Đồ án hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị trong nhà - ĐH SPKT TP.HCM

Đồ án tốt nghiệp thiết kế và thi công hệ thống điều khiển, giám sát thiết bị trong nhà thông minh. Tổng hợp sơ đồ nguyên lý, phần cứng và code chi tiết.

• Tác giả: Trần Hoàng Anh
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Trường Duy
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử - Truyền thông
• Đề tài: Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị trong nhà
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan đồ án điều khiển và giám sát thiết bị trong nhà qua IoT

Đồ án điều khiển và giám sát thiết bị trong nhà qua IoT xây dựng giải pháp số hóa không gian sinh hoạt. Mô hình tích hợp các linh kiện điện tử hiện đại cùng nền tảng điện toán đám mây. Trọng tâm của nghiên cứu hướng đến việc tối ưu hóa năng lượng tiêu thụ và nâng cao chất lượng cuộc sống. Hệ thống cho phép cập nhật trạng thái thiết bị thời gian thực thông qua mạng Internet. Cấu trúc phần cứng cốt lõi sử dụng vi điều khiển Arduino Mega 2560 kết hợp module truyền thông ESP8266. Sự kết hợp này mang lại khả năng xử lý đa nhiệm mạnh mẽ và truyền nhận dữ liệu ổn định. Người sử dụng có thể thao tác bật tắt đèn, quạt, máy bơm hoặc giám sát nhiệt độ từ xa. Giao thức mạng hỗ trợ đồng bộ dữ liệu liên tục lên máy chủ web hoặc ứng dụng điện thoại. Nghiên cứu giải quyết bài toán tự động hóa trong dân dụng với chi phí hợp lý. Toàn bộ thiết kế đảm bảo tính linh hoạt, dễ dàng bảo trì và mở rộng ngoại vi.

1.1. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu trọng tâm của đề tài là hoàn thiện hệ thống phần cứng và phần mềm điều khiển thông minh. Phạm vi nghiên cứu bao gồm thiết kế mạch in PCB, lập trình vi điều khiển và xây dựng máy chủ trung gian. Đề tài tập trung xử lý tín hiệu từ các cảm biến DHT11, MQ2, quang trở và cảm biến chuyển động SR501. Dữ liệu thu thập được truyền tải an toàn qua chuẩn UART đến module Wi-Fi. Mô hình thử nghiệm đáp ứng việc tự động kích hoạt thiết bị ngoại vi khi phát hiện sự thay đổi môi trường. Kết quả nghiên cứu tạo nền tảng vững chắc cho việc ứng dụng công nghệ IoT vào các căn hộ thông minh thực tế.

1.2. Xu hướng phát triển nhà thông minh hiện đại

Xu hướng tự động hóa nhà ở đang phát triển mạnh mẽ trên toàn cầu. Các nền tảng như Google Home, Apple HomeKit và Amazon Alexa ngày càng phổ biến. Sự kết hợp giữa trí tuệ nhân tạo và mạng vạn vật giúp cải thiện hiệu suất vận hành thiết bị. Nhà thông minh hiện đại đòi hỏi tốc độ phản hồi nhanh, độ trễ thấp và tính bảo mật cao. Việc nghiên cứu đồ án kỹ thuật đáp ứng đúng nhu cầu thực tế của thị trường lao động. Các giải pháp tự thiết kế giúp giảm giá thành sản xuất so với thiết bị thương mại. Điều này mở ra cơ hội thương mại hóa các sản phẩm điều khiển nội địa trong tương lai.

