Tài liệu Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng của ngôi nhà thông minh sử dụng bluetooth của bộ điều khiển sử dụng hệ điều hành android

iii MỤC LỤC MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT .................................................................. vi DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................. vii DANH MỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................... vii LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................1 CHƯƠNG 1 ................................................................................................................3 1.1 .TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG MINH ...................................3 1.2 CÁC HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH Ở VIỆT NAM .................................4 1.2.1 Hệ thống nhà thông minh của Bkav Smarthome [2] ..................................5 1.2.2 Hệ thống nhà thông minh EASYCONTROL của ACIS [3] ....................13 1.3 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH ..............18 1.3.1 Hệ thống điều khiển chiếu sáng là gì? .....................................................19 1.3.2 Lợi ích ......................................................................................................20 1.3.3 Các loại hệ thống điều khiển chiếu sáng phổ biến trên thế giới hiện nay 21 1.3.3.1 Hệ thống điều khiển chiếu sáng tập trung ............................................21 1.3.3.2 Hệ thống điều khiển chiếu sáng không dây ...........................................22 1.3.3.3 Hệ thống điều khiển chiếu sáng lai ........................................................22 1.4 MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI .............................................................23 1.4.1 Mục tiêu ........................................................................................................23 1.4.2 Giới hạn đề tài...............................................................................................23 1.5 YÊU CẦU HỆ THỐNG .................................................................................24 1.5.1 Yêu cầu về mô hình ......................................................................................24 1.5.2 Yêu cầu về hệ thống điều khiển ....................................................................24 CHƯƠNG 2 ..............................................................................................................25 2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................25 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .........................................................................27 2.2.1 Thiết kế xây dựng mô hình ngôi nhà ............................................................27 2.2.1.1 Thiết kế ...................................................................................................27 2.2.1.2 Vật liệu và các dụng cụ liên quan ..........................................................30 iv 2.2.1.3 Tiến hành chế tạo ...................................................................................34 2.2.2 Lý thuyết điều khiển module relay ..............................................................35 2.2.3 Lý thuyết điều khiển độ sáng đèn sợi đốt 220V AC.....................................39 2.2.4 Giới thiệu về Bluetooth và module Bluetooth HC-05 .................................40 2.2.4.1 Giới thiệu ................................................................................................40 2.2.4.2 Đặc điểm công nghệ Bluetooth ..............................................................40 2.2.4.3 Ứng dụng ................................................................................................40 2.2.4.4 Sự phát triển của Bluetooth ..................................................................41 2.2.4.5 Module Bluetooth HC- 05 .....................................................................41 2.2.5 Lý thuyết khối xử lý trung tâm Arduino ......................................................44 2.2.5.1 Giới thiệu ................................................................................................44 2.2.5.2 Đặc điểm.................................................................................................44 2.2.5.3 Các loại Arduino ....................................................................................44 2.2.5.4 Phần cứng ...............................................................................................45 2.2.5.5 Ứng dụng ................................................................................................46 2.2.6 Lý