tiểu luận chính nhà thông minh

PHẦN I- TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
I- Giới thiệu
Vạn vật kết nối (Internet of Things - IoT) là một mạng internet mà
trong mạng đó có nhiều thiết bị kết nối với nhau và có thể giao tiếp thơng tin
và xử lý thơng tin đó một cách tự động.
Năm 1999, Kevin Ashton đã đưa ra cụm từ Internet of Things
(IoT) nhằm để chỉ các đối tượng có thể được nhận biết cũng như sự tồn tại
của chúng.
Đến năm 2016, IoT khẳng định được bước tiến của mình nhờ sự hội tụ
của nhiều công nghệ, bao gồm truyền tải vô tuyến hiện diện dầy đặc, phân
tích dữ liệu thời gian thực, học máy, cảm biến hàng hóa, và hệ thống
nhúng. Điều này có nghĩa là tất cả các dạng thức của hệ thống nhúng cổ điển,
như mạng cảm biến không dây, hệ thống điều khiển, tự động hóa bao
gồm: nhà thơng minh và tự động hóa cơng trình,… đều đóng góp vào việc vận
hành IoT.
Hệ thống IoT cho phép vật được cảm nhận hoặc được điều khiển từ xa
thông qua hạ tầng mạng hiện hữu, tạo cơ hội cho thế giới thực được tích hợp
trực tiếp hơn vào hệ thống điện toán, hệ quả là hiệu năng, độ tin cậy và lợi ích
kinh tế được tăng cường bên cạnh việc giảm thiểu sự can dự của con người.
Khi IoT được gia tố cảm biến và cơ cấu chấp hành, công nghệ này trở thành
một dạng thức của hệ thống ảo-thực với tính tổng qt cao hơn, bao gồm ln
cả những công nghệ như điện lưới thông minh, nhà máy điện ảo, nhà thông
minh, vận tải thông minh và thành phố thông minh.
Nhà thông minh 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.

1


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.
Ngày nay, khi công nghệ IoT lên ngơi thì nhà thơng minh khơng cịn
q xa lạ. Tiên phong trong lĩnh vực SmartHouse, giải pháp nhà thông
minh đã và đang phát triển thêm nhiều tiện ích phục vụ những nhu cầu cần
thiết của gia chủ.
- Nhà thông minh SmartHouse là ngôi nhà được trang bị những thiết bị
điện, điện tử có khả năng tương tác với con người. Khi chủ nhà về nhà cũng
sẽ khơng cịn phải đến từng vị trí cơng tắc để bật tắt đèn hay tìm điều khiển để
mở rèm nữa, các thiết bị sẽ hoạt động hoàn toàn tự động theo mong muốn của
gia chủ. Cơng nghệ thơng minh có thể giúp chủ nhà đỡ tốn thời gian hơn,
cuộc sống tiện nghi là điều chắc chắn các thiết bị nhà thông minh sẽ mang lại.
Với những nghiên cứu mới nhất, giọng nói đầy quyền năng của bạn cũng có
thể ra lệnh cho các thiết bị hoạt động.
- Các tiện ích của nhà thơng minh không những mang lại sự trải nghiệm
tốt hơn, mà ngay trong tính năng hẹn giờ của thiết bị hay chủ nhà có thể bật
tắt thiết bị điện ở bất cứ đâu sẽ rất hữu ích trong việc cắt giảm chi phí hóa đơn
tiền điện hàng tháng. Điều hịa của bạn giờ đây đã có thể tự động tùy chỉnh
nhiệt độ theo thời tiết cho phù hợp, hay tự động tắt khi bạn ra khỏi nhà. Bình
nóng lạnh hoạt động bật tắt theo cơ chế tự động bật tắt theo chế độ hẹn giờ đặt
trước. Tuy những tính năng này tiết kiệm năng lượng chưa nhiều nhưng theo
thời gian tích lũy chắc chắn sẽ làm bạn hài lòng hơn.
- Sự an tồn là điều khơng thể thiếu trong ngơi nhà thơng minh. Hệ
thống an ninh hoạt động 24/7 sẽ giúp bạn yên tâm tuyệt đối ngay cả khi bạn
không ở nhà. Các thiết bị nhà thông minh sẽ cảnh báo tới điện thoại của bạn
ngay lập tức nếu có những sự xâm nhập không mong muốn. Không những
thế, hệ thống sẽ tự động ghi lại hình ảnh và cảnh báo khi có phát hiện chuyển
động trong trường hợp bạn kích hoạt chế độ an ninh. Với nhà thơng minh, bạn
có thể đi du lịch trong nhiều ngày và thoải mái tận hưởng mà khơng cần phải

lo lắng gì về mái ấm của mình.
- Đó chính là đặc điểm khơng thể thiếu của Smart House, bạn hồn tồn
có thể kiểm sốt được ngơi nhà khi bạn đang ở ngồi. Thiết bị nào bật, thiết bị
nào tắt, rèm đang đóng hay mở, chỉ cần một thao tác là các thiết bị sẽ hoạt
động theo kịch bản.

2


- Cịn gì tuyệt vời hơn với một ngơi nhà khiến cho những vị khách đến
chơi phải ngạc nhiên. Khi khách bước chân vào nhà, rèm tự động mở, đèn
trang trí phịng khách tự động sáng, âm nhạc du dương cất lên những giai điệu
u thích. Hơn nữa, điều hịa tự động điều chỉnh nhiệt độ phù hợp. Các công
tắc viền mạ vàng, mặt kính phản chiếu ánh đèn tạo thêm sự lung linh, huyền
ảo. Đó là đẳng cấp của bạn, sự khác biệt và tiện nghi dành riêng cho ngôi nhà
của bạn.
Nhà thông minh giúp cuộc sống tiện nghi, thoải mái hơn, nhưng đi đơi
với đó là những tốn kém và phiền tối mà khơng hẳn ai cũng biết. Với xu thế
Internet of Things, nhà thông minh sẽ là lựa chọn của nhiều hộ gia đình trong
thời gian tới.