II. Phân tích thực trạng điều khiển và giám sát thiết bị trong nhà

Nhu cầu quản lý thiết bị gia dụng truyền thống đang bộc lộ nhiều hạn chế về mặt tiện ích và an toàn. Việc vận hành thủ công qua công tắc cơ khí gây lãng phí năng lượng khi người dùng quên ngắt điện. Các sự cố rò rỉ khí gas hay chập cháy điện khó phát hiện kịp thời khi vắng nhà. Việc thiếu thông tin cảnh báo sớm làm tăng nguy cơ thiệt hại tài sản và đe dọa tính mạng. Hơn nữa, việc kiểm soát an ninh cửa ra vào bằng chìa khóa kim loại dễ bị can thiệp trái phép. Các hệ thống an ninh độc lập trên thị trường thường có chi phí lắp đặt đắt đỏ. Khả năng tương thích giữa các thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khác nhau còn nhiều bất cập. Người tiêu dùng gặp khó khăn trong việc quản lý tập trung nhiều thiết bị qua một giao diện duy nhất. Do đó, việc xây dựng một hệ thống nhúng tích hợp đa cảm biến là yêu cầu cấp thiết. Đồ án giải quyết triệt để các tồn tại này bằng kiến trúc liên kết phần cứng trực tiếp.

2.1. Nguy cơ tiềm ẩn từ thiết bị điện truyền thống

Hệ thống điện dân dụng truyền thống thiếu cơ chế giám sát thông số từ xa. Nguy cơ cháy nổ do quá tải hoặc chập mạch thường không được phát hiện sớm. Thiết bị tiêu thụ điện hoạt động không kiểm soát dẫn đến lãng phí ngân sách gia đình. Khí gas rò rỉ trong không gian kín gây nguy hiểm nghiêm trọng nếu không có còi báo động tức thời. Việc phụ thuộc hoàn toàn vào thao tác thủ công khiến việc quản lý nhà ở trở nên bất tiện. Người dùng không thể kiểm tra tình trạng bật tắt của đèn hay quạt khi rời khỏi nhà. Do đó, việc chuyển đổi sang hệ thống giám sát tự động là giải pháp tối ưu.

2.2. Thách thức kỹ thuật khi triển khai hệ thống IoT

Triển khai hệ thống IoT trong nhà đối mặt với nhiều rào cản kỹ thuật phức tạp. Độ ổn định của kết nối mạng không dây ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian phản hồi lệnh. Xung đột địa chỉ mạng và mất gói tin làm gián đoạn quá trình gửi dữ liệu cảm biến. Vi điều khiển trung tâm cần xử lý đồng thời nhiều luồng tín hiệu analog và digital. Yêu cầu đồng bộ dữ liệu giữa cơ sở dữ liệu đám mây và thiết bị đòi hỏi thuật toán tối ưu. Ngoài ra, vấn đề nhiễu điện từ từ nguồn xoay chiều 220V gây ảnh hưởng đến mạch điều khiển DC. Việc tính toán mạch nguồn cách ly đòi hỏi sự chính xác cao trong khâu thiết kế.

III. Giải pháp thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát qua IoT

Đồ án đề xuất giải pháp tích hợp toàn diện giữa phần cứng nhúng và ứng dụng di động. Khối xử lý trung tâm sử dụng Arduino Mega 2560 nhờ số lượng chân I/O lớn và hiệu năng ổn định. Vi điều khiển tiếp nhận dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ DHT11, cảm biến gas MQ2 và cảm biến ánh sáng. Module ESP8266 đảm nhận vai trò cầu nối truyền thông không dây qua giao thức UART. Dữ liệu môi trường được đồng bộ trực tiếp lên cơ sở dữ liệu trực tuyến qua mạng Wi-Fi. Module ESP32-CAM được tích hợp để nâng cao tính bảo mật thông qua việc chụp ảnh nhận diện tại cửa. Khối công suất dùng relay để đóng ngắt an toàn cho các thiết bị điện áp 220VAC. Người quản trị có thể điều khiển trực tiếp trên web server hoặc qua ứng dụng Android kết nối Bluetooth HC-05. Hệ thống trang bị bàn phím ma trận và màn hình LCD 16x2 phục vụ thao tác tại chỗ. Toàn bộ kiến trúc hoạt động khép kín, ổn định và phản hồi tức thì.

