Mô hình nhà thông minh IoT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
-----------  -----------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG IOT TRONG THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHÀ THÔNG MINH

ỨNG DỤNG IOT TRONG THIẾT KẾ, XÂY DỰNG
MÔ HÌNH NHÀ THƠNG MINH
Sinh viên thực hiện:

Lớp:

Khóa:Kỹ Thuật Viễn Thơng
57Giáo viên hướng dẫn:

HÀ NỘI - 2021
Năm 2021

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
-----------  -----------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG IOT TRONG THIẾT KẾ, XÂY DỰNG
MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH
Sinh viên thực hiện:
Lớp:

Khóa:
Giáo viên hướng dẫn:

Kỹ Thuật Viễn Thông
57

HÀ NỘI - 2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ MÔN KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi trong đó có
sự giúp đỡ rất lớn của thầy hướng dẫn
Các nội dung nghiên cứu, số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung
thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác. Trong
luận văn, tơi có tham khảo đến một số tài liệu đã được liệt kê tại phần tài liệu
tham khảo cuối luận văn.

Người cam đoan

i

LỜI NĨI ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài:
Hiện nay, thế giới đã bước vào cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 với đặc
trưng là dựa trên nền tảng công nghệ số và tích hợp tất cả các cơng nghệ
thơng minh để tối ưu hóa quy trình, phương thức sản xuất. Các công nghệ nổi
bật trong Cuộc Cách Mạng 4.0 là cơng nghệ in 3D, trí thơng minh nhân tạo
[Artificial Intelligence], Internet vạn vật kết nối [Internet of Things], công
nghệ điện toán đám mây [Cloud Computing] và xử lý dữ liệu lớn [Big Data].
Trong đó, IoT được nhắc đến như một công nghệ cốt yếu của cuộc Cách
Mạng Công Nghiệp 4.0. IoT mở ra tiềm năng tích cực trong mọi khía cạnh
của đời sống con người.
Trong y tế, IoT có thể giúp giám sát bệnh nhân kỹ hơn hoặc quản lý
thuốc men tự động. Trong nơng nghiệp, có thể ứng dụng thiết lập hệ thống
tưới tiêu tự động, kiểm soát độ ẩm và sự phát triển của cây cối. Đặc biệt ngày
nay IoT được ứng dụng khá nhiều trong các hệ thống Nhà thơng minh [Smart
Home] bằng cách có thể thiết lập tự động bật/tắt các thiết bị điện trong nhà
như: đèn, hệ thống sưởi, máy lạnh thông qua điện thoại hoặc máy tính bảng.
Hơn thế nữa hệ thống tự động thu thập dữ liệu từ các cảm biến để đưa ra các
ngữ cảnh điều khiển một cách phù hợp.
Theo một thống kê của công ty nghiên cứu thị trường Statista thì vào
năm 2020 giá trị thị trường của Nhà thơng minh-Smart Home dự báo đạt
ngưỡng 43 tỉ USD. Con số này tăng gấp 3 lần so với năm 2014. Xu hướng
nhà thông minh được dự báo như một trong những ứng dụng cơng nghệ một
cách tồn diện nhất vào cuộc sống, là cả một căn nhà chứ không chỉ là một
thiết bị thông minh.
Tại Việt Nam, thị trường Smart Home rất sôi động với các nhà cung cấp

lớn nhiều năm nay như: Bkav, Lumi, ACIS. Và gần đây nhất là sự góp mặt
của hai hãng cơng nghệ lớn là SamSung và Vinsmart, đây là minh chứng rõ
ràng cho tiềm năng phát triển to lớn của Smart Home trong những năm tiếp
theo. Chính vì vậy, đề tài tập trung nghiên cứu kiến trúc, các thành phần cơ

