Chương 1 sẽ trình bay, phân tích các đề tài nghiên cứu và một số sản phâm liên quan, từ đó làm nỗi bật lý do thực hiện dé tài và đưa ra một số mục tiêu, giới hạn khi thực hiện đề tài này. e_ Chương 2: Cơ sở lý thuyết. Chương 2 sẽ trình bày các nội dung lý thuyết của các công nghệ sẽ được dé cập trong dé tài này và phân tích các nội dung quan trọng khi áp dụng trong đề tài này. e_ Chương 3: Thiết kế và hiện thực hệ thống.
Chương 3 sẽ trình bay quá trình thiết kế, chế tạo phần cứng dành cho thiết bị ESL và việc triển khai một hệ thống ESL gồm nhiều thiết bị. e Chương 4: Các kết qua và đánh giá. Chương 4 sẽ trình bày việc đo đạc, thực nghiệm với thiết bị và hệ thong ESL, trên cơ sở đó đưa ra những đánh gia về hiệu quả của thiết bị và hệ thống ESL. Chương 5: Kết luận và hướng phát triển.
Chương 5 sẽ tổng kết, phân tích những ưu điểm, hạn chế của đề tài và đưa ra các hướng phát triển tiếp theo cho đề tài. MỞ DAU Hiện nay, tai các siêu thị hay cửa hàng bán lẻ ở Việt Nam, phương pháp hiển thị thông tin sản phẩm (tên sản phẩm, hãng sản xuất, giá cả của sản phẩm.) chủ yêu là thông qua bang giá cứng (hay còn gọi là bảng giá giấy) hoặc bảng giá treo. Việc sử dụng bảng giá cứng đang phổ biến nhờ vào tính đơn giản và giá thành thấp khi thực hiện. Tuy nhiên, việc cập nhật giá cả và thay đổi thông tin trên bảng giá cứng lại khá phức tạp, tốn thời gian và nhân công thực hiện.
Đồng thời, việc sử dụng giấy in và mực in dé tạo ra bảng giá cứng cũng tạo ra những ảnh hưởng không tốt đến môi trường. Bang giá điện tử (ESL) là một thiết bị điện tử dùng dé hiển thị những thông tin của một sản phẩm trong các siêu thị hay cửa hàng băng một màn hình nhỏ, là thiết bị nổi tiếng được sử dụng thường xuyên trong các siêu thị và cửa hàng thực phẩm, với kỳ vọng phát triển nhanh chóng trong thời gian tới [1]. Các thiết bị bang giá điện tử được gắn phía trước của sản phâm nhằm cung cấp cho người mua hàng các thông tin về sản phẩm như tên, giá cả, mã vạch, nhà sản xuất, hạn sử dụng. Các siêu thị hay cửa hàng không thể kết nối số lượng lớn các thiết bị với nhau bằng dây, vì thế nên thiết bị phải được chạy bằng pin, sử dụng giao tiếp không dây để giao tiếp và cập nhật thông tin trên màn hình [2].
Bên cạnh đó, thiết bị phải có giá thành sản xuất thấp dé có thé sử dụng trong các siêu thị hay cửa hang bán lẻ với số lượng loại sản phẩm lên đến hàng trăm hay hàng nghìn sản phẩm. Trong thời đại hiện đại, khi công nghệ thông tin đang phát triển nhanh chóng, việc sử dụng bang giá điện tử để hiển thị thông tin về sản pham thay cho bảng giá cứng tại các siêu thị hay cửa hang bán lẻ đang trở thành một xu hướng phố biến tại Việt Nam. Thay vì sử dụng bảng giá cứng truyền thống, việc sử dụng bảng giá điện tử giúp cho các siêu thị tiết kiệm chi phí về in ấn, bảo trì và hiển thị thông tin sản phẩm tới khách hàng nhanh chóng và chính xác. Công nghệ LoRa là một trong các công nghệ được áp dụng cho các thiết bị bảng giá điện tử vì những ưu điểm của nó.
