổng

1

2

3

4


5

1
1

2
2

3
3

4
4

5
5

1

2

3

4

5

1

2


3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2


3

4

5

1

2

3

4

5

5

2
0
/50

Điểm tổng quy đổi về thang 10
Nhận xét khác (về thái độ và tinh thần làm việc của sinh viên)
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................

Page 1



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
Ngày: … / … / 20…
Người nhận xét
(Ký và ghi rõ họ tên)

Page 2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
ĐÁNH GIÁ QUYỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dùng cho cán bộ phản biện)
Giảng viên đánh giá: ...............................................................................................................
Họ và tên sinh viên:.........................................................MSSV: ............................................
Tên đồ án: ................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây:
Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)
Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)
Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và các
1
giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như phạm vi
ứng dụng của đồ án
2
Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế)
3

Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề
Có kết quả mơ phỏng/thưc nghiệm và trình bày rõ ràng kết quả đạt
4
được
Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)
Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương pháp thực
5
hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một cách có hệ thống
Kết quả được trình bày một cách logic và dễ hiểu, tất cả kết quả
6
đều được phân tích và đánh giá thỏa đáng.
Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa kết
7
quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung cấp lập
luận để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện trong tương lai.
Kỹ năng viết quyển đồ án (10)
Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương logic
và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, được đánh số
8
thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong đồ án, có căn lề, dấu
cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương và kết luận
chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có trích dẫn đúng quy định
Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học,
9
lập luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.)
Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)
Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải
SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học
10a
(quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng phát minh

sáng chế
Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên
nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở lên/Đạt
10b
giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc gia và quốc tế khác về
chuyên ngành như TI contest.
10c Khơng có thành tích về nghiên cứu khoa học
Điểm tổng

1

2

3

4

5

1
1

2
2

3
3

4
4


5
5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3


4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3


4

5

5

2
0
/50

Điểm tổng quy đổi về thang 10

Page 3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
Nhận xét khác của cán bộ phản biện
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
Ngày: … / … / 20…
Người nhận xét
(Ký và ghi rõ họ tên)

Page 4



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, nhiều sản phẩm
mới với đầy đủ tiện ích đã ra đời để phục vụ trong sinh hoạt. Những sản phẩm đó
đang hướng tới xu thế tự động hóa và ngày càng thơng minh để phục vụ nhu cầu
cao của con người. Với xu hướng này, nhiều nước trên thế giới đã ứng dụng khoa
học kĩ thuật hiện đại để những thiết bị trong nhà có thể điều khiển một cách tự
động. Sự ra đời của IoT khi mà mọi thiết bị có thể kết nối với nhau, kết nối với con
người để có sự đồng bộ trong hoạt động và điều khiển hoạt động của các thiết bị.
Ngày nay, Việt Nam cũng đã, đang và sẽ có rất nhiều cơng ty, tập đồn nghiên cứu
để thiết kế ra các mơ hình nhà thơng minh và đó cũng là một trong những xu thế
phát triển của công nghệ trong thời gian tới.
Với mong muốn được học tập, nghiên cứu và vận dụng kiến thức đã được học
trên giảng đường. Em đã lựa chọn đề tài:“Ứng dụng của IoT trong xây dựng mơ
hình nhà thơng minh ”.
Trong q trình thực hiện đề tài thực tập này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành
tới cô Nguyễn Thị Kim Thoa, Viện Điện tử - Viễn thông, trường Đại học Bách
Khoa Hà Nội, đã hướng dẫn tận tình và chỉ dẫn các bước, cung cấp những tài liệu
nghiên cứu quý báu, hướng nghiên cứu để em có thể thực hiện được các yêu cầu
của đồ án.
Trong quá trình thực hiện đề tài, dựa theo những kết quả đạt được bước đầu, dù
đã rất cố gắng tuy nhiên khơng tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế nhất định. Vì
vậy, em rất mong nhận được sự góp ý, bổ sung của các thầy cô để đề tài được tối ưu
và hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Page 5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Bùi Văn Hưng, mã số sinh viên 20142134, sinh viên lớp Điện tử 06, khóa
K59. Người hướng dẫn là ThS. Nguyễn Thị Kim Thoa. Tơi xin cam đoan tồn bộ
nội dung được trình bày trong đồ án Ứng dụng của IoT trong xây dựng mơ hình nhà
thơng minh là kết quả q trình tìm hiểu và nghiên cứu của tơi. Các dữ liệu được
nêu trong đồ án là hoàn toàn trung thực, phản ánh đúng kết quả đo đạc thực tế. Mọi
thông tin trích dẫn đều tuân thủ các quy định về sở hữu trí tuệ; các tài liệu tham
khảo được liệt kê rõ ràng. Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm với những nội dung
được viết trong đồ án này.
Hà Nội, ngày 05 tháng 06 năm 2019
Người cam đoan

