Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển đèn của nhà thông minh sử dụng nhận dạng giọng nói

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
--------

ĐINH VĂN THIỆN

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
ĐÈN CỦA NHÀ THÔNG MINH SỬ DỤNG
NHẬN DẠNG GIỌNG NÓI
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

Nha Trang, tháng 6 năm 2018


Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
--------

ĐINH VĂN THIỆN

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
ĐÈN CỦA NHÀ THÔNG MINH SỬ DỤNG
NHẬN DẠNG GIỌNG NÓI
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

GVHD: TS NGUYỄN THIÊN CHƯƠNG

Nha Trang, tháng 6 năm 2018


Trang 3

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường, được sự chỉ bảo và giảng dạy
tận tình của các thầy cô trong bộ môn Cơ điện tử cũng như sự giúp đỡ của các thầy
cô, các cán bộ và công nhân viên trường đại học Nha Trang đã giúp em tiếp thu kiến
thức một cách hiệu quả là hành trang giúp em vững vàng bước vào tương lai. Cho
phép em xin được gửi lời tri ân chân thành nhất và lới chúc sức khỏe đến tất cả các
thầy cô, cán bộ, công nhân viên nhà trường đã giúp đỡ em suốt thời gian em học tập
và rèn luyện tại trường.
Nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Thiên Chương cùng với sự
cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ của bạn bè, sau một thời gian nghiên cứu em đã
hoàn thành chuyên đề « Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển đèn của nhà thông
minh sử dụng nhận dạng giọng nói » đúng hạn.
Để hoàn thành chuyên đề tốt nghiệp, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy
Nguyễn Thiên Chương đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo và khích lệ em trong
suốt quá trình làm chuyên đề, cảm ơn thầy đã luôn giúp đỡ em tháo gỡ những khó
khăn. Có được thành quả ngày hôm nay, em xin bày tỏ sự biết ơn đến gia đình, người
thân và bạn bè đã luôn tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ mỗi khi em gặp khó khăn hay
nản lòng. Mặc dù trong quá trình thực hiện đã cố gắng hết sức nhưng không sao tránh
khỏi những thiếu sót, rất mong được sự góp ý, xây dựng từ quý thầy cô và bạn bè.

Sinh viên thực hiện

ĐINH VĂN THIỆN


Trang 4

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. 3
MỤC LỤC ................................................................................................................... 4
DANH MỤC HÌNH ẢNH .......................................................................................... 7
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. 10
CÁC THUẬT NGỮ .................................................................................................. 11
PHẦN MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 12
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH .......................................... 13
1.1. Giới thiệu chung .............................................................................................13
1.1.1. Giới thiệu chung về ngôi nhà thông minh ................................................13
1.1.2. Hệ thống điều khiển trong ngôi nhà thông minh ......................................15
1.1.3.

Một số thành phần cơ bản trong hệ thống ngôi nhà thông minh ..........17

1.2. Các hệ thống nhà thông minh trong nước.......................................................20
1.2.1. Nhà thông minh BKAV thuộc tập đoàn công nghệ BKAV .....................20
1.2.2. Nhà thông minh LUMI .............................................................................22
1.2.3. Nhà thông minh ACIS ..............................................................................24
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ........................... 27
2.1. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................27
2.2. Nhận dạng giọng nói .......................................................................................28
2.3. Truyền và nhận dữ liệu qua mạng Internet .....................................................33
2.3.1. Các khái niệm cơ bản ...............................................................................33

2.3.2. Giới thiệu MQTT .....................................................................................34
2.3. Yêu cầu hệ thống ............................................................................................38
2.3.1. Yêu cầu phần cứng ...................................................................................38
2.3.2. Yêu cầu phần mềm ...................................................................................39
2.4. Phương án thiết kế phần mềm ........................................................................40


Trang 5

2.4.1. Sử dụng trí thông minh nhân tạo Cortana ................................................40
2.4.2. Sử dụng thư viện giọng nói của Microsoft Visual Studio ........................41
2.4.3. Sử dụng thư viện giọng nói của Android Studio ......................................44
2.4.4. Lập trình cho ứng dụng bằng Android Studio ..........................................45
2.5. Phương án thiết kế mạch điều khiển ...............................................................50
2.5.1.

