Đồ án Hệ thống điều khiển và giám sát nhà thông minh (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Hệ thống điều khiển và giám sát nhà thông minh (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT NHÀ THÔNG MINH GVHD: TS. VŨ QUANG HUY SVTH: TRƯƠNG QUÍ TÙNG MSSV: 10111095 SVTH: HOÀNG MẠNH ĐẠT MSSV: 10111012 S K L 0 0 4 2 8 0 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016
2. LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, ngôi nhà thông minh (smart home) đã xuất hiện và được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống từ những khách sạn hay resort sang trọng cho đến những ngôi nhà hiện đại đều được lắp đặt hệ thống điều khiển thông minh. Theo xu hướng phát triển đó, em quyết định lựa chọn thực hiện nghiên cứu đề tài: “Hệ thống điều khiển và giám sát nhà thông minh” Ngoài việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp với những công việc trên đây thì nó còn có ý nghĩa sâu sắc đối với sinh viên thực hiện. Một lần nữa sinh viên được thực hành những kiến thức học được từ ghế nhà trường sẽ giúp hình thành những sản phẩm công nghiệp, được sử dụng, cầm tay lắp những cảm biến mà từ trước chỉ nằm trên trang giấy. Trong quá trình tiến hành không thể không gặp những khó khăn vấp phải, do đó kích thích sinh viên tư duy để tìm ra phƣơng án tối ưu và trao đổi thảo luận với thầy cô, bạn bè. Tuy nhiên do hạn chế về kinh nghiệm thực tế và thời gian thực hiện nên việc giải quyết đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Do đó rất mong sự chỉ bảo thêm của quý thầy cô cũng như những đóng góp của các bạn sinh viên. Xin chân thành cảm ơn! i
3. ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên: Trương Quí Tùng MSSV: 10111095 Họ và tên: Hoàng Mạnh Đạt MSSV: 10111012 Ngành: CƠ ĐIỆN TỬ Lớp: 101112 Giảng viên hướng dẫn: TS. Vũ Quang Huy ĐT: 091 874 89 24 Ngày nhận đề tài: 25/08/2015 Ngày nộp đề tài: 13/01/2016 1. Tên đề tài: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT NHÀ THÔNG MINH 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: 3. Nội dung thực hiện đề tài: 4. Sản phẩm: - Nghiên cứu tổng quan về nhà thông minh, Web server, Arduino và các cảm biến. - Thiết kế bộ điều khiển nhà thông minh. - Thiết kế hệ Web server giám sát nhà thông minh. - Mô hình nhà thông minh đáp ứng các yêu cầu đặt ra ban đầu. TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii
4. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Trương Quí Tùng MSSV: 10111095 Hoàng Mạnh Đạt MSSV: 10111012 Ngành: Cơ Điện Tử Tên đề tài: Hệ thống điều khiển và giám sát nhà thông minh Họ và tên Giáoviên hướng dẫn: TS. Vũ Quang Huy NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm20 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii
5. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: Trương Quí Tùng MSSV: 10111095 Hoàng Mạnh Đạt MSSV: 10111012 Ngành: Cơ Điện Tử Tên đề tài: Hệ thống điều khiển và giám sát nhà thông minh Họ và tên Giáo viên phản biện: Trần Thị Uyên Phương NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm20 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iv