thuyết cảm biến chuyển động PIR .........................................................46 2.2.7 Thiết kế chế tạo phần điều khiển .................................................................48 2.2.7.1 Cơ sở lý thuyết ......................................................................................48 2.2.7.2 Thiết kế và chế tạo mạch điều khiển độ sáng đèn.................................52 2.2.8 Thiết kế phần mềm điều khiển ngôi nhà thông minh trên điện thoại chạy hệ điều hành Android. ............................................................................................58 2.2.8.1 Giới thiệu hệ điều hành Android ..........................................................58 2.2.8.2 App Inventor và lập trình ứng dụng Android .......................................60 2.2.8.3 Tiến hành viết ứng dụng .......................................................................64 2.2.9 Sơ đồ kết nối mạch và lập trình................................................................71 2.2.9.1 Điều khiển độ sáng đèn ..........................................................................71 2.2.9.2 Điều khiển module relay.........................................................................72 2.2.9.3 Điều khiển cảm biến PIR [1] ..................................................................74 CHƯƠNG 3 ..............................................................................................................76 3.1 KIỂM TRA TRƯỚC KHI HOẠT ĐỘNG ......................................................76 3.1.1 Kiểm tra phần điện điều khiển ......................................................................76 v 3.1.2 Kiểm tra mô hình ..........................................................................................80 3.2 KIỂM TRA KHI ĐANG HOẠT ĐỘNG .........................................................80 3.3 KẾT QUẢ ........................................................................................................84 3.4 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ ..................................................................................84 CHƯƠNG 4 ..............................................................................................................86 4.1 KẾT LUẬN......................................................................................................86 4.1.1 Kết quả đạt được ...........................................................................................86 4.1.2 Kết quả chưa đạt được ..................................................................................86 4.2 ĐỀ XUẤT ........................................................................................................86 4.2.1 Đề xuất phần cứng ........................................................................................87 4.2.2 Đề xuất phần mềm ........................................................................................87 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................... Error! Bookmark not defined. PHỤ LỤC ..................................................................................................................89 vi DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT KÝ HIỆU TIẾNG ANH Ý NGHĨA Internet of Things Mạng lưới thiết bị kết nối internet Smart phone Điện thoại thông minh MCE Master Connect Equipment Thiết bị kết nối master RF Radio frequency Tần số vô tuyến VIẾT TẮT IoTs Một đặc tả công nghiệp cho Bluetooth [1] truyền thông không dây tầm gần giữa các thiết bị điện tử Cảm biến hồng ngoại thụ PIR Passive InfraRed sensor FET Field- effect transistor Transistor hiệu ứng trường LED Light Emitting Diode Điốt phát quang TRIode for Alternating Là phần tử bán dẫn gồm 5 lớp Current bán dẫn. TRIAC động(cảm biến chuyển động) OUTVDK Chân out vi điều khiển INVDK Chân in vi điều khiển AC Alternating Current Ký hiệu điện xoay chiều DC Direct Current Ký hiệu điện một chiều Test board Mạch thử nghiệm Website trực tuyến viết chương AI2 App inventer 2 QR code Quick Response code Mã phản hồi nhanh Smart Home of Duy Ngôi nhà thông minh của Duy D-SMART HOME trình cho hệ điều hành android vii DANH SÁCH BẢNG Bảng 2. 1 Đặc điểm phần cứng của Arduino UNO...................................................45 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. 1 Internet of Things ........................................................................................3 Hình 1. 2 Giao diện điều trên thiết bị Android của SmartHome ................................5 Hình 1. 3 Sơ đồ kết nối các thiết bị theo khu vực trong SmartHome .........................7 Hình 1. 