<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH </b>

<b><small>CUỘC THI KHKT CẤP TỈNH HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG</small></b>

<b>Python, Flutter viết chương trình điều khiểnthiết bị trong ngôi nhà</b>

<b> Lĩnh vực: Hệ thống nhúng</b>

<b> </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<small>5. Sử ngơn ngữ lập trình C++, Python, Flutter viết chương trình điều khiển thiết bị, nhận dạng hình ảnh, tạo ra app và website.5</small>

Xuất phát từ thực tế hiện nay, ngơn ngữ lập trình C++, python đang trở nên phổ biến rộng rãi trong môi trường học của chúng em và ngơn ngữ lập trình Flutter. Điều này đã mở ra một cánh cửa cụ thể và rõ ràng, giúp chúng em tiếp cận ngôn ngữ này một cách hiệu quả hơn. Trong quá trình học, chúng em nhận ra rằng các thiết bị thông minh không chỉ là một xu hướng mà còn là một tất yếu trong thế giới công nghệ, trở thành tiêu chuẩn cho những ngôi nhà hiện đại trong kỷ nguyên Internet of Things – sự kết nối vạn vật qua internet.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Nhận thức về sự tiện nghi và tiết kiệm năng lượng ngày càng trở thành một tiêu chuẩn không thể thiếu, nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống của chúng em. Dưới đây là 4 cách mà ngôi nhà thông minh, mà chúng em đã áp dụng ngôn ngữ C++, Python, Flutter vào, giúp chúng em trải nghiệm một cuộc sống tiện nghi và thoải mái hơn cũng như trong giáo dục stem

- Cách cánh cửa đề tự động đóng mở khi nhận diện được của nhân ngơi nhà.

- Tự điều chỉnh các bóng đèn điện khi bạn đọc sách, xem tivi hay đi ngủ. - Các thiết bị điện tử gia dụng đến giải trí trong ngơi nhà được điều khiển dễ dàng thơng qua giọng nói hay Smartphone của bạn

- Đưa ra các tính năng cảnh báo an ninh cho ngơi nhà của bạn khi có xâm nhập trái phép.

- Có trợ lý ảo tích hợp AI để tương thích trực tiếp với người dùng thơng qua giọng nói

Chính vì thế, chúng em đã tiến hành xây dựng một mơ hình hệ thống nhà thơng minh với quy mơ gia đình. Ở đây với một thiết bị, mỗi một học sinh khi nắm rõ về ngôn ngữ C++ thì hồn tồn có tự viết ra một chương trình điều khiển thiết bị nhà thơng minh theo yêu cầu. Mỗi người dùng sẽ được định danh bằng 1 token để dễ dàng quản lý. Qua đó giúp tăng cao khả năng tiếp thu kiến thức học về ngôn ngữ C++, mang lại một trải nghiệm học tập và sáng tạo đầy ý nghĩa của giáo dục stem.

<b>II. THIẾT KẾ VÀ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH1. Yêu cầu tổng thể</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

- Thay đổi trạng thái của các thiết bị bằng Smartphone và web.

- Tắt bật đèn dựa theo cường độ ánh sáng

- Tắt/bật đèn , đóng/mở cửa theo cảm biến chuyển động - Điều khiển các thiết bị theo lịch trình đã cài đặt sẵn - Điều khiển các thiết bị bằng giọng nói

- Mục đích: Hệ thống cho phép điều các thiết bị trong nhà từ xa, điều khiển bằng giọng nói, tự động hóa thiết bị.

- Hành vi: Hệ thống có 2 chế độ thủ công và tự động:

+ Chế độ thủ công: Hệ thống cho phép người dùng điều khiển các thiết bị thơng qua Internet.

+ Chế độ tự động: Tự động hóa tắt bật các thiết bị theo dữ liệu từ cảm biến và theo lịch trình cài đặt sẵn hoặc theo thói quen của người dùng.

- Yêu cầu quản lý hệ thống: Cung cấp chức năng giám sát và theo dõi từ

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

xa, điều khiển tự động, thủ cơng hoặc bằng giọng nói.

