Đồ án Hệ thống nhúng đề tài thiết kế nhà thông minh điều khiển qua Home assistant

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
KHOA ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG NHÚNG

ĐỀ TÀI :
ỨNG DỤNG CẢM BIẾN RUNG VÀO
HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TH.S ĐỖ DUY CỐP
SINH VIÊN THỰC HIỆN: LÊ THỊ THANH HẰNG
MSSV: K195520207015
SINH VIÊN THỰC HIỆN: ĐỖ VĂN HÙNG
MSSV: K1955202070
LỚP : K55DVT.01

1


-- Thái Nguyên, Ngày 30 tháng 11 năm 2022 --

TRƯỜNG ĐH KTCN
KHOA ĐIỆN TỬ
BỘ MƠN TIN HỌC CN

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
--------o0o---------

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Sinh viên:

Thành viên số 1:
- Họ tên: Lê Thị Thanh Hằng
- MSSV:K195520207015
Thành viên số 2 (Nếu có):
- Họ tên: Đỗ Văn Hùng
- Mã SV: K1955202070
Lớp: 55DVT.01
Ngành: Điện tử viễn thông
Giáo viên hướng dẫn: Th.s…Đỗ Duy Cốp
Ngày giao đề tài: ……………..

Ngày hoàn thành: ………………

1. Tên đề tài: Ứng dụng cảm biến rung vào hệ thống nhà thơng minh
2. Nội dung thuyết minh tính tốn:
- Các chức năng chính của sản phẩm đồ án:
- Thiết kế hệ thống:
o Module phần cứng: (Các linh kiện chính)
o Phần mềm: (Các tính năng chính của phần mềm)
3. Báo cáo, chương trình:
Sinh viên được yêu cầu nộp các nội dung sau:
- Báo cáo bản word + slide powerpoint
- Mã nguồn chương trình hoặc phần mềm
- Sơ đồ nguyên lý mạch
- Video Demo
- Sản phẩm demo (nếu khơng có điểm tối đa là B)
Thông qua phần
Thông qua phần
Thông qua phần
Phân tích bài tốn

Thiết kế hệ thống
Demo
2

Đồng ý cho bảo vệ


TRƯỞNG BỘ MÔN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
PHIẾU THÔNG QUA ĐỒ ÁN

Ngày

(Thực hiện theo lịch của GVHD)
Nội dung đã thực hiện và cần chuẩn bị cho lần
thông qua tiếp theo
-

3

GVHD ký


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Thái Nguyên, ngày….tháng…..năm 2022
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký ghi rõ họ tên)

4


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

Thái Nguyên, ngày….tháng…..năm 2022
GIẢNG VIÊN CHẤM
(Ký ghi rõ họ tên)

5


MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU..............................................................................................................7

CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT VÀ XÁC ĐỊNH YÊU CẦU.............................................8
1.1. Thực trạng .........................................................................................................8
1.2 Yêu cầu công nghệ của hệ thống công tơ điện tử thông minh.......................10
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG..................................................................12
2.1 Giới thiệu về Home Assistant...........................................................................12
2.2. Giao thức MQTT.............................................................................................26
2.2.1 MQTT – Add-on Mosquitto broker..........................................................30
2.2.2 Tìm hiểu tự động hóa Automation trong Home Assistant.......................37
2.3 Hướng dẫn sử dụng ESPHome trên Home Assistant để điều khiển thiết bị
ESP8266..................................................................................................................40
2.4 Chọn linh kiện...................................................................................................44
2.4.1 Công tơ điện tử...........................................................................................44
2.4.2 UART PZEM004T.....................................................................................48
2.4.3 Module Esp8266.........................................................................................50
2.4.4 LCD 20x4....................................................................................................54
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG.............................................................56
3.1. Sơ đồ nguyên lý................................................................................................56
3.2 Chương trình phần mềm giao tiếp..................................................................56
3.3 Dùng mạch Pzem-004T v3 làm cơng tơ điện tử, tích hợp vào Home Assistant
.................................................................................................................................. 60
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN.........................................................................................61
4.1 Các kết quả đạt được........................................................................................61
4.1.1 Hồn thành mơ hình đề tài........................................................................61
6