4 EasyControl ...............................................................................................13 Hình 1. 5 Hệ thống điều khiển chiếu sáng ................................................................20 Hình 1. 6 Các thiết bị điều khiển hệ thống chiếu sáng thông minh ..........................21 Hình 2. 1 Bản vẽ mô hình hướng Đông ....................................................................27 Hình 2. 2 Bản vẽ mô hình hướng Bắc .......................................................................27 Hình 2. 3 Bản vẽ mô hình hướng Nam ....................................................................28 Hình 2. 4 Bản vẽ mô hình hướng Tây .......................................................................28 Hình 2. 5 Bản vẽ phối cảnh mô hình .........................................................................29 Hình 2. 6 Bản vẽ phối cảnh mô hình .........................................................................29 Hình 2. 7 Vật liệu PVC Foam ...................................................................................30 Hình 2. 8 Dây nguồn & led ống dây .........................................................................31 Hình 2. 9 Bóng đèn sợi đốt quả ớt ............................................................................32 Hình 2. 10 LED thanh ...............................................................................................33 Hình 2. 11 Ổ cắm 1 chia 5 dạng dẹp .........................................................................33 Hình 2. 12 Ổ cắm 1 chia 5 dạng cung tròn mini .......................................................34 Hình 2. 13 Cắt và hoàn thành từng chi tiết trước khi lắp ráp ....................................34 Hình 2. 14 Lắp đèn chiếu sáng vào từng phòng........................................................35 Hình 2. 15 Tổng quan mô hình khi hoàn thiện .........................................................35 Hình 2. 16 Module relay 4 kênh................................................................................36 viii Hình 2. 17 Cấu tạo Relay ..........................................................................................36 Hình 2. 18 Sơ đồ nguyên lý module 4 relay .............................................................38 Hình 2. 19 Sơ đồ nguyên lý một relay ......................................................................38 Hình 2. 20 Dạng sóng ngõ ra khi điều khiển góc mở TRIAC. .................................39 Hình 2. 21 Sơ đồ khối mạch điều khiển độ sáng đèn. ...............................................39 Hình 2. 22 Kích thước nhỏ gọn của HC-05 thực tế. .................................................42 Hình 2. 23 Kết nối module HC-05 với Arduino .......................................................43 Hình 2. 24 Các loại Arduino thông dụng ..................................................................45 Hình 2. 25 Mặt trên Arduino UNO ...........................................................................45 Hình 2. 26 Mặt dưới Arduino UNO ..........................................................................45 Hình 2. 27 Nguyên lý làm việc của PIR ...................................................................47 Hình 2. 28 Nguyên lý phát hiện chuyển động ngang của các nguồn thân nhiệt .......48 Hình 2. 29 MOC 3020 ...............................................................................................48 Hình 2. 30 MOC3020 & sơ đồ chân .........................................................................49 Hình 2. 31 BTA16 & sơ đồ chân ..............................................................................49 Hình 2. 32 Sơ đồ chân của BTA16. ..........................................................................50 Hình 2. 33 Điện trở sứ công suất ..............................................................................50 Hình 2. 34 Opto PC817 .............................................................................................51 Hình 2. 35 Mạch nguyên lý mạch điều khiển độ sáng đèn .......................................52 Hình 2. 36 Mạch sử dụng test board .........................................................................53 Hình 2. 37 Mạch test board chạy được (đèn sáng)....................................................54 Hình 2. 38 Mạch in mạch điều khiển độ sáng đèn ....................................................54 Hình 2. 39 Ủi mạch ...................................................................................................55 Hình 2. 40 Rửa mạch.................................................................................................56 Hình 2. 41 Khoan mạch. ...........................................................................................56 Hình 2. 