Thiết bị ESL được tích hợp công nghệ LoRa được nhận định là có khoảng cách giao tiếp rộng, tiết kiệm năng lượng và chỉ phí sản xuất rẻ [1]. Và với ưu điểm khoảng cách giao tiếp rộng của công nghệ LoRa, việc mở rộng hệ thống ESL là khả thi [3]. Từ những thực trang và nhận định trên, nhóm đề xuất phương pháp pháp thiết kế và hiện thực thiết bị ESL dựa vào công nghệ truyền thông không dây LoRa và triển khai hệ thống ESL từ nhiều thiết bị. Thiết bị phải nhỏ gọn để có thé đính kèm trên kệ hàng, có giá thành hợp lý, khoảng cách giao tiếp xa và có tuổi thọ lâu dài.
Thiết bị với mục tiêu là giải quyết một số vấn đề hiện có của một số công trình/đề tài nghiên cứu liên quan và một số sản phẩm ESL trên thị trường. Đồng thời, việc ứng dụng công nghệ LoRa vào thiết bị ESL trong đề tài này sẽ tạo tiền đề và cơ sở cho sự phát triển của thiết bị bảng giá điện tử tại Việt Nam, từ đó đưa vào sử dung trong các ứng dụng trong xu hướng thành phố thông minh nói chung và các siêu thị thông minh nói riêng. Do đó, nhóm hình thành ý tưởng và mong muốn thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU VÀ THIET KE BANG GIÁ ĐIỆN TU UNG DUNG TRONG SIÊU THI THONG MINH DỰA TREN CÔNG NGHỆ LORA”. TONG QUAN VE ĐÈ TÀI 1.
Tình hình nguyên cứu trong nước va ngoài nước 1. Tình hình nghiên cứu trong nước Trong khóa luận tốt nghiệp “Xây dựng hệ thống quản lý kho ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây công suất thấp” của nhóm tác giả Trần Thanh Tú (16521350) và Trương Thanh Bình (16521634) dưới sự hướng dẫn của Th§ Chung Quang Khánh, nhóm tác giả đã thiết kế và hiện thực một hệ thống quản lý kho sử dụng trong các nhà máy và khu công nghiệp. Hệ thống của nhóm tác giả trình sẽ cung cấp cho người sử dụng một giao diện để tương tác với hệ thống và thiết bị, một server dé lưu trữ dit liệu về linh kiện, app điện thoại dé người đảm nhiệm việc lay hàng có thé xác định được vi trí cần lấy hàng và cho phép thông báo mình đã hoàn tat việc lay hàng. Nhóm tác giả mô phỏng hệ thống quản lý kho này dựa trên server giao tiếp với gateway qua module WiFi ESP-WROOM-02, gateway sẽ gửi dữ liệu xuống thiết bị Eink 2.13 inch dé hiền thi số lượng hàng hóa muốn lấy.
Thiết bị Eink 2.13 inch được nhóm tác giả đề cập được thiết kế trên chip nRF52810 có sử dụng công nghệ Bluetooth 5.0 và công nghệ màn hình Eink.1 mô tả thiết bị Eink 2.13 inch mà nhóm tác giả sử dụng trong dé tài. Hệ thống quản lý kho mà nhóm tác giả trình bày hoạt động tốt, thiết bị Eink 2.13 inch có thể hiển thị thông tin số lượng hàng hóa muốn lấy (như hình 1. Tuy nhiên, nhóm tác giả chưa dé cập hay phân tích chi tiết về phương pháp thiết kế đành cho thiết bị Eink 2.13 inch này cũng như chưa thực hiện các đo đạc thực nghiệm dé khảo sát khoảng cách giao tiếp giữa thiết bị với gateway và tuổi thọ của thiết bị. Cùng với đó, nhóm chưa tác giả chưa đề cập tới triển khai thực nghiệm với hệ thống gồm nhiều thiết bị.
Tình hình nghiên cứu ngoài nước Trong nghiên cứu [4], nhóm tác giả đã đề xuất thiết kế cho bảng giá điện tử trong bài báo. Nhóm tác giả sử dụng MCU là MSP430F149 dé điều khiển và chip AVT6202 là driver chip cho E-paper. Bài báo tập trung vào phân tích thiết kế điều khiển driver dùng cho việc hiển thị thông qua việc đề xuất một luồng hoạt động dành cho driver với mục dich là tối ưu hóa thời gian cần thiết dé hiển thị E-paper. Nhóm tác giả cũng đề cập rằng việc sử dụng màn hình E-paper cho thiết bị ESL là tốt bởi vì ưu điểm mà E-paper có, tức là khi không được cấp nguồn thì hình ảnh trên màn hình vẫn không biến mắt.2 mô tả thiết bị ESL của nhóm tác giả.