4.2. Hướng phát triển của đề tài............................................................................62
Tài liệu tham khảo:................................................................................................63

7

DANH MỤC HÌNH ẢNH

8


LỜI CẢM ƠN!
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện Tử đã dạy bảo,
truyền đạt kiến thức cho chúng em trong suốt quá trình học tập, các thầy cô đã giúp đỡ
và tạo điều kiện cho chúng em trong quá trình thực hiện Đồ án. Đặc biệt, chúng em xin
gửi lời chân thành cảm ơn đến thầy giáo Th.s Đỗ Duy Cốp – Giảng viên trường Đại
Học Kỹ Thuật Công Nghiệp đã trực tiếp hỗ trợ, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và bổ
sung kiến thức cho chúng em trong quá trình thực hiện và hồn thiện đồ án này.Trong
q trình thực hiện đồ án khơng tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được sự góp ý của
thầy cơ và các bạn.

9


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, khi khoa học công nghệ phát triển một cách mạnh mẽ, việc ứng dụng
các thiết bị điện tử vào đời sống cũng ngày càng phổ biến hơn, nhất là với thời đại mà
các hệ thống nhúng đang lên ngôi. Từ những ứng dụng đơn như đồng hồ kĩ thuật số,
máy nghe nhạc…đến những ứng dụng cho xã hội như đèn giao thơng, bộ kiểm sốt
trong nhà máy, cửa tự động…cho đến những ứng dụng mang tính quy mô, tầm cỡ như
robot, phi thuyền không người lái, kiểm soát nhà máy hạt nhân….
Với những kiến thức đã được học và tìm hiểu từ trường học và khoa học cơng
nghệ của cuộc sống hiện đại, em cũng có mong muốn góp thêm phần nào sự phát triển
xã hội bằng cách học hỏi và đưa ra những sản phẩm có ích cho cuộc sống. Với mục

đích giới thiệu một sản phẩm nhỏ của hệ thống nhúng. Đó là “ Ứng dụng cảm biến
rung vào hệ thống nhà thông minh ”.Hệ thống này cho phép người dùng điều khiển
thiết bị bằng giọng nói hoặc điều khiển qua ứng dụng Home Assistant. Do điều kiện về
thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đề tài của chúng em chỉ dừng lại ở mức nghiên
cứu, thiết kế và mô phỏng bằng mơ hình. Trong thời gian thực hiện đồ án, chúng em
đã tham khảo ý kiến của giảng viên hướng dẫn, tìm hiểu tài liệu và sự hỗ trợ góp ý từ
giảng viên cũng như bạn bè và các anh chị đi trước. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn
chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót, chúng em rất mong nhận được sự góp ý của q
thầy cơ và các bạn để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn, và tạo lập cho chúng
em có một cơ sở nhìn nhận về khả năng, kiến thức, từ đó có hướng phấn đấu tốt hơn
cho các đồ án tiếp theo.

10


CHƯƠNG I: KHẢO SÁT VÀ XÁC ĐỊNH YÊU CẦU
1.1. Thực trạng .
Nhà thông minh hiện đang là xu hướng công nghệ của kỷ nguyên Internet kết
nối vạn vật (IoT). Theo các chuyên gia dự đoán đây chắc chắn là xu hướng tất yếu của
tương lai. Mặc dù hiện nay nhà thơng minh được nhìn nhận là mang đến nhiều tính
năng và tiện ích ấn tượng, song thách thức và sự phát triển trong tương lai của xu
hướng nhà thông minh vẫn hiện hữu và được nhiều người dùng quan tâm chú ý.