ii

bản của một ngơi nhà thơng minh để từ đó thiết kế, xây dựng một mơ hình
nhà thơng minh cơ bản.
II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Tập trung tìm hiểu, nghiên cứu cấu trúc hệ thống IoT , cơ sở dữ liệu
Firebase của Google, cơng cụ lập trình Android Studio và các bo mạch phát
triển Arduino, ESP32.
Trong thời gian 2 tháng, xây dựng được hệ thống điều khiển, giám sát
nhà thông minh với các chức năng cơ bản.
III. Phương pháp nghiên cứu:
Dựa trên phương pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết các tài liệu khoa
học về các thơng tin đa dạng thu thập từ các nguồn, các tài liệu khác nhau về
cơng nghệ IoT và từ đó xây dựng nên mơ hình nhà thơng minh sử dụng các
cơng cụ phổ biến.
Bằng thực nghiệm để đánh giá, hiệu chỉnh hệ thống đã xây dựng.
IV. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
Tìm hiểu kiến trúc, các thành phần cơ bản, các giải pháp cũng như các
tiêu chuẩn của một hệ thống nhà thơng minh. Tìm hiểu cách sử dụng các cơng
cụ phổ biến để thiết kế, xây dựng mơ hình nhà thông minh đơn giản.
V. Kết cấu của đề tài:
Chương 1: Tổng quan về IoT và nhà thông minh
Chương 2: Kiến trúc và cơng nghệ trong mơ hình nhà thơng minh
Chương 3: Thiết kế, xây dựng mơ hình nhà thơng minh ứng dụng IoT

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2021
Sinh viên thực hiện

iii

MỤC LỤC
TỜ GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CAM ĐOAN.....................................................................................................I
LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................II
DANH MỤC KÝ HIỆU, THUẬT NGỮ VIẾT TẮT...........................................IV
TỪ VIẾT TẮT.......................................................................................................IV
API......................................................................................................................... IV
INTERFACE.........................................................................................................IV
GIAO DIỆN LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG..............................................................IV
IOT......................................................................................................................... IV
INTERNET OF THINGS.....................................................................................IV
INTERNET VẠN VẬT KẾT NỐI.......................................................................IV
TỪ VIẾT TẮT.......................................................................................................IV
API......................................................................................................................... IV
INTERFACE.........................................................................................................IV
GIAO DIỆN LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG..............................................................IV
IOT......................................................................................................................... IV
INTERNET OF THINGS.....................................................................................IV
INTERNET VẠN VẬT KẾT NỐI.......................................................................IV
DANH MỤC HÌNH VẼ..........................................................................................V
DANH MỤC BẢNG BIỂU...................................................................................VI
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ IOT VÀ NHÀ THÔNG MINH.........................1

1.1 Tổng quan về IoT................................................................................................1
1.1.1Khái niệm IoT...........................................................................................1
1.1.2Kiến trúc của IoT......................................................................................2
1.1.3Ứng dụng của IoT.....................................................................................3
1.2 Khái niệm nhà thông minh..................................................................................5
1.3 Các thành phần cơ bản của nhà thông minh........................................................6
1.3.1Hệ thống chiếu sáng thơng minh...............................................................7
1.3.2Hệ thống kiểm sốt ra vào.........................................................................9
1.3.3Hệ thống quan sát......................................................................................9
1.3.4Hệ thống giải trí đa phương tiện.............................................................10
1.3.5Hệ thống cảm biến, an ninh.....................................................................11
1.4 Một số giải pháp hệ thống nhà thông minh tại Việt Nam...................................12
1.4.1Bkav Smart Home Luxury......................................................................12
1.4.1Nhà thông minh Lumi.............................................................................15
1.4.2Hệ sinh thái SmartThings của SamSung.................................................16
1.5 Kết luận chương................................................................................................17
CHƯƠNG 2. KIẾN TRÚC VÀ CƠNG NGHỆ TRONG MƠ HÌNH NHÀ
THƠNG MINH......................................................................................................19
2.1 Kiến trúc phần cứng và giao thức truyền thông trong hệ thống nhà thông minh
19
2.1.1Bộ điều khiển trung tâm – Hub Controller..............................................20
2.1.2Các công nghệ truyền thông trong Smart Home.....................................21
2.2 Nền tảng dữ liệu và phần mềm trong hệ thống nhà thông minh........................35
2.2.1Các nền tảng IoT [IoT Platform] cho Smart Home.................................35
2.2.2Các phần mềm cho hệ thống nhà thông minh.........................................39
2.3 Lựa chọn kiến trúc phần cứng, phần mềm cho mơ hình....................................45
2.3.1Lựa chọn các thành thiết bị phần cứng cho mơ hình...............................45
2.3.2Lựa chọn nền tảng dữ liệu cho mơ hình..................................................51
2.3.3Lựa chọn các phần mềm cho mơ hình.....................................................53
2.4 Kết luận chương................................................................................................54

