Chương 1 : Tổng Quan chung Trình bày về đặt vấn để dẫn nhập lý do chọn đề tài , mục tiêu , nội dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đổ án Chương 2 : Cơ Sở Lý Thuyết Trình bày về các lý thuyết có liên quan đến các vấn đề mà để tải sẽ dùng để thực hiện thiết kế, thi công cho để tải. Chương 3 : Tính Toán Và Thiết Kế Giới thiệu tổng quan về các yêu cầu của đề tài mà mình thiết kế và các tính toán, thiết kế gồm những phần nào. Như : thiết kế sơ đồ khối hệ thống, sơ đồ nguyên lý toản mạch, tính toán thiết kế mạch Chương 4 : Thi Công Hệ Thống Trình bày về quá trình vẽ mạch in lắp ráp các thiết bị , đo kiểm tra mạch , lắp ráp mô hình Thiết kế lưu để giải thuật cho chương trình và viết chương trình cho hệ thống. Hướng dẫn quy trình sử dụng hệ thống.
Chương 5 : Kết Quả - Nhận Xét - Đánh Giá Trình bày về những kết quả đã được mục tiêu để ra sau quá trình nghiên cứu thi công. Từ những kết quả đạt được để đánh giá quá trình hoàn thành được bao nhiêu phần trăm. Chương 6 : Kết Luận Và Hướng Phát Triển Trình bày về những kết quả mà đổ án đạt được , những hạn chế , từ đó rút ra kết luận và hướng phát triển để giải quyết các vấn đề tồn đọng để đổ án hoàn thiện hơn Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HÒA KHÁNH CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. TỔNG QUAN VỀ IOT Thực tế, Internet of things đã manh nha từ nhiều thập kỹ trước.
Tuy nhiên mãi đến năm 1999 cụm từ IoT mới được đưa ra bởi Kevin Ashton , Ông là một nhà khoa học đã sáng lập ra Trung tâm Auto-ID ở đại học MIT, nơi thiết lập các quy chuẩn toàn cầu cho RFID (một phương thức giao tiếp không dây dùng sóng radio) cũng như một số loại cảm biến khác.1 Tổng quan về IOT Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là Mạng lưới thiết bị kết nối Internet viết tắt là IoT (tiếng Anh: Internet of Things) là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó - Theo định nghĩa của Wikipedia. Hay hiểu một cách đơn giản IoT là tất cả các thiết bị có thể kết nối với nhau.
Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại… Các thiết bị có thể là điện thoại thông minh, máy pha cafe, máy Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HÒA KHÁNH giặt, tai nghe, bóng đèn, và nhiều thiết bị khác. Cisco, nhà cung cấp giải pháp và thiết bị mạng hàng đầu hiện nay dự báo: Đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối vào Internet, thậm chí con số này còn gia tăng nhiều hơn nữa. IoT sẽ là mạng khổng lồ kết nối tất cả mọi thứ, bao gồm cả con người và sẽ tồn tại các mối quan hệ giữa người và người, người và thiết bị, thiết bị và thiết bị. Một mạng lưới IoT có thể chứa đến 50 đến 100 nghìn tỉ đối tượng được kết nối và mạng lưới này có thể theo dõi sự di chuyển của từng đối tượng.
Một con người sống trong thành thị có thể bị bao bọc xung quanh bởi 1000 đến 5000 đối tượng có khả năng theo dõi. ❖ Đặc tính cơ bản: - Tính kết nối liên thông(interconnectivity): với IoT, bất cứ điều gì cũng có thể kết nối với nhau thông qua mạng lưới thông tin và cơ sở hạ tầng liên lạc tổng thể. - Những dịch vụ liên quan đến “Things”: hệ thống IoT có khả năng cung cấp các dịch vụ liên quan đến “Things”, chẳng hạn như bảo vệ sự riêng tư và nhất quán giữa Physical Thing và Virtual Thing. Để cung cấp được dịch vụ này, cả công nghệ phần cứng và công nghệ thông tin(phần mềm) sẽ phải thay đổi.
- Tính không đồng nhất: Các thiết bị trong IoT là không đồng nhất vì nó có phần cứng khác nhau, và network khác nhau. Các thiết bị giữa các network có thể tương tác với nhau nhờ vào sự liên kết của các network. - Thay đổi linh hoạt: Status của các thiết bị tự động thay đổi, ví dụ, ngủ và thức dậy,kết nối hoặc bị ngắt, vị trí thiết bị đã thay đổi,và tốc độ đã thay đổi… Hơn nữa, số lượng thiết bị có thể tự động thay đổi. - Quy mô lớn: Sẽ có một số lượng rất lớn các thiết bị được quản lý và giao tiếp với nhau.