- Cuộc cách mạng nhà thơng minh, hay cơng nghệ nói chung là biến
cuộc sống trở nên dễ chịu và tốt đẹp hơn. Nhà thơng minh bởi nó sẽ tạo cho
bạn cảm giác sống trong ngôi nhà lý tưởng mà không phải lo lắng về quá
nhiều thứ. Những công việc lặt vặt nhưng tốn nhiều thời gian như nấu nướng,
pha cafe, giặt đồ... đều được tự động hóa. Thậm chí, nguy cơ hao hụt điện
nước cũng bị loại trừ bởi mọi thứ đều được vận hành thơng minh. Bạn chẳng
cần mó tay vào việc gì. Thế nhưng, sự sung sướng đó đôi khi khiến bạn phải
lao tâm khổ tứ.
Việc học điều khiển thiết bị thông minh cũng là vấn đề đáng nói. Chẳng

hạn, học vận hành bộ điều chỉnh nhiệt Nest khơng hề đơn giản. Đó là chưa kể
tới việc chạy ứng dụng riêng.
Ngoài ra, giao diện điều khiển của phần lớn thiết bị thông minh không
được trực quan cho lắm. Khi gặp khó khăn trong việc điều khiển thiết bị nào
đó, nó sẽ làm bạn chán nản tới mức khơng muốn sử dụng chúng nữa.

3


- Nói cơng bằng, một số thiết bị nhà thơng minh có ích thực sự. Chẳng
hạn, Nest giúp đơn giản việc điều chỉnh nhiệt độ bên trong ngôi nhà, đồng
nghĩa với tiết kiệm năng lượng tối đa, chính là tiết kiệm tiền bạc cho bạn. Tuy
nhiên, có những thiết bị sở hữu những tính năng khơng xứng với số tiền mà
bạn bỏ ra.
Rất nhiều sản phẩm thông minh được quảng cáo có thể làm tất cả
nhưng thực tế chúng khơng xuất sắc ở tính năng cụ thể nào.
- Nhiều thiết bị thông minh chỉ ra mắt một thời gian rồi đột nhiên biến
mất hoàn toàn trên kệ. Nhà sản xuất có thể phá sản và hậu quả là người dùng
bị bỏ rơi. Ngành công nghiệp nhà thông minh vẫn trong giai đoạn sơ khai nên
mọi thứ còn thay đổi. Và khi sự thay đổi diễn ra, những thiết bị và ứng dụng
đi kèm đương nhiên bị vứt lại phía sau.
Rất nhiều thiết bị thông minh đã ra mắt nhưng cũng nhiều không kém
những sản phẩm rơi vào quên lãng như Staples Connect Hub hay Amazon
Echo Dot.
Sự lỗi thời là vấn đề lớn trong ngành công nghệ và đặc biệt nghiêm
trọng hơn với lĩnh vực nhà thông minh. Bạn sẽ không thể biết rằng cơng ty
hoặc nhà sản xuất đó khi nào đóng cửa. Chẳng hạn, bạn mua camera thơng
minh có chức năng upload video tự động lên dịch vụ lưu trữ đám mây của nhà
sản xuất. Đột nhiên, dịch vụ này không hoạt động nữa, bạn mất đi một trong
những tính năng thú vị nhất, chưa kể việc khơng thể lấy lại các đoạn video đã

quay.
- Có thể bạn cho rằng trợ lý ảo Amazon Echo cực tiện lợi, nhưng ai
dám đảm bảo chúng an tồn. Liệu ai đó có nghe lén các mẩu hội thoại riêng tư
của bạn? Hay như camera của smartTV, ai dám chắc chúng ta không bị xem
trộm. Những lo ngại này là có thật bởi các thiết bị thông minh đều được kết
nối Internet, mà tất cả thiết bị kết nối Internet đều có nguy cơ bị nghe lén hoặc
xâm nhập. Đôi khi những thiết bị an ninh thông minh lại phản tác dụng.
Chẳng hạn, bạn mua camera an ninh để kiểm soát căn nhà từ xa, nhưng nếu bị
tin tặc xâm nhập, camera sẽ trở thành tai mắt của kẻ trộm. Bạn đi đâu, làm gì
trong nhà chúng đều biết rõ như lịng bàn tay.
II-Tình hình nghiên cứu nhà thơng minh
1. Nghiên cứu trên thế giới
Ngày nay, các cụm từ "nhà thông minh" và "vạn vật kết nối" thường
xuyên được nhắc đến như là một xu hướng tiên tiến, hướng con người đến với
cuộc sống tiện nghi và thoải mái do công nghệ mang lại. Đó khơng cịn là

4


những thứ trong tương lai xa mà đã hiện diện ở khắp nơi trên thế giới và ngay
cả ở Việt Nam cũng đang có một thị trường cực kỳ sơi động.
Nhà thông minh dần dần càng phổ biến hơn tại các nước châu Âu và
Tây Âu các thiết bị cung cấp cho xây dựng nhà thông minh càng ngày càng
tiên tiến và hiện đạt hơn.Bên cạnh đó, giá thành cao của các giải pháp công
nghệ cho nhà thông minh là rào cản chính cho sự phát triển của loại nhà này.
Ở nước Nga do giá năng lượng thấp, nên người tiêu dùng lựa chọn nhà ở
thông minh vẫn thiên về tiện nghi sinh hoạt, chứ khơng phải vì tiết kiệm năng
lượng.
Các nhà phân tích của Berg Insight đã ước tính: đến năm 2020, trong
phân khúc nhà thông minh, việc bán thiết bị cung cấp cho xây dựng hệ thống