3.1. Thiết kế phần cứng và lựa chọn linh kiện

Khối phần cứng được thiết kế theo cấu trúc module hóa nhằm tăng độ tin cậy. Arduino Mega 2560 đóng vai trò bộ não điều khiển toàn bộ ngoại vi. Mạch hạ áp cung cấp nguồn DC 5V và 3.3V ổn định cho các cảm biến. Cảm biến MQ2 phát hiện nồng độ khói gas vượt ngưỡng để kích hoạt còi báo động. Cảm biến chuyển động PIR SR501 tự động bật đèn chiếu sáng khi có người bước vào. Động cơ servo điều khiển cơ cấu đóng mở chốt khóa cửa chính xác. Module ESP32-CAM chụp ảnh và truyền luồng video thời gian thực về máy chủ khi có khách bấm chuông. Mạch in PCB được vẽ tỉ mỉ trên phần mềm chuyên dụng để giảm thiểu nhiễu tín hiệu.

3.2. Xây dựng phần mềm và giao thức truyền thông

Phần mềm hệ thống được phát triển trên nền tảng Arduino IDE với thuật toán tối ưu. Giao thức truyền thông UART đảm bảo luồng dữ liệu hai chiều giữa Arduino và ESP8266 luôn mượt mà. Ứng dụng Android được lập trình bằng giao diện trực quan, cho phép gửi lệnh điều khiển tức thì. Cơ sở dữ liệu web server lưu trữ lịch sử hoạt động và trạng thái cảm biến liên tục. Trang web quản trị cung cấp biểu đồ giám sát trực quan các thông số môi trường theo thời gian thực. Hệ thống hỗ trợ xác thực mật mã qua bàn phím ma trận và ứng dụng di động. Cơ chế bảo mật nhiều lớp ngăn chặn hiệu quả các truy cập trái phép từ bên ngoài.

IV. Ứng dụng thực tế của hệ thống điều khiển và giám sát thiết bị

Đồ án điều khiển và giám sát thiết bị trong nhà qua IoT mang lại giải pháp công nghệ có tính ứng dụng cao. Mô hình hoàn thiện đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và vận hành ổn định trong môi trường thực tế. Thiết bị giúp người sử dụng tiết kiệm đáng kể lượng điện năng tiêu thụ hàng tháng. Các cảnh báo cháy nổ và rò rỉ khí gas kịp thời bảo vệ an toàn cho cả gia đình. Hệ thống cửa thông minh tích hợp camera nâng cao chất lượng bảo mật cho ngôi nhà. Người dùng có thể giám sát không gian sống linh hoạt từ bất kỳ nơi nào có kết nối Internet. Chi phí chế tạo hệ thống thấp hơn nhiều so với các sản phẩm thương mại nhập khẩu. Khả năng tùy biến linh hoạt cho phép triển khai tại căn hộ chung cư, nhà phố hoặc văn phòng làm việc. Đề tài khẳng định năng lực tự chủ công nghệ nhúng của sinh viên kỹ thuật. Đây là tiền đề quan trọng để phát triển các sản phẩm IoT thương mại Made in Vietnam.

4.1. Hiệu quả vận hành và khả năng tiết kiệm năng lượng

Hệ thống tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng thông qua cơ chế tự động hóa thông minh. Đèn chiếu sáng tự động tắt khi không có người trong phòng nhờ cảm biến chuyển động. Cảm biến ánh sáng tự điều chỉnh độ sáng bóng đèn phù hợp với môi trường tự nhiên. Người quản lý có thể giám sát công suất hoạt động của từng thiết bị qua biểu đồ trên trang web. Khả năng phát hiện sớm sự cố hỏng hóc giúp kéo dài tuổi thọ cho các thiết bị điện gia dụng. Việc lập lịch trình bật tắt điều hòa, bình nóng lạnh giúp giảm tải cho mạng lưới điện trong giờ cao điểm.