Hình 1: Smart home

Trước đây bạn chỉ thấy nhà thơng minh trên phim ảnh hoặc trong trí tưởng
tượng. Nhưng hiện nay các giải pháp công nghệ internet kết nối vạn vật - IoT đã và
đang được nghiên cứu và triển khai rộng rãi, hướng tới kết nối toàn diện các thiết bị
thông minh qua internet. Các ứng dụng IoT đang ngày càng phổ biến và xuất hiện
thường xuyên ở cả những hoạt động hàng ngày của người dân. Đây là là tiền đề cho sự

ra đời của nhà thông minh - Smarthome, kết hợp trí tuệ nhân tạo AI vào quản lý và vận
hành nhà ở để hướng tới sự tiện nghi, chăm sóc sức khỏe, an ninh, an tồn và tiết kiệm
năng lượng cho người dùng.
Các hãng cơng nghệ đã ngày càng chú trọng tới việc cung cấp các thiết bị thơng minh
có khả năng tích hợp. Các hệ thống trong ngơi nhà thơng minh nhờ đó khơng còn là
thứ xa xỉ của người thu nhập cao mà dần phổ biến trong tầng lớp bình dân với ưu điểm
về tính kết nối và dễ sử dụng. Về tính kết nối, các thiết bị trong nhà thông minh đang
bắt đầu giao tiếp với nhau, hoạt động như một nhóm thay vì các thiết bị riêng lẻ. Về
tính dễ sử dụng, bạn không cần phải hiểu biết về công nghệ mà vẫn có thể sử dụng
11


điện thoại thông minh kết nối wifi với ổ cắm thông minh cho phép điều khiển các thiết
bị điện theo một kịch bản nào đó.
Khoảng 10 năm trước, Việt Nam bắt đầu xuất hiện smarthome qua sự cung cấp các
thiết bị nhỏ lẻ cho nhà ở. Và sau đó hàng loạt doanh nghiệp Việt cũng gia nhập thị
trường như Lumi Smarthome, Acis, Rạng Đông, Điện Quang, Việt Tiệp… với ưu thế
của một số doanh nghiệp là chuyển từ cung cấp sản phẩm, dịch vụ truyền thống có ứng
dụng cơng nghệ và tích hợp thành giải pháp smart home. Bên cạnh đó, là nhóm các
doanh nghiệp tự xây dựng hệ thống smarthome cho hệ sinh thái của mình, sau đó kinh
doanh mảng dịch vụ này.
Tại Việt Nam, xu hướng nhà thông minh cũng đang dần trở nên phổ biến trong các
công trình kiến trúc hiện đại. Bằng chứng là các tập đồn cơng nghệ lớn ra đời và đã
ký hợp tác đưa giải pháp Nhà thông minh vào khu đô thị cao cấp. Nhiều căn hộ cá
nhân đơn lẻ cũng có nhu cầu lắp đặt các thiết bị công nghệ nhà thông minh để phục vụ
nhu cầu cuộc sống hằng ngày. Để được gọi là hệ thống nhà thông minh, không thể đơn
lẻ một thiết bị, một vi xử lý hay một cảm biến, mà đó là sự kết hợp hài hòa giữa các
khối với nhau. Cảm biến sẽ thu thập dữ liệu từ bên ngồi, sau dó sẽ gửi về vi xử lý để
phân tích dữ liệu.
Bất cứ một tác động lực nào lên một vật đang đứng yên đều tạo ra các rung động theo

mức độ từ nhẹ đến mạnh. Và cảm biến rung cũng hoạt động theo nguyên lý đó. Sử
dụng cảm biến gia tốc với độ chính xác cao. Khi phát hiện ra các rung động từ bất
thường từ vật thể mà cảm biến được liên kết. Thiết bị sẽ phát tín hiệu đến bộ điều
khiển trung tâm. Từ đó phát tín hiệu báo động và đồng thời gửi thông báo đẩy lên điện
thoại của người dùng. Giúp người dùng có thể kiểm sốt ngơi nhà của mình dù ở bất
cứ nơi đâu

Với những kiến thức đã học qua môn “ Hệ thống nhúng ”, chúng em xin được
phép trình bày nghiên cứu và kết quả đồ án môn học với đề tài “Ứng dụng cảm biến
vào hệ thống nhà thông minh”