42 Hàn linh kiện ...........................................................................................57 Hình 2. 43 Dùng đồng hồ đo. ....................................................................................57 Hình 2. 44 Thị phần của 2 ông lớn hệ điều hành cho điện thoại thông minh trong năm 2015. ..................................................................................................................58 ix Hình 2. 45 Các thành phần cơ bản và nâng cao của một ứng dụng chạy trên nền tảng Android......................................................................................................................60 Hình 2. 46 Giao diện chính của App Inventor ..........................................................61 Hình 2. 47 Giao diện Designer của App Inventor.....................................................62 Hình 2. 48 Giao diện Blocks để lập trình trong App Inventor ..................................63 Hình 2. 49 Tải ứng dụng về điện thoại thông qua 2 cách .........................................63 Hình 2. 50 Lưu đồ thuật toán chương trình trên chương trình andoid ......................64 Hình 2. 51 Giao diện ban đầu kết nối Bluetooth .......................................................65 Hình 2. 52 Chương trình viết phần khởi động chọn thiết bị .....................................66 Hình 2. 53 Giao diện MENU ....................................................................................67 Hình 2. 54 Chương trình viết trong chọn phòng&Disconect ....................................67 Hình 2. 55 Giao diện chính điều khiển các đèn theo phòng .....................................68 Hình 2. 56 Hàm chương trình android phần slider & Back ......................................68 Hình 2. 57 Hàm android điều khiển các phòng từ 1 đến 5 .......................................70 Hình 2. 58 Sơ đồ kết nối dây mạch điều khiển độ sáng đèn .....................................71 Hình 2. 59 Lưu đồ cho khối xử lý Arduino điều khiển độ sáng đèn.........................71 Hình 2. 60 Sơ đồ nối dây Arduino với Relay............................................................72 Hình 2. 61 Lưu đồ thuật toán điều khiển on/off relay...............................................73 Hình 2. 62 Sơ đồ kết nối dây cảm biến .....................................................................74 Hình 2. 63 Lưu đồ thuật toán hoạt động cảm biến điều khiển đèn ...........................74 Hình 2. 64 Sơ đồ kết nối tổng thể .............................................................................75 Hình 3. 1 Hộp điện điều khiển khi hoàn thành ........................................................76 Hình 3. 2 Nhập mật khẩu 1234 cho lần kết nối đầu tiên ...........................................77 Hình 3. 3 Chọn thiết bị kết nối đã được ghép đôi .....................................................77 Hình 3. 4 chọn các phòng ..........................................................................................78 Hình 3. 5 Đèn relay sáng tương ứng với ứng dụng ...................................................78 Hình 3. 6 Dùng bút thử điện để kiểm tra điện...........................................................79 Hình 3. 7 Kiểm tra điện áp đầu vào bằng đồng hồ điện thang đo 250V AC ............79 x Hình 3. 8 Kiểm tra cảm biến PIR ..............................................................................80 Hình 3. 9 Khi bị ngắt kết nối .....................................................................................81 Hình 3. 10 Đèn HC-05 nhấp nháy.............................................................................81 Hình 3. 11 Đèn phòng sáng theo trên ứng dụng .......................................................82 Hình 3. 12 Đèn bật/ tắt tương ứng khi có chuyển động trước cảm biến ...................83 Hình 3. 13 Độ sáng đèn thực tế thay đổi tương ứng với thanh trượt mức 2 .............83 Hình 3. 14 Độ sáng đèn thực tế thay đổi tương ứng với thanh trượt mức 7 .............84 1 LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc đổi mới đất nước, với mục tiêu công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, đưa nền kinh tế phát triển với tốc độ cao và bền vững nhằm sánh vai cùng với các cường quốc trên thế giới, trong đó tự động hóa nói chung và cơ điện tử nói riêng đóng vai trò rất quan trọng. Ngày nay với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới đã và đang ngày càng thay đổi, văn minh, hiện đại hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như độ chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ, đó cũng là những yếu tố rất cần thiết góp phần không nhỏ giúp các hoạt động của con người