Module wifi ESP8266 ...........................................................................51

2.5.2. Lập trình cho ESP8266 bằng Arduino IDE ..............................................54
2.6. Thiết kế mạch chính........................................................................................57
2.7. Phương án thiết kế ..........................................................................................57
2.8. Chế tạo ............................................................................................................59
2.9. Phần mạch chính .............................................................................................60
2.10. Hướng dẫn cài đặt và sử dụng ứng dụng ......................................................61
2.10.1. Hướng dẫn cài đặt ..................................................................................61
2.10.2. Hướng dẫn sử dụng ................................................................................62
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM ............................... 64
3.1. Kiểm tra ..........................................................................................................64
3.2. Vận hành và kiểm tra độ ổn định ....................................................................64
3.2.1. Chạy thử nhận diện giọng nói ..................................................................65

3.2.2. Chạy thử điều khiển bằng nút nhấn ..........................................................68
3.2.3. Chạy thử điều khiển bằng giọng nói ........................................................68
3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính ổn định và thời gian đáp ứng của mô hình ....68
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................... 69
4.1. Kết luận ...........................................................................................................69
4.1.1. Kết quả đạt được ......................................................................................69
4.1.2. Những vấn đề chưa đạt được ....................................................................69
4.2. Đề xuất ............................................................................................................69
4.2.1. Đề xuất phần cứng ....................................................................................69
4.2.2 Đề xuất phần mềm .....................................................................................69


Trang 6

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 70
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 71
1. Lập trình cho ESP8266 bằng Arduino IDE ....................................................71
2. Lập trình phần mềm trên Android Studio .......................................................74
Lớp JAVA ..........................................................................................................74
Lớp XML ............................................................................................................83
3. Các video giải thích code và chạy thử ............................................................85


Trang 7

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Smart house .............................................................................................13
Hình 1.2 Hệ thống ánh sáng thông minh ................................................................14
Hình 1.3 Nhà thông minh điều khiển bằng giọng nói ............................................14
Hình 1.4 Hệ thống an toàn nhà thông minh ...........................................................15

Hình 1.5 Hệ thống điều khiển nhà thông minh cố định .........................................15
Hình 1.6 Hệ thống điều khiển nhà thông minh trên thiết bị di động ......................16
Hình 1.7 Hệ thống chiếu sáng thông minh .............................................................18
Hình 1.8 Hệ thống kéo mở rèm ..............................................................................19
Hình 1.9 Hệ thống báo cháy nhà thông minh .........................................................20
Hình 1.10 BKAV Smarthome ................................................................................21
Hình 1.11 Nhà thông minh Lumi ...........................................................................22
Hình 1.12 Nhà thông minh ACIS ...........................................................................24
Hình 2.1 Nhận dạng giọng nói của Google Assistant ............................................28
Hình 2.2 Phần mềm nhận diện giọng nói hoạt động như thế nào? ........................29
Hình 2.3 Google Assistant......................................................................................31
Hình 2.4 Siri trên iPhone ........................................................................................32
Hình 2.5 Kiến trúc mức cao (high-level) của MQTT ............................................35
Hình 2.6 OpenSource MQTT broker .....................................................................35
Hình 2.7 Mô hình chung kết nối.............................................................................36
Hình 2.8 Giao diện trang web ................................................................................37
Hình 2.9 Chọn Sign-up ...........................................................................................37
Hình 2.10 Giao diện khi đã đăng nhập ...................................................................38
Hình 2.11 Thông tin Instance .................................................................................38
Hình 2.12 Trí thông minh nhân tạo Cortana .........................................................40
Hình 2.13 Phần mềm Visual Studio .......................................................................42
Hình 2.14 Phần mềm Android Studio ....................................................................44
Hình 2.15 Các lệnh nhận diện giọng nói ................................................................45


Trang 8

Hình 2.16 Thông tin cơ bản của Client MQTT ......................................................46
Hình 2.17 Các lệnh kết nối MQTT ........................................................................46
Hình 2.18 Gửi lệnh kiểm tra MQTT ......................................................................47