1.2 Yêu cầu công nghệ của hệ thống nhà thơng minh
*Tính tự động
Do u cầu ngày càng cao của sản xuất công nghiệp, sự phát triển khoa học kĩ
thuật, các thiết bị máy móc ngày càng hiện đại nên tính tự động của hệ thống của một
hệ thống “cơng tơ điện tử” thơng minh nói riêng và các máy móc khác nói chung là vơ

12


cùng cần thiết và quan trọng. Tính tự động dễ dàng điều khiển và theo dõi, hạn chế tối
đa can thiệp của con người.
*Tính thơng minh
Với sự phát triển của công nghệ IoT, các thiết bị tự động thông minh ngày nay đa
phần đều được kết nối với mạng Internet nhằm giúp người sử dụng có thể giám sát và
điều khiển các thiết bị tự động từ xa.
*Tính đơn giản
Tiếp đến một trong những tiêu chuẩn mà bất kỳ hộ gia đình,cơ quan, cơng ty, …
nào cũng phải xem xét đó là tính đơn giản của hệ thống. Tính đơn giản đảm bảo người
dùng có thể dễ dàng sử dụng, dễ dàng thao tác, vận hành, lắp đặt, bảo trì, bảo dưỡng,

sửa chữa dễ dàng khi có sự cố.
*. Tính thẩm mỹ
Khi xã hội ngày càng văn minh hiện đại thì con người cũng địi hỏi tính thẩm mỹ
cao do vậy các sản phẩm phục vụ nhu cầu của con người cũng phải đa dạng phong phú
và mang tính năng mỹ quan, hình thức mẫu mã bắt mắt đồng thời cũng cần phải có độ
bền và độ chắc chắn cao, hoạt động trơn tru, ít xảy ra sự cố.
*. Tính thuận tiện
Ngày nay tính thuận tiện trong các sản phẩm cũng là một tiêu chí để người dùng lựa
chọn. Yêu cầu tính thuận tiện có trong hầu hết các khâu từ lắp rắp, vận hành đến đến
khâu bảo trì, sửa chữa để không mất nhiều thời gian, tiết kiệm chi phí, cơng sức.

*Ưu điểm của hệ thống:
-Kết nối giao tiếp đơn giản
-Tốc độ truyền khá nhanh
-Dễ dàng theo dõi từ xa
-Số liệu ít sai xót và khá tương đối.

13


CHƯƠNG II: XÂY DỰNG HỆ THỐNG.
2.1 Giới thiệu về Home Assistant
Nhà thơng minh là hệ thống có thể điều khiển được các thiết bị điện thông minh
trên điện thoại, máy tính. Và để làm được điều đó thì cần có một mã nguồn, nền
tảng. Và Home Assistant là phần mềm điều khiển nhà thơng minh mã nguồn mở.
Nó có thể đảm bảo được quyền riêng tư của người dùng và hồn tồn miễn phí khi
sử dụng.
Home Assistant cịn được gọi là “HA” hay “HASS” là một nền tảng quản lý nhà
thơng minh được lập trình bằng ngơn ngữ Python. Nó có thể chạy trên mọi nền
tảng hệ điều hành và quản lý ngôi nhà thông minh qua giao diện web hay qua app

trên smartphone.
Home Assistant có 2 phiên bản. Phiên bản “Home Assistant” hay “Home Assistant
Core” là thành phần cốt lõi nhất, có thể cài đặt lên bất kỳ nền tảng hệ điều hành
nào giống như một phần mềm máy tính.
Là phần mềm mã nguồn mở, Home Assistant tương thích với hầu hết mọi thiết bị
nhà thông minh. Cho phép bạn kết nối các thiết bị, dữ liệu lại với nhau. Sau đó bạn
có thể cấu hình để các thiết bị làm việc theo nhu cầu, lệnh của bạn. Nó tương tự
như IFTTT (if this then that – Nếu…thì…- cơng cụ để tự động hóa các thao tác).
Nếu có chuyển động thì đèn sáng