Bùi Văn Hưng

Page 6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
TĨM TẮT ĐỒ ÁN
Nội dung chính của đề tài là trình bày các vấn đề liên quan đến IoT, về mơ hình
nhà thơng minh SmartHome, ứng dụng của IoT trong việc xây dựng một mơ hình
nhà thông minh thực tế. Cụ thể:
Chương 1: Giới thiệu về phần lý thuyết, các vấn đề liên quan đến IoT, khái niệm
về nhà thơng minh, một số mơ hình nhà thơng minh, các thành phần để có thể xây
dựng được một mơ hình nhà thơng minh.
Chương 2: Trình bày về các bước trong quá trình thiết kế, xây dựng một mơ
hình nhà thơng minh.

Page 7



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
ABSTRACT
The main content of diploma project is to present IoT related issues. It's
SmartHome model, IoT's application in building a real Smart Home.
The issues are presented in two chapters
Chapter 1: Introduction IOT theory, IoT related issues,the concept of smart
homes, some smart home models, components to be able to build a smart home
model.
Chapter 2: Describe the steps in the design process, building a smart home
model.

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN
Page 8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
Thời gian

Công việc

2/3- 5/3

Nhận đề tài: Ứng dụng của IoT trong xây dựng mơ hình nhà
thơng minh

6/3- 26/3

Tìm hiểu đề tài đưa ra một số giải pháp để thực hiện đề tài


Triển khai phần cứng, test các tính năng trên PIC16F877 và
module ESP8266
27/3- 15/4
Tìm kiếm các giải pháp triển khai Server, để lưu trữ, xử lý dữ
liệu
Nghiên cứu hoạt động của module cảm biến DHT11 và cảm
biến MQ2
16/4- 10/5
Xây dựng Server, xây dựng App trên hệ điều hành Android

11/5- 31/5

Hoàn thiện thiết kế mạch, đặt mạch in, kiểm thử các tính
năng
Hồn thiện Server, hồn thiện App

Page 9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................5
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................6
TÓM TẮT ĐỒ ÁN...............................................................................................7
ABSTRACT.........................................................................................................8
KẾ HOẠCH THỰC HIỆN...................................................................................9
MỤC LỤC.........................................................................................................10
DANH SÁCH HÌNH VẼ...................................................................................13
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU.....................................................................15
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT..................................................................16

PHẦN MỞ ĐẦU................................................................................................17
1.1.

Đặt vấn đề...........................................................................................17

1.2.

Mục đích nghiên cứu...........................................................................17

1.3.

Phương pháp nghiên cứu.....................................................................17

1.4.

Kết luận chương..................................................................................18

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT...................................................................19
1.1. Hệ sinh thái Internet of Things- IoT ?......................................................19
1.1.1. Khái niệm Internet of Things............................................................19
1.1.2. Kiến trúc Internet of Things..............................................................19
1.2. Mơ hình nhà thơng minh?........................................................................20
1.2.1 Nhà thơng minh là gì?........................................................................20
1.2.2. Các thành phần của nhà thơng minh.................................................21
1.3. Một số mơ hình nhà thơng minh tại Việt Nam.........................................22
1.3.1. Bkav SmartHome Luxury.................................................................22
1.3.2. Nhà thông minh Lumi.......................................................................23
1.3.3. Nhà thông minh Scheider- Wiser Home............................................24
1.4. Các thành phần trong xây dựng mơ hình nhà thơng minh........................25
1.4.1. ESP8266...........................................................................................25

1.4.2. Wi-Fi.................................................................................................27

Page 10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
1.4.3. Giao thức truyền thông HTTP...........................................................29
1.4.4. Firebase.............................................................................................31
1.4.5. Heroku Server...................................................................................32
1.4.6. 000webhost.......................................................................................32
1.4.7. Hệ điều hành Android.......................................................................34
1.5.