Hình 2.22 Gửi lệnh bất kì lênh MQTT ...................................................................47
Hình 2.23 Code nhận lệnh bằng giọng nói .............................................................48
Hình 2.24 Giao diện phần mềm..............................................................................49
Hình 2.25 Thông tin các nút ấn-Layout text ..........................................................49
Hình 2.4 ESP8266 -01 ............................................................................................50
Hình 2.5 Wifi-Arduino ...........................................................................................50
Hình 2.6 NodMCU ESP8266-12 ............................................................................51
Hình 2.7 NodMCU ESP8266-12E .........................................................................51
Hình 2.8 Các phiên bản ESP8266 ..........................................................................53
Hình 2.9 Giao diện Arduio IDE .............................................................................54
Hình 2.10 Additional Board Manager URLs .........................................................55
Hình 2.11 Chọn mạch điều khiển ...........................................................................55
Hình 2.12 Tải thư viện ESP8266............................................................................56
Hình 2.13 Chọn mạch để lập trình .........................................................................56
Hình 2. Sơ đồ đi dây ...............................................................................................57
Hình 2.14 Bản thiết kế mô hình .............................................................................58
Hình 2.27 Cắt fomat ...............................................................................................59
Hinh 2.29 Phần khung nhà .....................................................................................59
Hình 2.24 Tiến hành trang trí mô hình ...................................................................60
Hình 2.31 Nối dây hệ thống LED, quạt và relay ....................................................60
Hình 2.32 Lắp ráp mạch điều khiển .......................................................................61
Hình 2.33 Chọn thiết bị cần cài đặt ........................................................................62
Hình 2.34 Giao diện phần mềm..............................................................................62
Hình 3.1 Đo điện áp đầu vào của mô hình .............................................................64
Hình 3.2 Chạy thử Module nhận diện giọng nói ....................................................65


Trang 9

Hình 3.3. Đồ thị ảnh hưởng của độ ồn ...................................................................66

Hình 3.4. Giao diện naturalreaders.com .................................................................66
Hình 3.4 Mức độ nhận diện các giọng nói khác nhau ............................................67


Trang 10

DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của độ ồn tới Module nhận diện giọng nói ..........................65
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của giọng nói khác nhau.......................................................67


Trang 11

CÁC THUẬT NGỮ
+MQTT (Message Queue Telemetry Transport)
+ESP8266 là dòng chip tích hợp Wi-Fi 2.4Ghz có thể lập trình được, rẻ tiền được
sản xuất bởi một công ty bán dẫn Trung Quốc: Espressif Systems.
+ Arduino IDE: Công cụ Arduino Intergrated Development Environment. Công cụ
được đội ngũ kĩ sư của Arduino phát triển và có thể chạy trên Windows , MAC OS
X và Linux.


Trang 12

PHẦN MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài:
Cuộc cách cách mạng khoa học 4.0 đã và đang mang lại nhiều thay đổi tích cực, nó
không những thúc đẩy những công nghệ đã có sẵn mà còn yêu mỗi chúng ta phải tạo
ra những công nghệ mới để không bị lạc hậu trước sự phát triển không ngừng nghỉ
của thời đại. Với mong muốn nghiên cứu công nghệ thông minh và yêu thích đề

tài « Nhận dạng giọng nói » và « Nhà thông minh » , đồng thời áp dụng những kiến
thức đã học để tạo ra một sản phẩm có thể sử dụng được trong cuộc sống hằng ngày,
nên em đã lựa chọn đề tài «Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển đèn của nhà thông
minh sử dụng nhận dạng giọng nói»
Mục tiêu nghiên cứu:
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là tạo ra ứng dụng có thể điều khiển các thiết bị điện
nhà thông minh sử dụng nhận dạng giọng nói. Ứng dụng có thể sử dụng mạng Internet
để gửi lệnh đến phần cứng, giúp cho ứng dụng điều khiển được cứng từ khoảng cách
xa.
Đối tượng nghiên cứu:
Hệ thống điều khiển đèn của nhà thông minh sử dụng nhận dạng giọng nói.
Phạm vi nghiên cứu:
+Phần cứng ESP8266.
+Các module nhận diện giọng nói.
+Giao thức truyền thông MQTT (Message Queue Telemetry Transport).
+Thiết kế và lắp đặt phần cứng điều khiển thiết bị điện dùng module ESP8266 thông
qua MQTT.
+Thiết kế ứng dụng điều khiển thiết vị điện qua giọng nói trên thiết bị di dộng chạy
hệ điều hành Android.
+Thiết kế chế tạo mô hình nhà thông minh.