“nhà thông minh” sẽ mang lại một phần doanh thu rất lớn. Bên cạnh đó, sự
xuất hiện các giải pháp khép kín cho phép người sử dụng có thể tự lắp đặt sẽ
gây tổn thất về doanh số cho một số doanh nghiệp dịch vụ đơn thuần.
Khách hàng của các giải pháp nhà thông minh ở Nga trước đây đa phần
là chủ các căn biệt thự và nhà riêng. Giờ đây, phạm vi đối tượng được mở
rộng tới cả các chủ sở hữu căn hộ.
2. Nghiên cứu trong nước
Với tốc độ tăng trưởng năm 2018, Việt Nam được đánh giá là thị
trường tiềm năng của nhà thông minh.
Ngày càng nhiều lựa chọn và mức giá, thị trường nhà thông minh đã
hiện thực hóa ước mơ về một cuộc sống tiện nghi của vợ chồng gia đình Việt.
Nhà thơng minh có mặt tại Việt Nam khoảng hơn 10 năm trước, nhưng
mới thực sự quen thuộc vài năm trở lại đây, khi khái niệm cách mạng công
nghiệp 4.0 trở nên phổ biến. Smarthouse cho phép chủ nhà có thể quản lý,
điều khiển các thiết bị từ xa như tắt, bật đèn, điều hòa, TV, giám sát an
ninh...thông qua smartphone, tablet.
Theo đánh giá từ Statista, Việt Nam đứng thứ 45 trong bảng xếp hạng
nhà thông minh tồn cầu.
Bên cạnh đó, thị trường bất động sản trong nước được đánh giá có
nhiều khởi sắc, nhu cầu đầu tư nội thất, thiết bị thông minh của người dùng
cũng tăng lên. Nhiều chủ dự án còn sẵn sàng đầu tư trọn gói nhà thơng minh
để dành tặng khách hàng.
Phổ biến nhất hiện nay chỉ khoảng 30 triệu đến 60 triệu, người dùng đã
có thể sở hữu một ngơi nhà thơng minh đầy đủ tính năng cơ bản như hệ thống
chiếu sáng, điều khiển thiết bị từ xa...
5


Bkav là một trong số ít những hãng sản xuất smarthouse phục vụ cả thị
trường cao cấp và phổ thông. Sau khi ra mắt gói Bkav SmartHouse Luxury

năm 2014, cơng ty này hướng tới đối tượng phổ thơng, gói có giá cả hợp lý,
phù hợp cho mọi gia đình. Sản phẩm của công ty đã triển khai tại 59/63 tỉnh
thành. Ngoài thị trường trong nước, Bkav đã xuất khẩu và triển khai ở thị
trường quốc tế khác.
Smarthouse sử dụng công nghệ khơng dây Zigbee/Wifi, có thể triển
khai trên hạ tầng hiện có, khơng phải thay đổi thiết kế hiện tại như nhiều gia
chủ vẫn lo ngại. Thời gian triển khai chỉ mất khoảng 2 đến 3 ngày. Người già,
trẻ nhỏ đều có thể sử dụng thơng qua bộ điều khiển trung tâm, smartphone,
tablet...với giao diện 3D trực quan, và thao tác bấm đơn giản.
Nhiều chuyên gia nhận định, làn sóng cách mạng công nghiệp 4.0 là
thời cơ để nhà thông minh dần được ưa chuộng. Sự phổ biến của smartphone
tại Việt Nam cũng giúp đơn giản hóa cách thức sử dụng nhà thông minh với
người dùng. Công nghệ IoT và trí tuệ nhân tạo, Big Data...với nhiều ứng dụng
trong smarthouse đem lại nhiều tiện nghi thú vị, thỏa mãn nhu cầu gia chủ.
PHẦN II- CÁC KHÁI NIỆM, LÝ THUYẾT, KỸ THUẬT LIÊN QUAN
Trước tiên về IOT ta phải hiểu IOT cũng như biết IOT là gì, khái qt
lên có thể hiểu IOT một cách như sau:
Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là Mạng lưới thiết bị kết nối
Internet viết tắt là IoT (tiếng Anh: Internet of Things) là một kịch bản của thế
giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng
mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một
mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người,
hay người với máy tính.
Thứ hai và cũng là quan trọng vẫn đề mà ta cần nghiên cứu đó là nhà
thông minh: Theo kiến thức hiểu biết và một số tài liệu tham khảo có thể
“Định nghĩa” nhà thơng minh theo cách sau:
Nhà thông minh là một trong những lĩnh vực của Internet of Things
(IoT). IoT còn được gọi là Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc Mạng lưới
thiết bị kết nối Internet được định nghĩa là một liên mạng mà trong đó tất cả
các thiết bị như đồ gia dụng, xe cộ, cảm biến, đồng hồ đeo tay, thậm chí cửa

ra vào, cửa sổ, đồ nội thất và nhiều vật dụng khác đều có khả năng kết nối
Internet, tương tác và trao đổi dữ liệu thông qua các thiết bị máy tính như như
PC, laptops, điện thoại thơng minh và máy tính bảng.
Nhà thơng minh là hệ thống cho phép giám sát, điều khiển thông qua
điện thoại hoặc máy tính bảng, giúp tự động hóa các thiết bị trong nhà như
6


đèn, cơng tắc, cửa, điều hịa, vịi phun nước, máy bơm nước, rèm cửa, cũng
như các thiết bị khác mọi lúc mọi nơi. Hệ thống nhà thông minh sẽ giúp bạn
và gia đình ln thoải mái, an tồn, tiện lợi.