Kết luận chương..................................................................................39

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG..............................................................40
2.1. Tổng quan hệ thống.................................................................................40
2.2. Chức năng và sơ đồ khối..........................................................................41
2.2.1 Chức năng của toàn hệ thống.............................................................41
2.2.2 Sơ đồ khối..........................................................................................41
2.2.3 Mạch nguyên lý.................................................................................42
2.3 Mạch in và sản phẩm thực tế....................................................................50
2.3.1 Mạch in..............................................................................................50
2.3.2 Hình ảnh sản phầm hồn thiện...........................................................52
2.4. Tạo Web Server.......................................................................................52
2.4.1. Đăng ký hosting miễn phí trên 000webhost......................................52
2.4.2. Tạo Web SerVer với hosting 000webhost.........................................54
2.4.1. Điều khiển thiết bị qua WebSite........................................................55
2.5. Thiết kế App điều khiển...........................................................................56
2.5.1. Phần mềm Android Studio................................................................56

2.5.3. Phân tích thiết kế App Android.........................................................59
2.5.4. Hình ảnh của App trên hệ điều hành Android...................................59
2.6. Kiểm thử phần mạch và đánh giá.............................................................63
2.6.1. Kiểm thử...........................................................................................63
2.6.2. Đánh giá............................................................................................64
2.7. Kết luận chương.......................................................................................64

Page 11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN..........................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................66

Page 12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
DANH SÁCH HÌNH V
Hình 1. 1. Mơ hình IoT......................................................................................19
Hình 1. 2. Các thành phần cơ bản của hệ thống nhà thơng minh........................22
Hình 1. 3 Sơ đồ kết nối hệ thống của Bkav SmartHome Luxury.......................23
Hình 1. 4. Một số thiết bị điện nhà thông minh cho gia đình.............................24
Hình 1. 5. ESP8266 V12E..................................................................................25
Hình 1. 6. Sơ đồ chân của nodeMCU ESP8266 v12E........................................26
Hình 1. 7. Minh họa mơ hình mạng khơng dây..................................................27
Hình 1. 8. Mơ hình tham chiếu OSI...................................................................29
Hình 1. 9. Mơ hình Client – Server của giao thức HTTP...................................30
Hình 1. 10. Biểu đồ thời gian kết nối HTTP khơng bền vững............................31
Hình 1. 11. Giao diện trang 000webhost............................................................33

Hình 1. 12. Các tầng của hệ điều hành Android.................................................35
YHình 2. 1. Sơ đồ tổng quan hệ thống...............................................................40
Hình 2. 2. Sơ đồ mạch ngun lý tồn hệ thống.................................................42
Hình 2. 3. Adapter 5V-2A..................................................................................43
Hình 2. 4. Nguồn AMS1117...............................................................................44
Hình 2. 5. Khối xử lý trung tâm.........................................................................44
Hình 2. 6. Vi điều khiển PIC16F877A...............................................................45
Hình 2. 7. Khối truyền thơng.............................................................................45
Hình 2. 8. Module ESP8266 thật........................................................................46
Hình 2. 9. Khối cảm biến...................................................................................46
Hình 2. 10. Cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11....................................................47
Hình 2. 11. Khối điều khiển...............................................................................47
Hình 2. 12. Nút bấm...........................................................................................48
Hình 2. 13. Khối ngoại vi...................................................................................48
Hình 2. 14. Khối hiển thị....................................................................................49
Hình 2. 15. LCD 16x2........................................................................................49
Hình 2. 16. Mạch in lớp Top và Bottom.............................................................50
Hình 2. 17. Mạch in 2 lớp..................................................................................50
Hình 2. 18. Mơ hình mạch 3D............................................................................51