Trang 13

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ THÔNG MINH
1.1. Giới thiệu chung
1.1.1. Giới thiệu chung về ngôi nhà thông minh
Nhà thông minh (tiếng Anh: home automation, domotics, smart home hoặc
Intellihome) là kiểu nhà được lắp đặt các thiết bị điện, điện tử có thể được điều khiển
hoặc tự động hoá hoặc bán tự động, thay thế con người trong thực hiện một hoặc một

số thao tác quản lý, điều khiển. Hệ thống điện tử này giao tiếp với người dùng thông
qua bảng điện tử đặt trong nhà, ứng dụng trên điện thoại di động, máy tính bảng hoặc
một giao diện web.

Hình 1.1 Smart house
Trong căn nhà thông minh, đồ dùng trong nhà từ phòng ngủ, phòng khách đến
toilet đều gắn các bộ điều khiển điện tử có thể kết nối với Internet và điện thoại di
động, cho phép chủ nhân điều khiển vật dụng từ xa hoặc lập trình cho thiết bị ở nhà
hoạt động theo lịch. Thêm vào đó, các đồ gia dụng có thể hiểu được ngôn ngữ của
nhau và có khả năng tương tác với nhau.


Trang 14

Hình 1.2 Hệ thống ánh sáng thông minh
Có nhiều thương hiệu cho nhà thông minh, tuy vậy chưa có chuẩn công nghiệp
nào được đặt ra cho nó và do vậy thị trường nhà phân minh rất phân mảnh. Các gói
nhà thông minh hiện nay sử dụng các giao thức riêng cho từng công ty và không
tương thích với nhau. Các công ty cung cấp nhà thông minh hạn chế việc cài đặt độc
lập của cá nhân bằng cách không cung cấp tài liệu chi tiết về sản phẩm và kiện các cá
nhân ra tòa.

Hình 1.3 Nhà thông minh điều khiển bằng giọng nói


Trang 15

Hình 1.4 Hệ thống an toàn nhà thông minh
1.1.2. Hệ thống điều khiển trong ngôi nhà thông minh
1.1.2.1. Hệ thống điều khiển cố định

Với hệ thống này, các thiết bị lắp đặt sẽ được lắp cố định tại nơi sử dụng, kể cả bộ
điều khiển. Người sử dụng có thể thiết lập bằng tay những chế độ liên quan đến thiết
bị: hẹn giờ, điều chỉnh cường độ, thiết lập vắng nhà… Ngoài ra, các thiết bị cảm biến
tự động phát hiện và ra lệnh điều khiển như đã được lập trình từ trước.

Hình 1.5 Hệ thống điều khiển nhà thông minh cố định


Trang 16

Ưu điểm của hệ thống này là thiết kế đơn giản, chi phí lắp đặt thấp, tiết kiệm năng
lượng hơn hệ thống bình thường. Với một hệ thống tự động có thể điều khiển không
cần sự can thiệp của con người như vậy, hệ thống vẫn có thể đem lại cho người sử
dụng một cảm giác thoải mái và đầy đủ tiện nghi. Nhược điểm lớn nhất của hệ thống
là không thể điều khiển thiết bị chính trong nhà của mình ở bên ngoài.
1.1.2.2. Hệ thống điều khiển từ xa

Hình 1.6 Hệ thống điều khiển nhà thông minh trên thiết bị di động
Với hệ thống này, các thiết bị được sử dụng sẽ được lắp cố định trong nhà, nhưng
việc điều khiển thì có thể đi bất cứ đâu hoặc trọng hơn là đi đến một nơi khác mà
không phải quan tâm đến chuyện mình đã tắt thiết bị ở nhà hay chưa.
Việc điều khiển ấy thông qua các thiết bị chẳng hạn như: điện thoại, laptop,... sẽ
được kết nối với thiết bị ở nhà và chỉ cần một nút nhấn là có thể thay đổi hoạt động
các hệ thống đang sử dụng.