6. LỜI CAM KẾT Tên đề tài: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT NHÀ THÔNG MINH GVHD: T.S VŨ QUANG HUY Họ và tên: TRƯƠNG QUÍ TÙNG MSSV: 10111095 HOÀNG MẠNH ĐẠT MSSV: 10111012 Số điện thoại liên lạc: 0996430446, 0932109528 Email: truongquitung@gmail.com, hmdat1009@gmail.com Lời cam kết: “Chúng em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là công trình do chính chúng em nghiên cứu và thực hiện. Chúng em không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Người thực hiện đề tài Trương Quí Tùng Hoàng Mạnh Đạt v
7. LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian học tập và nghiên cứu nhóm thực hiện đề tài đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp được giao. Em xin chân thành gửi lời cám ơn đến: Ban Giám Hiệu, Các cán bộ công nhân viên nhà trường đã giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập tại trường. Ban Chủ Nhiệm Khoa và các Thầy Cô trong Cơ Khí Chế Tạo Máy đã dạy em các kiến thức cơ bản và chuyên ngành. Các bạn cùng đồng hành với em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Đặc biệt xin gửi lời tri ân đến Thầy Vũ Quang Huy, người trực tiếp hướng dẫn đề tài đã hỗ trợ cho em rất nhiều về kiến thức, tài liệu và cơ sở vật chất để em có thể hoàn thành tốt đề tài. vi
8. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii LỜI CAM KẾT v LỜI CẢM ƠN vi CHƯƠNG I 1 DẪN NHẬP 1 1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 1 1.2 Hướng dẫn giải quyết vấn đề 1 1.3 Giới hạn của đề tài 2 1.4 Tóm tắt các chương 2 1.5 Ý nghĩa thực tiễn 3 CHƯƠNG II 4 CƠ SỞ LÝ LUẬN 4 2.1 Đối tượng nghiên cứu 4 2.2 Nội dung, phương tiện và phương án thực hiện 4 2.2.1 Nội dung 4 2.2.2 Phương tiện và phương án thực hiện 5 CHƯƠNG III 6 HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH 6 3.1 Tổng quan về nhà thông minh 6 3.1.1 Khái niệm nhà thông minh 6 3.1.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật của ngôi nhà thông minh 7 3.1.2.1 Chỉ tiêu về ánh sáng 7 3.1.2.2 Chỉ tiêu về thông gió 7 3.1.2.3 Chỉ tiêu về nhiệt độ 7 3.1.2.4 Chỉ tiêu về an toàn 7 3.2 Giới thiệu một số ngôi nhà thông minh trong thực tế 8 3.2.1 Ngôi nhà thông minh ở Việt Nam 8 3.2.2 Một số ngôi nhà thông minh trên thế giới 10 vii
9. 3.3 Các thành phần của một hệ thống nhà thông minh 13 3.4 Nguyên lí hoạt động 14 CHƯƠNG IV 16 TỔNG QUAN VỀ WEB SERVER 16 4.1 Giới thiệu Web server 16 4.2 Tầm quan trọng của Web server 18 4.3 Ứng dụng Web server vô mục đích giám sát 18 CHƯƠNG V 23 CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG 23 5.1 Arduino 23 5.1.1 Giới thiệu chung về Arduino 23 5.1.2 Giới thiệu board Arduino Mega 2560 R3 24 5.1.3 Tổ chức bộ nhớ 25 5.1.4 Nguồn cấp 25 5.1.5 Các cổng vào ra 26 5.1.6 Cổng giao tiếp 26 5.1.7 USB bảo vệ quá dòng 26 5.1.8 Giới thiệu về Arduino IDE và ngôn ngữ lập trình cho Arduino 27 5.2 LCD 16x2 33 5.3 CB phát hiện chuyển động HC-SR501 34 5.3.1 Thông tin chung: 34 5.3.2 Các tính năng và thông số kỹ thuật 34 5.3.3 Thông tin ống kính 35 5.3.4 Lưu ý khi sử dụng 35 5.4 CB phát hiện ngọn lửa 35 5.5 CB phát hiện khí gas 36 5.5.1 Giới thiệu 36 5.5.2 Sơ đồ mạch cảm biến MQ2 37 5.6 CB nhiệt độ - độ ẩm DHT11 38 5.7 CB phát hiện mưa mh-rd 39 5.8 Thẻ từ RFID – RC55 40 5.8.1 Giới thiệu về RFID 40 viii