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH ỨNG
DỤNG IOT.............................................................................................................55

3.1 Tổng quan mơ hình............................................................................................55
3.2 Xây dựng hệ thống các thiết bị thơng minh trong mơ hình................................56
3.2.1Mạng truyền thơng khơng dây cho các thiết bị.......................................56
3.2.2Bộ điều khiển trung tâm – Hub Controller..............................................59
3.2.3Công tắc thông minh- Smart Switch.......................................................60
3.2.4Cảm biến không dây – Wireless Sensor..................................................62
3.2.5Bộ điều khiển hồng ngoại – IR remote....................................................64
3.3 Xây dựng cơ sở dữ liệu trên Server...................................................................66
3.4 Xây dựng chương trình điều khiển, giám sát mơ hình thơng qua Smartphone và
Website.................................................................................................................... 68
3.4.1Chương trình trên Smartphone................................................................68
3.4.2Chương trình trên Website......................................................................72
3.5 Kiểm thử, đánh giá mơ hình đã xây dựng..........................................................73
3.6 Kết luận chương................................................................................................78

DANH MỤC KÝ HIỆU, THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt
Từ đầy đủ
API
Application Programming
IoT

Interface
Internet of Things

Internet vạn vật kết nối

Từ viết tắt
Từ đầy đủ
API
Application Programming
IoT

Tiếng Việt
Giao diện lập trình ứng dụng

Interface
Internet of Things

Tiếng Việt
Giao diện lập trình ứng dụng
Internet vạn vật kết nối

iv

DANH MỤC HÌNH VẼ

v

DANH MỤC BẢNG BIỂU

vi

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ IOT VÀ NHÀ THÔNG MINH

Chương đầu tiên của đồ án sẽ đi tìm hiểu tổng quan về công nghệ
Internet vạn vật và kiến trúc, các thành phần cơ bản của hệ thống nhà thông
minh.
1.1Tổng quan về IoT
1.1.1 Khái niệm IoT
IoT[ 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 thơng 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. IoT
đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và
Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với
nhau, với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một cơng việc nào
đó.

Hình 1.1: Tổng quan IoT
Có thể hiểu một cách đơn giản, bạn chỉ cần có một thiết bị có kết nối
mạng là hồn tồn có thể điều khiển, kiểm tra toàn bộ các thiết bị trong nhà :

1

từ TV, máy giặt, tủ lạnh, máy tính… bất kể bạn đang ở đâu. Vấn đề chỉ là đưa
tất cả vào một giao thức chung và giao thức đó là IoT.
1.1.2 Kiến trúc của IoT
Mơ hình kiến trúc của một hệ thống IoT đơn giản được chia thành ba lớp
: Lớp nhận thực [Perception Layer], Lớp mạng [Network Layer], Lớp ứng

dụng [Application Layer].

Hình 1.2 : Mơ hình kiến trúc IoT 3 lớp
Lớp nhận thực [Perception Layer] :
Đây là lớp chứa các thiết bị, cảm biến,… tương tác với môi trường xung
quanh. Lớp có chức năng như năm giác quan đặc trưng của Internet vạn vật.
Lớp này có nhiệm vụ xác định đối tượng, nhận thực đối tượng, thu thập thông
tin và tự động điều khiển. Đây là lớp thể hiện sự kết hợp thông minh giữa các
công nghệ nhận dạng, công nghệ thu thập dữ liệu và công nghệ điều khiển với
nhau.