Trang 17

1.1.3. Một số thành phần cơ bản trong hệ thống ngôi nhà thông minh
4 Thành phần thiết yếu của nhà thông minh

Homematic cung cấp gồm các thành phần thiết yếu của một ngôi nhà thông minh,
bao gồm:
- Bộ điều khiển trung tâm: đây là thiết bị đầu não của ngôi nhà thông minh, là nơi
kết nối các thiết bị điện khác trong nhà vào cùng một hệ thống hoàn chỉnh cho phép
bạn điều khiển, quản lý ngôi nhà qua smartphone tại bất cứ nơi đâu có internet. Thiết
bị này cũng cho phép bạn phối ghép hoạt động của nhiều thiết bị khác nhau tạo thành
các ngữ cảnh thông minh. Bộ điều khiển trung tâm Broadlink RM Pro do Homematic
cung cấp và phân phối độc quyền chính hàng, sản phẩm được bảo hành chính hãng
và được thiết kế phù hợp với trải nghiệm của người Việt Nam.
- Các ổ cắm, công tắc điều khiển từ xa: đây là thiết bị không thể thiếu đối với giải
pháp nhà thông minh không yêu cầu đi lại đường dây điện trong gia đình. Chỉ cần
thay thế các ổ cắm, công tắc thông minh thay cho loại truyền thống là bạn đã dễ dàng
biến các thiết bị điện gia dụng trong nhà thành thiết bị thông minh. Các ổ cắm, công
tắc này được điều khiển từ xa bằng remote hoặc bằng smartphone.
- Các loại công tắc cảm ứng: thiết bị cảm ứng có khả năng tự điều khiển hoạt động
khi cảm ứng phát hiện dấu hiệu có nghĩa. Các loại cảm ứng thường sử dụng trong nhà
thông minh như cảm ứng chuyển động, cảm ứng ánh sáng, cảm ứng khói, cảm ứng
kính vỡ, cảm ứng rung, cảm ứng nước tràn… Ứng dụng vào hệ thống đèn tại cầu
thang, hành lang, các thiết bị an ninh gia đình.
- Ứng dụng điều khiển trên điện thoại: ứng dụng nhà thông minh cài đặt trên
smartphone hoặc tablet cho phép bạn dễ dàng quản lý ngôi nhà tại bất cứ nơi đâu.
Các hệ thống phổ biến
Hệ thống điều khiển nhà thông minh cho phép người sử dụng có thể điều khiển
một cách thuận tiện nhiều hệ thống khác nhau thông qua các thiết bị điều khiển. Các
hệ thống phổ biến bao gồm:


Trang 18

+Hệ thống báo động nhà thông minh.

+Hệ thống cảm ga, cảm biến khói nhà thông minh.
+Hệ thống cảm biến cửa đóng-mở nhà thông minh.
+Hệ thống cảm biến chuyển động nhà thông minh.
+Hệ thống chiếu sáng nhà thông minh.
+Hệ thống kéo rèm, mở cửa nhà thông minh.
1.1.3.1. Hệ thống chiếu sáng thông minh

Hình 1.7 Hệ thống chiếu sáng thông minh
Thường được biết tới với cụm từ lighting control. Khi điều khiển ánh sáng con
người không cần phải di chuyển tới ổ công tắc để bật/tắt đèn thường xuyên, mang lại
cho chủ nhân của ngôi nhà sự tiện nghi, một phong cách sống hiện đại. Một vài lợi
ích từ việc điều khiển ánh sáng có thể mang lại cho bạn:
– Điều khiển đèn từ mọi nơi ở trong nhà, thông qua điện thoại, ipad, màn hình cảm
ứng.
– Cài đặt chế độ chiếu sáng phù hợp với thời gian sinh hoạt của gia đình, hoặc theo
nhiệt độ ánh sáng mặt trời, điều này giúp tiết kiệm tối đa điện năng.
– Đèn cảm ứng hồng ngoại tự động bật khi có người đi vào vùng cảm ứng cũng
như tự động tắt khi không có người.
– Với hệ thống chiếu sáng ngoài trời, có thể điều khiển bóng đèn theo thời gian
thiên văn, tự động bật lúc hoàng hôn.


Trang 19

1.1.3.2. Kéo mở rèm cửa
Cuộc sống còn gì tuyệt vời hơn khi con người được đánh thức bằng ánh mặt trời tự
nhiên khi rèm cửa tự động mở vào buổi sáng, hay khi có thể đóng/mở rèm chỉ bằng
một nút bấm thông qua remote điều khiển từ xa.