đạt hiệu quả cao. Cơ điện tử dần đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ và có vai trò then chốt trong nhiều lĩnh vực cuộc sống nhất là các mãng điều khiển thông minh. Đối với sinh viên cơ điện tử việc làm quen với các các công nghệ mới, tiếp cận với các hệ thống thông minh ngoài thực tế là điều hết sức cần thiết. Với nhu cầu thiết kế một mô hình ngôi nhà giống với thực tế, có thể điều khiển hệ thống chiếu sáng theo ý thích của người dùng một cách dễ dàng thông qua các thiết bị thông minh sử dụng hệ điêu hành android bằng kết nối bluetooth, qua đó cung cấp một cái nhìn thực tế nhất về hệ thống chiếu sáng trong ngôi nhà thông minh. Vì vâỵ đề tài : “Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng của nhà thông minh sử dụng Bluetooth của Bộ điều khiển sử dụng hệ điều hành Android” được chọn để thực hiện. Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong nhà trường, Thầy Cô trong khoa Cơ khí đã tận tình giúp đỡ em trong suốt những năm qua, Thầy Cô đã trang bị cho chúng em những kiến thức quý báu để làm hành trang bước vào nghề, đặt nền móng quan trọng cho con đường sự nghiệp phía trước. Em xin chân thành cảm ơn thầy TS. Vũ Thăng Long cùng Thầy Cô trong bộ môn Cơ - Điện tử, khoa Cơ khí – ĐH Nha Trang, cùng toàn thể các bạn lớp 2 55CĐT đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình, đóng góp những ý kiến quý báu trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin gởi lời cảm ơn chân thành đến Ba Mẹ và người thân đã luôn ở bên, động viên cổ vũ, ủng hộ hết mình về cả vật chất lẫn tinh thần để con có thể hoàn thành được đề tài này. Vì kiến thức hạn chế nên trong quá trình thực hiện không khỏi mắc phải những sai sót, rất mong nhận được lời nhận xét, góp ý, bổ sung từ quý Thầy Cô và các bạn nhằm hoàn thiện đề tài hơn nữa. Xin chân thành cảm ơn! Khánh Hòa, tháng 6 năm 2017 Sinh viên Trần Văn Duy 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CỦA NHÀ THÔNG MINH SỬ DỤNG BLUETOOTH CỦA BỘ ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID 1.1 .TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG THÔNG MINH Ngày nay, khi mà Internet đang ngày càng đi sâu vào đời sống, góp phần thiết thực trong việc cải thiện các giá trị sống của con người thông qua các sản phẩm Internet of Things (IoTs), giúp cho chúng ta có thể phát huy tối đa các tác dụng không ngờ đến của các thiết bị điện tử đơn giản xung quanh ta, miễn là chúng ta có thể suy nghĩ ra được thì công nghệ IoTs sẽ giúp chúng ta làm được, cũng chính vì thế công nghệ này đang rất được quan tâm phát triển trên toàn thế giới và Việt Nam chúng ta cũng không nằm ngoài xu thế đó. Hình 1. 1 Internet of Things 4 IoTs là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, mỗi con người được cung cấp một định danh riêng của mình, tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần sự tương tác trực tiếp giữa người với người hay người với máy tính, IoTs đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử Internet. [1] Cùng với sự phát triển của các hệ thống nhúng và các mạng không dây, IoTs ngày càng thiết thực và được tiếp cận với con người nhiều hơn, thay đổi cách sống của con người trong tương lai không xa, hướng phát đến sự tiện nghi và nhanh chóng đáp ứng được những nhu cầu nhu cầu thiết thực của con người. Ứng dụng cơ bản của IoTs là hướng đến phát triển một hệ thống minh với các thiết bị được đồng bộ hoá và giám sát, điều khiển thông qua mạng không dây. Khi mà nhu cầu của con người được nâng cao, việc điều khiển một cách tự động và hệ thống hoá các thiết bị trong gia đình là sự ưu tiên hàng đầu. Trên thế giới, IoTs đã là xu hướng phát triển mang tính quy luật và ngày càng phát triển và có mặt ở hầu hết mọi nơi, mọi lĩnh vực nơi mà nhu cầu của con người luôn đòi hỏi được đáp ứng và sự tiện nghi thuận lợi là thế mạnh. Vì vậy, các thành phố lớn đã có sự đầu tư và phát triển rất nhanh các hệ thống công cộng hay cá nhân trong một hệ thống thành phố thông minh, xu hướng phát triển của Internet of Things đang bùng nổ và phát triển rất nhanh trên toàn thế giới cụ thể là du lịch thông minh ở Barcelona, hệ thống giao thông thông minh ở Copenhagen, hệ thống quản lý giao thông thông minh ở Singapore, hệ thống lưới điện thông minh ở Helsinki, các trạm sạc xe điện thông minh tại Vienna và nhiều hệ thống khác. 1.2 CÁC HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH Ở VIỆT NAM Cùng với xu hướng phát triển của thế giới, Việt Nam trong thời gian gần đây cũng đã từng bước phát triển hệ thống IoTs tại các thành phố lớn, nổi bật là hệ thống nhà thông minh hoàn chỉnh điều khiển qua Smartphone của Bkav hệ thống nhà thông minh EASYCONTROL của ACIS và các thiết bị thông minh đang phát 5 triển riêng lẻ ngoài thị trường. Tất cả đã và đang làm tăng lên một cách đáng kể nguồn cung về các sản phẩm áp dụng IoTs tại nước ta . 