2

Lớp mạng [Network Layer] :
Lớp mạng chủ yếu thực hiện việc truyền tải thông tin, định tuyến[ Quyết
định đường đi của thơng tin] và điều khiển[ Kiểm sốt việc truyền tải thơng
tin]. Tại đây được chia thành 2 phần chính đó là : Cơng nghệ truyền thơng của
IoT và Giao thức truyền thơng của IoT. Trong đó, cơng nghệ truyền thông
chịu trách nhiệm liên kết vật lý giữa các đối tượng với nhau để chúng có thể
giao tiếp. Các cơng nghệ truyền thông phổ biến trong IoT như là : Bluetooth,
Zigbee, WiFi, Zwave, Lora,…. Cịn giao thức truyền thơng của IoT chịu trách
nhiệm thiết lập các quy tắc giao tiếp và các định dạng thống nhất. Các giao
thức truyền thông IoT được sử dụng phổ biến đó là : HTTP, MQTT, CoAP,
AMQP,…
Lớp ứng dụng [Application Layer] :
Lớp ứng dụng cung cấp cho người dùng các dịch vụ chuyên nghiệp, các
chức năng xử lý và lưu trữ dữ liệu.
Lớp ứng dụng được hỗ trợ bởi rất nhiều giao thức truyền thông của IoT.
Lớp này quản lý, phân tích dữ liệu sau đó phản hồi lại lớp nhận thực để thực

hiện các chức năng điều khiển và phối hợp giữa các đối tượng.
Hiện nay, rất nhiều các hãng công nghệ lớn đã xây dựng các nền tảng
IoT cho riêng mình như : Amazon AWS, Microsoft Azure, Google Cloud IoT
Core,… Trên các nền tảng này, các công ty đã xây dựng rất nhiều ứng dụng
đặc biệt để phù hợp với cầu của người dùng ở mọi nơi, mọi lúc.
1.1.3 Ứng dụng của IoT
IoT đang được ứng dụng rộng rãi trong mọi mặt hoạt động đời sống của
con người. Dưới đây là một vài ứng dụng của IoT.
Các thiết bị đeo thông minh :
Các công ty sản xuất điện thoại lớn trên thế giới như Apple, Samsung,…
đều đã cho ra mắt các thiết bị đeo thơng minh như: đồng hồ, tai nghe,… hay
kính, giày của Xiaomi. Những thiết bị này đang phát triển cực kỳ mạnh mẽ và
đang bùng nổ trên thị trường thế giới. Các hãng lớn đã có những doanh thu
khổng lồ từ việc sản xuất các thiết bị đeo thông minh. Hiện tại, các thiết bị

3

đeo ngồi có chức năng truyền thống, hay giúp tăng sự thời trang thì các loại
thiết bị đeo này cịn có các chức năng theo dõi, thu thập dữ liệu của người
dùng như: theo dõi sức khỏe, hoạt động, giải trí,… Hiện tại trên thị trường có
rất nhiều mẫu mã, phân khúc giá cả cho mọi đối tượng có thể sử dụng.
Ơ tơ thơng minh :
Nhu cầu đi lại là không thể thiếu đối với con người, việc ứng dụng công
nghệ vào ngành ô tô chắc chắn là điều không thể thiếu. Giờ đây, các hãng xe
trên thế giới đều chú trọng đến việc nâng cao chất lượng trải nghiệm trong xe
hơi. Việc phát triển các chế độ tự động trên xe, hay điều khiển từ xa, hay theo
dõi lộ trình, tăng tính an tồn, chất lượng,… cho xe đều được ứng dụng và
phát triển hơn. AI đóng vai trị quan trọng trong việc thiết lập Internet Of
Things trong sản xuất xe hơi. Ngồi ra IoT cịn giúp ngành cơng nghiệp ơ tơ