Cấu tạo chung của nhà thơng minh (smarthouse)
Ta có thể chia thành phần để tạo ra ngôi nhà thông minh thành các
phần, và gọi nôm na như sau:
- Sử dụng công nghệ kết nối.
- Hệ thống chiếu sáng.
- Hệ thống bảo vệ.
- Hệ thống phục vụ.
- Một hệ thống chiếu sang thông minh sẽ giúp bạn tiết kiệm được rất
nhiều thời gian và công sức. Một hệ thống đền LED giúp cho bạn có thể tắt
hay bật bất cứ chiếc đèn nào trong bất cứ căn phịng nào mà khơng cần di
chuyển đến một bước chân, hay thậm chí khí bạn đi ra ngồi mà qn tắt đèn
ta hồn tồn có thể điều khiển các thiết bị chiếu sang này từ xa. Trong một
ngơi nhà thơng minh có những vùng sáng sẽ được cố định thời gian bật tắt, ví
dụ như ngồi cổng hay sân vườn, bạn hồn tồn có thể cài đặt chế độ hẹn giờ
tự hoạt động cho các thiết bị mà không cần quan tâm đến chúng. Như vậy ta
có thể thoải mái để thực hiện các cơng việc khác mà không lo sân vườn hay
cổng ra vào không đủ ánh sáng vào buổi tối khi bạn quên khơng điều khiển
chúng.

- Điều hịa, hệ thống lị sưởi, bình nóng lạnh và các thiết bị gia dụng.
Với đặc tính cần thời gian để vận hành trước của các thiết bị gia dụng
thì những ngơi nhà thơng minh sẽ giúp bạn hồn tồn xóa bỏ đi qng thời
gian đó. Nếu như trước đây bạn phải đợi bình nóng lạnh từ 10 tới 15 phút hay
7


đợi hệ thống điều hịa trong vài phút thì giờ đây thay vì chờ đợi bạn có thể
khởi động chúng ngay khi bạn ở ngoài bằng việc sử dụng các thiết bị thông
minh, gần gũi nhất là smart phone, khi về đến nhà bạn có thể sử dụng ln
các thiết bị mà không cần chờ chúng khởi động. Những thiết bị trong smart
home luôn đem lại cho người dùng những sự thoải mái nhất theo cách tốt
nhất. Không những vậy, hệ thống nhà thông minh cũng giúp cho bạn tiết kiệm
một lượng tiêu thụ điện đáng kể.
- Giải trí đa âm thanh.

Với một hệ thống âm thanh được cài đặt theo ý muốn của chủ nhà, bạn
hồn tồn có thể nghe nhạc và phát nhạc tại tất cả khu vực trong ngôi nhà của
bạn, hoặc từng khu vực riêng biệt mà bạn muốn. Khi chúng ta đang tưới cây
ngoài vườn ta hồn tồn có thể nghe được những bài nhạc yêu thích từ hệ
thống âm thanh của ngồi nhà mà không cần đem theo máy nghe nhạc hay
smart phone. Hơn nữa bạn hồn tồn có thể xây dựng cho mình một quy trình
vận hành riêng. Mỗi buổi sáng thức dậy chiếc rèm cửa sẽ được tự động mở ra
và thêm vào đó là một bản nhạc du dương chào buổi sáng vang lên. Một ngôi
nhà thông minh thật sự sẽ đem lại cảm giác thoải mái tối đa cho chúng ta khi
tất cả các nhu cầu được đáp ứng.
Khi bạn sở hữu một ngôi nhà thông minh đồng nghĩa với việc bạn có
thể n tâm về tính an tồn của ngơi nhà. Bạn hồn tồn có thể kiểm sốt tài
sản cũng như những hoạt động diễn ra trong nhà qua hệ thống camera an ninh
khi bạn có việc đi xa nhà vài hôm.

Hệ thống nhà thông minh đang là một sự lựa chọn thơng minh cho mọi
gia đình.
- Đó là những điều căn bản nhưng cũng đầy thiết yếu mà một ngơi nhà
thơng minh cần có.
- Một số khái niệm liên quan:

8


+ Những yếu tố nêu trên thật ra là một thứ căn bản nhằm giúp người sử
dụng một cách dễ dàng nhất cũng như đáp ứng nhu cầu của một ngôi nhà
thông minh trên rất nhiều ngồi nhà thông minh khác.
+ Không chỉ giúp người sự dụng thao tác một các dễ dàng hơn có thể
nói nó cịn là một yếu tố quan trọng trong việc bảo vệ bảo mật cho ngơi nhà
của bạn, từ đó giúp ngơi nhà của bạn trển nên an tồn hơn, góp thêm phần vào
cụ từ ngôi nhà thông minh, đảm bảo ngôi nhà đủ ba yếu tố quan trọng để tạo
nên 1 ngôi nhà thơng minh.
- Tiếp đó là cơng cụ cũng như kỹ thuật áp dụng trong nhà thông minh:
Công cụ sử dụng trong nhà thông minh gồm các thiết bị thông minh đi
đôi cùng với nhà thông minh.
Ta cũng phải hiểu thiết bị thơng minh là gì:
Cũng như nhà thơng minh thiết bị của nhà thông minh bao gồm các
thiết bị được tự động hóa, tạo ra một thiết bị thơng minh hồn hảo.
Trong cuộc sống hiện nay, cơng nghệ dường như đã đặt chân đến mọi
khía cạnh của cuộc sống, bao gồm cả khơng gian nội thất nhà ở (bóng đèn,
máy rửa bát và…). Sự ra đời của nhà thông minh như một giải pháp thay thế
hiện đại.
Smart TV - TV thông minh kết nối Internet, truy cập nội dung thông
qua các ứng dụng, chẳng hạn như video và âm nhạc theo yêu cầu. Một số TV
thông minh bao gồm nhận diện giọng nói hoặc cử chỉ.

