Đồ án Điều khiển xe lăn điện bằng giọng nói hoặc smartphone

TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH  
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ  
CNG HÒA XÃ HI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM  
ĐỘC LP - TDO - HNH PHÚC  
----o0o----  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
Tp. HCM, ngày 20 tháng 12 năm 2019  
NHIM VỤ ĐỒ ÁN TT NGHIP  
Htên sinh viên 1: Lê Văn Lun  
MSSV: 15141206  
Mã ngành: 141  
Chuyên ngành:  
Hệ đào tạo:  
Khóa:  
Kthuật Đin - Điện tử  
Đại hc chính quy  
Mã h:  
Lp:  
1
1
2015  
Htên sinh viên 2: Phm Minh Kha  
MSSV: 13141132  
Mã ngành: 141  
Chuyên ngành:  
Hệ đào tạo:  
Khóa:  
Kthuật Đin - Điện tử  
Đại hc chính quy  
Mã h:  
Lp:  
1
1
2013  
I. TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN XE LĂN ĐIỆN BNG GING NÓI HOC  
SMARTPHONE  
II. NHIM VỤ  
1. Các sliu ban đầu:  
Xe lăn điện.  
Xe chy tiến, chy lùi, xoay trái, xoay phải, điều chỉnh thay đổi tốc độ di  
chuyn.  
Sdng các module có sn trên thị trường để phc vụ thi công đtài.  
2. Ni dung thc hin:  
Tìm hiu về xe lăn điện.  
Tìm hiu chun truyn thông UART.  
Tìm hiu về cách điu chế độ rng xung PWM.  
Tìm hiu vmch công suất điều khiển động cơ DC.  
i
 
Tìm hiu vmodule wifi ESP8266, mch nhn dng ging nói Voice  
Recognition V3, mch gim áp DC LM2596, cu H BTS7960.  
Tìm hiểu về ứng dụng MIT App Inventor viết phần mềm Android.  
Thiết kế giao diện để điều khin: App android.  
Viết chương trình điều khin cho ESP8266, np code và chy thnghim sn  
phm, chnh sa và hoàn thin hthng.  
Thc hin viết luận văn báo cáo.  
Tiến hành báo cáo đề tài tt nghip.  
III. NGÀY GIAO NHIM V:  
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIM V: 26/12/2019  
V. HVÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DN: TH. S NGUYỄN THANH NGHĨA  
26/08/2019  
CÁN BỘ HƯỚNG DN  
BM. ĐIN TCÔNG NGHIP Y SINH  
ii  
TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH  
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ  
CNG HÒA XÃ HI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM  
ĐỘC LP - TDO - HNH PHÚC  
----o0o----  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
Tp. HCM, ngày 20 tháng 12 năm 2019  
LCH TRÌNH THC HIỆN ĐỒ ÁN TT NGHIP  
Htên sinh viên 1: Lê Văn Luận  
Lp: 15141DT2A  
MSSV: 15141206  
Htên sinh viên 2: Phm Minh Kha  
Lp: 13141DT1A  
MSSV: 13141132  
Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN XE LĂN ĐIỆN BNG GING NÓI HOC  
SMARTPHONE  
Xác nhn  
Tun/ngày  
Ni dung  
GVHD  
- Gặp GVHD để nghe phbiến yêu cầu làm đồ án,  
tiến hành chọn đồ án.  
Tun 1  
(26/8 1/9)  
Tun 2  
- GVHD tiến hành xét duyệt đề tài.  
- Viết đề cương  
(2/9 8/9)  
- Viết lch trình làm đề tài  
-Tìm hiểu cơ sở lý thuyết liên quan với đề tài: xe  
lăn điện, mch nhn dng ging nói Voice  
Recognition V3,mch gim áp DC LM2596 3A,  
ESP8266 NodeMCU, mch cu H BTS7960, các  
chun giao tiếp,...  
Tun 3  
(9/9 15/9)  
-Tìm hiểu cơ sở lý thuyết liên quan với đề tài: xe  
lăn điện, mch nhn dng ging nói Voice  
Recognition V3, ESP8266 NodeMCU, mch gim  
áp DC LM2596 3A, động cơ DC giảm tc, mch  
cu H BST7960, các chun giao tiếp,...  
- Tìm hiu vgiao tiếp gia các module và thiết b.  
- Tiến hành thiết kế sơ đồ khi, gii thích chc  
năng các khi.  
Tun 4  
(16/9 22/9)  
Tun 5  
(23/929/9)  
iii  
 