có thể dự đốn các sự kiện trong quá trình sản xuất và cho phép nhà sản xuất
lên kế hoạch một cách chủ động hơn nhiều. Các hãng có thể gia tăng sản xuất
mà khơng phải cần nhiều nhân công như trước đây.
Internet công nghiệp :
Internet công nghiệp hay là “Industrial Internet” là ứng dụng mới trong
ngành công nghiệp, được gọi tắt là IIoT [Industrial Internet of Thing]. Các
loại máy móc sẽ trở nên “thơng minh” hơn nhờ gắn những thiết bị cảm biến,
có kết nối Internet và kết nối với nhau qua một hệ thống để có thể tự nắm bắt
tồn bộ quy trình sản xuất rồi đưa ra quyết định. Các sản phẩm tạo ra cũng
thông minh hơn nhờ cảm biến, thơng báo cho máy móc biến chúng cần được
xử lý như thế nào. Các thiết bị thông minh làm việc với nhau qua mạng không
dây hoặc thông qua đám mây, các cảm biến, cơ cấu chấp hành và điều khiển
cho phép máy móc liên kết với nhau, liên kết đến các hệ thống mạng khác và
giao tiếp với con người. Các mạng lưới thông minh này là nền tảng của các
“nhà máy thông minh”, “nhà máy số”. Việc tự động hóa kết hợp với internet
sẽ làm máy móc có tính chính xác và nhất qn hơn con người, chúng giao
tiếp thơng qua dữ liệu. Ngồi ra chúng có thể thu thập dữ liệu sản xuất. Từ
những dữ liệu thu thập được giúp các công ty, nhà quản lí giải quyết các vấn
đề trong sản xuất sớm hơn, đạt năng suất và hiệu quả cao hơn.

4

Nhà thông minh :
Bất cứ khi nào chúng ta nghĩ về các hệ thống IoT, ứng dụng quan trọng,
hiệu quả và nổi bật nhất được nhắc đến chính là Smart Home. Đây được xem
là ứng dụng phát triển và sớm nhất của IOT trong cuộc sống. Hiện tại, Smart
Home đang dần phổ biến hơn và được xem là tiêu chuẩn sống mới hiện nay.
Mọi thiết bị trong nhà đều có thể điều khiển từ xa chỉ bằng Smartphone trên
tay. Hệ thống chiếu sáng tự động bật tắt khi không cần bật tắt cơng tắc, khi

bạn khơng có nhà. Hay bạn có thể hẹn giờ để bật hệ thống bình nóng lạnh,
điều hịa trước khi về nhà. Đặc biệt, với tính năng an ninh có thể bảo vệ ngơi
nhà của bạn khỏi sự dịm ngó của trộm. Ngồi ra, bạn cịn có thể điều khiển
các thiết bị bằng giọng nói một cách dễ dàng và tiện lợi.
1.2Khái niệm nhà thông minh
Nhà thông minh - Smart Home hay hệ thống nhà thông minh là một ngôi
nhà/ căn hộ được trang bị các hệ thống tự động thơng minh cùng với cách bố
trí hợp lý, các hệ thống này có khả năng tự điều phối các hoạt động trong ngơi
nhà theo thói quen sinh hoạt và nhu cầu cá nhân của con người. Chúng ta
cũng có thể hiểu ngơi nhà thơng minh là một hệ thống chỉnh thể mà trong đó,
tất cả các thiết bị điện tử gia dụng đều được liên kết với thiết bị điều khiển
trung tâm và có thể phối hợp với nhau để cùng thực hiện một chức năng. Các
thiết bị này có thể đưa ra cách xử lý tình huống được lập trình trước, hoặc là
được điều khiển và giám sát từ xa nhằm mục đính là cho cuộc sống ngày càng
tiện nghi, an tồn và góp phần sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên.
Cùng với sự phát triển của các thiết bị điện tử cá nhân như máy tính
bảng và điện thoại thơng minh cùng hạ tầng thông tin ngày càng tiên tiến như
Internet hoặc các mạng thông tin di động WiFi, 3G, 4G, ngày nay các hệ
thống nhà thơng minh cịn cung cấp khả năng tương tác với người sử dụng
thông qua các giao diện cảm ứng trên Smartphone cho phép con người có thể
giám sát và điều khiển ngôi nhà từ bất cứ đâu.