Ngồi khả năng điều khiển từ xa và tùy biến, các hệ thống chiếu sáng
thông minh như từ Philips Lighting Holding B.V., có thể phát hiện khi nào có
người ở trong phịng và điều chỉnh ánh sáng nếu cần. Bóng đèn thơng minh
cũng có thể tự điều chỉnh dựa trên ánh sáng ban ngày.
Các bộ điều chỉnh nhiệt thông minh (Smart thermostats) chẳng hạn như
Nest của Nest Labs Inc., được tích hợp Wi-Fi, cho phép người dùng lên lịch,
theo dõi và điều khiển nhiệt độ trong nhà từ xa. Các thiết bị này cũng học
hành vi của chủ nhà và tự động sửa đổi thiết lập nhằm cung cấp cho người
dùng sự thoải mái và hiệu quả tối đa. Bộ điều chỉnh nhiệt thông minh cũng có
thể báo cáo việc sử dụng năng lượng và nhắc nhở người dùng thay đổi bộ lọc.
Sử dụng khóa thông minh và dụng cụ mở cửa nhà để xe, người dùng có
thể cho phép hoặc từ chối mở cửa cho khách vào nhà. Hơn nữa, khóa thơng
minh cũng có thể phát hiện khi chủ nhà đang ở gần và mở khóa cho họ.
Với camera quan sát thơng minh, người dùng có thể theo dõi nhà của
mình khi di chuyển hoặc đi nghỉ mát. Các cảm biến chuyển động thông minh
9


cũng có thể xác định sự khác biệt giữa chủ nhà, khách, thú cưng và kẻ trộm để
thông báo cho chính quyền nếu phát hiện hành vi đáng ngờ.
Có thể tự động chăm sóc vật ni với hệ thống cho ăn đã được kết nối
sẵn. Cây trồng trong nhà và cỏ cũng được tưới nước bằng bộ đếm thời gian đã
được kết nối.

Các thiết bị nhà bếp đều có sẵn, bao gồm máy pha cà phê thơng minh
có thể pha một tách cà phê thơm ngon ngay khi chuông báo thức của bạn reo
lên; tủ lạnh thông minh theo dõi ngày hết hạn, lên danh sách mua sắm hoặc
thậm chí tạo ra các công thức nấu ăn dựa trên các thành phần sẵn có; nồi nấu
và lị nướng bánh mỳ; trong phịng giặt có máy giặt và máy sấy.
Các màn hình hệ thống hộ gia đình có thể cảm nhận được điện áp tăng

vọt và tắt thiết bị; nhận thấy đường ống nước bị hỏng hoặc ngắt các đường
ống và tắt nước để không bị tràn ra sàn.
Cuối cùng là các kỹ thuật được sử dụng trong nhà thông minh:
- WiFi là tên gọi của chuẩn IEEE 802.11, được sử dụng rất phổ biến
trong các thiết bị máy tính (PC, máy tính xách tay) cũng như TV thơng minh,
máy quay video và loa âm thanh. Đây là công nghệ không dây với tần số từ
2,4 GHz đến 5,0Ghz. WiFi có tốc độ truyền dữ liệu cao, do đó có thể truyền
dữ liệu lớn qua mạng không dây.
Tuy nhiên, WiFi không được coi là một tiêu chuẩn tốt để liên lạc giữa
các thiết bị trong hệ thống nhà thơng minh vì thường tiêu thụ năng lượng cao
(pin sẽ hết trong một thời gian ngắn) và tương đối đắt hơn các công nghệ
khác.
Các thiết bị nhà thông minh thường không cần nhiều băng thơng hoặc
tốc độ dữ liệu, vì vậy WiFi khơng phải là một giao thức kết nối phù hợp.
Ngoài ra, hệ thống WiFi thông dụng đang được sử dụng tại các hộ gia đình
thường khơng hỗ trợ kết nối mạng lưới nên rất khó để mở rộng phạm vi thơng
10


qua các bức tường bê tông bên trong nhà hoặc tịa nhà ở Việt Nam và Đơng
Nam Á.
Wifi được đánh giá không phải là giao thức kết nối phù hợp cho các hệ
thống nhà thông minh.
ZigBee là một tiêu chuẩn không dây dựa trên chuẩn IEEE 802.15.4,
được vận hành ở tần số 2,4Ghz, là băng tần ISM có thể được sử dụng ở mọi
nơi trên thế giới. ZigBee rất phổ biến trong ứng dụng nhà thơng minh vì có
mức tiêu thụ điện năng thấp, pin có thể sử dụng lâu dài, chi phí thấp hơn so
với các cơng nghệ khác. Những thiết bị Zigbee có thể kết nối với nhau tạo
thành một mạng lưới.
Ưu điểm của mạng lưới là càng nhiều thiết bị trong mạng thì khoảng

cách sẽ càng dài từ các thiết bị đến bộ điều khiển trung tâm (thường được gọi
là hub). Ngồi ra, cơng nghệ ZigBee cũng được ứng dụng bên trong
nhiều bóng đèn LED thơng minh của các thương hiệu nổi tiếng. Một số người
nghĩ rằng sóng của ZigBee có thể bị nhiễu bởi WiFi cũng dùng băng tần
2,4Ghz.
Tuy nhiên, trong thực tế, việc nhiễu sóng là khơng đáng kể vì ZigBee
khơng cần nhiều băng thơng để truyền dữ liệu và ZigBee có khả năng chọn
tần số mà WiFi khơng dùng trong lúc đó.
- Đây cũng là một công nghệ không dây tương tự như ZigBee, được
ứng dụng nhiều trong nhiều hệ thống nhà thông minh. Tuy nhiên, công nghệ
này không sử dụng băng tần 2,4Ghz (ISM), tần số hoạt động của nó khác
nhau giữa các quốc gia.
Dựa trên quy định của Việt Nam, sóng Z được phép sử dụng băng tần
919Mhz và 921Mhz. Z-wave có thể hỗ trợ tới 232 thiết bị trong một mạng,
trong khi ZigBee có thể hỗ trợ tới 65.000 thiết bị trong mạng.
Do đó, Z-wave thường được sử dụng trong các mạng đơn giản (khóa
cửa thơng minh, cảm biến chuyển động, cảm biến cửa mở) và ZigBee được sử
dụng trong các ứng dụng cơng nghiệp và tịa nhà thơng minh phức tạp hơn.
- Hybrid-Mesh là một công nghệ tiên tiến và độc đáo, là công nghệ đầu
tiên và duy nhất trên thế giới tích hợp PLC (Power Line Communication) với
mạng khơng dây (IEEE 802.15.4) và đồng thời cho phép kết hợp mạng lưới
chế độ hỗn hợp. Nhà và cơng trình ở Việt Nam (và hầu hết các nước ở Đông
Nam Á) được xây dựng bằng xi măng và gạch khiến cho sóng khơng dây rất
khó đi qua.
Khi tín hiệu khơng dây truyền qua một bức tường bê tơng, phạm vi của
nó (tức là khoảng cách đường thẳng từ nguồn truyền tín hiệu đến đích tín
11