1.2.1 Hệ thống nhà thông minh của Bkav Smarthome [2] Bkav Smarthome là hệ thống nhà thông minh thế hệ mới nhất trên thế giới, công nghệ vượt trội so với các sản phẩm của Mỹ và Châu Âu- theo tiêu chuẩn xếp hạng của Gartner Nhà thông minh Bkav Smarthome kết nối tất cả các thiết bị trong ngôi nhà của chúng ta thành một hệ thống mạng, để có thể điều khiển chúng theo các kịch bản thông minh, bao gồm: Hệ thống đèn chiếu sáng, rèm của, điều hòa nhiệt đô, ti vi, giàn âm thanh, bình nóng lạnh, quạt thông gió, máy hút ẩm, cảm biến môi trường, chuông cửa có hình, camera an ninh, hàng rào điện tử, cảnh báo rò rỉ khí gas, thiết bị báo cháy, hệ thống tưới nước sân vườn… Hình 1. 2 Giao diện điều trên thiết bị Android của SmartHome Các tính năng nổi bật của Bkav Smarthome [2] - Chỉ một nút bấm: Thông thường để điều khiển tất cả các thiết bị trong nhà, chúng ta cần tới hàng chục công tắc, thậm chí với căn nhà lớn hàng trăm công tắc. Với nhà thông minh Bkav Smarthome, chúng ta có thể điều khiển tất cả bằng một vài nút bấm trên màn hình cảm ứng của smartphone hay máy tính bảng. Chúng ta cũng có thể 6 điều khiển và kiểm soát ngôi nhà thông minh qua giao diện trực quan 3D, ở đó các thiết bị tương ứng trong màn hình để điều khiển. - Chạm để điều khiển : Ví dụ: khi khách đến, chúng ta chỉ cần một chạm vào “tiếp khách”, đèn phòng khách bật sáng rực rỡ, kéo rèm lên, điều hòa giảm xuống độ mát sâu hơn, giảm âm lượng nhạc phát… thông thường để làm được việc này chúng ta phải chạy khắp căn phòng và bấm rất nhiều công tắc. Thật tiện nghi khi chỉ cần một chạm vào một nút trên màn hình. Một ví dụ khác khi đi ngủ, thay vì phải kéo rèm đóng cửa tắt điện, mò mẫm đi lên giường, chúng ta chỉ cần chạm vào “Đi ngủ” trên điện thoại hoặc máy tinh bảng, hệ thống sẽ thực hiện giúp chúng ta điều này, đồng thời kích hoạt hệ thống an ninh, báo động phát hiện có xâm nhập trái phép - Hơn cả sự tiện nghi: Một kịch bản thường gặp, trước khi trở về nhà từ cơ quan, chúng ta chỉ cần bấm “Về nhà”, bình nóng lạnh sẽ bật, hệ thống quạt thông gió, điều hòa nhiệt độ sẽ khởi động… để khi chúng ta về đến nhà, tất cả đã sẵn sàng phục vụ. Không chỉ bằng “ra lệnh”, hệ thống nhà thông minh Bkav Smarthome còn chủ động “phục vụ” chủ nhân. Vào mỗi buổi sáng, rèm cửa hé mở, hệ thống âm thanh phát những bản nhạc nhẹ nhàng mà chúng ta ưa thích, điều hòa tăng nhiệt độ để giúp chúng ta đỡ “lười” ra khỏi giường trong mỗi buổi sáng. - Ra lệnh bằng giọng nói: Không chỉ điều khiển trực tiếp trên smartphone, máy tính bảng, chúng ta có thể điều khiển nhà mình bằng giọng nói của chính chúng ta. Nhà thông minh Bkav Smarthome được trang bị công nghệ trợ lý ảo, giúp giao tiếp với hệ thống trở nên thân thiện, không cứng nhắc như một hệ thống điều khiển thông thường. Sẽ là một trải nghiệm tuyệt vời khi chúng ta ra lệnh bằng giọng nói và hệ thống đáp ứng . - Tiêu chuẩn hiện đại: Hầu hết chúng ta ai cũng biết đến tỷ phú Bill Gates với ngôi nhà thông minh nổi tiếng thế giới của ông. Khi nghĩ tới nhà thông mình, người ta ngầm hiểu chỉ có những tỷ phú hàng đầu thế giới như Bill Gates mới có thể sở hữu. Tuy nhiên, nền 7 tảng Nhà thông minh Bkav Smarthome với những công nghệ tiên tiến ngày nay, đã khiến nhà thông minh trở nên phổ biến, mà chúng ta cũng có thể sở hữu. Hình 1. 3 Sơ đồ kết nối các thiết bị theo khu vực trong SmartHome Các hệ thống thông minh được áp dụng trong BKAV SMARTHOME - Hệ thống chiếu sáng thông minh: Hệ thống ánh sáng trong và ngoài ngôi nhà được chia thành nhiều khu vực, chỉ những khu vực nào có người đèn mới được bật sáng và tự động tắt khi không có người. Không những thế, hệ thống ánh sáng còn tự động điều chỉnh ở chế độ phù hợp theo sở thích của gia chủ như: khi tiếp khách ánh sáng ở chế độ rực rỡ, tất cả các đèn sáng lên, từ đèn trần, đèn hắt, đèn chùm, đèn tranh mức độ sáng của các hệ đèn này còn được tự động thay đổi vào mỗi thời điểm khác nhau. Chẳng hạn vào ban ngày, ánh sáng sẽ bật tự động ở mức 50% độ sáng nhưng vào buổi tối hệ thống ánh sáng sẽ bật ở mức 100% để phù hợp với nhu cầu và sinh hoạt của gia chủ, đem tới sự tiện nghi và tiết kiệm năng lượng. Hệ thống có khả năng học thói quen của gia chủ. Ví dụ theo kịch bản cài đặt sẵn, ban ngày hệ thống đèn tự động tắt sau 15 phút khi không có người, ban đêm tự động tắt sau 5 phút và thời gian 8 được coi là chuyển sang ban đêm là 11 giờ. Tuy nhiên mỗi gia đình có thói quen sinh hoạt khác nhau, do đó hệ thống sẽ tự động học thói quen để điều chỉnh mốc thời gian ban đêm này một cách thông minh, phù hợp với gia chủ. - Hệ thống điều khiển rèm mành: Với Bkav Smarthome, hệ thống rèm mành ngoài việc