5

Hình 1.3 : Mơ hình nhà thơng minh
Tùy theo theo nhu cầu, người sử dụng có thể cấu hình hệ thống theo kịch
bản bất kì như lập trình hẹn giờ tắt đèn khi ngủ, hoặc quên tắt tivi, kéo rèm
cửa sổ,… khi tới nơi làm việc, họ có điều khiển qua điện thoại Smartphone để
điều khiển từ xa. Tùy theo mức độ sử dụng mà mức giá của Nhà Thông Minh

sẽ dao động từ vài triệu đến vài trăm triệu đồng cho một ngôi nhà.
1.3Các thành phần cơ bản của nhà thông minh
Các thành phần của hệ thống nhà thông minh bao gồm các cảm biến
[như cảm biến nhiệt độ, cảm biến ánh sáng hoặc do cử chỉ], các bộ điều khiển
hoặc máy chủ và các thiết bị chấp hành khác. Nhờ hệ thống cảm biến, các bộ
điều khiển và máy chủ có thể theo dõi các trạng thái bên trong ngồi nhà để
đưa ra các quyết định điều khiển các thiết bị chấp hành một cách phù hợp
nhằm đảm bảo môi trường sống tốt nhất cho con người.

6

Hình 1.4 : Các thành phần cơ bản trong hệ thống nhà thông minh
1.3.1Hệ thống chiếu sáng thông minh
Các thiết bị chiếu sáng như: bóng đèn sợi đốt, đèn neon, đèn led, đèn
ngủ, đèn trang trí… được sử dụng rất nhiều. Vì vậy nếu phối hợp chiếu sáng
khơng hợp lý sẽ dẫn tới bị "ơ nhiễm" ánh sáng. Ngồi ra, việc chiếu sáng như
vậy cịn gây lãng phí điện, giảm tuổi thọ thiết bị. Bên cạch đó số lượng đèn
dùng để chiếu sáng là khá lớn, gia chủ sẽ gặp những bất tiện nhỏ trong việc
bật tắt, điều chỉnh độ sáng cho phù hợp.

Hình 1.5 : Đèn thơng minh

7

Hệ thống chiếu sáng sẽ được tích hợp chung với các hệ thống khác hoặc
sẽ được tách riêng ra để điều khiển độc lập. Các giải pháp đều nhằm tối ưu
hóa hệ thống và giúp người dùng điều khiển dễ dàng hơn. Các giải pháp kết
hợp sẽ được tính đến tự động hóa tới mức tối đa. Các đèn trong phòng được