4.2. Hướng phát triển và mở rộng hệ thống trong tương lai

Hệ thống có tiềm năng mở rộng lớn với các thuật toán học máy tiên tiến. Tương lai có thể tích hợp trợ lý ảo điều khiển bằng giọng nói tiếng Việt trực tiếp. Khối camera ESP32-CAM có thể nâng cấp thuật toán nhận diện khuôn mặt bằng mạng nơ-ron nhân tạo. Việc kết nối thêm các cảm biến chất lượng không khí PM2.5 giúp bảo vệ sức khỏe người dùng toàn diện hơn. Hệ thống cũng có thể kết nối với mạng lưới năng lượng mặt trời để tối ưu hóa nguồn điện xanh. Kiến trúc mở giúp dễ dàng liên kết với các chuẩn giao tiếp công nghiệp như Zigbee hoặc LoRaWAN trên diện rộng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Trình bày những kết luận về hệ thống những phần đã làm và chưa làm, đồng thời đề ra hướng phát triển cho hệ thống. 4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2.1 SƠ LƯỢC VỀ INTERNET OF THINGS 2.1 Giới thiệu IoT Internet vạn vật, hay cụ thể hơn là mạng lưới vạn vật kế nối internet hoặc là mạng lưới thiết bị kết nối internet (tiếng Anh: Internet of Things, viết tắt IoT) là một liên mạng, trong đó các thiết bị, phương tiện vận tải (được gọi là “thiết bị kết nối” và “thiết bị thông minh”) và các trang thiết bị khác được nhúng với các bộ phận điện tử, phần mềm, cảm biến, cơ cấu chấp hành cùng với khả năng kết nối mạng máy tính giúp cho các thiết bị này có thể thu thập và truyền tải dữ liệu mà không phụ thuộc vào sự tương tác của con người với máy tính hay giữa con người với nhau.1 Internet of things Việc kết nối có thể thực hiện qua wifi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G, 5G), bluetooth… Các thiết bị có thể là điện thoại thông minh, máy giặt, tai nghe, bóng đèn và nhiều thiết bị khác. Các thành phần chính trong một hệ thống IoT: 5 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT - Thiết bị: Mỗi thiết bị sẽ bao gồm một hoặc nhiều cảm biến để phát hiện các thông số của ứng dụng và gửi chúng đến Platform. - IoT – Platform: Nền tảng này là một phần mềm được lưu trữ trực tuyến còn được gọi là điện toán đám mây, các thiết bị được kết nối với nhau thông qua nó.

Nền tảng này thu thập dữ liệu từ thiết bị, toàn bộ dữ liệu được phân tích, xử lý, phát hiện nếu có lỗi phát sinh trong quá trình hệ thống vận hành. - Kết nối internet: Để giao tiếp được trong IoT, kết nối internet của các thiết bị là một điều bắt buộc. Wifi là một trong những phương thức kết nối internet phổ biến. - Ứng dụng: Là giao diện để người dùng sử dụng.2 Ứng dụng IoT IoT được sử dụng trong nhiều lĩnh vực: - Thành phố thông minh bao gồm giám sát thông minh, vận chuyển tự động, hệ thống quản lý năng lượng thông minh hơn, phân phối nước, an ninh đô thị và giám sát môi trường… - Internet công nghiệp là hỗ trợ kỹ thuật công nghiệp với các cảm biến, phần mềm lớn để tạo ra những cỗ máy vô cùng thông minh.

Máy móc sẽ có tính chính xác và nhất quán hơn con người trong giao tiếp thông qua dữ liệu. Từ những dữ liệu thu thập được giúp các công ty, nhà quản lí giải quyết các vấn đề sớm hơn, đạt hiệu quả cao hơn. - Các thiết bị đeo thông minh như các loại kính, đồng hồ, vòng đeo tay được cài đặt cảm biến thu thập thông tin người dùng như huyết áp, bước đi bộ mỗi ngày,… 6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.2 Đồng hồ apple watch - Nhà thông minh là kiểu nhà được lắp đặt các thiết bị điện có thể được điều khiển bằng tay hoặc bán tự động hoặc tự động, thay thế con người trong thực hiện quản lý, điều khiển… 2.2 SƠ LƯỢC VỀ MẠNG WIFI 2.1 Giới thiệu wifi Wifi là mạng kết nối không dây, là từ viết tắt của Wireless Fidelity, sử dụng sóng vô tuyến để truyền tín hiệu. Loại sóng vô tuyến này tương tự như sóng điện thoại, truyền hình và radio.