điều khiển từ xa, chế độ đóng mở theo các kịch bản đặt trước, hệ thống còn cho phép điều khiển kết hợp với hệ thống ánh sáng, âm thanh, giải trí đa phương tiện… theo các kịch bản mong muốn, phù hợp trong các tình huống sử dụng trong thực tế như tiếp khách, xem phim, đi ngủ. Bkav Smarthome còn tự động hoạt động theo thói quen của người dùng, như buổi sáng rèm tự động kéo lên, đi ngủ rèm tự động đóng lại, hệ thống còn phân biệt được nhu cầu ánh sáng của mùa đông, mùa hè khác nhau để tự động điều chỉnh đóng mở cho phù hợp. Với giao diện điều khiển trực quan 3D, trên màn hình cảm ứng người dùng có thể bấm trực tiếp vào rèm mành để điều khiển. - An toàn với hệ thống an ninh thông minh: Hệ thống an ninh trong ngôi nhà nắm giữ vai trò quan trọng, bảo vệ ngôi nhà 24/7, kiểm soát các nguy cơ cháy nổ (rò rỉ khí gas, chập điện), bị xâm nhập trái phép… Hệ thống này gồm các thiết bị kiểm soát vào ra ACS (chuông cửa có hình kết hợp kiểm soát vào ra bằng vân tay, mã số, thẻ từ), cảm biến phát hiện người, cảm biến phát hiện kính vỡ, cảm biến khói, hệ thống IP camera ghi hình, hàng rào điện tử. Với hệ thống Bkav Smarthome, toàn bộ ngôi nhà chungs ta được thể hiện trên màn hình cảm ứng điện thoại hay tablet bằng sơ đồ mặt bằng. Ví dụ trong trường hợp có người lạ xâm nhập bất hợp pháp qua hàng rào (chẳng hạn khi vào lúc đêm khuya), hệ thống giám sát an ninh Bkav Smarthome sẽ ngay lập tức nhấp nháy đỏ cảnh báo trên màn hình tablet khu vực sân vườn trên sơ đồ mặt bằng. Khi chúng ta bấm vào khu vực đó, hệ thống sẽ hiển thị hình ảnh camera trực tiếp tại khu vực đó. Không những thế chúng ta có thể cài đặt cho hệ thống phát cảnh báo theo các cấp độ an ninh khác nhau như: Bật đèn tại khu vực có đột nhập, báo động qua còi hú trong nhà, gửi tin nhắn hoặc gọi điện đến các số điện thoại của các thành viên trong gia đình hoặc các số điện thoại khẩn cấp khác mà chúng ta đã 9 đăng ký. Hệ thống an ninh sẽ hỗ trợ chúng ta kích hoạt tự động đi cùng với các kịch bản khác trong ngôi nhà, giúp chúng ta hoàn toàn yên tâm khi ở nhà cũng như khi vắng nhà. - Hệ thống kiểm soát môi trường: Môi trường không khí có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sức khỏe. Nhà thông minh Bkav Smarthome được trang bị hệ thống kiểm soát môi trường với các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ oxy đặt ở khắp các vị trí thích hợp trong ngôi nhà. Các thông số được chuyển về hệ thống trung tâm để tính toán, đưa ra lệnh điều khiển tới các thiết bị điều hòa nhiệt độ, máy hút ẩm, quạt thông gió giúp duy trì trạng thái môi trường trong lành nhất cho ngôi nhà. Với mỗi gia đình chủ nhà có thể đặt tùy ý các thông số về môi trường cho phù hợp với gia đình của mình, như phòng con cái nhiệt độ thường để thấp hơn, phòng ông bà thường để nhiệt độ cao hơn. Hệ thống nhà thông minh Bkav Smarthome cũng sẽ tự học một cách thông minh các thay đổi về môi trường. Chẳng hạn, với kịch bản Đi ngủ, bình thường chế độ này được mặc định tự động đóng rèm, đèn trần, đèn hắt tắt, chỉ sáng đèn ngủ, điều hòa giảm xuống 25 độ C. Tuy nhiên, vào thời gian gần về sáng, người dùng thường có cảm giác bị lạnh và nếu họ thực hiện việc điều chỉnh điều hòa tăng lên 27 - 28 độ C thì hệ thống sẽ tự động học lại thói quen đó sau 2-3 lần. Kịch bản Đi ngủ sẽ tự động cập nhật thêm thao tác điều chỉnh tăng nhiệt độ vào thời gian gần về sáng. - Hệ thống giải trí âm thanh đa vùng: Hệ thống âm thanh đa vùng của Bkav Smarthome giúp cho các khu vực khác nhau trong nhà cùng 1 lúc có thể phát các nguồn nhạc khác nhau tùy theo sở thích của từng người. Ở mỗi khu vực người dùng có thể lựa chọn phát nhạc theo sở thích của mình mà không ảnh hưởng tới những người ở khu vực khác. Chủ nhân của ngôi nhà thông minh có thể lựa chọn các chế độ phát nhạc theo các khoảng thời gian trong ngày. Chẳng hạn vào buổi sáng hệ thống tự động phát các bản nhạc nhẹ giúp chủ nhân ngôi nhà thư giãn khi bắt đầu một ngày mới. - Trực quan với màn hình cảm ứng 3D: 10 Nhà thông minh Bkav Smarthome cho phép ta dễ dàng kiểm soát ngôi nhà thông qua một giao diện trực quan 3D trên smartphone hay tablet, mà ở đó các thiết bị được mô phỏng giống như đang sử dụng thực tế. Do đó, khi cần điều khiển các thiết bị trong nhà, ta chỉ cần bấm vào các thiết bị đó trên màn hình điều khiển là có thể điều khiển được. Khi chúng ta muốn mở rèm chỉ cần bấm vào rèm trên màn hình cảm ứng, khi muốn điều khiển điều hòa chúng ta bấm vào hình ảnh điều hòa. Giao diện điều khiển 3D của Bkav Smarthome ngoài việc hỗ trợ điều khiển tương tác các thiết bị trong phòng, nó còn hỗ trợ người sử dụng “di chuyển” từ phòng này sang phòng khác như trong thực tế. - Kịch bản ngữ cảnh thông minh : Một hệ thống nhà thông minh thường có rất nhiều kịch bản