Page 13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
Hình 2. 19. Hình ảnh sản phẩm..........................................................................52
Hình 2. 20. Trang chủ 000webhost....................................................................52
Hình 2. 21. Giao diện đăng ký...........................................................................53
Hình 2. 22. Xác nhận Mail.................................................................................53
Hình 2. 23. Giao diện web đăng nhập................................................................54
Hình 2. 24. Giao diện cài đặt..............................................................................54

Hình 2. 25. Các file được tạo.............................................................................55
Hình 2. 26. Giao diện khởi động........................................................................56
Hình 2. 27. Giao diện điều khiển.......................................................................56
Hình 2. 28. Cài đặt JDK trên Window...............................................................57
Hình 2. 29. File AndroidMandifest.xml.............................................................58
Hình 2. 30. Các Class trong Android Studio......................................................58
Hình 2. 31. Thiết kế giao diện trong Android Studio.........................................59
Hình 2. 32. AppDOAN......................................................................................60
Hình 2. 33. Giao diện App.................................................................................61
Hình 2. 34. Tìm kiếm bằng giọng nói................................................................62

Page 14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
DANH SÁCH CÁC BẢNG BI
Bảng 1. 1. Các kiểu file trong Android...............................................................38
YBảng 2. 1. Test lần 1 lúc 18h00 ngày 28/ 05/ 2019..........................................63
Bảng 2. 2. Test lần 2 lúc 18h00 ngày 29/ 05/ 2019.............................................63
Bảng 2. 3. Test lần 3 lúc 18h00 ngày 30/ 05/ 2019.............................................64
Bảng 2. 4. Test lần 4 lúc 18h00 ngày 31/ 05/ 2019.............................................64

Page 15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT
1
2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

Kí hiệu
IP
IoT
API
I/O
USB
IDE
API
MCU
PC
IEEE

TCP/IP
UART
SPI
ADC
WPA
Wi-Fi
IoT
SOC
HTTP
UDP

Thuật ngữ đầy đủ
Internet Protocol
Internet of Things
Application Progmraming Interface
Input/Output
Universal Serial Bus
Intergrated Development Environment
Application Progmraming Interface
Micro Controller Unit
Personal Computer
Institute of Electrical and Electronics Engineers
Transport Control Protocol/Internet Protocol
Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
Serial Peripheral Bus
Analog-to-digital converter
WiFi Protected Access
Wireless Fidelity
Internet of Things
System On Chip

Hyper Text Transfer Protocol
User Datagram Protocol

Page 16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
PHẦN MỞ ĐẦU

1.1.

Đặt vấn đề

Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, nhiều sảnjphẩm
mới với đầy đủ tiện ích đã ra đời để phục vụ trong sinh hoạt. Những sản phẩm đó
đang hướng tới xu thế tự động hóa và ngày càng thông minh để phục vụ nhu cầu
ngàyjcàng cao của con người. Do đó, một ngơi nhà thơng minh với các thiết bị được
điểu khiển và theo dõi từ bất kỳ đâu đã trở lên ngày càng cần thiết. Qua báo chí, các
phương tiện truyền thơng, Internet, chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy những mơ hình
nhà thơng minh.
Nhà thơng minh được xây dựng trên nền tảng của công nghệ IoT, với giá thành
đầu tư cho hệ thống không quá đắt, phù hợp với tình hìnhjthực tế tại Việt Nam, mặc
dù chưa được phátjtriển mạnh mẽ song hứa hẹn nhiều kết quả tốt trong tương lai.
Đồng thời, việc tập trung vào nghiên cứu kĩ thuật đo đạc và truyền dữ liệu của công
nghệ không dây WiFi.
Là một sinh viên viện Điện tử viễn thông, với những kiến thức đã được học
cùng với mong muốn thiếtjkế một ngôi nhà tự động hóa có thể đáp ứng được nhu
cầu sinh hoạt hằng ngày, giúp tiết kiệm năng lượng, cùng với sự hướngjdẫn của cô
Nguyễn Thị Kim Thoa, em đã chọn đề tài: “Ứng dụng của IoT trong xây dựng
mơ hình nhà thơng minh " làm đồ án tốt nghiệp.