Hình 1.8 Hệ thống kéo mở rèm

Trang 20

1.1.3.3. Báo cháy, rò rỉ khí gas
Các cảm biến khói, nhiệt, khí gas được lắp đặt tại những vị trí nhạy cảm như nhà
bếp, phòng tắm, nơi gần hệ thống lò sưởi,… và phải được kết nối với các thiết bị khác
trong nhà. Khi có nguy cơ cháy nổ, tín hiệu sẽ được truyền đi khắp hệ thống, đèn bật
sáng, rèm cửa được kéo lên, còi báo cháy hú, điều này giúp bảo đảm an toàn cho
những thành viên trong gia đình và ngôi nhà.

Hình 1.9 Hệ thống báo cháy nhà thông minh
1.2. Các hệ thống nhà thông minh trong nước
1.2.1. Nhà thông minh BKAV thuộc tập đoàn công nghệ BKAV
Nhà thông minh BKAV là sản phẩm của tập đoàn công nghệ BKAV. Ngay từ khi
ra mắt, Smarthome BKAV được tập trung vào phân khúc cao cấp trên thị trường,
cạnh tranh trực tiếp với các sản phẩm smarthome đến từ nước ngoài với chi phí tương
đương.


Trang 21

Điều này cũng là thách thức không nhỏ với BKAV trong việc đưa nhà thông minh
– smarthome đến gần hơn với người dùng Việt Nam.
Bkav SmartHome là hệ thống Nhà thông minh hoàn chỉnh, có thể điều khiển và
kiểm soát ngôi nhà thông qua một giao diện trực quan 3D trên smartphone hay tablet,
ở đó các thiết bị được mô phỏng giống như đang sử dụng thực tế. Các hệ thống từ
điều khiển ánh sáng, rèm mành, kiểm soát môi trường, an ninh, giải trí cho đến bình
nóng lạnh… được phối hợp hoạt động theo các kịch bản ngữ cảnh thông minh, nhằm
mang đến sự tiện nghi cao nhất cho người sử dụng. Nhà thông minh Bkav SmartHome

sử dụng công nghệ truyền thông không dây ZigBee và Wifi nên việc lắp đặt thiết bị
rất thuận tiện, đơn giản.
Nếu nhà thông minh của Google chỉ ở dưới dạng các thiết bị đơn lẻ, hệ thống của
Samsung có thể điều khiển theo các kịch bản đơn giản và khép kín trong sản phẩm
của hãng, còn Apple HomeKit mới chỉ là một bộ phần mềm. Đón đầu xu hướng, hơn
10 năm trước BKAV đã nghiên cứu, phát triển nhà thông minh. BKAV SmartHome
đã tiến một bước trước các "đại gia" công nghệ trên thế giới với hệ thống nhà thông
minh hoàn chỉnh, kết nối tất cả các thiết bị trong ngôi nhà, không chỉ điều khiển theo
kịch bản mà còn có thể thiết kế các kịch bản ngữ cảnh thông minh dựa vào thói quen,
thời điểm và mệnh lệnh trước đó của chủ nhà, điểu khiển trực quan với giao diện 3D.

Hình 1.10 BKAV Smarthome


Trang 22

1.2.2. Nhà thông minh LUMI
Khác với BKAV, nhà thông minh Lumi tập trung mạnh vào phân khúc nhà thông
minh trung và cao cấp trên thị trường Việt Nam.
Ra mắt công tắc cảm ứng và giải pháp nhà thông minh ra thị trường đầu năm 2012,
sau 4 năm xây dựng và phát triển, Lumi đã vươn lên trở thành nhà cung cấp sản phẩm
công tắc điện cảm ứng, thiết bị điện thông minh và giải pháp nhà thông minh có thị
phần lớn nhất trong phân khúc trung và cao cấp tại Việt Nam.
Sơ lược về Lumi, đây là một công ty mới khởi nghiệp của Việt Nam, được thành
lập vào năm 2012 bởi ba anh chàng kỹ sư của ĐH Bách Khoa Hà Nội và bắt đầu bán
ra sản phẩm từ mùa thu 2014. Hiện tại, Lumi đưa ra hai giải pháp cho ngôi nhà thông
minh là Handy và Elite, cả hai về cơ bản là giống nhau chỉ khác ở chỗ Handy không
hỗ trợ điều khiển không dây qua smartphone/tablet còn Elite thì có. Bộ giải pháp
Handy và Elite có điều khiển đi kèm để người dùng sử dụng cho điều khiển các thiết
bị trong ngôi nhà bên cạnh các công tắc gắn tường. Các sản phẩm phần cứng của

Lumi đều được thiết kế và hoàn thiện lắp ráp tại Việt Nam.

