Đề tài nghiên cứu và lập trình phần mềm cho bộ linkit smart ai7688h để quản lý và điều khiển thiết bị trong hệ thống smart lighting

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ LẬP TRÌNH PHẦN MỀM CHO BỘ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LINKIT SMART AI7688H ĐỂ QUẢN LÝ VÀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ
TRONG HỆ THỐNG SMART LIGHTING
Giảng viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Mã sinh viên:
Lớp:
Khóa:

T.S Lại Mạnh Dũng
Nguyễn Trọng Thắng
171202022
CNTT 3
K58

Hà Nội, ngày 10 tháng 8 năm 2021


MỞ ĐẦU

Đồ án tốt nghiệp

TỔNG QUAN HỆ THỐNG

NỘI DUNG

NỘI
DUNG
BÁO CÁO

PHƯƠNG PHÁP

KẾT QUẢ

TỔNG KẾT

Đồ án tốt nghiệp


TỔNG QUAN HỆ THỐNG
Hệ thống Smart được chia làm 4 phần:
o Cloud ( Internet )
o Thiết bị người dùng ( SmartPhone )
o Bộ điều khiển trung tâm
o Thiết bị chiếu sáng

Trong đồ án này em tập trung nghiên cứu và lập
trình bộ điều khiển trung tâm và cách thức giao tiếp
giữa bộ điều khiển trung tâm và các thiết bị của người
dùng cũng như các thiếu bị chiếu sáng

Đồ án tốt nghiệp

TỔNG QUAN HỆ THỐNG
THIẾT BỊ:
Loại thiết bị

Mô tả

Đèn CTT

Đèn Led được điều khiển với 2 thông số: Cường độ sáng, Nhiệt độ
màu

Đèn RGB

Đèn Led được điều khiển với 5 thông sô: Cường độ sáng, Các thành
phần R, G, B, Nhiệt độ màu

Remote - Cơng tắc

Cho phép ghi nhớ mỗi phím với một kịch bản chiếu sáng tương ứng

cảnh
Cảm biến chuyển

Nhận biết các chuyển động trong phạm vi hoạt động. Nếu có

động

chuyển động sẽ điều khiển thiết bị đến trạng thái đã cài đặt

Cảm biến ánh sáng

Nhận biết ánh sáng trong phạm vi hoạt động. Nếu có chuyển động
sẽ điều khiển thiết bị đến trạng thái đã cài đặt

Đồ án tốt nghiệp


TỔNG QUAN HỆ THỐNG
BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM:
o Phần cứng:
✔ Sử dụng bộ kit IoT AI7688 để làm bộ xử lý trung
tâm.
✔ Bộ kít chạy hệ điều hành OpenWrt là một phiên
bản hệ điều hành nhân linux, chuyên để phát
triển cho các Router.

o Truyền thơng:
✔ Có kết nối Bluetooth Mesh, Ethernet và Wifi để
đảm bảo vai trò là cầu nối giữa người dung đến
hệ thống thiết bị trong nhà
✔ Phương án truyền thông giữa Bộ điều khiển
trung tâm với điện thoại thơng minh, máy tính
bảng và các thiết bị trong nhà là Truyền thông
MQTT

Đồ án tốt nghiệp

NỘI DUNG

Mục tiêu nghiên cứu

Nhiệm vụ nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp

Phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu


NỘI DUNG
Mục tiêu nghiên cứu
Ứng dụng hệ thống internet of things
xây dựng hệ thống chiếu sáng thơng
minh
o Tìm hiểu chung về Linklt Smart AI7688H –
o

Wifi – OpenWrt Linux – IoT.
Setup mơi trường trên Linklt Smart AI7688H.

o

Lập trình trên Linklt Smart AI7688H

Nhiệm vụ nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp

Phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu



NỘI DUNG
Phạm vi nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết, xây dựng mơ
hình thử nghiệm, phần mềm kiểm thử

Đối tượng nghiên cứu
Nhiệm vụ nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp


NỘI DUNG

Mục tiêu nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu

Nhiệm vụ nghiên cứu
o

o
o
o

Đồ án tốt nghiệp

Cách thức giao tiếp và nguyên lý
hoạt động Linklt Smart AI7688H
Giao thức MQTT truyền nhận dữ liệu.
Lập trình đa luồng trên Linklt Smart
AI7688H
Xây dựng cơ sở dữ liệu SQLite trên
Linklt Smart AI7688H

Đối tượng nghiên cứu


NỘI DUNG

Mục tiêu nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu
Linklt Smart AI7688H – Wifi – OpenWrt
Linux – IoT.