Hình 2.1 Giới thiệu giao diện phần mềm Home Assistant

14


*Một số đặc điểm của Home assistant
Giống như hầu hết các hệ thống tự động, Home Assistant cung cấp bản client trên
điện thoại và máy tính để điều khiển các thiết bị nhà thơng minh từ xa. Nó khác với
hầu hết các sản phẩm thương mại là khơng có thiết bị trung tâm nên khơng có radio
tích hợp sẵn. Bạn có thể thêm radio mình muốn bằng cách sử dụng USB.
Home Assistant cũng khơng có các thành phần điện tốn đám mây. Schoutsen lập
luận rằng, loại bỏ những thành phần này sẽ giúp tăng cường an ninh, bảo mật, riêng tư
và tính ổn định cao hơn.

Hình 2.1.1 Paulus Schoutsen thuyết trình về tự động hóa nhà tại Openlo
Simmit
Vì Home Assistant khơng hồn tồn khác biệt so với các framework IoT khác nên
nó dễ dàng kết nối với nhiều nền tảng khác nhau từ Nest đến Arduino hay Kodi.
Có một điểm mạnh của Home Assistant do Python mang tới đó là: Việc mở rộng hệ
thống rất dễ dàng. Python là ngôn ngữ năng động, nó cho phép tạo ra sự linh hoạt mà

những nhà lập trình Java ln thèm khát. Với Python thật dễ dàng để kiểm tra và tạo
các mẫu thử cho từng phần mới trên bản cài đặt hiện có mà khơng bị ảnh hưởng vĩnh
viễn đến các thành phần khác. Đặc biệt là với phiên bản Python mới mà MicroPython
vừa đưa ra dành cho các hệ thống nhúng, như Arduino và ESP8266 thì khả năng nó sẽ
trở thành ngôn ngữ chung cho tất cả các mức độ IoT, từ cảm biến đến tự động hóa để
tích hợp với các dịch vụ của bên thứ ba.
Home Assistant là một chương trình dựa trên sự kiện, kết hợp máy trạng thái theo
dõi thực thể - tất cả các thiết bị được chọn và người bạn muốn theo dõi. Mỗi thực thể
có một định danh, điều kiện trạng thái và các thuộc tính. Thuộc tính là các mơ tả của

15


trạng thái, chẳng hạn như màu sắc, mức độ sáng trên bóng đèn thơng minh Philips
Hue.
Ví dụ, để tích hợp Philips Hue vào hệ thống, bạn cần sử dụng thành phần ánh sáng,
có thể bật đèn và biết cách đọc trạng thái của đèn (bật hoặc tắt). Home Assistant cung
cấp các thành phần cho mọi thiết bị, dịch vụ được hỗ trợ, hay truy cập dễ dàng vào các
nhóm thành phần như ánh sáng, nhiệt, công tắc, cửa garage. Quá trình thiết lập cũng
dễ dàng nhờ khả năng phát hiện các thành phần và quét mạng. Nếu có một thiết bị
được hỗ trợ, thì việc thiết lập nó gần như là một quá trình tự động.
*Chức năng của Home assistant
Khi bạn quyết định lắp đặt hệ thống nhà thông minh, chắc bạn cũng biết có rất
nhiều hãng sản xuất các thiết bị thông minh. Xiaomi sản xuất rất nhiều thiết bị, đầy đủ
tính năng, giá rẻ mà hoạt động bền bỉ, hay Broadlink với những thiết bị thông minh
điều khiển thay thế cho remote tivi, máy lạnh, quạt… rất hữu ích và chi phí cực tốt.
Khơng chỉ riêng gì 2 hãng trên, còn các hãng nổi tiếng như Google, Apple với những
thiết bị thông minh hiện đại, tiên tiến. Nhưng có một hạn chế là các thiết bị của các
hãng này khơng liên kết với nhau. Mỗi hãng có một phần mềm riêng. Ví dụ như
Xiaomi có Mi Home, Broadlink có IHC…điều này dẫn đến khơng thể tương tác qua

lại thiết bị giữa các hãng.
Home Assistant giúp kết nối thiết bị của các hãng lại với nhau để dễ dàng quản lý
một cách thống nhất. Home Assistant đã có thể kết nối hơn 1500 thiết bị của hàng trăm
hãng cũng cấp thiết bị lại với nhau, bạn có thể tham khảo thêm tại
đây: />Ngồi ra, Home Assistant cịn có thể mở rộng chức năng một cách dễ dàng, hay tạo
ngữ cảnh cực kỳ thuận tiện và có thể tương tác với tất cả các hãng với nhau