thiết kế với nhau và kết nối các thiết bị khác trong phịng như quạt thơng
gió… Ánh sáng được thiết kế và điều khiển theo tình trạng chủ nhà, theo mùa,
kết hợp với âm nhạc, tiểu cảnh, thác nước trong phịng [nếu có]. Tồn bộ hệ
thống này được tự động điều khiển về trạng thái tối ưu cho từng hịa cảnh sử
dụng cụ thể.
Ví dụ: Chỉ cần ấn một phím, tương ứng với chế độ định trước, các đèn
chiếu sáng sẽ bật 100%, các đèn trang trí sẽ bật với 75% công suất, màn che
cửa sổ sẽ khép lại… [các thông số này đều dễ dàng thay đổi theo thực tế yêu
cầu cụ thể của chủ nhà]. Công dụng trên cho phép kiến trúc sư có thể tạo ra
các kịch bản ảnh sáng khi thiết kế nội thất cho những hoạt động khác nhau
theo sở thích của chủ nhà [ví dụ như: dạ hội, tiệc, xem phim,…].
Dưới đây là các cơ chế điều khiển hệ thống chiếu sáng thông minh.
Điều khiển bằng công tắc thường hay cảm ứng :
Cách đơn giản nhất để khiểm soát ánh sáng nhà bạn, vẫn nhƣ công tắt
thông thường những việc điều khiển trở nên đơn giản và thích thú hơn nhiều.
Ví dụ: Bạn cần ra khỏi nhà, thay vì phải tắt hết tất cả các đèn trong phòng,
bạn chỉ cần ấn nút "tạm biệt" trên bàn phím điều khiển, tất cả các thiết bị sẽ tự
động được tắt đi.
Điều khiển qua Smartphone :
Điều khiển màu sắc, ánh sáng mờ tối và nhiều hơn nữa với Smartphone.
Cũng như một công tắt trên tường, người dùng có thể sử dụng hệ điều hành
android, ios để bật hoặc tắt, mở lên và xuống hoặc thậm chí thay đổ màu sắc
của đèn trong ngôi nhà.
Thiết lập ánh sáng tự động theo thời gian hay ngữ cảnh định sẵn :
Người dùng có thể thiết lập điều khiển ánh sáng theo mong muốn. Người
dùng có thể thiết lập ánh sáng của mình bằng các thiết bị cảm biến hồng

8

ngoại, hệ thống relay, dimmer điều chình độ sáng, hay các thiết lập ánh sáng
theo thời gian…
1.3.2Hệ thống kiểm soát ra vào
Khi gia chủ vắng nhà, việc kiểm soát các hệ thống vào ra trong ngôi nhà
là rất quan trọng, giúp đề phịng trộm, tiết kiệm năng lượng….Ngơi nhà thơng
minh cung cấp hệ thống kiểm soát vào ra cho phép chủ nhà quản lý và cấp
quyền "đăng nhập" cho các thành viên trong gia đình vào người thân. Hệ
thống ra vào ở các phịng sẽ được lắp đặt các khóa vân tay hoặc khóa
phím… nhằm nhận dạng người trong nhà hoặc khách để cấp quyền "đăng
nhập".
Ngồi ra, cịn có thể dùng hệ thống nhận diện khuân mặt hay giọng nói
tùy vào phịng riêng của mỗi người.

Hình 1.6 : Khố cửa thông minh
1.3.3Hệ thống quan sát
Hệ thống quan sát sẽ giúp việc kiểm sốt an ninh, người vào/ra ngơi
nhà… giúp cho gia chủ nhận diện khách nhanh chóng thơng qua hệ thống
camera. Với hệ thống camera, mọi ngóc ngách trong nhà sẽ ln được giám
sát 24/7. Chủ nhà có thể giám sát ngơi nhà của mình, hay có thể xem con

9

mình đang làm gì khi mình khơng có nhà bằng Smartphone, máy tính bảng từ
xa thống qua WiFi, hay mạng di động.

Hình 1.7 : Camera thơng minh
Hệ thống chng hình trong nhà thông minh bao gồm 1 đầu nhận và 1
màn hình được đặt tại phịng khác và phịng ngủ chính cho phép người dùng
có thể nói chuyện, nhìn được hình ảnh của người khách đến nhà.

1.3.4Hệ thống giải trí đa phương tiện
Ngôi nhà là nơi sinh hoạt của một gia đình có thể gồm nhiều thế hệ và
mỗi thế hệ lại có nhu cầu giải trí khác nhau. Do đó, một hệ thống giải trí đa
phương tiện sẽ cung cấp cho các thành viên những hoạt động giải trí phù hợp.
Giải pháp âm thanh có thể tiết kiệm rất nhiều thời gian giải trí, quản lý
và bảo trì hệ thống âm thanh, cùng với nguồn nhạc ta có thể thưởng thức âm
nhạc độc lập tại nhiều khu riêng biệt. Tất cả những việc phải làm chỉ lựa chọn
nguồn nhạc như album, ca sĩ, ca khúc… mà bạn yêu thích từ bảng điều khiểm
âm thanh gắn tường, điều khiển từ xa hoặc trực tiếp từ Smartphone. Với thiết
kế linh hoạt gọn nhẹ, hệ thống cho phép người dùng thưởng thức ca khúc yêu
thích từ mọi vị trí trong nhà.