Hình 1.11 Nhà thông minh Lumi
Cả hai giải pháp của Lumi nhìn chung đều nhằm mang tới tiện ích cho việc điều
khiển các thiết bị điện trong từng phòng và cả căn nhà như đèn điện, rèm cửa, quạt,


Trang 23

điều hòa hay bình nóng lạnh... Giải pháp nhà thông minh Lumi bao gồm các công tắc
gắn tường điều khiển qua cảm ứng, bộ điều khiển trung tâm để kết nối không dây tới
smartphone/tablet cho điều khiển thiết bị. Ngoài ra, người dùng có thể bật/tắt hay hẹn
giờ các thiêt bị điện khi đang ở ngoài căn nhà thông qua smartphone/tablet.
Ban đầu khi được giới thiệu về các bảng điều khiển cảm ứng gắn tường mình rất
ấn tượng với cách hoàn thiện và thiết kế của sản phẩm. Những bảng điều khiển này
được làm vuông hoặc hình chữ nhật tùy từng công tắc điều khiển rèm hay đèn, bề
mặt được phủ một lớp kính cường lực dày 4mm tạo vẻ sang trọng cho sản phẩm đồng
thời tăng khả năng chịu lực. Người dùng sẽ thao tác với bảng điều khiển này qua cảm
ứng điện dung rất nhạy, ngay cả khi bề mặt có nước, một vòng tròn có ánh sáng sẽ
báo cho chúng ta biết vùng nhận tín hiệu từ ngón tay, phân biệt với những vùng còn
lại trên bề mặt kính. Vòng tròn này sẽ có ánh sáng đỏ khi đèn/rèm/quạt được bật và
chuyển thành xanh dương khi các thiết bị tắt đi. Ánh sáng xanh này được giải thích
sẽ cho cảm giác dịu mắt khi nhìn vào ban đêm (vì ban đêm các thiết bị đều tắt).
Khi cham nhẹ vào các nút cảm ứng này, hệ thống sẽ nhận tín hiệu và gửi nó tới bộ
điều khiển trung tâm. Tiếng kêu nhẹ của rơ-le bên trong cho chúng ta biết hệ thống
đã nhận tín hiệu từ ngón tay chúng ta, mình muốn rằng Lumi sẽ có thêm âm thanh
hay rung gì đó để cho người dùng biết khi chạm tay vào, như thế thì sẽ tự tin hơn và
không cần quan sát khi bấm nút. Ngoài công tắc bật/tắt thì Lumi còn có bảng điều
khiển dạng chiết áp, tức nó là một vòng xoay cảm ứng, chúng ta rê ngón tay trên đó
để điều khiển cường độ sáng của bóng đèn. Thiết bị điều khiển trung tâm là một thiết

bị tương đương một smartphone 5" có ăng-ten giao tiếp Zigbee, một cổng LAN để
cho giao tiếp Wi-Fi và cổng sạc. Nhờ có kết nối tới mạng LAN trong ngôi nhà mà
chúng ta có thể sử dụng smartphone/tablet kết nối Wi-Fi để điều khiển bật/tắt các
thiết bị điện.
Lumi cũng phát triển các ứng dụng LumiHome dành cho hai nền tảng Android và
iOS cho giải pháp nhà thông minh này. Từ ứng dụng này, người dùng có thể bật/tắt
hay hẹn giờ cho từng thiết bị điện. Họ cũng có thể truy cập từ bên ngoài ngôi nhà để
điều khiển, khi đang ở cơ quan mà muốn bật trước hệ thống điều hòa hay bình nóng


Trang 24

lạnh chẳng hạn. Giao diện của ứng dụng được chia làm hai cột riêng biệt, một bên
hiện danh sách các phòng, bên còn lại là danh sách các thiết bị điện như đèn, rèm...
Hiện tại, ứng dụng này chỉ hỗ trợ giao diện kiểu danh sách, trong tương lai thì Lumi
cho biết họ sẽ phát triển giao diện 2D để giúp người dùng quan sát và điều khiển dễ
hơn trong từng phòng, hoặc trong ngôi nhà của mình.

