Đồ án Thiết kế và thi công hệ thống quản lý mô hình Airbnb, HomeStay

 TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 
 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC 
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ----o0o---- 
 Tp. HCM, ngày 18 tháng 12 năm 2019 
 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 
Họ tên sinh viên: Hoàng Bảo Phúc MSSV: 15142283 
 Nguyễn Chí Thương MSSV: 15141299 
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử Mã ngành: 41 
Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 
Khóa: 2015 Lớp: 15141DT 
I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ MÔ HÌNH 
 AIRBNB, HOMESTAY 
II. NHIỆM VỤ 
1. Các số liệu ban đầu: 
Hệ thống quản lý mô hình Airbnb, HomeStay được thực hiện với các số liệu ban đầu như 
sau: 
− Hệ thống nhận thông tin của khách cần thuê phòng. Sau đó sẽ kiểm tra thông tin của 
 khách hàng được gửi đến, nếu hợp lệ thì hệ thống sẽ gửi thông tin lại cho khách hàng 
 thông qua địa chỉ mail và số điện thoại (mật khẩu vào phòng, ngày vào phòng, ngày trả 
 phòng, ) 
− Hệ thống kiểm soát thông tin vào/ra của từng phòng, lưu lại thông tin trên hệ thống và 
 truy xuất ra file excel. 
− LCD hiển thị một vài thông tin khi khách hàng nhập mật khẩu vào phòng. 
− Đến thời hạn trả phòng, hệ thống sẽ tự động vô hiệu hóa mật khẩu vào phòng. 
− Có sử dụng cảm biến vân tay dành riêng cho chủ nhà và nhân viên để mở cửa trong 
 những trường hợp cần thiết. 
2. Nội dung thực hiện: 
− Lên ý tưởng đồ án 
− Tìm hiểu về linh kiện sử dụng 
− Thiết kế và thi công hệ thống web server, web app. Truyền nhận thông tin giữa các hệ 
 thống. 
− Thiết kế khối giao tiếp ngoại vi, lấy cơ sở dữ liệu trực tuyến thông qua Internet, truyền 
 nhận thông tin giữa trạm phụ và trạm trung tâm. 
− Thiết kế và thi công hệ thống quản lý ra/vào của mô hình AirBNB, Homestay. 
− Vẽ lưu đồ giải thuật 
− Lắp ráp các khối vào mô hình. 
− Chạy thử nghiệm hệ thống. 
− Cân chỉnh hệ thống. 
− Viết luận văn. 
− Báo cáo đề tài tốt nghiệp. 
 i 
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: KS. Hà A Thồi 
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 
 ii 
 TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 
 KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC 
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ----o0o---- 
 Tp. HCM, ngày 18 tháng 12 năm 2019 
 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 
Họ tên sinh viên 1: Hoàng Bảo Phúc 
Lớp: 15141DT2A MSSV: 15142283 
Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Chí Thương 
Lớp: 15141DT2B MSSV: 15141299 
Tên đề tài: Thiết kế và thi công hệ thống quản lý mô hình airbnb, homestay 
 Xác nhận 
 Tuần/ngày Nội dung 
 GVHD 
 GV HƯỚNG DẪN 
 (Ký và ghi rõ họ và tên) 
 iii 
 LỜI CAM ĐOAN 
 Nhóm sinh viên – Hoàng Bảo Phúc và Nguyễn Chí Thương xin cam đoan đây là đồ án 
do nhóm tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy Hà A Thồi. Nhóm chỉ tham khảo các tài 
liệu trước đó và các nghiên cứu trên mạng online. Kết quả công bố trong khóa luận tốt 
nghiệp là trung thực không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó. 
 Tp.HCM, ngày 18 tháng 12 năm 2019 
 SV thực hiện đồ án 
 ( Ký và ghi rõ họ tên) 
 Nguyễn Chí Thương Hoàng Bảo Phúc 
 iv 
 LỜI CẢM ƠN 
 Nhóm thực hiện đồ án xin được gửi lời cảm ơn đặc biệt đến giảng viên hướng dẫn thầy 
Hà A Thồi vì đã giúp đỡ nhóm trong quá trình thực hiện đồ án, người đã đưa ra hướng 
nghiên cứu, giải đáp thắc mắc, cũng như tận tình quan sát nhóm làm việc. Trong quá trình 
thực hiện nhóm đã tiếp thu được những kiến thức thực tế và cách làm việc nghiêm túc, hiệu 
quả từ thầy. 