10

Hình 1.8 : Hệ thống giải trí đa phương tiện thông minh
1.3.5Hệ thống cảm biến, an ninh
Hệ thống cảm biến là thành phần quan trọng trong bất kì hệ thống nào
của ngơi nhà, các cảm biến có nhiệm vụ gửi các thống số đo được về bộ xử lý
trung tâm để có giải pháp phù hợp với từng gói dữ liệu và xủ lý từng tình
huống tương ứng. Các cảm biến cơ bản như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm
biến gas, cảm biếp áp suất, cảm biến hồng ngoại, cảm biến chuyển động…
Các bộ cảm biến chuyển động của hệ thống chiếu sáng khi được kích
hoạt sẽ tự động trở thành hệ thống chống trộm. Khi có nguy cơ bị đột nhập,
các thiết bị này sẽ lập tức cảnh báo tại chỗ bằng chuông báo động hoặc thống
báo về Smartphone.
Tất cả các cửa sổ đều được trang bị cảm biến từ để thống báo tình trạng
đóng mở cửa. Khi hệ thống an ninh được kích hoạt, nếu một trong số các cửa
sổ mở ra thì hệ thống sẽ lập tức cảnh báo tại chỗ bằng còi hú hoặc thống báo
về Smartphone.

11

Hình 1.9 : Các cảm biến thơng minh
1.4Một số giải pháp hệ thống nhà thông minh tại Việt Nam
1.4.1Bkav Smart Home Luxury
Bkav Smart Home là một hệ thống nhà thông minh hoàn chỉnh nhờ kết
nối tất cả các thiết bị điện trong nhà vào một hệ thống và điều khiển theo các
kịch bản được lập trình sẵn. Hệ thống trung tâm được trang bị hệ điều hành
Bkav HomeOS có tính ổn định và mở rộng tích hợp cao, cho phép kết nối tất
cả các thiết bị điện [thiết bị chiếu sáng, bình nóng lạnh, rèm cửa…]; thiết bị
an ninh; camera thành một hệ thống đồng bộ - điều mà phần lớn các giải pháp
nhà thông minh tại Việt Nam hiện nay chưa làm được [đa số các giải pháp nhà
thông minh trên thị trường phải lắp đặt hệ thống camera, hệ thống an ninh độc
lập].
Về tính năng, nhà thơng minh của Bkav có thể điều khiển trực tiếp thơng
qua thiết bị gắn trên tường hoặc điện thoại thông minh, máy tính bảng, có
chức năng điều khiển bằng giọng nói [tiếng Việt], tích hợp các kịch bản ngữ
cảnh và tự thay đổi kịch bản theo thời gian, hoàn cảnh phù hợp với thói quen
của người sử dụng.

12

Đặc điểm riêng biệt của Bkav Smart Home là cho phép dễ dàng kiểm
sốt ngơi nhà thơng qua một giao diện trực quan 3D trên Smartphone hay
Tablet, mà ở đó các thiết bị được mô phỏng giống như đang sử dụng thực tế.
Ngồi ra, Bkav Smart Home có hệ thống các kịch bản ngữ cảnh thông minh.
Hệ thống chỉ hiển thị những kịch bản phù hợp với thời điểm sử dụng hoặc

những kịch bản hay dùng trong thời điểm đó.

Hình 1.10 : Hệ thống điều khiển 3D của BKAV Smart Home
Hệ thống Bkav Smart Home hiện nay sử dụng công nghệ truyền dẫn
không dây Zigbee cho các thiết bị trong ngôi nhà. Mọi thiết bị trong ngôi nhà
hoạt động dưới sự điều khiển của một điều khiển trung tâm HC[Hub
Controller] và bộ an ninh trung tâm HS[Hub Security].

13