XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ FPGA VÀ CORE IOT TRÊN QUY TRÌNH ASIC

Ngô Văn Tâm; Đặng Thị Từ Mỹ; Trần Thanh Thái; Nguyễn Đình Luyện; Nguyễn Thị Linh Chi

doi:10.34238/tnu-jst.14207

XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ FPGA VÀ CORE IOT TRÊN QUY TRÌNH ASIC

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 10/12/25 Ngày hoàn thiện: 03/02/26 Ngày đăng: 05/02/26

Các tác giả

1. Ngô Văn Tâm , Trường Đại học Quy Nhơn
2. Đặng Thị Từ Mỹ, Trường Đại học Quy Nhơn
3. Trần Thanh Thái, Trường Đại học Quy Nhơn
4. Nguyễn Đình Luyện, Trường Đại học Quy Nhơn
5. Nguyễn Thị Linh Chi, Trường Đại học Quy Nhơn

Tóm tắt

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của Internet of Things (IoT), trí tuệ nhân tạo và các giải pháp tự động hóa, nhu cầu về các hệ thống điều khiển nhà thông minh ngày càng phát triển và tăng cao. Bài báo này trình bày thiết kế và xây dựng hệ thống điều khiển nhà thông minh sử dụng công nghệ Field Programmable Gate Array (FPGA) tích hợp với Core IoT trên quy trình ASIC. Hệ thống được thiết kế nhằm điều khiển các thiết bị điện trong nhà và giám sát các thông số môi trường như nhiệt độ, độ ẩm thông qua các cảm biến và giao tiếp không dây. Cùng với đó, bài báo đã xây dựng tệp layout GDSII từ nền tảng mã nguồn mở LibreLane và OpenROAD theo quy trình ASIC. Core IoT được tích hợp vào hệ thống đóng vai trò trực quan hóa dữ liệu và là trung gian kết nối giữa tầng cảm biến, điều khiển và tầng ứng dụng đám mây. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định, đáp ứng tốt và có khả năng mở rộng linh hoạt cho các ứng dụng IoT quy mô lớn.

Từ khóa

FPGA; IoT; ASIC; Nhà thông minh; Điều khiển

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] A. H. Alavi, P. Jiao, W. G. Buttlar, and N. Lajnef, “Internet of things-enabled smart cities: State-of-the-art and future trends,” Measurement, vol. 129, pp. 589-606, 2018.

[2] S. Talari, M. Shafie-khah, P. Siano, V. Loia, A. Tommaetti, and J. P. S. Catalao, “A review of smart cities based on the Internet of Things concept,” Energies, vol. 10, no. 4, pp. 1-23, 2017.

[3] B. L. Stojkoska and K. V. Trivodaliev, “A review of Internet of Things for smart home: Challenges and solutions,” Journal of Cleaner Production, vol.140, no. 3, pp. 1454-1464, 2017.

[4] S. Poperehnyak, O. Bakaiev, and Y. Shevchuk, “Construction of a Stable System of Interaction of IoT Devices in a Smart Home using a Generator of Pseudo-random Numbers,” Workshop on Cybersecurity Providing in Information and Telecommunication Systems, CPITS 2025, Ukraine, 2025, pp. 349-362.

[5] A. Boutros and V. Betz, “FPGA Architecture: Principles and Progression,” IEEE Circuits and Systems Magazine, vol. 21, no. 2, pp. 4-29, 2021.

[6] A. Guerrieri, A. Upegui, and L. Gantel, “Applications Enabled by FPGA-Based Technology,” Electronics, vol. 12, no. 15, 2023, Art. no. 3302.

[7] A. Magyari and Y. Chen, “Review of State-of-the-Art FPGA Applications in IoT Networks,” Sensors, vol. 22, no. 19, 2022, Art. no. 7496.

[8] D. G. Perera and K. F. Li, “A design methodology for mobile and embedded applications on FPGA-based dynamic reconﬁgurable hardware,” Embedded Systems, vol. 11, no. 5, pp. 661-677, 2019.

[9] S. Gandhare and B. Karthikeyan, “Survey on FPGA architecture and recent applications,” 2019 International Conference on Vision Towards Emerging Trends in Communication and Networking (ViTECoN), Vellore, India, 2019, pp. 1-4.

[10] M. J. Daniel and K. S. Kumar M.E, “Recent Trends and Improvisations in FPGA,” IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR-JEEE), vol. 12, no. 3, pp. 71-77, 2017.

[11] B. S. Y. Ngieng, N. Ahmad, C. Uttraphan, and W. M. Jubadi, “Development of Compact Automated Home System Controller Using ASIC Design Flow,” 2021 6th IEEE International Conference on Recent Advances and Innovations in Engineering (ICRAIE), Kedah, Malaysia, 2021, pp. 1-6.

[12] O.-V. Rusu and A.-V. Duka, “Monitoring and Control Platform for Homes Based on FPGA, SoC and Web Technologies,” Procedia Engineering, vol. 181, pp. 588-595, 2017.

[13] H. Ma, P. Wang, H. Fan, and W. Xu, “Smart Home Monitoring System Based on SoC,” International Conference on Industrial IoT Technologies and Applications, Wuhu, China, 2017, pp. 196-204.

[14] C. J. Debono and K. Abela, “Implementation of a Home Automation System through a Central FPGA Controller,” 2012 16th IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference, Yasmine Hammamet, Tunisia, 2012, pp. 641-644.

[15] Y. Zhu and K. Hou, “Development and Implementation of an FPGA-Embedded Multimedia Remote Monitoring System for Information Technology Server Room Management,” International Journal of Digital Multimedia Broadcasting, vol. 2024, no. 7, pp. 1-16, 2024.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14207

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