 Nhóm em xin gửi lời tri ân thành nhất đến các quý thầy cô trong khoa Điện - điện tử đã 
hỗ trợ chúng em về những kiến thức nền tảng vững vàng, tạo điều kiện tốt nhất cho sinh 
viên trong quá trình học tập và nghiên cứu. 
 Sự hỗ trợ thầm lặng và vô cùng quan trọng từ gia đình và bạn bè luôn là động lực để 
nhóm có thể làm việc hết khả năng và hoàn thành đồ án một cách tốt nhất. Một lần nữa 
nhóm vô cùng hân hạnh khi được làm sinh viên tại trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, 
là học trò của những giảng viên đầy tâm huyết, lời cảm ơn này cũng là sự ghi nhận sâu sắc 
mà nhóm muốn gửi đến thầy cô, gia đình và bạn bè. 
 Người thực hiện đề tài 
 Nguyễn Chí Thương Hoàng Bảo phúc 
 v 
 MỤC LỤC 
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ....................................................................... i 
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ......................................... iii 
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... iv 
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... v 
MỤC LỤC ............................................................................................................... vi 
DANH SÁCH HÌNH ẢNH .................................................................................... ix 
DANH SÁCH BẢN VẼ ......................................................................................... xii 
TÓM TẮT ............................................................................................................. xiii 
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................... 1 
 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................... 1 
 1.2 MỤC TIÊU ................................................................................................................ 1 
 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...................................................................................... 2 
 1.4 GIỚI HẠN ................................................................................................................. 2 
 1.5 BỐ CỤC ..................................................................................................................... 2 
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...................................................................... 4 
 2.1 GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH HOMESTAY VÀ AIRBNB ....................................... 4 
 2.1.1 Homestay ........................................................................................................................ 4 
 2.1.2 AirBNB ........................................................................................................................... 5 
 2.2 GIỚI THIỆU VỀ ARDUINO. ................................................................................... 6 
 2.2.1 Phần cứng ....................................................................................................................... 6 
 2.2.2 Arduino Uno R3 ............................................................................................................. 7 
 2.2.3 Phần mềm ..................................................................................................................... 12 
 2.3 CẢM BIẾN VÂN TAY ........................................................................................... 14 
 2.3.1 Máy quét quang học ..................................................................................................... 14 
 2.3.2 Máy quét điện dung ...................................................................................................... 15 
 2.3.3 Máy quét siêu âm .......................................................................................................... 15 
 2.3.4 Cảm biến vân tay R305. ............................................................................................... 16 
 2.4 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG INTERNET .................................................................. 18 
 2.4.1 Cấu trúc của mạng Internet ........................................................................................... 19 
 2.4.2 Các mạng truy nhập không dây .................................................................................... 19 
 vi 
 2.5 MODULE WIFI ESP8266 ....................................................................................... 20 
 2.5.1 Các chế độ boot up của ESP8266 ................................................................................. 20 
 2.5.2 Các loại module cho ESP8266 trên thị trường ............................................................. 21 
 2.6 BÀN PHÍM MA TRẬN 4x4. ................................................................................... 23 
 2.7 NGUỒN CUNG CẤP .............................................................................................. 25 
 2.7.1 Bộ chuyển đổi adapter .................................................................................................. 25 
 2.7.2 Bộ chuyển đổi nguồn DC- DC ..................................................................................... 26 
 2.8 MODULE LCD 16x2 .............................................................................................. 27 
 2.9 MODULE I2C ......................................................................................................... 28 
 2.10 CÁC CHUẨN GIAO TIẾP ................................................................................... 29 
 2.10.1 Giao tiếp uart .............................................................................................................. 29 
 2.10.2 Giao tiếp I2C .............................................................................................................. 34 
 2.11 IoT .......................................................................................................................... 37 
 2.11.1 Giới thiệu về IoT ........................................................................................................ 37 
 2.11.2 IoT hoạt động như thế nào ........................................................................................ 38 
 2.11.3. Một số ứng dụng của IoT ........................................................................................ 38 
 2.11.4 Web socket ................................................................................................................. 39 
 2.12. SERVER ............................................................................................................... 41 
 2.12.1. Node JS ...................................................................................................................... 41 