1.2.

Mục đích nghiên cứu

Đề tài đượcjnghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng các kiến
thức đã học trên ghế nhà trườngjđể xây dựng, phát triển một mơ hình nhà thơng
minh. Đề tài đặt ra những chức năng sau:
 Tìm hiểu, xây dựng một hệ thống tồn diện có tính ứng dụng thực tiễn,
 Xây dựng được một cơ sở dữ liệu đáp ứng đủ cácjtiêu chí đặt ra với một
hệ thống, đa nền tảng, có tính kế thừa cao.
 Phần cứng có thể dễ dàng triển khai, giảm thiểu chi phí phát sinh.

1.3.

Phương pháp nghiên cứu

Trong đề tài này, em đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu:
 Phương pháp tham khảo tài liệu: bằng cách thu thập thông tin từ sách, tạp
chí về điện tử, viễn thơng, truy cập từ mạng internet.

Page 17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
 Phương pháp quan sát: khảo sát một số ứng dụng có sử dụng cơng nghệ
IoT, các hệ thống nhà thông minh trên thế giới và ở Việt Nam.
 Phương pháp thực nghiệm: Xem xét một số cơng nghệ đã được áp dụng
trước đó để rút ra kinh nghiệm cũng như những yêu cầu đề ra cho hệ
thống mơ hình nhà thơng minh.


1.4.

Kết luận

Phần Mở đầu chủ yếu giới thiệu tổng quan về đề tài SmartHome– một xu hướng
công nghệ cho tương lai. Tuy xuất hiện từ lâujnhưng trong những năm gần đây nó
được nhiều doanh nghiệp cũng như các nhà khoa học để ý và phát triển mạnh mẽ.
Chính vì vậy, các thiết bịjthơng minh: tivi thông minh, tủ lạnh thông minh,…lần
lượt được giới thiệu. Nhà thông minh là hệ thống tiềm năngjcủa IoT và sẽ được phát
triển mạnh mẽ trongjthời gian tới.

Page 18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương này đề cập đến cơ sở lý thuyết về mô hình IoT, mơ hình nhà thơng
minh, các thành phần trong việc xây dựng mơ hình nhà thơng minh.

1.1. Hệ sinh thái Internet of Things- IoT ?
1.1.1. Khái niệm Internet of Things
Internet Vạn Vật, hay cụ thể hơn là Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là
Mạng lưới thiết bị kết nối Internet (tiếng Anh: Internet of Things, viết tắt IoT) là
một liên mạng (Hình 1. 1), trong đó các thiết bị, phương tiện vận tải (được gọi là
thiết bị kết nối“ và thiết bị thơng minh“), phịng ốc và các trang thiết bị khác được
nhúng với các bộ phận điện tử, phần mềm, cảm biến, cơ cấu chấp hành cùng với
khả năng kết nối mạng máy tính giúp cho các thiết bị này có thể thu thập và truyền
tải dữ liệu [1].


Hình 1. 1. Mơ hình IoT

1.1.2. Kiến trúc Internet of Things
Kiến trúc IoT được đại diện cơ bản bởi 4 phần: Vạn vật (Things), trạm kết nối
(Gateways), hạ tầng mạng và điện toán đám mây (Network and Cloud) và các lớp
tạo và cung cấp dịch vụ (Services-creation and Solutions Layers) [2].
Vạn vật (Things): Ngày nay có hàng tỷ vật dụng đang hiện hữu trên thị trường
gia dụng và công nghệ, ở trong nhà hoặc trên tay của người dùng. Chẳng hạn như

