Luận văn tốt nghiệp: Phát triển cổng IoT dựa trên dịch vụ web

• Tác giả: Trần Hoàng Nam
• Người hướng dẫn: Dr. Lê Trọng Nhân
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology
• Chuyên ngành: Computer Engineering
• Đề tài: Phát Triển Cổng IoT Dựa Trên Dịch Vụ Web
• Loại tài liệu: Graduation Thesis
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: THUẬT TOÁN VÀ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
• 1.1. Basic concepts of IOT gateway
• 1.2. Raspbian operating system
• 1.3. Raspberry Pi 3 model B plus
• 1.4. Raspberry Pi Zero W
• 2. CHƯƠNG 2: IOT GATEWAY
• 2.1. Introduction
• 2.2. Basic concepts of IOT gateway
• 3. CHƯƠNG 3: SYSTEM ARCHITECTURE
• 3.1. Introduction
• 3.2. State machine
• 3.3. State description
• 3.4. Conclusion
• 4. CHƯƠNG 4: HARDWARE CONFIGURATION
• 4.1. Raspbian operating system
• 4.2. Raspberry Pi
• 4.3. Raspberry Pi 3 model B plus
• 4.4. Raspberry Pi 4
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về cổng IoT

Cổng IoT là một phần quan trọng trong hệ thống IoT, có chức năng kết nối giữa các thiết bị cảm biến và máy chủ. Cổng IoT không chỉ đơn thuần là một bộ định tuyến, mà còn là một công nghệ phức tạp có khả năng xử lý dữ liệu ngay tại điểm kết nối. Internet of Things (IoT) cho phép nhiều thiết bị kết nối và giao tiếp với nhau, từ đó tạo ra một hệ sinh thái thông minh. Cổng IoT thu thập dữ liệu từ các thiết bị và cảm biến, sau đó xử lý và chuyển tiếp đến các nền tảng đám mây. Việc xử lý dữ liệu tại cổng giúp giảm tải cho mạng lưới, tiết kiệm năng lượng và thời gian phản hồi. Theo ước tính, đến năm 2025, sẽ có khoảng 75 tỷ thiết bị có thể kết nối với Internet, điều này làm tăng nhu cầu về các giải pháp cổng IoT hiệu quả.

1.1 Tầm quan trọng của cổng IoT

Cổng IoT đóng vai trò trung tâm trong việc kết nối và quản lý các thiết bị thông minh. Cổng IoT không chỉ giúp thu thập và xử lý dữ liệu mà còn cho phép người dùng tương tác với các thiết bị từ xa thông qua dịch vụ web. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển các ứng dụng IoT, giúp người dùng dễ dàng kiểm soát và giám sát các thiết bị của mình. Với sự phát triển của công nghệ, việc nâng cấp phần mềm cho các thiết bị IoT trở nên dễ dàng hơn thông qua các giao thức như MQTT. Nhờ đó, người dùng có thể cập nhật và tùy chỉnh cổng IoT của mình mà không cần phải phụ thuộc vào nhà sản xuất.

II. Kiến trúc hệ thống cổng IoT

Kiến trúc của một cổng IoT bao gồm nhiều lớp, mỗi lớp có chức năng riêng. Lớp đầu tiên là lớp cảm biến, nơi các thiết bị thu thập dữ liệu. Lớp thứ hai là lớp kết nối, nơi dữ liệu được gửi đến máy chủ thông qua các giao thức như WiFi, Zigbee hoặc LoRa. Lớp thứ ba là lớp thu thập, nơi dữ liệu được lưu trữ và xử lý. Cuối cùng, lớp học hỏi sử dụng công nghệ Machine Learning để phân tích và rút ra thông tin có giá trị từ dữ liệu thu thập được. Kiến trúc này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình xử lý dữ liệu mà còn cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng của hệ thống.

2.1 Các thành phần chính của cổng IoT

Cổng IoT bao gồm các thành phần chính như cảm biến, máy chủ và giao diện người dùng. Các cảm biến thu thập dữ liệu từ môi trường và gửi đến máy chủ thông qua cổng. Máy chủ xử lý dữ liệu và lưu trữ thông tin, trong khi giao diện người dùng cho phép người dùng tương tác với hệ thống. API web được sử dụng để kết nối giữa các thành phần này, cho phép truyền tải dữ liệu một cách hiệu quả. Việc sử dụng dịch vụ web giúp đơn giản hóa quá trình phát triển ứng dụng IoT, đồng thời tăng cường khả năng bảo mật thông qua các phương thức mã hóa dữ liệu.

III. Phát triển ứng dụng IoT dựa trên dịch vụ web

Phát triển ứng dụng IoT dựa trên dịch vụ web cho phép người dùng tùy chỉnh và mở rộng chức năng của cổng IoT một cách linh hoạt. Các ứng dụng này có thể được triển khai trên nhiều nền tảng khác nhau, từ máy tính đến thiết bị di động. Việc sử dụng nền tảng như ThingsBoard giúp dễ dàng thiết kế giao diện người dùng và quản lý các thiết bị IoT. Các ứng dụng này cho phép người dùng theo dõi và điều khiển thiết bị từ xa, đồng thời cung cấp thông tin phân tích về hiệu suất của hệ thống.

3.1 Lợi ích của việc phát triển ứng dụng IoT

Phát triển ứng dụng IoT mang lại nhiều lợi ích cho người dùng và doanh nghiệp. Đầu tiên, nó giúp cải thiện khả năng quản lý và giám sát các thiết bị IoT từ xa. Thứ hai, việc sử dụng dịch vụ web giúp giảm thiểu thời gian và chi phí phát triển ứng dụng. Cuối cùng, các ứng dụng này có thể được cập nhật và tùy chỉnh dễ dàng, giúp đáp ứng nhanh chóng các yêu cầu thay đổi từ người dùng. Điều này không chỉ nâng cao trải nghiệm người dùng mà còn tạo ra giá trị thực tiễn cho hệ thống IoT.