Có thê thấy, kích thước của thiết bị ESL do nhóm tác giả sử dụng khá lớn, gây khó khăn trong quá trình đóng gói sản phẩm. Cùng với đó, nhóm tác giả chưa trình bày do đạc về mức năng lượng tiêu thụ của thiết bị, nhóm tác giả không tích hợp công nghệ truyền thông không dây nên chưa đề cập tới việc triển khai một hệ thống ESL. Thiết bị ESL của nhóm tác giả. [4] Trong nghiên cứu [5], hệ thống ESL do nhóm tác giả trình bày được thiết kế trên công nghệ truyền thông Zigbee.
Hệ thống ESL mà nhóm tác giả thiết kế gồm 3 phan: Coordinator, ESL node (như hình 1.3) và router node. Đối với ESL node, nhóm tác gia sử dụng chip CC2430 dé điều khiến và chip S1C05112 làm driver cho E-paper. Nhóm tác giả cũng trình bày các luồng hoạt động dành cho 3 thành phần trên nhằm tối ưu mức năng lượng cho một hệ thống ESL. Kết quả đo đạc cho thấy thiết bị của nhóm tác giả tiêu tốn mức năng lượng là 27 mA trong khi hoạt động và khoảng cách giao tiếp là 65m.
Nhóm tác giả chưa đề cập đến nguồn cấp cho thiết bị, cũng như là tuổi thọ hay là kịch bản kiểm thử khi triển khai hệ thống. 768kKHz Ink driver - - L— | real-time clock 3V batteries CC24350 network | " ITAG DC DD | XOSC 32MIHz system clock Hình 1. Cau trúc ESL node của nhóm tác giả. [5] Trong nghiên cứu [6], một thiết kế hệ thống ESL sử dụng công nghệ LoRa được nhóm tác giả trình bày.
Nhóm tác giả sử dụng chip PICI8F47K40 dé điều kiên, module SX1278 cho việc giao tiếp LoRa, màn hình E-paper dé hién thị. Thiết bị hoạt động ở tần số 433 MHz và dùng nguồn bằng pin LiMnO2 500 mAh. Mức năng lượng tiêu thụ của module LoRa là 20.8 mA ở RX và của màn hình E-paper là 3.5 mA khi tiến hành cập nhật. Sau khi triển khai hệ thống, thiết bị của nhóm tác giả có thê hoạt động tốt ở phạm vi 8 km ở môi trường đô thị (urban).
Nhóm tác giả còn đề cập tới chi phí cho mỗi thiết bị là đưới 12 đô khi chế tạo hơn 1000 thiết bị. Một số sản phẩm trên thị trường Sản phẩm RE-294 NFC là sản phẩm ESL mới của hãng OPTICON. Sản phầm được thiết kế dựa trên công nghệ không dây NFC 13.56 MHz và có tan số vô tuyến là 2.4 GHz (2405 — 2480 MHz) đi kèm tốc độ truyền sóng vô tuyến lên tới 250 kbps. Giao thức triển khai hệ thống của thiết bị được hãng đề cập là dựa trên IEEE 802.
Số lượng thiết bị có thé triển khai trong một trạm là 1500. Phạm vi giao tiếp của thiết bị là 25m khi đặt ở môi trường trong nhà (indoor) và 100m ở môi trường mở (open-field). Thiết bị này sử dụng nguồn là pin Li-on 12V 135mAh có thê sạc lại. Thiết bị tiêu thụ dòng tối đa 80 mA trong lúc hoạt động.
Công nghệ màn hình E-ink được sử dụng cho việc hiển thị hình ảnh.4 mô tả sản phẩm RE- 294 NFC cua hang OPTICON. Bio alias oil DISCOUNT 100646 7 IMT 8718285811522 Hình 1.4, Sản phâm RE-294 NFC của OPTICON. Nguồn: https://opticon.