*Home assistant và Hass.io
Home Assistant còn được gọi là “HA” hay “HASS” nhiều người hay nhầm với
Hass.io. Vậy nó có khác nhau khơng. Câu trả lời là CÓ
Home Assistant là một mã nguồn mở để quản lý hệ thống. Cịn Hass.io khơng phải
một hệ thống hồn chỉnh, nói nơm na nó giống như một các mơ đun hơn, nó được cài
16


đặt và nằm trong Home Assistant, có nhiệm vụ giúp bạn quản lý các chức năng của hệ
thống hay cài đặt thêm chức năng cho Home Assistant chỉ với 1,2 cú click chuột

Hình 2.1.2 Giao diện chính của Home Assistant
* Ứng dụng của Home assistant trong nhà thông minh
 Giám sát
Home Assistant sẽ theo dõi và giám sát tất cả các thiết bị điện thông minh trong nhà
bạn. Miễn sao các thiết bị đó nằm trong danh sách được Home Assistant hỗ trợ.
Hiện nay, nền tảng này đã hỗ trợ hơn 1500 thiết bị từ các hãng chuyên sản xuất thiết
bị thông minh như: Nest, IFTTT, Google, Hue, MQTT, Wemo, KODI, Plex, IKEA,
vera, Arduino, Adobe, Amazon, Apple, Asus, Cisco, D-Link, Facebook, Huawei, LG,
Microsoft,… Trong số đó có những cái tên rất nổi tiếng như Amazon Echo, Facebook
Messenger, Google Cast, Google Assistant, phần mềm xem video MPC-HC, Kodi, tivi
Netcast của LG, smartTV của Apple, smart TV của Samsung, hệ thống đèn thơng minh
Philips Hue Light, hệ thống khóa cửa của Adobe, MQTT, Vera, Tesla,…

Bạn có thể tìm thấy danh sách đầy đủ những thiết bị này trên trang chủ của nền tảng.
 Điều khiển
17


Khi kết nối các thiết bị với nhau, Home Assistant giúp bạn điều khiển các thiết bị
thông minh trong nhà trên điện thoại hoặc máy tính một cách nhanh chóng và dễ dàng.
Đặc biệt, nền tảng này không lưu trữ bất kỳ dữ liệu nào của người dùng trên máy chủ,
vì thế đảm bảo tính riêng tư khá cao.
 Tự động hóa
Bạn có thể thiết lập các thiết bị của bạn hoạt động một các tự động hóa. Làm cho cuộc
sống của bạn tiện ích và hiện đại hơn
Ví dụ:
Sáng 6h rèm tự động mở ra để bạn đón ánh nắng bình minh.
Khi bạn đi làm, thì đèn tự tắt, rèm đóng, tivi, máy lạnh tự tắt.
Khi bạn về nhà thì đèn tự động bật dựa vào cảm biến chuyển động
Sau 23h tối tất cả các đèn đều tắt.
Sau 23h tối nếu phát hiện kẻ gian đột nhập thì đèn tự bật sáng, thông báo về điện cho
thoại cho bạn, hoặc hú còi báo động…
Tất cả điều trên đều tự động hóa cả, bạn khơng chỉ việc setup ban đầu thơi.
*Có thực sự cần Home Assistant cho nhà thơng minh
 Không sử dụng Home Assistant
 Điểm thuận lợi:
Khi bạn lắp nhà thông minh, thường chọn những thiết bị của cùng một hãng. Và
thông qua các app của nhà sản xuất, bạn có thể quản lý được các thiết bị thơng minh
trong nhà bạn. Ví dụ Xiaomi có app Mi Home, Broadlink có app IHC, SOnOff có app
eWeLink,… Đây chính là điểm thuật lợi cho bạn. Không cần phải cài thêm Home
Assistant.
 Điểm bất lợi:
Thứ 1: Là nếu bạn sử dụng nhiều thiết bị của các hãng khác nhau thì bạn cần cài nhiều