Và trên hầu hết các thiết bị điện tử ngày nay như máy tính, laptop, điện thoại, … đều có thể kết nối wifi.3 Wifi là gì? 7 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Kết nối wifi dựa trên các loại chuẩn kết nối IEEE 802.11, và chủ yếu hiện nay wifi hoạt động trên băng tần 54 Mbps và có tín hiệu mạnh nhất trong khoảng cách gần 31 mét.2 Một số chuẩn kết nối wifi phổ biến Về bản chất kỹ thuật, tín hiệu wifi hoạt động gửi và nhận dữ liệu ở tần số 2.5GHz đến 5GHz, cao hơn khá nhiều so với tần số của điện thoại di động, radio… do vậy tín hiệu wifi có thể chứa nhiều dữ liệu nhưng lại bị hạn chế ở phạm vi truyền – khoảng cách. Sóng wifi sử dụng chuẩn kết nối 802.11 trong thư viện IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), chuẩn này bao gồm 4 chuẩn chính nhỏ hơn là a, b, g và n.11b là phiên bản yếu nhất, hoạt động ở mức 2.4GHz và có thể xử lý đến 11Megabit/giây.11g nhỉnh hơn đôi chút so với chuẩn b, tuy nó hoạt động ở tần số 2.4GHz nhưng nó có thể xử lý 54Megabit/giây.11a phát ở tần số cao hơn là 5GHz và tốc độ xử lý đạt 54Megabit/giây. - Cuối cùng là chuẩn 802.11n, nó hoạt động ở tần số 2.4GHz nhưng tốc độ xử lý lên đến 300Megabit/giây.11ac: là chuẩn được IEEE giới thiệu vào đầu năm 2013, hoạt động ở băng tầng 5 GHz. Chuẩn ac có thể mang đến cho người dùng trải nghiệm tốc độ cao nhất lên đến 1730 Mpbs.

Do vấn đề giá thành cao nên các thiết bị phát tín hiệu cho chuẩn này chưa phổ biến dẫn đến các thiết bị này sẽ bị hạn chế sự tối ưu do thiết bị phát. 8 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT - Chuẩn 802.11ad: được giới thiệu năm 2014, chuẩn wifi 802.11ad được hỗ trợ băng thông lên đến 70 Gbps và hoạt động ở dải tần 60GHz. Nhược điểm của chuẩn này là sóng tín hiệu khó có thể xuyên qua các bức tường, đồng nghĩa với việc chỉ cần Router khuất khỏi tầm mắt, thiết bị sẽ không còn kết nối tới Wifi được nữa.11ax: Wi-Fi 6 là bản cập nhật mới nhất cho chuẩn mạng không dây. Wi-Fi 6 dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.11ax, với tốc độ nhanh hơn, dung lượng lớn hơn và hiệu suất năng lượng được cải thiện tốt hơn so với các kết nối không dây trước đây.

Tên gọi mới Wifi 6 này sẽ chính thức được áp dụng từ năm 2019. Và một số chuẩn mới khác nữa.3 SƠ LƯỢC VỀ NHÀ THÔNG MINH 2.1 Giới thiệu nhà thông minh Trước đây, nhà thông minh (smart home) được xem là một tiện nghi siêu cao cấp, thường chỉ xuất hiện trong phim ảnh hay trong dinh thự của giới thượng lưu, tỉ phú. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ, đặc biệt là sự xuất hiện của IoT, các thiết bị nhà thông minh dần trở nên phổ biến và dễ tiếp cận hơn với mọi người. Nhà thông minh là kiểu nhà được lắp đặt các thiết bị điện, điện tử có thể được điều khiển bằng tự động hóa hoặc bán tự động, thay thế con người trong thực hiện một hoặc một số thao tác quản lý, điều khiển.

Hệ thống điện tử này giao tiếp với người dùng thông qua bảng điện tử đặt trong nhà, ứng dụng trên điện thoại di động, máy tính bẳng hoặc một giao diện web. 9 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.4 Nhà thông minh 2.2 Cơ chế hoạt động của nhà thông minh Hệ thống tự động của nhà thông minh được dựa trên 2 cơ chế chính: sự kiện thời gian và sự kiện tương tác.  Sự kiện thời gian: Hệ thống nhà thông minh giống như một chiếc đồng hồ báo thức cao cấp. Nó luôn nắm rõ thời gian trong ngày và kích hoạt thiết bị vào đúng thời điểm cần thiết mà chủ nhà đã thiết lập trước đó.