 2.12.2. Postgresql .................................................................................................................. 42 
 2.12.3. Heroku ....................................................................................................................... 45 
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ................................ 49 
 3.1 GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH HỆ THỐNG .............................................................. 49 
 3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT HỆ THỐNG ........................................... 49 
 3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống ........................................................................................ 49 
 3.2.2 Tính toán và thiết kế mạch ........................................................................................... 51 
 3.2.2.1 Cảm biến vân tay ................................................................................................................. 51 
 3.2.2.2 Bàn phím ma trận 4x4 ......................................................................................................... 54 
 3.2.2.3 Khối hiển thị ........................................................................................................................ 56 
 3.2.2.4 Kit Wifi ESP8266 ............................................................................................................... 58 
 3.2.2.5 Khối xử lý trung tâm Arduino ............................................................................................. 59 
 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống ...................................................................................... 63 
CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG .............................................................. 66 
 4.1 GIỚI THIỆU ............................................................................................................ 66 
 vii 
 4.2 THI CÔNG MÔ HÌNH ............................................................................................ 66 
 4.3 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT .......................................................................................... 69 
 4.4 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH ...................................................................................... 75 
 4.4.1. Lập trình giao diện Web .............................................................................................. 81 
 4.4.1.1. Lập trình giao tiếp Web socket .......................................................................................... 81 
 4.4.1.2. Giao diện HTML ................................................................................................................ 83 
CHƯƠNG 5. KẾT QUẢ_NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ.......................................... 87 
 5.1 GIỚI THIỆU ............................................................................................................ 87 
 5.2 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC .......................................................................................... 87 
 5.2.1 Sử dụng cảm biến ......................................................................................................... 87 
 5.2.2 Sử dụng Arduino Uno R3 ............................................................................................. 87 
 5.2.3 Đưa dữ liệu lên Server dùng ESP8266 NodeMCU. ..................................................... 87 
 5.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ................................................................................... 87 
 5.4 NHẬN XÉT_ĐÁNH GIÁ ....................................................................................... 93 
 5.4.1 Nhận xét ........................................................................................................................ 93 
 5.4.2 Đánh giá ........................................................................................................................ 93 
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIẾN ................................... 94 
 6.1 KẾT LUẬN.............................................................................................................. 94 
 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN .......................................................................................... 94 
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 95 
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 96 
 viii 
 DANH SÁCH HÌNH ẢNH 
Chương 2 
Hình 2. 1: Căn hộ HomeStay .............................................................................................. 4 
Hình 2. 2: Arduino Uno R3 ................................................................................................. 8 
Hình 2. 3: Các khối cơ bản trên Arduino ............................................................................ 9 
Hình 2. 4: Các chân tín hiệu của Arduino ......................................................................... 11 
Hình 2. 5: Các chức năng cơ bản của IDE ........................................................................ 13 
Hình 2. 6: Quá trình chụp ảnh của máy quét quang học ................................................... 14 
Hình 2. 7: Máy quét điện dung sử dụng các tụ điện ......................................................... 15 
Hình 2. 8: Quét siêu âm ..................................................................................................... 16 
Hình 2. 9: Cảm biến vân tay R305 .................................................................................... 16 
Hình 2. 10: Các chân giao tiếp .......................................................................................... 17 
Hình 2. 11: Mạng LAN không dây ................................................................................... 19 
Hình 2. 12: Mạng không dây diện rộng ............................................................................ 20 
Hình 2. 13: Kit RF thu phát WIFI ESP8266 NodeMCU LUA CP2102 ........................... 21 
Hình 2. 14: Kit RF thu phát WIFI ESP8266 NodeMCU LUA V3 CH340 ...................... 21 
Hình 2. 15: Mạch thu phát Wifi ESP8266 UART ESP-01 ............................................... 22 
Hình 2. 16: Sơ đồ chân ESP8266 ...................................................................................... 23 
Hình 2.17: : Bàn phím ma trận 4x4 ................................................................................... 24 