hiệu) thường giảm từ 50% đến 60% tùy thuộc vào vật liệu và độ dày của

tường.
Thêm nhiều bức tường hoặc cửa ở giữa sẽ làm giảm phạm vi hơn nữa.
Do đó, nếu một ngơi nhà có nhiều phịng hoặc một tịa nhà có nhiều tầng, thì
việc sử dụng tín hiệu không dây cho hệ thống nhà thông minh sẽ không ổn
định và việc lắp đặt cũng sẽ trở nên khó khăn hơn.
Cơng nghệ “xun tường” Hybrid Mesh cho phép tín hiệu truyền tải ổn
định qua nhiều lớp bê tông
Trên thực tế, hầu hết các tòa nhà thường được yêu cầu khoan tường và
chạy dây để cho phép các thiết bị thông minh giao tiếp với bộ điều khiển
trung tâm. Công nghệ Hybrid-Mesh có thể khắc phục vấn đề đó nhờ việc sử
dụng cơng nghệ PLC truyền tải tín hiệu thơng qua đường dây điện sẵn có,
khơng cần phải chạy dây bổ sung nữa. PLC của Hybrid-Mesh là băng tần
rộng được vận hành từ 2Mhz đến 30Mhz. Tính năng này cho phép các thiết bị
Hybrid-Mesh ln ổn định vì hầu hết nhiễu trên đường dây điện đều dưới
500Khz. Hybrid-Mesh cũng được sử dụng điều chế OFDM (Orthogonal
Frequency-Division Multiplexing) để khắc phục mơi trường bị nhiễu sóng và
vẫn có thể duy trì băng thông cao hơn so với các công nghệ khác. HybridMesh cũng tích hợp cơng nghệ khơng dây cùng với PLC cho phép kết nối bắc
cầu các thiết bị bất cứ khi nào đường dây điện bị nhiễu. PLC và mạng khơng
dây cịn tạo ra một mạng lưới chế độ hỗn hợp cho phép tín hiệu của thiết bị ở
dạng PLC hoặc không dây tùy thuộc vào điều kiện nhiễu tại thời điểm đó. Do
đó, Hybrid-Mesh có thể xuyên qua nhiều bức tường và bê tông, mở rộng
phạm vi sử dụng mạng lưới của nó. Hybrid-Mesh được coi là cơng nghệ
truyền thơng hiệu quả cho nhà thơng minh và tịa nhà thông minh tại Việt
Nam và Đông Nam Á.
Các công nghệ truyền thông khác:
BLE (Bluetooth Low Energy) là một tiêu chuẩn năng lượng thấp và
tầm ngắn được vận hành ở băng tần 2,4 GHz. Nó được sử dụng trong các thiết
bị thể dục, đồng hồ thơng minh, phích cắm. Mặc dù tiêu chuẩn BLE đã giới
thiệu một cấu hình lưới vào năm 2017, nhưng nó vẫn chưa được coi là một
tiêu chuẩn mạng thích hợp cho nhà thơng minh.

Có những thiết bị thông minh trên thị trường hoạt động ở mức 433Mhz.
Dải tần số này rất phổ biến ở Trung Quốc. Tuy nhiên, nó khơng được ưa thích
cho nhà thơng minh ở các quốc gia khác vì băng thơng thấp, không đủ để vận
hành nhiều thiết bị thông minh cùng một lúc.

12


PHẦN III- ỨNG DỤNG
Ứng dụng cụ thể trong nghiên cứu về nhà thông minh (smart house)
*) Sử dụng công nghệ kết nối:

Theo lý thuyết nhà thông minh chạy dựa trên mơ hình vạn vật kết nối
(IOT) nghĩa là tất cả các thiết bị kết nối với nhau thông qua internet. Một số
nhà phất triển đã cho ra những thiết bị phát sóng internet để làm cầu nối cá
thiết bị thơng minh trong ngôi nhà lại với nhau. Một vài thiết bị điển hình
như:

- WIFI được sử dụng rất phổ biến trong các thiết bị máy tính (PC, máy
tính xách tay) cũng như TV thông minh, máy quay video và loa âm thanh.
WiFi có tốc độ truyền dữ liệu cao, do đó có thể truyền dữ liệu lớn qua mạng
khơng dây. Tuy nhiên, nhược điểm của WiFi là không được coi là một tiêu
chuẩn tốt để liên lạc giữa các thiết bị trong hệ thống vì thường tiêu thụ năng
lượng cao (pin sẽ hết trong một thời gian ngắn) và giá tương đối cao.
Các thiết bị nhà thông minh thường không cần nhiều băng thơng hoặc
tốc độ dữ liệu, vì vậy WiFi không phải là một giao thức kết nối phù hợp. Hệ
thống WiFi thông dụng đang được sử dụng tại các hộ gia đình thường khơng
hỗ trợ kết nối mạng lưới nên rất khó để mở rộng phạm vi thơng qua các bức
tường bê tơng bên trong nhà hoặc tịa nhà ở Việt Nam và Đông Nam Á.
- ZigBee được cho là rất phổ biến trong ứng dụng nhà thông minh vì có

mức tiêu thụ điện năng thấp, pin có thể sử dụng lâu dài, chi phí thấp hơn so
13


với các cơng nghệ khác. Những thiết bị Zigbee có thể kết nối với nhau tạo
thành một mạng lưới.