- u cầu phân tích ứng dụng: Ứng dụng được triển khi trên thiết bị cục

<small>ESP8266:Servo motor MG90S</small>

<small>Servo motor MG90SArduino Mega 2560 Pro</small>

<small>Cảm biến DHT11Cảm biến ánh sáng</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<small>Cảm biến mưaCảm biến chuyển động</small>

<small>Cảm biến mở cửa</small> ^{Cảm biến công tắc 1 chạm}

<b>4.2. Kết quả lắp ghép để thành mơ hình</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>5. Sử ngơn ngữ lập trình c++, python, Flutter viết chương trình điều khiểnthiết bị, nhận dạng hình ảnh, tạo ra app và website.</b>

Với kiến thức ngôn ngữ lập trình C++ và tìm hiểu thêm ngơn ngữ lập trình Flutter và dưới sự hướng dẫn thầy giáo. Để viết ra một sản phẩm (app) sử dụng trên điện thoại và website sau đây đưa ra các đoạn code để mơ tả q trình lập trình của chúng em.

<i>- Ngơn ngữ lập trình C++ xây dựng điều khiển các thiết bị phần cứng.- Ngôn ngữ lập trình Python dùng để xử lý hình ảnh như khn mặt, biểnsố xe, ...</i>

<i>- Ngơn ngữ lập trình Flutter để xây dựng app và website</i>

<b>5.1. Code phần cứng</b>

- Sau khi người dùng được cung cấp 1 token nhất định thì chúng ta hồn tồn xây dựng ra chương trình điều khiển

- Dưới đây mà mô tả sơ bộ về code phần cứng

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<i><b>* Khai báo địa chỉ server và wifi</b></i>

<i><b>* Nhận dữ liệu từ hệ thống điều khiển đề truyền qua cho phần cứng</b></i>

<i><b>thực thi.</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<i><b>* Đồng bộ dữ liệu từ phần cứng lên hệ thống điều khiển</b></i>

<i><b>* Cập nhập các giá trị của cảm biến</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<i><b>* Lắng nghe kết nối từ phần cứng thông qua giao thức uart</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<i><b>* Khai báo các giá trị của phần cứng - đọc giá trị từ phần cứng và gửilên</b></i>

<b>5.2. Code phần mềm.</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

- Chúng em đã xây dựng hồn thành 1 server quy mơ nhỏ để điều khiển các thiết bị trong nhà. Ở đó mỗi người dùng sẽ được định danh vằng một token nhất định.

- Xây dựng thành công App điều khiển giúp người dùng có thể điều khiển trực quan hơn và có thể quan sát chi tiết hoạt động từng thiết bị

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

+ giao diện người dùng

+ Người dùng có thể thêm các thiết bị hoặc các phịng theo yêu cầu

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

+ Với các thiết bị camera trong nhà ta có thể tích hợp vào trong app

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

+ Xây dựng các kịch bản có sẵn dùng để hẹn giờ tắt bật nhanh

+ Hẹn giờ các thiết bị

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

- Giao diện Website

<b>5. 3. Trợ lý ảo</b>

- Với một trợ lý ảo, người dùng hoàn toàn điều khiển nhanh các thiết bị trong nhà thơng qua giọng nói

- Trợ lý ảo được kết nối trực tiếp đến dữ liệu người dùng nhằm để đồng bộ hóa thiết bị phần cứng và phần mềm

- Sử dụng mơ hình Tensorflow, RNN để xây dựng các Wakeword nhằm đánh thức trợ lý ảo. Sau đó tiến hành phân tích giọng với các mẫu thử sẵn, từ đó lựa chọn chính xác và đưa ra câu trả lời.

- Sử dụng các mơ hình AI có sẵn của Zalo, FPT, Viettel để phát trực tiếp hội thoại giữa người dùng và AI.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

- Sử dụng ngơn ngữ lập trình Python

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<b>III. KẾT LUẬN.</b>

Qua thời gian nghiên cứu và tiến hành làm dưới sự hướng dẫn của giáo viên chúng em đã hoàn thành một sản phẩm kể cả phần cứng và phần mềm. Tính hợp các thiết bị thơng minh trong ngơi nhà vào phần mềm có tính bảo mật cài đặt trên điện thoại (app) hoặc trên website để kiểm tra, điều khiển các thiết bị bất cứ ở đâu.

Với kiến thức được học trong kỳ thi BDHSG cấp huyển, đội tuyển tỉnh về thuật toán với ngơn ngữ lập trình C++, chúng em tìm hiểu thêm ngôn ngữ python, fulter. Được áp dụng kiến thức và kỹ năng trong các lĩnh vực khoa

<b>học, công nghệ, kỹ thuật và toán học.</b>

Trong thời gian tới chúng em sẽ tiếp tục nghiên cứu phát triển nghiên cứu tích hợp đầy các thiết bị người dùng mong muốn trong ngơi nhà của mình. Nâng cao kiến thức lập trình mình để tạo ra các chương trình có ý nghĩa thiết thực cho cuộc sống .

Xin chân thành cảm ơn!

</div>