Bộ môn Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông, Khoa Kỹ thuật - Công nghệ
Ngày nay, ứng dụng công nghệ IoT (Internet of Things) được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Các thiết bị trong ngôi nhà được điều khiển một cách tự động ngày càng trở nên phổ biến do tính tiện ích, tiết kiện chi phí mà nó mang lại. Hệ thống giám sát và điều khiển các thiết bị trong gia đình được lưu trữ trên cơ sở điện toán đám mây Firebase của Google và sử dụng App Inventor cho điện thoại Android để giám sát và điều khiển thiết bị từ xa khi thiết bị được kết nối internet. Những tín hiệu đầu vào là các cảm biến được xử lý thông qua vi điều khiển được giám sát và điều khiển trên điện thoại. Các thiết bị sẽ được giám sát và điều khiển bất cứ nơi nào trên thế giới khi có kết nối internet.
Mỗi ngày, con người chúng ta đều mong đợi thiết bị mới và công nghệ mới để ứng dụng vào cuộc sống hàng ngày. Các nhà khoa học, các công ty công nghệ và các sinh viên đang theo học các ngành công nghệ luôn cố gắng tìm kiếm những sáng tạo mới về khoa học công nghệ để áp dụng vào đời sống con người.
Ngôi nhà thông minh là một ngôi nhà được ứng dụng các công nghệ để các thiết bị trong nhà có thể điều khiển một cách tự động như điều khiển và giám sát nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm đất, hệ thống an ninh kết nối với bộ điều khiển trung tâm và được quản lý từ xa [1-2].
Hệ thống tự động hóa cho ngôi nhà sử dụng công nghệ IoT. Các thiết bị có thể bật/tắt, cảm biến được đọc bằng vi điều khiển thông qua internet được lưu trữ trên điện toán đám mây và sử dụng điện thoại thông minh để giám sát và điều khiển.
Hình 1. Sơ đồ khối của hệ thống
Hệ thống giám sát và điều khiển các thiết bị trong nhà được minh họa trong hình 1 [3-4]. Hệ thống gồm khối nguồn cung cấp nguồn cho vi điều khiển, cảm biến và cơ cấu chấp hành. Khối xử lý trung tâm có nhiệm vụ đọc giá trị cảm biến đầu vào như cảm biến nhiệt độ, RFID, cảm biến vật cản hồng ngoại, cảm biến siêu âm. Khối xử lý trung tâm có kết nối internet để truyền dữ liệu lên cơ sở điện toán đám mây Firebase của Google để người quản lý hay chủ nhà có thể giám sát và điều khiển các thiết bị trong nhà như đèn, quạt, khóa cửa của ngôi nhà mình thông qua App Inventor. Khối cơ cấu chấp hành là khối thực hiện các hành vi do khối xử lý trung tâm ra quyết định.
Từ sơ đồ khối ta đưa ra sơ đồ nguyên lý của hệ thống giám sát và điều khiển các thiết bị trong nhà gồm khối nguồn, khối xử lý trung tâm, khối cảm biến và khối cơ chấp hành như hình 2.
Hình 2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống giám sát và điều khiển các thiết bị trong nhà
Hệ thống giám sát và điều khiển thiết bị trong nhà như hình 3. Kết nối phần cứng và máy chủ được duy trì liên tục, không bị mất kết nối khi hoạt động trong thời gian dài.
Hình 3. Phần cứng, phần mềm hệ thống giám sát và điều khiển các thiết bị trong nhà
Hệ thống giám sát và điều khiển các thiết bị trong nhà sử dụng công nghệ IoT, ứng dụng cao trong thực tế mang lại hiệu quả kinh tế.
Tài liệu tham khảo:
[1] Nguyễn Thị Mi Sa, Lê Nguyễn Hồng Phong và Phạm Quang Huy (2019), Điều khiển xa với Arduino & ESP32, NXB Thanh Niên.
[2] Nguyễn Tất Bảo Thiện và Phạm Quang Huy (2018), Lập trình IoT với Arduino Esp8266 & XBEE, NXB Thanh Niên.
[3] Lê Mỹ Hà, Phạm Quang Huy (2017), Lập trình IoT với Arduino, NXB Thanh Niên.
[4] Phạm Quang Huy và Hà Quang Phúc (2020), Lập trình điều khiển trên Arduino cho hệ vạn vật kết nối (IoT), NXB Thanh Niên.