app, để quản lý chúng. Và sẽ có những thiết bị không liên kết được với nhau, do đó
chúng khơng thể hoạt động cùng nhau được. Ví dụ: Bạn không thể cài đặt cảm biến
chuyển động của Xiaomi khi phát hiện chuyển động sẽ bật đèn với công tắc của
SOnOff được.

18


Thứ 2: Các hãng sản xuất thiết bị thông minh có máy chủ (sever) ở nước ngồi. Nếu có
tình trạng như “cá mập cắn cáp” thì sẽ dẫn đến app quản lý hệ thống có internet chập
chờn, khơng ổn định.
 Sử dụng Home Assistant
 Điểm thuận lợi:
Với những tính năng kể trên thì Home Assistant đóng vai trị như tổng quản, đầu
não của căn nhà của bạn. Nó giúp các thiết bị của các hãng khác nhau liên kết thống
nhất với nhau trên một giao diện quản lý.
Trong trường hợp “cá mập cắn cáp” thì bạn vẫn có thể điều khiển và quản lý bằng
đường Internet trong nước, vẫn đảm bảo sự ổn định cho bạn.
 Điểm bất lợi:
Để có thể cấu hình và setup cho Home Assistant quản lý các thiết bị điện thơng
minh trong nhà bạn thì bạn cần có kỹ thuật nhất định. Hiện nay Home Assistant có
một đội ngũ hỗ trợ nhưng thường team này ở nước ngồi, nên cịn hạn chế về mặt
ngơn ngữ và giao tiếp.
Để cài đặt Home Assistant, các bạn cũng cần một chút kiến thức về kỹ thuật để hiểu
được ở mức độ cơ bản như: Raspberry là gì, SSH là gì, rồi SSL là gì.. ngồi ra, cịn
phải biết thêm một chút về các loại sóng như sóng Z-Wave, Sóng Zigbee, hay cũng
nên tìm hiểu xem cảm biến là gì, các loại cảm biến trên thị trường…
Tuy nhiên, các bạn cũng khơng cần q lo lắng, có rất nhiều bài viết với hình ảnh
minh hoạ rõ ràng giúp các bạn chỉ cần copy paste là có thể cài được Home Assistant
*Các tính năng của Home Assistant

19


Hình 2.1.3 Giao diện quản lý của Home Assistant thân thiện dễ dùng

Home Assistant đóng vai trị như hub tổng điều khiển nhà thông minh, giúp tạo ra các
ngữ cảnh để thực hiện các tác vụ nhà thông minh từ đơn giản đến phức tạp, đóng vai
trị là cầu nối cho các thiết bị nhà thông minh sử dụng các công nghệ IoT khác nhau.
Nền tảng nhà thông minh mã nguồn mở này cung cấp giải pháp lưu trữ dữ liệu tại chỗ
(On-Premises) giúp đảm bảo an tồn, khơng dùng nền tảng đám mây (Cloud), giúp kết
nối các thiết bị nội bộ hoặc với nền tảng đám mây từ các nhà cung cấp nền tảng nhà
thơng minh mở hoặc đóng.
Home Assistant cung cấp các thành phần có khả năng tích hợp (ở dạng add-on hoặc
plugin) các hệ sinh thái IoT khác dự trên phần mềm như Google, Apple, Amazon, hay
sản xuất phần cứng như IKEA, Philips, Sonos, Tuya, Xiaomi…
Thay vì mỗi hãng phải cài mỗi app khác nhau để có thể thêm và sử dụng, Home
Assistant giúp gom mọi thứ về một mối, vừa dễ dàng quản lý, vừa dễ dàng trong việc
tạo ra các ngữ cảnh linh hoạt để các thiết bị làm việc liền mạch với nhau.