Nhiệm vụ nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp

PHƯƠNG PHÁP
CÀI ĐẶT Linklt Smart AI7688H

Đồ án tốt nghiệp


PHƯƠNG PHÁP
CÁC LUỒNG CHÍNH CỦA HỆ THỐNG:

Đồ án tốt nghiệp


PHƯƠNG PHÁP
GIAO THỨC MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) :
MQTT là giao thức truyền thơng điệp theo mơ hình
publish/subscribe. được sử dụng cho các thiết bị IoT với băng thông
thấp, độ tin cậy cao và khả năng được sử dụng trong mạng lưới khơng
ổn định. Nó dựa trên một Broker “nhẹ” và được thiết kế có tính mở, đơn
giản và dễ cài đặt.

Ưu điểm:
Nhược
điểm:
o
o
o
o
o

o
o
o
o
o

Đồ án tốt nghiệp

Máy
chủthông
môi giới
(Broker)
không cần thông báo về trạng thái gửi thơng điệp. Do
Truyền
tin hiệu
quả hơn.
đó
khơng
có cách
để phát hiện xem thông điệp đã gửi đúng hay chưa.
Tăng
khả năng
mởnào
rộng.
Publisher
hềthụ
biếtbăng
gì vềthơng
trạngmạng.
thái của subscribe và ngược lại. Vậy làm sao

Giảm đángkhơng
kể tiêu
chúng
có thể
mọivàthứ
ổn.
Rất phùtahợp
chođảm
điềubảo
khiển
do đều
thám.
Những
kẻ xấu
(Malicious
có thể gửi những thơng điệp xấu, và các
Tối đa hóa
băng
thơng cóPublisher)
sẵn.
Subscriber
sẽ truy cập vào những thứ mà họ khơng nên nhận.
Chi phí thấp.
Rất an tồn, bảo mật.
Được sử dụng trong các ngành cơng nghiệp dầu khí, các cơng ty lớn như
Amazon, Facebook, ....
Tiết kiệm thời gian phát triển.
Giao thức publish/subscribe thu thập nhiều dữ liệu hơn và tốn ít băng thơng
hơn so với giao thức cũ.

KẾT QUẢ
Hệ thống hoạt động được thông luồng điều khiển từ điện thoại người
dùng qua broker MQTT sang client MQTT gửi lệnh xuống gateway điều
khiển thành công các thiêt bị trong mạn. Thông luồng phản hồi ngược lại
từ thiết bị lên trên điện thoại người dùng .
Sau quá trình nghiên cứu và tiến hành xây dựng bộ điều khiển trung
tâm điều khiển quản lý là cập nhật thông tin thiết bị trong mạng thì kết
quả đạt được là đã xây dựng thành công bộ điều khiển trung tâm, từ lựa
chọn phần cứng, xây dựng cấu trúc chương trình phần mềm, xây dựng
các thuật toán điều khiển.
Qua kết quả kiểm thử hệ thống đã cho kết quả tương đối tốt đã đám
ứng được phần nào yêu cầu đưa ra của đề bài.

Đồ án tốt nghiệp



TỔNG KẾT
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

01

Về công nghệ

o Xây dựng được 1 hệ thống tương đối hoàn chỉnh
o Nắm vững kiến thức xây dựng Modun giao tiếp và
lập trình trên Linklt Smart AI7688H.
o Kiến thức về giao thức: MQTT (Message Queuing
Telemetry Transport)

o Công cụ sử dụng: Eclipse IDE C/C++ Developers,
Linklt Smart AI7688H.

Đồ án tốt nghiệp