10. 5.8.2 Nguyên lý hoạt động của RFID 41 5.8.3 Mạch RFID RC522 NFC 13.56mhz 42 5.9 Ethernet shield 44 5.9.1 Giới thiệu board Ethernet Shield v1.1 44 5.9.2 Kết nối broad Ethernet Shield v1.1 với Arduino Mega2560 R3 47 5.10 Các linh kiện khác 49 CHƯƠNG VI 52 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH 52 6.1 Thiết kế phần cứng mô hình 52 6.1.1 Sơ đồ ngôi nhà 52 6.1.2 Chức năng các khối 54 6.1.2.1 Khối nguồn 54 6.1.2.2 Khối cảm biến 55 6.1.2.3 Khối hiển thị LCD 55 6.1.2.4 Khối báo động 55 6.1.2.5 Khối động lực 56 6.1.2.6 Khối xử lý 57 6.2 Thiết kế phần mềm mô hình 58 CHƯƠNG VII 60 LƯU ĐỒ VÀ GIẢI THUẬT 60 7.1 Lưu đồ chương trình chính 60 7.2 Lưu đồ chương trình đọc mã vạch RFID 61 7.3 Lưu đồ cảm biến khí gas 62 7.4 Lưu đồ cảm biến mưa 62 7.5 Một số hình ảnh thực tế 63 CHƯƠNG VIII 64 KẾT LUẬN 64 8.1 Kết luận 64 8.2 Hướng phát triển đề tài 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 ix
11. CHƯƠNG I DẪN NHẬP 1.1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ vượt bậc của Khoa học kỹ thuật, vi điều khiển AVR và PIC ngày càng thông dụng hơn, nhưng có thể nói sự xuất hiện của Arduino 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 lập 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 cho nhu cầu ngày càng cao của con người trong đời sống. Hãy nghĩ về tất cả những gì mà một ngôi nhà thông minh có thể mang lại cho bạn như bật tắt đèn quạt hay các thiết bị điện khác chỉ với một nút nhấn và ở bất cứ đâu. Đèn sẽ tự động bật khi có người trong phòng và tự tắt khi không có ai nhằm tiết kiệm điện năng. Kiểm soát và giới hạn người ra vào căn nhà của bạn. Tự báo động và ngắt khi căn nhà của bạn gặp sự cố về điện, khí gas, hỏa hoạn. Tự động tưới nước cho vườn cây, tự động kéo dây phơi đồ khi trời có mưa Thật tuyệt vời khi căn nhà của bạn có thể giải quyết tất cả việc này? Và đó chính là tất cả mục đích của Nhà thông minh/ Tự động hóa. Xuất phát từ những thực tiễn nói trên, nhóm quyết định thực hiện đề tài: “Hệ thống điều khiển và giám sát nhà thông minh”. 1.2 Hướng dẫn giải quyết vấn đề Có nhiều hướng thiết kế bộ xử lý trung tâm để điều khiển ngôi nhà. Gồm có:  Dùng PIC.  Dùng Arduino. 1
12.  Dùng PLC.  Dùng các IC rời. 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 và quan trọng là Arduino có khả năng kết nối được với các module Internet, Android với giá thành vừa phải không quá cao như PLC. Và vì Arduino có kích thước nhỏ gọn phù hợp khi lắp đặt lên mô hình nên dùng Arduino là hợp lý nhất. 1.3 Giới hạn của đề tài Để thực thi một ngôi nhà thông minh hoàn chỉnh như nói trên là rất phức tạp và rất tốn kém. Để đáp ứng việc điều khiển toàn bộ các thiết bị này đòi hỏi phải có một lượng thời gian, kiến thức nhất định. Bên cạnh đó còn là vấn đề tài chính. Với lượng thời gian và kiến thức có hạn, trong đề tài này nhóm em thực hiện chỉ thực thi một phần của hệ thống hoàn chỉnh đó. Đó là xây dựng mô hình nhà thông minh với các khả năng sau:  Thiết kế hệ thống quản lý và hạn chế người ra vào căn nhà dựa trên thẻ từ RFID.  