20


Hình 2.1.4 Home Assistant có thể kết nối các thương hiệu khác nhau để hồn
tất tác vụ nhà thơng minh cần thiết

Việc điều khiển mọi thứ từ một “máy chủ” nội bộ vừa đảm bảo an tồn cho ngơi
nhà, dữ liệu cá nhân, còn đảm bảo mỗi khi đường truyền mạng gặp vấn đề – đa phần
các nền tảng khác đều đặt máy chủ ở nước ngồi – thì mọi thứ vẫn làm việc trơi chảy.
Người dùng có thể sử dụng trợ lý ảo kỹ thuật số Google Assistant hay Amazon

Alexa để điều khiển nhà thơng minh qua giọng nói rảnh tay. Vì tính mở và tùy biến
cao, Home Assistant không dễ cho tất cả mọi người. Tuy nhiên, cộng đồng người dùng
nền tảng này cực kỳ công đảo và năng động, nên hầu như người dùng có thể làm, học
hỏi mọi thứ mà khơng gặp khó khăn gì.
Người dùng cũng cần có kiến thức về hệ thống để cài đặt Home Assistant Core nền
tảng lên hệ điều hành hiện có (Windows, Mac…) hoặc cài đặt Home Assistant OS. Để
có thể tùy biến, người dùng cần có kiến thức về lập trình Python.
*Cài đặt Home Assistant với Windows
Đầu tiên, để quản lý được smart home ta cần một nền tảng để quản lý. Một
trong những nền tảng quản lý được sử dụng nhiều đó là Home Assistant. Home
Assistant là một phần mềm đa nền tảng, nó có nhiều cách để cài đặt. Sau đây, em xin
trình bày cách cài đặt thông dụng nhất. Cách được cài đặt trên hệ điều hành Windows
10 với kiện trên PC đã có sẵn phần mềm tạo máy ảo Oracle VM VirtualBox.
21


Bước đầu, ta sẽ mở trình duyệt web lên và tìm đến trang web
và sau đó, chọn vào “VirtualBox
(.vdi)” để tải bản cài cho máy ảo. Sau khi tải xong ta sẽ phải giải nén nó.

Tiếp theo, ta sẽ mở phần mềm Oracle VM VirtualBox để tạo một máy ảo mới
để chạy bản cài cho Home Assistant ta vừa mới tải và giải nén.

Mở cửa sổ VirtualBox lên và chọn “New”.

22


Cửa sổ “Create Virtual Machine” xuất hiện. Để cài Home Assistant, ô “Type”
chọn “Linux”, ô Version chọn “Other Linux (64-bit)”, cịn ơ “Name” là ơ để ta đặt tên

tuỳ chọn. Sau đó chọn “Next”.

23


Tiếp theo, cửa sổ “Memory Size” trên sẽ hiện ra để ta chọn dung lượng RAM
cho máy ảo sử dụng. Lưu ý: chọn dung lượng RAM không lớn hơn dung lượng RAM
máy thật đang có. Chọn “Next” để tiếp tục.

Tiếp theo ta sẽ chọn file cài đặt của Home Assistant ta vừa tải để cài đặt. Ta tích
vào ơ “Use an existing virtual hard disk file”. Sau đó click vào ô thư mục bên cạnh để
chọn file. Cửa sổ Hard Disk Selector hiện ra. Nếu bảng trên không hiện ra file ta cần,
ta chọn nút “Add” để thêm file nơi ta vừa tải xong rồi giải nén . Sau đó chọn “Choose”
rồi nhấn “Create” để tạo máy ảo.
Để máy ảo có thể được cài đặt, ta cần điều chỉnh một số thông số

24


Ta chọn “Settings”, chọn “System” và chọn tab “Motherboard”, tích vào ô
Enable EFI (special Oses only).

Tiếp tục, ta chọn “Network”, chọn tab “Adapter1”, trong ô “Attached to:”, chọn
“Bridged Adapter” để Home Assistant có địa chỉ IP trong mạng Lan cục bộ. Rồi chọn
OK.

25