- Tính toán thiết kế khi ngun  
Tun 6  
- Tìm hiu vgiao tiếp gia các module và thiết b.  
- Tiến hành thiết kế sơ đồ khi, gii thích chc  
năng các khi.  
(30/9 6/10)  
- Tính toán thiết kế khi ngun động ca mch.  
-Kết ni tt ccác khi li và thiết kế sơ đồ toàn  
Tun 7  
(7/10 13/10) mch, gii thích nguyên lý hoạt đng ca mch.  
Tun 8 -Kết ni tt ccác khi li và thiết kế sơ đồ toàn  
(14/10 20/10) mch, gii thích nguyên lý hoạt đng ca mch.  
Tun 8  
(21/10 27/10)  
Tun 9  
- Lp trình cho module ESP8266 NodeMCU.  
- Lp trình cho module ESP8266 NodeMCU và tiến  
(28/10 3/11) hành test xe.  
Tun 10  
- Lp trình cho module ESP8266 NodeMCU và tiến  
(4/11 10/11) hành test xe.  
Tun 11  
- Lp trình module ESP8266 NodeMCU và tiến  
(11/11 17/11) hành test xe.  
Tun 12  
- Lp trình cho module ESP8266 NodeMCU và tiến  
(18/11 24/11) hành test xe.  
- Viết báo cáo nhng nội dung đã làm.  
- Lp trình cho module ESP8266 NodeMCU và tiến  
(25/11 1/12) hành test xe.  
-- Viết báo cáo nhng nội dung đã làm.  
Tun 13  
Tun 14  
(2/12 8/12)  
Tun 15  
- Viết báo cáo nhng nội dung đã làm.  
- Hoàn thin báo cáo và gởi cho GVHD để xem xét  
(9/12 15/12) góp ý ln cuối trước khi in và báo cáo.  
Tun 16  
- Np quyn báo cáo.  
(16/12 22/12)  
iv  
Tun 17  
- Làm slide báo cáo và báo cáo đề tài.  
(23/12 29/12)  
GV HƯỚNG DN  
(Ký và ghi rõ hvà tên)  
v
LỜI CAM ĐOAN  
Đề tài này là do chúng tôi tthc hin da vào mt stài liệu trước đó và  
không sao chép ttài liệu hay công trình đã có trước đó.  
Ngưi thc hiện đề tài  
Lê Văn Luận  
Phm Minh Kha  
vi  
 
LI CẢM ƠN  
Sau khi đã hoàn thành đề tài, lời nói đầu tiên nhóm em xin gi li cảm ơn chân  
thành đến các quý Thy, Cô của Trường Đại Học Sư Phạm KThut TP HChí Minh  
chung và đặc bit là các Thy, Cô của Khoa Điện - Điện Tử nói riêng đã dành hết tâm  
huyết ging dy, truyền đạt nhng kinh nghim và nhng kiến thc quý báu cho chúng  
em trong suốt 4 năm học va qua, to tiền đề để thc hiện được đề tài này và to nn  
tảng cho tương lai sau này của chúng em.  
Nhóm em xin cảm ơn sâu sắc và chân thành nht ti Thy NGUYN THANH  
NGHĨA đã trực tiếp hướng dn chúng em mt cách tn tình nht trong sut quá trình  
làm đề tài, Thy luôn tạo điều kin và htrchúng em hết sc mình, cung cp các  
thiết bị và đưa ra hướng đi, cách giải quyết phù hp nhất để chúng em vượt qua khó  
khăn. Một ln na em xin chân thành cảm ơn Thầy.  
Cui cùng chúng em xin gi li cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã  
giúp đỡ vvt cht ln tinh thần để nhóm em có thể hoàn thành đề tài này ddàng  
hơn. Xin cảm ơn mọi người.  
Trong quá trình tìm hiu và thc hiện đtài, vì thi gian và kiến thc ca chúng  
em có gii hn nên không thcó nhng thiếu sót. Vì vy, nhóm chúng em mong rng  
snhn những đóng góp quý báu của các Thầy, Cô để đề tài của chúng em được hoàn  
thiện hơn.  
Ngưi thc hiện đề tài  
Lê Văn Luận  
Phm Minh Kha  
vii  
 