Thiết kế hệ thống báo động khi có người lạ đột nhập vào căn nhà.  Thiết kế Web server bằng module mở rộng của Arduino.  Bật tắt hệ thống đèn, cửa quạt qua Web server.  Hiển thị nhiệt độ - độ ẩm qua Web server.  Thiết kế hệ thống báo khí gas, báo cháy qua Web server.  Thiết kế hệ thống dây phơi đồ tự động thu vào khi phát hiện có mưa, và kéo ra khi hết mưa. 1.4 Tóm tắt các chương Chương 1: Dẫn nhập Chương 2 : Cơ sở lý luận Chương này trình bày về kế hoạch và ý tưởng thực hiện. Chương 3: Hệ thống nhà thông minh Trong chương này, ta tìm hiểu sơ bộ về các ngôi nhà thông minh trên thế giới và cách hoạt động của nhà thông minh. 2
13. Chương 4: Tổng quan về Web server Chương 5: Các linh kiện sử dụng Chương 6: Thiết kế và thi công mô hình Chương này trình bày các thiết kế chi tiết, nguyên lý hoạt động của mạch điện, cũng như kết quả thu được. Chương 7: Lưu đồ và giải thuật Chương 8: Kết luận Chương này nêu những ưu và khuyết của đề tài, khẳng định những đóng góp của đề tài vào thực tiễn. Đồng thời cũng đưa ra các đề nghị hướng phát triển cho đề tài. 1.5 Ý nghĩa thực tiễn Thiết kế mạch điều khiển thiết bị - báo động từ xa qua Web server giúp người nghiên cứu có cái nhìn trực quan hơn với những kiến thức đã tiếp nhận, từ đó nâng cao thêm hiệu quả nghiên cứu. Mạch điều khiển thiết bị - báo động được thiết kế từ vi điều khiển cùng với một số IC khác nên giá thành tương đối thấp, giúp tiết kiệm được chi phí. Hệ thống có thể được ứng dụng ở nhà riêng, cơ quan xí nghiệp trường học và đặc biệt tại những nơi nguy hiểm giúp chúng ta có thể điều khiển các thiết bị theo ý muốn, đồng thời mạch còn có chức năng báo động từ xa qua web server giúp người điều khiển kiểm soát được thiết bị và đề phòng cháy, trộm xảy ra. 3
14. CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 Đối tượng nghiên cứu Đề tài hướng tới một phương thức điều khiển tự động có sự kết hợp của nhiều lĩnh vực liên quan như: Web server, vi mạch điện tử Do đó, để tạo ta được một sản phẩm hoàn thiện theo mục đích đặt ra của đề tài thì người thực hiện cần phải tập trung nghiên cứu chủ yếu đến đối tượng: Vi mạch điện tử: là một đối tượng giữ vai trò trung tâm trong việc liên kết và xử lý tín hiệu từ các đối tượng khác. Trong đề tài có một board mạch chính là Arduino, broad này được thiết kế và thi công từ các linh kiện điện tử đã có sẵn ngoài thị trường như: điện trở, tụ điện, các IC số với sự điều khiển trung tâm là vi điều khiển. Board này khi nhận tín hiệu từ cảm biến sẽ điều khiển nhiệm vụ được lập trình từ trước. Đối với hệ thống báo cháy, báo trộm khi nhận được tín hiệu từ cảm biến, board này sẽ điều khiển phát câu thông báo được ghi sẵn trong câu lệnh. Web server đóng vai trò kết nối người dùng với các thiết bị trong nhà. Nó chứa đựng các thông tin mà người dùng muốn board truyền tải về và để người dùng ra lệnh cho các thiết bị ngoại vi làm việc. 2.2 Nội dung, phương tiện và phương án thực hiện 2.2.1 Nội dung Từ những lập luận trên, nhóm thực hiện tiến hành thi công đồ án với những nội dung như sau: Phần viết báo cáo gồm các nội dung chính:  Mô hình, sơ đồ khối và phương án thiết kế.  Lý thuyết thiết kế.  Thiết kế phần cứng.  Thiết kế phần mềm.  Tóm tắt – Kết luận – Đề nghị và hướng phát triển đề tài. 4