Page 19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
xe hơi, thiết bị cảm biến, thiết bị đeo và điện thoại di động đang được kết nối trực
tiếp thông qua băng tầng mạng không dây và truy cập vào Internet. Giải pháp IoT
giúp các thiết bị thông minh được sàng lọc, kết nối và quản lý dữ liệu một cách cục
bộ, còn các thiết bị chưa thơng minh thì có thể kết nối được thơng qua các trạm kết
nối .
Trạm kết nối (Gateways): Một rào cản chính khi triển khai IoT đó là gần 85%
các vật dụng đã khơng được thiết kế để có thể kết nối với Internet và không thể chia
sẻ dữ liệu với điện toán đám mây. Để khắc phục vấn đề này, các trạm kết nối sẽ
đóng vai trị là một trung gian trực tiếp, cho phép các vật dụng có sẵn này kết nối
với điện toán đám mây một cách bảo mật và dễ dàng quản lý.
Hạ tầng mạng và điện toán đám mây (Network and Cloud):
- Cơ sở hạ tầng kết nối: Internet là một hệ thống toàn cầu của nhiều mạng IP
được kết nối với nhau và liên kết với hệ thống máy tính. Cơ sở hạ tầng mạng này
bao gồm thiết bị định tuyến, trạm kết nối, thiết bị tổng hợp, thiếp bị lặp và nhiều
thiết bị khác có thể kiểm sốt lưu lượng dữ liệu lưu thông và cũng được kết nối đến
mạng lưới viễn thông và cáp – được triển khai bởi các nhà cung cấp dịch vụ.
- Trung tâm dữ liệu/ hạ tầng điện toán đám mây: Các trung tâm dữ liệu và hạ

tầng điện toán đám mây bao gồm một hệ thống lớn các máy chủ, hệ thống lưu trữ
và mạng ảo hóa được kết nối.
Các lớp giải giải pháp và tạo dịch vụ (Services-Creation and Solutions
Layers): Intel đã kết hợp những phần mềm quản lý API hàng đầu (Application
Progmraming Interface) là Mashery* và Aepona* để giúp đưa các sản phẩm và giải
pháp IoT ra thị trường một cách chóng và tận dụng được hết giá trị của việc phân
tích các dữ liệu từ hệ thống và tài sản đang có sẵn.

1.2. Mơ hình nhà thơng minh?
1.2.1 Nhà thơng minh là gì?
Nhà thơng minh hoặc hệ thống nhà thông minh là một ngôi nhà/ căn hộ được
trang bị hệ thống tự động tiên tiến dành cho điều khiển đèn chiếu sáng, nhiệt độ,
truyền thông đa phương tiện, an ninh, rèm cửa, cửa và nhiều tính năng khác nhằm
mục đích làm cho cuộc sống ngày càng tiện nghi, an tồn và góp phần sử dụng hợp
lý các nguồn tài nguyên [3].
Page 20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
Theo wiseGeek, một ngôi nhà (hoặc căn hộ) được coi là "thơng minh" bởi vì hệ
thống máy tính của nó có thể theo dõi rất nhiều khía cạnh của cuộc sống thường
ngày.
Một trong những ví dụ cơ bản nhất của nhà thông minh là một hệ thống kiểm
soát mức độ chiếu sáng của hệ thống đèn giúp tiết kiệm điện và phù hợp với khung
cảnh, chẳng hạn như cài đặt đèn ánh sáng nhẹ cho các bữa tiệc tối. Hệ thống cũng
có thể điều chỉnh rèm cửa theo yêu cầu, kiểm soát nhiệt độ, hệ thống camera giám
sát, hệ thống khóa cửa tự động, hệ thống phịng ngừa trộm.
Nhà thơng minh ngồi ra cịn có một số ứng dụng sáng tạo hơn, gồm hệ thống
điều khiển giải trí tại gia – loa cơng suất khác nhau, hệ thống điện thoại, liên lạc nội
bộ, hệ thống tưới nước... Các chức năng này có thể được thực hiện nhờ các thiết bị

trong nhà được kết nối với nhau để hệ thống máy tính trung tâm có thể theo dõi các
trạng thái và ra các quyết định điều khiển phù hợp.
Nhà thơng minh đã được hình dung trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng từ
nhiều năm nhưng nó chỉ trở thành hiện thực kể từ thế kỷ 20 sau sự phát triển rộng
rãi của điện và những tiến bộ nhanh chóng của cơng nghệ thơng tin, theo Wikipedia.
1.2.2. Các thành phần của nhà thông minh.
Các thành phần của hệ thống nhà thông minh bao gồm các cảm biến (như cảm
biến nhiệt độ, cảm biến ánh sáng hoặc do cử chỉ), các bộ điều khiển hoặc máy chủ
và các thiết bị chấp hành khác (Hình 1. 2). Nhờ hệ thống cảm biến, các bộ điều
khiển và máy chủ có thể theo dõi các trạng thái bên trong ngồi nhà để đưa ra các
quyết định điều khiển các thiết bị chấp hành một cách phù hợp nhằm đảm bảo môi
trường sống tốt nhất cho con người [3].