Ưu điểm của mạng lưới là càng nhiều thiết bị trong mạng thì khoảng
cách sẽ càng dài từ các thiết bị đến bộ điều khiển trung tâm (thường được gọi
là hub). Ngoài ra, công nghệ ZigBee cũng được ứng dụng bên trong
nhiều bóng đèn LED thơng minh của các thương hiệu nổi tiếng.
- Z-WAVE đây cũng là một công nghệ không dây tương tự như ZigBee,
được ứng dụng nhiều trong nhiều hệ thống nhà thông minh. Tuy nhiên, công
nghệ này sử dụng tần số hoạt động khác nhau giữa các quốc gia.

Và còn rất nhiều các thiết bị kết nối khác vẫn đang được nâng cấp,
nghiên cứu và phát triển.

14


*) Hệ thống chiếu sáng:

- Hệ thống chiếu sáng hoạt động dựa theo cảm ứng hoặc thiết bị điều
khiển kết nối Internet. Ta có thể điều khiển và ra lệnh cho hệ thống như:
- Bật tắt từ một hoặc nhiều vị trí.
- Điều khiển trung tâm, chỉ với một nút nhấn có thể bật/tắt nhiều thiết
bị sáng một lúc.
- Điều chỉnh độ sáng đèn từ một hoặc nhiều vị trí.
- Chế độ đèn cầu thang – tự động tắt sau thời gian trễ (có thể cài đặt).

- Đèn toilet – tự động tắt sau thời gian trễ (có thể cài đặt).
- Bật/tắt theo thời gian lập trình.
- Cảm biến tự động bật đèn cầu thang, toilet, hành lang. Tích hợp cảm
biến đo ánh sáng ban ngày chỉ bật đèn tự động khi khơng đủ ánh sáng.
- Lập trình các ngữ cảnh cho một hoặc nhiều nhóm đèn, tạo ra các ngữ
cảnh theo ý người sử dụng.
- Phát hiện đột nhập vào ban đêm sẽ tự động bật các đèn định sẵn để
xua đuổi.
Ví dụ: Ta cài dặt cảm biến và lập trình các cụm đèn theo sở thích. Khi
ta vào nhà cảm ứng sẽ kích hoạt đèn sáng những cụm được lập trình sẽ chạy
theo chương trình đã được cài đặt.Cũng có thể tùy chỉnh cảm biến bật tắt theo
vùng mà ta sử dụng.

15


*) Hệ thống bảo vệ:

Hệ thống Bảo vệ trong ngôi nhà nắm giữ vai trị quan trọng, bảo vệ
ngơi nhà mọi lúc, kiểm sốt các nguy cơ cháy nổ (rị rỉ khí gas, chập điện),
các thiết bị cảm biến báo cháy. Bảo đảm vấn đề an ninh ngay tại nhà và trong
khuôn viên, như một số giải pháp, thiết bị camera thông minh giúp ta giám sát
các khu vực trong nhà mọi lúc, mọi nơi. Tacó thể dễ dàng truy cập và quan sát
toàn cảnh xung quanh & bên trong nhà khi cần từ bất cứ nơi nào có Internet.
Hệ thống camera thơng minh cịn tự động ghi lại hình ảnh khi phát hiện
có chuyển động và phát cảnh báo tới điện thoại nếu có bất kỳ một mối nguy
hay một thay đổi nhỏ nào được phát hiện. Nhờ vậy, có thể dễ dàng kiểm cũng
như được thơng báo kịp thời nếu ngôi nhà bị xâm nhập trái phép…
Hệ thống chng cửa có hình cho phép ta giao tiếp 2 chiều với khách
bằng âm thanh & hình ảnh. Ta có thể trả lời chuông cửa, quan sát khách bấm

chuông và mở cửa cho họ vào nhà nếu muốn ngay cả khi đang ở xa. Nhờ chức
năng này, người ngoài sẽ nghĩ tađang ở nhà ngay cả khi ta đang ở cách xa nửa
vòng Trái đất và từ bỏ ý định đột nhập nếu có ý đồ xấu.

16


*) Hệ thống phục vụ:

- Điều tuyệt vời nhất khi sống trong ngôi nhà thông minh là sự tiện lợi,
thoải mái và được sự phục vụ chu đáo. Cũng giống như các phần trên khi mọi
thứ được thực hiện qua điện thoại, điều khiển bằng giọng. Ta có thể điều
khiển tất cả bằng một vài nút bấm trên màn hình cảm ứng của smartphone hay
máy tính bảng. cũng có thể điều khiển và kiểm sốt ngơi nhà thơng qua giao
diện trực quan 3D, ở đó các thiết bị được mơ phỏng giống như đang sử dụng
thực tế, chỉ cần chạm vào thiết bị tương ứng trong màn hình để điều khiển. Và
hơn cả sự tiện nghi ta có thể rẽ ràng ra lệnh.
Ví dụ:
Cài đặt đóng mở rèm tự động theo thời gian mặt trời mọc, lặn, và theo
thời tiết (nắng gắt, mưa to…).
Thiết lập kịch bản chiếu sáng tối ưu khi nấu ăn và khi cả nhà dùng bữa,
điều chỉnh đèn, máy lạnh, quạt cùng lúc… chỉ với 1 thao tác.
Nhận thông báo khi các thiết bị bếp cần bảo trì, sửa chữa.
Bật lị nướng để chuẩn bị cho việc nướng đồ ăn khi đang ở phịng khác.
Nhận thơng báo đến màn hình TV ở phịng khách khi món nướng đã
hồn tất.
Lập chương trình để tủ lạnh làm nhiều đá hơn đủ cho bữa tiệc tối sắp
bắt đầu.
Nhận thông báo mức sử dụng năng lượng của các thiết bị điện trong
bếp.

Bật nhạc từ màn hình cảm ứng khi khách ngồi vào bàn ăn.