MC LC  
viii  
 
ix  
DANH MC HÌNH NH  
xi  
 
xii  
DANH SÁCH CÁC TVIT TT  
STT  
1
Tviết tt  
Từ đầy đủ  
Central Processing Unit  
Input/Output  
CPU  
I/O  
2
3
IEEE  
PWM  
Rx  
Institute of Electrical and Electronics Engineers  
Pulse Width Modulation  
Receiver  
4
5
6
Tx  
Transmitter  
7
UART  
VR3  
Wi-fi  
WLAN  
Universal Asynchronous Receiver Transmitter  
Voice Recognition V3  
8
9
Wireless Fidelity  
10  
wireless local area network  
xv  
 
TÓM TT  
Có ththy thế giới đang trong thời kì thay đổi ngày càng văn minh và hiện đại  
hơn một cách không ngng. Vì vậy, đời sng càng hiện đại càng không ththiêú sự  
hin din ca các thiết bị điện t. Các thiết bnày xut hin khp mọi nơi phục vụ  
cho li ích của con người, tsinh hoạt cho đến sn xut. Mi thiết bị điện tlúc by  
gitp trung vào schính xác, tốc độ nhanh là trong nhng thứ mà người tiêu dùng  
cn thiết khi sdng. Và trong nhng số đó nền công nghệ đang được phát triển và ưa  
chung trong lúc by giở đó là công nghệ điều khin từ xa. Nó đã góp phần rt ln  
trong việc điều khin các thiết bị mà con người ta chcn ngi ti chmà không cn  
phải đến trc tiếp thiết bvn hành. Hin nay ng dng ln nht của ngành điện tử  
điều khin txa này là thiết kế nhng ngôi nhà thông minh, ng dụng này dường như  
ngày nay đã khá là phổ biến.  
Và trong suốt hơn 4 năm học tại trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật, em đã được  
học rất nhiều kiến thức về điều khiển tự động, vi xử lý, lập trình C, …em muốn ứng  
dụng những kiến thức này để thực hiện một đề tài có ý nghĩa. Vì vậy mà em đã quyết  
định chọn đề tài “Điu khiển xe lăn điện bng ging nói hoc smartphone” là đề tài  
luận văn tốt nghiệp. Đây là một đề tài có ý nghĩa nhân văn sâu sắc, giúp ích cho những  
người tàn tật không có khả năng điều khiển xe lăn bằng tay hoặc chân. Xe lăn điều  
khiển thông minh là một phương tiện tuyệt vời dành cho những người già, người  
khuyết tật, đặc biệt với những người sức khỏe yếu, chỉ với những câu lệnh đơn giản là  
họ có thể yêu cầu xe di chuyển được mà không phải phụ thuộc quá nhiều vào người  
khác nữa.  
Nội dung chính trong đề tài:  
Sdng Module nhn dng ging nói Voice Recognition V3, cu H-  
BTS7960, Module gim áp DC LM2596 3A, Module ESP8266  
NodeMCU làm khối điu khin trung tâm.  
Thiết kế giao din din khiển trên điện thoi Android.  
Sdng module BTS7960 điều khiển động cơ.  
xvi  
 
CHƯƠNG 1. TNG QUAN  
Chương 1. TNG QUAN  
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ  
Thế giới đang trong làn sóng của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Công nghệ  
về điều khiển thông minh và điều khiển tự động cũng phát triển theo, chúng được ứng  
dụng trong nhiều lĩnh vực trong công nghiệp, đời sống và trong cả y học. Dạo gần đây  
khi mà nhu cầu sống con người đang càng ngày được cải thiện thì những công nghệ ấy  
càng được quan tâm.  
Nhận dạng tiếng nói là đề tài nhận được sự quan tâm, nghiên cứu của khá nhiều  
nhà khoa học trong suốt những thập niên vừa qua. Kết quả của những sự nghiên cứu  
này đã được ứng dụng vào các phần mềm nhận dạng tiếng anh và gần đây chúng ta đã  
có phần mềm nhận dạng tiếng việt. Tiếng nói cùng với chữ viết là hai thành phần cơ  
bản nhất của ngôn ngữ, tiếng nói hình thành trước chữ viết và phát triển trong suốt lịch  
sử phát triển của loài người. Tiếng nói đã, đang và sẽ luôn là phương tiện giao tiếp chủ  
yếu của con người bởi lẽ giao tiếp bằng tiếng nói là cách thức đơn giản, tự nhiên và  
đóng vai trò quan trọng trong đời sống con người. Ngày nay, cùng với sự phát triển  
của khoa học kỹ thuật, các nhà khoa học đã tạo ra các loại máy móc dần thay thế lao  
động chân tay, trí óc của con người nhưng việc giao tiếp giữa người với máy vẫn phổ  
biến là những thao tác phức tạp và cần được đào tạo. Chính vì lẽ đó mà việc nghiên  
cứu phát triển các loại thiết bị có khả năng giao tiếp với con người qua giọng nói đã và  
đang nhận được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giới, cũng như người  
tiêu dùng tuy nhiên mức độ phổ biến vẫn còn rất hạn chế.  
Sinh trc hc hay công nghsdng các đặc điểm sinh hc của con người để  
nhn din là một lĩnh vực rất đa dạng và có nhiu ng dng quan trng trong thc tin.  
Trong các lĩnh vực ca sinh trc hc, tiếng nói nhận được rt nhiu squan tâm do  
tính tnhiên ca ging nói, sddàng trong thu thp và sdng ging nói trong quá  
trình nhn diện người nói. Nhiều phương pháp đã được nghiên cu và đạt được nhng  
hiu qunhất định trong quá trình nhn diện người nói.  
Nhn dng tiếng nói của con người đã và đang thu hút sự quan tâm nghiên cu  
ca nhiu nhà khoa hc khi mà công nghtự động hóa ngày càng có nhiu ng dng  
trong thc tin cuc sng.  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
1
   