Hình 2. 18: Adapter 12V-1.5A .......................................................................................... 25 
Hình 2. 19: : Sơ đồ nguyên lý hoạt động mạch hạ áp ....................................................... 26 
Hình 2. 20: Mạch hạ áp DC-DC ASM1117 ...................................................................... 26 
Hình 2. 21: Module LCD 16x2 ......................................................................................... 27 
Hình 2. 22: Module I2C .................................................................................................... 28 
Hình 2. 23: Định dạng chuỗi dữ liệu ................................................................................. 30 
Hình 2. 24: Truyền đơn công ............................................................................................ 30 
Hình 2. 25: Truyền bán song công .................................................................................... 31 
Hình 2. 26: Truyền song công ........................................................................................... 31 
Hình 2. 27: Khung truyền dữ liệu bất đồng bộ ................................................................. 32 
Hình 2. 28: Khung truyền dữ liệu đồng bộ ....................................................................... 33 
Hình 2. 29: Bus I2C và các thiết bị ngoại vi ..................................................................... 34 
Hình 2. 30: Hướng đi của xung Clock và hướng đi của đường dữ liệu ............................ 35 
Hình 2. 31: Trình tự truyền bit .......................................................................................... 36 
Hình 2. 32: Start bit và Stop bit......................................................................................... 36 
Hình 2. 33: Giới thiệu về IoT ............................................................................................ 37 
Hình 2. 34: Hoạt động của mô hình IoT ........................................................................... 38 
Hình 2. 35: Biểu tượng của PostgreSQL........................................................................... 43 
Hình 2. 36: Logo của Heroku ............................................................................................ 47 
 ix 
Chương 3 
Hình 3. 1: Sơ đồ khối thu .................................................................................................. 49 
Hình 3. 2: Sơ đồ khối phát ................................................................................................ 50 
Hình 3. 3: Hình ảnh thực tế của cảm biến R305 ............................................................... 51 
Hình 3. 4: Sơ đồ nối chân của cảm biến R305 .................................................................. 52 
Hình 3. 5: Hình ảnh thực tế của bàn phím ma trận 4x4 .................................................... 54 
Hình 3. 6: Hình ảnh thực tế của bàn phím ma trận 4x4 .................................................... 55 
Hình 3. 7: Hình ảnh LCD 16x2 ......................................................................................... 56 
Hình 3. 8: Module ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 ..................................................... 58 
Hình 3. 9: Sơ đồ chân Module ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 .................................. 59 
Hình 3. 10: Arduino Uno R3 ............................................................................................. 60 
Hình 3. 11: Sơ đồ kết nối chân của Arduino Uno R3 ....................................................... 62 
Hình 3. 12: Sơ đồ nguyên lý khối thu thập dữ liệu ........................................................... 63 
Hình 3. 13: Mô hình giao tiếp của hệ thống ...................................................................... 65 
Chương 4 
Hình 4. 1: Giấy Foam ........................................................................................................ 66 
Hình 4. 2: Bên ngoài mô hình ........................................................................................... 67 
Hình 4. 3: Bên trong mô hình............................................................................................ 67 
Hình 4. 4: Mặt trước của mô hình ..................................................................................... 68 
Hình 4. 5: Lưu đồ chương trình của toàn hệ thống ........................................................... 69 
Hình 4. 6: Lưu đồ giải thuật của Arduino ......................................................................... 70 
Hình 4. 7: Lưu đồ chương trình của ESP8266 .................................................................. 71 
Hình 4. 8: Lưu đồ chương trình của Server ...................................................................... 74 
Hình 4. 9: Download Arduino IDE ................................................................................... 76 
Hình 4. 10: Giải nén gói Arduino IDE .............................................................................. 77 
Hình 4. 11: Màn hình khởi động Arduino IDE ................................................................. 78 
Hình 4. 12: Cài đặt Driver cho Arduino IDE .................................................................... 79 
Hình 4. 13: Quá trình đợi install ....................................................................................... 79 
Hình 4. 14: Cài đặt thành công và kết thúc ....................................................................... 80 
Hình 4. 15: Giao diện lập trình Arduino IDE ................................................................... 80 
Hình 4. 16: Cài đặt Web socket ........................................................................................ 82 
Hình 4. 17: Tạo kết nối với Web Socket ........................................................................... 82 
Hình 4. 18: Tạo kết nối với Web Socket ........................................................................... 83 
Hình 4. 19: Giao diện để đăng nhập vào đặt phòng .......................................................... 83 
Hình 4. 20: Đăng nhập thành công.................................................................................... 84 
Hình 4. 21: Nhập thông tin để cấp mã .............................................................................. 84 
Hình 4. 22: Thông báo cấp mã thành công ....................................................................... 85 
Hình 4. 23: Kiểm tra danh sách mã đã cấp ....................................................................... 85 
Hình 4. 24: Kiểm tra trạng thái các phòng ........................................................................ 86 
 x