1.2.3. Nhà thông minh ACIS
Ngoài 2 ông lớn Lumi và BKAV, Acis cũng là 1 thương hiệu nhà thông minh Việt
Nam được biết đến như một đơn vị startup công nghệ thành công. Ra đời với sự
nghiên cứu tìm tòi của các cựu sinh viên Bách Khoa TP HCM, Acis tự hào là sản
phẩm nhà thông minh thương hiệu Việt, có trụ sở tại TP HCM.

Hình 1.12 Nhà thông minh ACIS
Acis là đơn vị nghiên cứu và phát triển rất thành công giải pháp nhà thông minh
Easy control, giải pháp smarthome không dây độc quyền. Ông Nguyễn Thanh Đồng,
giám đốc điều hành công ty CP công nghệ Acis Việt Nam, qua một cuộc phỏng vấn
trên báo “Thanh niên” cho biết ông đã theo đuổi ý tưởng phát triển một giải pháp nhà
thông minh Smarthome từ khi chưa tốt nghiệp đại học.

ACIS là dự án công nghệ được thai nghén từ năm 2001 của một nhóm sinh viên
trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM với ý tưởng về một “Trung Tâm trí tuệ nhân
tạo” để phục vụ đời sống dân sự. Qua 7 năm nghiên cứu và hoàn thiện nền tảng hệ


Trang 25

thống Trung Tâm, năm 2009, nhóm nghiên cứu đã chuyển sang việc phát triển các
sản phẩm giao tiếp với hệ thống Trung Tâm để tạo ra những sản phẩm thực tế, cung
ứng ra thị trường.
Nhờ tính đột phá và thực tiễn cao, Dự án được Chính Phủ hỗ trợ, được Khu Công
Nghệ Cao Thành Phố Hồ Chí Minh (SHPT) tiếp nhận để trợ giúp thêm về công nghệ,
vốn, trang thiết bị và mặt bằng để đẩy mạnh quá trình nghiên cứu, hoàn thiện và sản
xuất thương mại.
Năm 2012, Công ty Cổ Phần Công Nghệ ACIS được thành lập, thúc đẩy hoạt động
thương mại các sản phẩm chính thức của công ty với dòng sản phẩm
EASYCONTROL – một giải pháp hoàn hảo, tích hợp những công nghệ đột phá, giúp
cho việc xây dựng một “ngôi nhà thông minh” trở nên vô cùng đơn giản với mức chi
phí gần như bất cứ ai cũng có thể đầu tư.
Giải pháp EASYCONTROL sử dụng 100% công nghệ do chính ACIS phát triển
với cách thức thi công lắp đặt đơn giản, độ mở rộng không giới hạn và tương thích
với hầu hết mọi thiết bị trên thị trường. Sản phẩm này đã tạo nên một cuộc Cách mạng
về xu hướng Nhà Thông Minh tại TP. Hồ Chí Minh. Chỉ trong thời gian chưa đầy 1
năm triển khai, ACIS đã nhận được các phản hồi khá tích cực từ thị trường với hơn
100 công trình đã áp dụng.
Điều khiển thiết bị sử dụng điện từ xa qua Smartphone, tablet, laptop... có kết nối
hệ thống internet (wifi, 3G) là giao thức điều khiển thay thế cho điều khiển tắt/mở
công tắc cảm ứng, remote thuận tiện nhất khi chủ nhà đi vắng. Điều khiển từ xa qua
Smartphone, tablet, laptop... chính là tính năng nổi bật nhất trong hệ thống nhà thông
minh. Ví dụ: Đang làm việc tại công ty hay ở xa, chủ nhà có thể sử dụng thiết bị di

động cá nhân để theo dõi căn nhà qua hệ thống camera hoặc kiểm tra trạng thái hoạt
động của các thiết bị sử dụng và điều khiển tắt/mở thiết bị theo mong muốn. Ngoài
ra chủ nhà cũng có thể sử dụng điện thoại để mở cửa trong trường hợp người thân
quên chìa khóa để vào nhà.
Giải pháp Nhà thông minh Easy Control dễ dàng thiết lập lịch trình cho các thiết
bị sử dụng điện hoạt động theo khung thời gian cố định, tức là hệ thống tự động điều