CHƯƠNG 1. TNG QUAN  
Tác giả Hoàng Ngc Giàu đã nghiên cứu đề tài: “Xe lăn điện điều khin bng  
tay kết hp bng ging nói” từ năm 2012 da vào hai nguyên tắc điều khiển chính đó  
là điều khin bng tay qua Joystick và điều khin bng ging nói qua hthng nhn  
dng ging nói. Sn phẩm được thiết kế và thi công nhằm giúp đỡ nhng người khuyết  
tật có được sdi chuyn thun tin và dễ dàng hơn.  
Một điều đáng nói nữa, thông qua App Android ca Smartphone giờ đây ta có  
thể điều khin xử lý và đưa tín hiệu đến vi điều khiển, điều khin thiết bị như đề tài mà  
tác giTrn Minh Luân – Lâm Thành Đạt nghiên cứu: “Thiết kế và thi công hthng  
thiết bị điu khin nhà thông minh.  
Và trong suốt hơn 4 năm học tại trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật, em đã được  
học rất nhiều kiến thức về điều khiển tự động, vi xử lý, lập trình C … em muốn ứng  
dụng những kiến thức này để thực hiện một đề tài có ý nghĩa. Vì vậy mà em đã quyết  
định chọn đề tài “Điu khiển xe lăn điện bng ging nói hoc smartphone” là đề tài  
luận văn tốt nghiệp. Đây là một đề tài có ý nghĩa nhân văn sâu sắc, giúp ích cho những  
người tàn tật không có khả năng điều khiển xe lăn bằng tay hoặc chân. Xe lăn điều  
khiển thông minh là một phương tiện tuyệt vời dành cho những người già, người  
khuyết tật, đặc biệt với những người sức khỏe yếu, chỉ với những câu lệnh đơn giản là  
họ có thể yêu cầu xe di chuyển được mà không phải phụ thuộc quá nhiều vào người  
khác nữa.  
1.2. MC TIÊU  
Mc tiêu của đề tài này là sdng mch nhn dng giọng nói đồng thi kết hp  
vi việc điều khin qua smartphone của chúng ta để để ứng dng vào việc điều khin  
xe lăn. Xe lăn sẽ được người dùng điều khin tiến, lùi, rtrái, rphi và tăng, giảm tc  
độ theo nhu cu.  
1.3. NI DUNG NGHIÊN CU  
Ni dung nghiên cu ca nhóm được chia ra các ni dung chính sau:  
NI DUNG 1: Tìm hiu về xe lăn điện: lch sphát trin, ng dng.  
NI DUNG 2: Nghiên cu vlý thuyết và cách sdng các loi mudule  
cn thiết.  
NỘI DUNG 3: Đề ra các gii pháp thiết kê mô hình, la chn các thiết bị  
linh kin trong vic thiết kế mô hình.  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
2
   