sẵn có, điều này làm cho chúng ta đôi khi rất khó tìm kiếm các kịch bản để sử dụng. Với Bkav Smarthome, hệ thống chỉ hiển thị những kịch bản phù hợp với thời điểm sử dụng hoặc những kịch bản ta hay dùng trong thời điểm đó. Ví dụ buổi sáng, màn hình cảm ứng chỉ hiện 4 nút: Buổi sáng, Thức dậy,Thể dục, Ra khỏi nhà người dùng chỉ cần 1 thao tác bấm vào nút Thể dục thì máy tập thể dục bật, rèm kéo lên, quạt thông gió hoạt động, nhạc nổi lên, bình nóng lạnh bật trong 30 phút. Cũng như với tính năng khác, hệ thống nhà thông minh Bkav Smarthome có khả năng hiểu được thói quen, nhu cầu thường xuyên của chúng ta để tự động hiển thị những kịch bản phù hợp về không gian, thời gian. Ví dụ kịch bản Xem phim tại phòng khách chưa hiển thị trên màn hình cảm ứng vào buổi tối, chúng ta chỉ cần sử dụng nó khoảng vài lần thì hệ thống tự động hiện lên vào kịch bản buổi tối. - Kết nối không giới hạn: Chúng ta có thể kiểm soát ngôi nhà từ bất cứ đâu. Chúng ta đang ở văn phòng, hay đang trong kỳ nghỉ, hệ thống Nhà thông minh Bkav Smarthome giúp chúng ta dễ dàng kiểm soát và điều khiển ngôi nhà từ thiết bị di động, máy tính bảng thông qua kết nối Internet (Wifi, 3G). - Danh sách các thiết bị : 11 Xử lý trung tâm SH-HAP: Điều khiển và kiểm soát toàn bộ các thiết bị trong hệ thông SmartHome. Có khả năng quản lý và điều khiển tới 500 thiết bị trong nhà. Thiết bị kết nối trung tâm mạng ZigBee SH-BZ: khởi tạo mạng và kết nối các thiết bị trong hệ thống và bộ xử lý trung tâm. Có khả năng quản lý và kết nối tới trên 200 thiết bị ZigBee. Thiết kế cao cấp sử dụng nhôm nguyên khối Thiết bị điều khiển an ninh trung tâm SH-SC: làm nhiệm vụ kết nối các thiết bị kiểm soát an ninh mở rộng, có khả năng kế nối tới 50 thiết bị kiểm soát an ninh mở rộng. Kiểm soát trực tiếp các cảm biến an ninh như: hàng rào điện tử, cảm biến vị trí, cảm biến vỡ kính. Cảm biến khói, cảm biến mở cửa….. Tín hiệu sau khi được thu thập sẽ được chuyển về bộ xử lý trung tâm để xử lý đưa ra các cảnh báo an ninh theo kịch bản. Thiết bị điều khiển 6 kênh SH-CC6:Sử dụng trong hệ thống SmartHome. Cho phép điều khiển 6 kênh công suất (4 kênh đóng mở, 2 kênh dimmer), điều khiển điều hòa, rèm mành, ánh sáng và tạo các kịch bản theo yêu cầu của người dùng. Với thiết kế sử dụng công nghệ cao cấp sử dụng khung nhôm nguyên khối, mặt kính chống xước Gorilla Glass, màn hình hiển thị LCD. Công nghệ cảm ứng điện dung. Thiết bị điều khiển 4 kênh SH-CTZ: Sử dụng trong hệ thống SmartHome. Cho phép điều khiển 4 kênh công suất, mỗi kênh có thể chịu dòng tải tối đa 5A. Thiết kế sử dụng công nghệ cao cấp sử dụng khung nhôm nguyên khối, mặt kính chống xước Gorilla Glass, màn hình hiển thị LCD. Công nghệ cảm ứng điện dung. Thiết bị kết nối mở rộng mạng ZigBee SH-RE: Các thiết bị SH-RE kết nối với nhau và kết nối tới Thiết bị kết nối trung tâm SH-BZ để tạo thành mạng Backbone của hệ thống SmartHome. Các thiết bị đầu 12 cuối sẽ kết nối với SH-RE gần nhất để truyền thông tới bộ xử lý trung tâm SH-HAP. Thiết bị điều khiển rèm SH-CZ: Sử dụng trong hệ thống SmartHome. Cho phép điều khiển 4 kênh công suất, mỗi kênh có thể chịu dòng tải tối đa 5A. Thiết kế sử dụng công nghệ cao cấp sử dụng khung nhôm nguyên khối, mặt kính chống xước Gorilla Glass, màn hình hiển thị LCD. Công nghệ cảm ứng điện dung. Thiết bị kiểm soát ra và chuông cửa có hình SH-ACS: Kiểm soát vào ra thông qua nhận dạng vân tay, thẻ RFID, chuông cửa có hình, mở cửa tự động, kết nối mạng hoạt động theo kịch bản. Nút bấm của thiết bị ngoài trời sử dụng công nghệ cảm ứng điện dung đặc biệt, có khả năng hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết. Sản phẩm được thiết kế với về mặt kính Gorilla Glass, khung nhôm nguyên khối. Thiết bị điều khiển âm thanh đa vùng SH-MZA: Điều khiển phát âm theo các vùng riêng biệt. Mỗi vùng có thể nghe các bài nhạc khác nhau. Có thể ghi âm giọng nói và phát trên hệ thông theo kịch bản tùy ý. Lựa chọn phát nhạc từ xa qua điện thoại, tablet. Bật đèn thông minh loại gắn trần (loại cơ bản) SH-DZ/D2: Điện áp: 220V - 50/60HZ. Khả năng chịu tải: 1600W (đèn sợi đốt); 400W (đèn huỳnh quang). Khoảng cách cảm ứng: 5m. Vùng cảm ứng khả dụng 20m2. Thời gian chờ tắt: 10-3600s tùy chỉnh. Có chức năng công tắc thông minh để cài đặt cảm biến ánh sáng: Ngày – đêm. Ổ cắm thông minh SH-PZ: điều khiển thiết bị điện được cắm vào như máy bơm, quạt thông gió,bình nước nóng… Thiết bị giám sát môi trường SH-SSZ: Thực hiện chức năng đo nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng, được sử dụng trong hệ thống SmartHome. Các thông số đo của thiết bị được gửi về Bộ xử lý trung tâm để xử lý và điều khiển các thiết bị như: Điều hòa, máy tạo ẩm, hệ thống chiếu sáng… nhằm tạo ra môi trường sống tiện nghi.