15. Phần thi công mô hình và mạch điện gồm:  Chế tạo mô hình nhà thông minh.  Thi công lắp đặt mạch điện và các cảm biến trong đồ án. 2.2.2 Phương tiện và phương án thực hiện Nhóm thực hiện đồ án và tiến hành công việc theo các giai đoạn như sau:  Giai đoạn 1: Tìm hiểu về hệ thống báo cháy, báo trộm, đóng mở cửa tự động. Công nghệ thẻ từ RFID. Đo và hiển thị nhiệt độ - độ ẩm – áp suất rồi đưa ra mô hình dự kiến về thiết bị điều khiển và giám sát ngôi nhà thông minh. Từ đó lựa chọn ra kiểu mẫu phù hợp nhất với khả năng để thực hiện. Sau đó trình lên giáo viên hướng dẫn duyệt.  Giai đoạn 2: Sau khi đưa ra được mô hình dự kiến, được giáo viên hướng dẫn đồng ý, nhóm tiến hành thực hiện từng phần của mô hình đó: 1. Thiết kế mô hình nhà thông minh. 2. Thi công mạch điện, lắp đặt các cảm biến lên mô hình nhà thông minh. 3. Viết chương trình cho vi điều khiển. 4. Tạo web server, viết giao diện để kết nối người dung với các thiết bị.  Giai đoạn 3: Chạy thử nghiệm và viết báo cáo.  Giai đoạn 4: Khắc phục lỗi hoàn thiện mô hình và báo cáo với thầy hướng dẫn về những kết quả của đề tài. 5
16. CHƯƠNG III HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH 3.1 Tổng quan về nhà thông minh 3.1.1 Khái niệm nhà thông minh Ngôi nhà thông minh là ngôi nhà có các điều kiện kỹ thuật đảm bảo cuộc sống tốt nhất của con người, được tự động bảo đảm các chỉ tiêu kỹ thuật theo mong muốn của người sử dụng. Ngôi nhà thông minh khác với ngô nhà bình thường ở chỗ nó là một quá trình tích hợp của các hệ thống như hệ thống điều khiển và giám sát môi trường: hệ thống điều khiển đảm bảo nhiệt độ, hệ thống đảm bảo ánh sáng, mạch đóng ngắt, điều khiển cửa ra vào, giám sát cảnh báo cháy thành một hệ thống mạng thống nhất. Hình 1 - Nhà thông minh đang ngày càng than thiện hơn với người dùng Albert Einstein chỉ dùng 1 tủ quần áo rất bé để bớt phí thời gian nghĩ về việc mình phải mặc gì. Đơn giản hóa cuộc sống giúp ông có thêm thời gian và năng lượng để tập trung cho công việc của mình. Tự động hóa nhà cửa cũng đi theo hướng đó. Nó đơn giản hóa cuộc sống cho bạn bằng cách chuyển những việc nhàm chán, lặp lại từ tay bạn sang cho hệ thống điều khiển của chính ngôi nhà ấy. Với một ngôi nhà “thông minh” hơn, bạn có thể tập trung sức lực và thời gian cho những người, những việc có ý nghĩa với mình hơn. 6