CHƯƠNG 1. TNG QUAN  
NI DUNG 4: Tìm hiu, sdụng và cài đặt các phn mm lập trình cũng  
như phần mềm dùng đthiết kế giao diện điu khin.  
NI DUNG 5: Viết chương trình điều khin và kim tra kết qu.  
1.4. GII HN  
Xe lăn chạy trên địa hình bng phng dchy.  
Điu khin thông qua mng mng wifi nên chcó thể điều khin mt  
phm vi nhất định nếu vượt quá thì skhông hoạt động được.  
Ngun hoạt động chính ca mạch là pin nên do đó có hạn chế vthi gian  
sdng  
Tính bo mt ca ng dụng điều khin không cao.  
1.5. BCC  
Ni dụng đề tài phn bố các chương sau:  
Chương 1: Tổng Quan  
Trong chương này trình bày về nhng tin ích khi ng dng công nghvào thc  
tin cuc sống, đặc biệt là trong lĩnh vực y hc. Từ đó, lý luận dẫn đến vic làm rõ  
ràng mc tiêu la chn, ni dung nghiên cu, gii hạn đtài và bcc của đề tài.  
Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết  
Chương này trình bày về cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài bao gồm cơ sở lý  
thuyết về xe lăn điện, các chun giao tiếp.  
Trình bày cơ sở lý thuyết vcác thiết bsdụng trong mô hình như: Vi điểu  
khin các module, thiết bvà phn mm thiết kế giao din.  
Chương 3: Tính Toán Và Thiết Kế  
Trong chương này trình bày về thiết kế, tính toán nhng phần như: thiết kế sơ  
đồ khi hthống, sơ đồ nguyên lí tng khi.  
Chương 4: Thi Công HThng  
Trong chương này thiết kế giao diện điều khin. Vẽ lưu đồ gii thut, viết  
chương trình cho hthống. Hướng dn quy trình sdng cho hthng.  
Chương 5: Kết QuNhận Xét Đánh Giá  
Chương này trình bày vcác kết quả đạt được, nhng hn chế, tnhng kết quả  
đó đưa ra đánh giá về mô hình và đánh giá quá trình thực hin.  
Chương 6: Kết Lun Và Hướng Phát Trin  
Chương này trình bày về nhng thnh quả đạt được trong sut thi gian thc  
hin, rút ra kết luận và hướng phát triển trong tương lai để đề tài hoàn thiện hơn.  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
3
     
CHƯƠNG 2. CƠ SLÝ THUYT  
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYT  
2.1. TNG QUAN VỀ XE LĂN  
2.1.1. Lch sphát trin  
Một xe lăn là một chiếc ghế vi bánh xe, được sdụng khi đi bộ rt khó hoc  
không thdo bnh tt, chấn thương, hoc khuyết tật. Xe lăn có nhiều định dng khác  
nhau để đáp ứng nhu cu cthcủa người dùng. Chúng có thbao gm sthích nghi  
chngi chuyên biệt, điều khin cá nhân và có thcthcho các hoạt động cth,  
như được thy với xe lăn thể thao và xe lăn bãi biển. Skhác biệt được công nhn  
rng rãi nht là giữa xe lăn có trợ lực (‘xe điện’), trong đó lực đẩy được cung cp bi  
pin và động cơ điện, và xe lăn đẩy bằng tay, trong đó lực đẩy được cung cp bởi người  
sdng, người ngồi xe lăn đẩy xe lăn bằng tay (‘tự hành’), hoc do một người phc vụ  
đẩy từ phía sau (‘tiếp viên đẩy).  
Nhng ghi chép sm nht về đồ ni tht có bánh xe là mt dòng chữ được tìm  
thy trên mt phiến đá ở Trung Quc và mt chiếc giường trẻ em được vtrong mt  
bc tranh trên chiếc bình Hy Lp, chai có niên đại tthế kthứ 6 đến thế kth5  
trước Công nguyên. Những ghi chép đầu tiên vghế có bánh xe được sdụng để vn  
chuyển người khuyết tật có niên đại đến ba thế ksau ti Trung Quốc; Người Trung  
Quốc đã sử dng xe cút kít sớm để di chuyển người cũng như các vật nng. Mt sự  
khác bit gia hai chức năng đã không được thc hiện trong vài trăm năm nữa, cho  
đến khoảng năm 525 sau Công nguyên, khi hình nh nhng chiếc ghế có bánh xe được  
làm đặc biệt để chở người bắt đầu xut hin trong nghthut Trung Quc.  
Hình 2.1. Miêu tchiếc xe lăn thời xưa ở Trung Quc  
BỘ MÔN ĐIỆN TCÔNG NGHIP Y SINH  
4
     
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 100 trang yennguyen 30/03/2022 6740
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Điều khiển xe lăn điện bằng giọng nói hoặc smartphone", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfdo_an_dieu_khien_xe_lan_dien_bang_giong_noi_hoac_smartphone.pdf