Page 21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182

Hình 1. 2. Các thành phần cơ bản của hệ thống nhà thông minh

1.3. Một số mơ hình nhà thơng minh tại Việt Nam
1.3.1. Bkav SmartHome Luxury
Bkav SmartHome là hệ thống nhà thông minh thế hệ mới nhất trên thế giới,
công nghệ vượt trội- theo tiêu chí xếp hạng của Gartner. Các sản phẩm của Bkav tập
chung vào phân khúc cao cấp, cạnh tranh với các giải pháp nhà thơng minh từ nước
ngồi.
Nhà thơng minh Bkav kết nối tất cả các thiết bị trong ngồi nhà của bạn thành
một hệ thống mạng (Hình 1. 3), có thể điều khiển chúng theo các kịch bản thông
minh, bao gồm: Hệ thống đèn chiếu sáng, rèm cửa, điều hòa nhiệt độ, tivi, âm
Page 22



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182
thanh, khóa cửa, bình nóng lạnh, quạt thơng gió, camera an ninh, chng cửa có
hình, hệ thống bơm tưới nước tiểu cảnh, bể cá. Có thể điều khiển trực tiếp thông
qua thiết bị gắn trên tường hoặc dùng smartphone, máy tính bảng [4].

Hình 1. 3 Sơ đồ kết nối hệ thống của Bkav SmartHome Luxury

Nhà thông minh Bkav SmartHome Luxury bao gồm 1 số tính năng sau:









Hệ thống ánh sáng thông minh
Hệ thống điều khiển rèm mành
Hệ thống an ninh thơng minh
Hệ thống kiểm sốt mơi trường
Hệ thống giải trí âm thanh đa vùng
Kịch bản ngữ cảnh thông minh
Kết nối không giới hạn
Danh sách thiết bị

1.3.2. Nhà thông minh Lumi
Khác với BKAV, nhà thông minh Lumi tập trung mạnh vào phân khúc nhà thông

minh trung và cao cấp trên thị trường Việt Nam.
Ra mắt công tắc cảm ứng và giải pháp nhà thông minh ra thị trường đầu năm
2012, sau 4 năm xây dựng và phát triển, Lumi đã vươn lên trở thành nhà cung cấp
sản phẩm công tắc điện cảm ứng, thiết bị điện thông minh và giải pháp nhà thơng
minh có thị phần lớn nhất trong phân khúc trung và cao cấp tại Việt Nam [5].

Page 23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 20182

Hình 1. 4. Một số thiết bị điện nhà thơng minh cho gia đình

 Một số đặc điểm của nhà thông minh Lumi
 Bật/tắt thiết bị điện dễ dàng bằng Smartphone
 An toàn tuyệt đối về điện
 Nâng cao giá trị ngôi nhà, khẳng định đẳng cấp
 Giải pháp chống trộm hồn hảo
1.3.3. Nhà thơng minh Scheider- Wiser Home
Scheneider là một tập đoàn lớn trên thế giới cung cấp thiết bị điện đến từ Pháp.
Ngày 18/ 4/2017 tập đoàn Scheneider đã khánh thành nhà máy chuyên sản xuất
thiết bị điện cho giải pháp nhà thông minh tại khu cơng nghệ cao Sài Gịn, Quận 9,
TPHCM.
Các thiết bị điện thơng minh của Scheneider đều có những ưu điểm vượt trội về
chất lượng cũng như độ bền của sản phẩm [5].
 Một số đặc điểm của nhà thông minh Scheider- Wiser Home
 Điều khiển theo kịch bản
 Điều khiển theo thời gian
 Điều khiển chiếu sáng tự động
 Điều khiển rèm và cửa tự động

 Điều khiển điều hịa nhiệt độ thơng minh
Page 24