17. Nhiệm vụ của ngôi nhà thông minh:  Đóng mở cửa tự động khi có người ra vào.  Bật đèn khi có người sử dụng hoặc tắt đèn khi không ai sử dụng.  Tự động phát hiện ra đám cháy một cách nhanh chóng, chính xác và kịp thời trong vùng hệ thống đang bảo vệ, tự động phát ra các tín hiệu báo động, chỉ thị và ra các tín hiệu điều khiển các thiết bị ngoại vi của hệ thống báo cháy tự động nhằm thực hiện một nhiệm vụ cụ thể như thông báo cho chủ nhà.  Điều chỉnh nhiệt độ trong phòng theo mức đã được đặt trước bởi chủ nhà v.v 3.1.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật của ngôi nhà thông minh 3.1.2.1 Chỉ tiêu về ánh sáng Đảm bảo ánh sáng theo yêu cầu sử dụng như chất lượng ánh sáng và tiết kiệm điện, ánh sáng tại mỗi nơi đều như nhau, không để chỗ quá sáng chỗ quá tối. Ánh sáng có thể được tắt mở thông qua hệ thống tự động điều khiển hoặc điều khiển từ xa. Ngoài ra thiết bị ánh sáng cần được kết nối với một số thiết bị trong nhà như: thiết bị báo trộm, báo cháy. 3.1.2.2 Chỉ tiêu về thông gió Đảm bảo lượng gió vừa đủ, tốc độ gió phù hợp với yêu cầu chung. Ngoài ra lượng gió và tốc độ gió có thể được thay đổi tùy theo yêu cầu của người sử dụng. Hệ thống tự động nhận biết nhiệt độ trong nhà điều chỉnh phù hợp với khí hậu từng môi trường, tránh tình trạng khi ra vào nhà với 2 nhiệt độ khác xa nhau, gây bệnh cho người. 3.1.2.3 Chỉ tiêu về nhiệt độ Nhiệt độ trong nhà cũng có thể thay đổi được tùy theo sở thích của mỗi người thông qua hệ thống điều khiển từ xa. Phải có thiết bị cảnh báo và phòng chống khi nhiệt độ quá cao, như thiết bị báo cháy, còi báo động. 3.1.2.4 Chỉ tiêu về an toàn Cần đảm bảo việc phát hiện và cảnh báo khi có người lạ xâm nhập, như phát qua còi báo động, bật đèn, tự động liên hệ với chủ nhà, tự động đóng kín các cửa ra vào. Cần đảm bảo an toàn về độ bền, tùy theo từng vùng mà cảnh báo về độ bền của ngôi nhà khi có bão hoặc gặp hỏa hạn. 7
18. 3.2 Giới thiệu một số ngôi nhà thông minh trong thực tế 3.2.1 Ngôi nhà thông minh ở Việt Nam Ông Nguyễn Tử Quảng, Tổng giám đốc công ty Bkis, chia sẻ cách đây nhiều năm, khi đọc thông tin về biệt thự công nghệ cao với khả năng tự điều chỉnh âm thanh, ánh sáng theo ý thích của tỷ phú Bill Gates, ông đã mong muốn có thể trang bị khả năng tự động cho các căn nhà bằng công nghệ do chính Việt Nam sản xuất. Trong triển lãm thành tựu kinh tế - xã hội Việt Nam và Thăng Long – Hà Nội 2010, diễn ra từ ngày 1/10 đến 6/10 tại trung tâm triển lãm Giảng Võ – Hà Nội, Bkav đã giới thiệu Hệ thống nhà thông minh SmartHome. Đây là một trong những công trình công nghệ cao hoàn toàn do các kỹ sư và chuyên gia của Công ty đầu tư phát triển công nghệ ngôi nhà thông minh Bkav SmartHome (công ty thành viên của Bkav) nghiên cứu và sản xuất. Hình 2 - Sản phẩm SmartHome của Bkav SmartHome kết nối sản phẩm điện tử gia dụng thành mạng thiết bị và hoạt động theo các kịch bản khác nhau nhằm tạo môi trường sống tiện nghi, an toàn và tiết kiệm năng lượng. Chẳng hạn, khi có người bước vào nhà, hệ thống đèn sẽ tự bật nhờ thiết bị cảm biến hồng ngoại. Đèn chiếu sáng còn có thể điều chỉnh ánh sáng, màu sắc theo sở thích của chủ nhân. Khi thiết bị chiếu phim hoạt động, hệ thống đèn tự động giảm độ sáng, rèm cửa cũng tự động khép lại tạo không khí của một phòng chiếu phim. 8