Một số ví dụ: - Mở đèn ở hiên nhà 10 phút trước khi trời tối. - Mở rèm cửa vào lúc 6h sáng. - Kích hoạt hệ thống báo động lúc 12h đêm để chống trộm.  Sự kiện tương tác Sự kiện tương tác kích hoạt hệ thống nhà thông minh dựa vào cơ chế cảm biến.

Nó hoạt động nhờ vào các cảm biến trong nhà. Một số ví dụ về tác động lên cảm biến: - Mở hay đóng cửa. 10 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT - Độ ẩm.3 Ưu điểm và nhược điểm của nhà thông minh  Ưu điểm: - Mang đến sự tiện nghi và thoải mái cho căn nhà. - Cung cấp sự an tâm cho chủ nhà, cho phép họ giám sát nhà từ xa.

- Có thể thích ứng với sở thích của người dùng. - Tiết kiệm điện.  Nhược điểm và trở ngại khiến nhà thông minh chưa phổ biến: -Rào cản tâm lý hàng trăm năm để lại của người tiêu dùng. -Giá cả chưa bình dân để phổ cập.

-Sự phức tạp khi lắp đặt và sử dụng.4 Các nền tảng nhà nhà thông minh phổ biến hiện nay  Nền tảng Google Home Google Home là loa thông minh của Google, có thể kết nối wifi và được tích hợp một trợ lý ảo. Nó bao gồm một micro để nhận lệnh thoại của người dùng. Loa Google Home hoạt động trong toàn bộ thời gian chúng được cấp nguồn. Tuy nhiên, chúng ở chế độ ngủ cho đến khi bạn đánh thức chúng bằng cụm từ “OK, Google”.

Google Home cũng có thể kiểm soát các tiện ích thông minh trong nhà. 11 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.5 Google Home  Nền tảng Apple Homekit Apple Homekit là một nền tảng tập hợp các thiết bị thông minh ứng dụng cho nhà thông minh. Đó là một bộ tiêu chuẩn đảm bảo tất cả chúng có thể giao tiếp với nhau. Với một giao thức riêng có thể được điều khiển bằng iPhone, iPad hoặc Apple Watch.

Từ đó người dùng có thể quản lý nhiều thiết bị từ một giao diện iOS.6 Apple Homekit 12 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT  Nền tảng Amazon Alexa Amazon Alexa, hay được gọi tắt là Alexa, là trợ lý ảo được phát triển bởi Amazon, đầu tiên nó được sử dụng cho Amazon Echo và loa thông minh Amazon Echo Dot được phát triển bởi Amazon Lab126. Amazon đã thiết kế Dịch vụ thoại Alexa (AVS) để bắt chước các cuộc hội thoại thực, nhưng người dùng thực sự sử dụng các lệnh thoại trực quan để dịch vụ này thực hiện các tác vụ cụ thể.4 CÁC CHUẨN VÀ PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DỮ LIỆU 2.1 Chuẩn truyền thông UART UART là viết tắt của Universal Asynchronous Receiver – Transmitter là kiểu truyền thông tin nối tiếp không đồng bộ thường là một mạch tích hợp. Mục đích của UART là để truyền tín hiệu qua lại lẫn nhau (ví dụ truyền tín hiệu từ Laptop vào Modem hay ngược lại) hay truyền từ vi điều khiển tới vi điều khiển, từ laptop tới vi điều khiển. 13 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.8 Gói dữ liệu truyền của UART  Các thông số trong chuẩn truyền UART: - Packet: Một gói dữ liệu được truyền đi, bao gồm start bit, khung truyền dữ liệu, parity bit, stop bit.

- Start bit: thường được giữ ở mức điện áp cao khi nó không truyền dữ liệu. Để bắt đầu truyền dữ liệu, UART truyền sẽ kéo bit này từ cao xuống thấp trong một chu kỳ xung nhịp. Khi UART nhận phát hiện sự chuyển đổi điện áp cao sang thấp, nó bắt đầu đọc các bit trong khung dữ liệu ở tần số của tốc độ truyền.