17


*) Nhược điểm
Cũng như những công nghệ khác, đặc biệt là về một công nghệ mới
như vạn vật kết nối (IOT) thì nhà thơng minh (smart house) cũng có những
nhược điểm, thách thức cần cải thiện và phát triển.
Khả năng tài chính là vấn đề dễ nhận thấy nhất chi phí cho các thiết bị
thơng minh khá tốn kém. Chẳng hạn như việc lắp ổ khóa điện tử chắc chắn
chi phí sẽ cao hơn lắp ổ khóa cơ thơng thường.
Hạn chế tiếp là khơng phải ai cũng thích và dễ dàng tiếp nhận công
nghệ cao. Điều này đặc biệt đúng với trường hợp là những khách hàng hay
nhà có người lớn tuổi, chưa quen hoặc chưa từng sử dụng các thiết bị thông
minh.
Quá phụ thuộc vào kết nối internet. Nếu như khơng có Internet các thiết
bị sẽ khơng thể kết nối được với nhau (ngoại trừ một số thiết bị kết nói qua
bluetooth). Điều này đẫn đến việc ngơi nhà sẽ hết thơng minh.
Nếu việc tự động hóa khơng được đảm bảo an toàn dễ mang đến nguy
cơ bị hack, xâm phạm qua mạng internet.
Đây là những nhược điểm cơ bản xảy khi sử dụng nhà thơng minh.
Cũng cịn nhiều vấn đề khác phát sinh khi sử dụng tùy theo kiến trúc ngơi nhà
và vị trí lắp đặt các thiết bị.
*) Xu hướng phát triển của công nghệ nhà thông minh (Smart house)
Xu hướng hiện nay của nhà thông minh ngày cang được phát triển và
mở rộng trong nước cũng như tồn cầu một trong những nhánh chính của thời
đại 4.0. Cũng vì thế đây cũng là mục tiêu của các quốc gia trên thế giới hướng
đến xã hội phát triển và hiện đại. Là một miếng bánh lớn đối với các công ty
công nghệ trên thế giới, tham khảo thực tế tại một cuộc nghiên cứu của hãng

nghiên cứu thị trường Marketsand Markets dự báo thị trường nhà thông minh
sẽ đạt giá trị 151,4 tỉ đô la vào năm 2024 so với mức 76,6 tỉ đô la vào năm
2018.
Với giá trị đi kèm trong việc bán thiết bị công nghệ thông minh cũng
tạo ra những giá trị không hề nhỏ. Các cơng ty cơng nghệ điển hình như
Google, Amazon và Apple đang dẫn đầu trong lĩnh vực loa thông minh và các
thương hiệu lớn khác như Samsung đang gây chú ý với những đồ gia dụng
thông minh. Mỗi năm có hàng trăm cuộc triển lãm và hội nghị về nhà thơng
minh diễn ra trong nước cũng như trên tồn tế giới. Là nơi các công ty công
nghệ giới thiệu và quảng bá sản phẩm của mình, cũng là lúc các chuyên gia
thảo luận và định hướng xu hướng mới cho người tiêu dùng. Tai triển lãm
hàng tiêu dùng điện tử quốc tế 2019 (CES 2019) mới đây ở TP. Las Vegas
18


(Mỹ) cũng chứng kiến hàng loạt thiết bị cho ngôi nhà thông minh được quảng
bá.
Hãng Lenovo đã giới thiệu đồng hồ báo thức thơng minh Lenovo Smart
Clock. Ngồi chức năng báo thức, nó cịn có thể sử dụng trợ lý ảo Google
Assistant để mở nhạc, kiểm tra thời tiết hay tình hình giao thơng. Chiếc đồng
hồ này có thể được lập trình để bật tắt đèn điện và mở những bản nhạc du
dương để giúp người dùng dễ ngủ sau khi họ nói: Good night .Người dùng có
thể gọi điện và ra lệnh ti vi phát các video thông qua chiếc đồng hồ này. Khi
đèn trong phòng ngủ bật tắt, màn hình của đồng hồ sẽ tự điều chỉnh giảm độ
sáng và tông màu. Lenovo Smart Clock sẽ được bán ra thị trường vào nửa đầu
năm 2019 với giá 80 đôla.
Chẳng mấy ai hứng thú với công việc gấp quần áo. Tại CES 2019, công
ty khởi nghiệp FoldiMate ở bang California giới thiệu một giải pháp: máy gấp
đồ FoldiMate. Chiếc máy này có kích cỡ tương đương một chiếc máy in văn
phịng. Nó có thể gấp hầu hết mọi kiểu áo sơ mi, áo blouse, quần dài của trẻ 6

tuổi cho đến người trưởng thành cũng như các vỏ gối, khăn tắm có kích cỡ
chuẩn.
Kết luận:
Khi mà nhà thơng minh ngày càng phổ biến và tiến tới trở thành một
tiêu chuẩn xây nhà. Hệ thống đơn giản hóa việc điều khiển từ xa, bảo đảm sự
tiện nghi cho người sử dụng. Đồng thời, sẩn phẩm cũng sử dụng và cập nhập
những hệ thống thông minh như hệ thống cảm biến, hệ thống an ninh, hệ
thống chiếu sáng,… Mang đến trải nghiệm đa dạng và tối ưu chất lương sống.
Là một phần của xu hướng phát triển của thời đại mới, mục tiêu phát triển của
các quốc gia trên thế giới. Mảnh đất vàng của các công ty công nghệ trên tồn
thế giới, hàng năm các cơng ty phát triển, nâng cấp và cho ra đời nhiều mẫu
thiết bị thông minh phục vụ cho lĩnh vực này. Ở Việt Nam Smarthouse cũng
là một trong những mục tiêu phất triển mà chính phủ đặt ra.Hướng đi phất
triển mới cho các công ty trong nước cùng nhâu hướng tới cuộc sống tiện
nghi, hiện đại nâng cao đời sống nhân dân.

19


Tài liệu tham khảo
- />- />ontent/259734/nha-thong-minh--xu-huong-va-tieuchuan-moi-trong-xay-dung-nha-hien-dai
- />- smart-home-hien-nay/
- />
20