19. Hình 3 - Kịch bản ngữ cảnh thông minh là ưu điểm nổi trội của SmartHome Ngoải ra, ngôi nhà thông minh của Bkav SmartHome còn được trang bị hệ thống kiểm soát môi trường, cảnh báo an ninh (kiểm soát các nguy cơ cháy, nổ hay bị xâm nhập trái phép), giải trí đa phương tiện Multimedia (quản lý thư viện âm nhạc, phim, ảnh của chủ nhà). Để điều khiển các thiết bị điện tử gia dụng, người dùng có thể tương tác trên giao diện cảm ứng của máy tính bảng (tablet) được đặt ở các vị trí thuận tiện trong nhà hoặc điện thoại di động 3G. Hình 4 - Màn hình tương tác của SmartHome Tùy theo nhu cầu, người sử dụng có thể cấu hình hệ thống hoạt động theo những kịch bản bất kỳ như lập trình hẹn giờ tắt đèn khi đi ngủ, đổ thức ăn vào bể cá khi vắng nhà, hoặc nếu quên tắt TV, bếp gas , khi tới công sở, họ có thể gửi tin nhắn qua điện thoại di động để điều khiển thiết bị từ xa. Ông Quảng khẳng định “nhà thông minh” không còn là 9
20. khái niệm xa vời, đắt đỏ. Tùy theo mức độ sử dụng mà mức giá của SmartHome sẽ dao động từ vài triệu đến vài trăm triệu đồng. 3.2.2 Một số ngôi nhà thông minh trên thế giới Biệt thự Lakefront ở Texas Hình 5 - Biệt thự Lakefront ở Texas Ngôi biệt thự này có 6 phòng ngủ và một căn phòng rất đặc biệt. Phòng này có trần nhà dạng hình vòm với hàng ngàn ngôi sao lấp lánh, thậm chí thỉnh thoảng còn xảy ra hiện tượng sao băng xoẹt qua bầu trời. Trong căn phòng có 8 chiếc ghế tựa, các bức tường được sơn cầu kỳ mô tả hình ảnh toàn cảnh của thành phố lãng mạn, mơ mộng Florence, Italy. Căn phòng đặc biệt này còn được gọi là phòng truyền thông (media), với bộ máy chiếu video Sony, màn hình 147 inch, hệ thống loa Super THX âm thanh vòm 7.1, 4 thiết bị thu vệ tinh DSS và nhiều thiết bị công nghệ khác. Hệ thống điện tử đầy chất nghệ thuật của ngôi nhà này bao gồm điều khiển từ xa mức độ ánh sáng/bóng râm, hệ thống đèn điện và các thiết bị tiện nghi khác, cũng như tích hợp hệ thống dây điện cho thiết bị nghe nhìn, TV màn hình phẳng và Internet tốc độ cao. Ngôi nhà còn có 8 lò sưởi, một thác nước và một hồ/spa nước mặn. Biệt thự Oceanfront ở California 10
21. Hình 6 - Biệt thự Oceanfront ở California Nằm ở Pacific Ocean cách khoảng 60 dặm về phía đông nam của Los Angeles và 10 dặm về phái đông của đảo Catalina, ngôi biệt thự kiểu Tuscan (Italy) có hệ thống điều khiển từ xa đèn, rèm, nghe/nhìn và nhiều thiết bị khác. Hệ thống điều khiển Crestron chuyên "phụ trách" mẫu TV màn hình phẳng tích hợp 60 inch và hệ thống âm thanh vòm trong căn phòng lớn của ngôi nhà, cũng như hai chiếc TV màn hình phẳng và một màn hình băng giấy trong "phòng thể thao". Chủ nhà cũng có thể điều khiển hệ thống bảo mật video từ xa, cũng như hệ thống audio với loa tích hợp sẵn bên trong và bên ngoài của ngôi nhà có 6 phòng ngủ này. Nhưng đặc điểm hiện đại nhất của ngôi nhà là khu nhà hát tại gia, với màn chiếu video chuyên nghiệp, màn hình 160 inch và 11 ghế tựa thoải mái. Tọa lạc tại vùng đất bên cạnh sân golf và khu nghỉ dưỡng năm saoRitz-Carlton, ngôi biệt thự có 10 phòng tắm, bốn lò sưởi, hai nhà để xe, hai phòng giặt và một hầm rượu vang chứa 1500 chai rượu. Biệt thự tháp Clock ở Brooklyn, New York 11
22. S K L 0 0 2 1 5 4