Số lượng này lớn hơn nhiều so với số lượng máy tính kết nối Internet hiện nay. Số lượng các thông tin được truyền bởi thiết bị sẽ lớn hơn nhiều so với được truyền bởi con người. Yêu cầu ở mức high-level đối với một hệ thống IoT ❖ Một hệ thống IoT phải thoả mãn các yêu cầu sau: - Kết nối dựa trên sự nhận diện: Nghĩa là các “Things” phải có ID riêng biệt. Hệ thống IoT cần hỗ trợ các kết nối giữa các “Things”, và kết nối được thiết lập dựa trên định danh (ID) của Things.
- Khả năng cộng tác: hệ thống IoT khả năng tương tác qua lại giữa các network và Things. - Khả năng tự quản của network: Bao gồm tự quản lý, tự cấu hình, tự chữa bệnh, tự tối ưu hóa và tự có cơ chế bảo vệ. Điều này cần thiết để network có thể thích ứng với các domains ứng dụng khác nhau, môi trường truyền thông khác nhau, và nhiều loại thiết bị khác nhau. - Dịch vụ thoả thuận: dịch vụ này để có thể được cung cấp bằng cách thu thập, giao tiếp và xử lý tự động các dữ liệu giữa các “Things” dựa trên các quy tắc(rules) được thiết lập bởi người vận hành hoặc tùy chỉnh bởi các người dùng.
- Các Khả năng dựa vào vị trí(location-based capabilities): Thông tin liên lạc và các dịch vụ liên quan đến một cái gì đó sẽ phụ thuộc vào thông tin vị trí của Things và Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HÒA KHÁNH người sử dụng. Hệ thống IoT có thể biết và theo dõi vị trí một cách tự động. Các dịch vụ dựa trên vị trí có thể bị hạn chế bởi luật pháp hay quy định, và phải tuân thủ các yêu cầu an ninh. - Bảo mật: Trong IoT, nhiều “Things” được kết nối với nhau.
Chình điều này làm tăng mối nguy trong bảo mật, chẳng hạn như bí mật thông tin bị tiết lộ, xác thực sai, hay dữ liệu bị thay đổi hay làm giả. - Bảo vệ tính riêng tư: tất cả các “Things” đều có chủ sở hữu và người sử dụng của nó. Dữ liệu thu thập được từ các “Things” có thể chứa thông tin cá nhân liên quan chủ sở hữu hoặc người sử dụng nó. Các hệ thống IoT cần bảo vệ sự riêng tư trong quá trình truyền dữ liệu, tập hợp, lưu trữ, khai thác và xử lý.
Bảo vệ sự riêng tư không nên thiết lập một rào cản đối với xác thực nguồn dữ liệu. - Plug and play: các Things phải được plug-and-play một cách dễ dàng và tiện dụng. - Khả năng quản lý: hệ thống IoT cần phải hỗ trợ tính năng quản lý các “Things” để đảm bảo network hoạt động bình thường. Ứng dụng IoT thường làm việc tự động mà không cần sự tham gia người, nhưng toàn bộ quá trình hoạt động của họ nên được quản lý bởi các bên liên quan.
❖ Ứng dụng của IoT: Hình 2.2 Ứng dụng của IoT IoT có ứng dụng rộng vô cùng, có thể kể ra một số thư như sau: • Quản lí chất thải • Quản lí và lập kế hoạch quản lí đô thị • Quản lí môi trường • Phản hồi trong các tinh huống khẩn cấp Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC TRƯỜNG Người hướng dẫn: TH.S TRẦN DUY CHUNG 13 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NGHIÊN CỨU MẠNG LORA ỨNG DỤNG VÀO QUAN TRẮC KHÍ HẬU Ở KHU VỰC HÒA KHÁNH • Mua sắm thông minh • Quản lí các thiết bị cá nhân • Đồng hồ đo thông minh • Tự động hóa ngôi nhà Tác động của IoT rất đa dạng, trên các lĩnh vực: quản lý hạ tầng, y tế, xây dựng và tự động hóa, giao thông…. Cụ thể trong lĩnh vực y tế, Thiết bị IoT có thể được sử dụng để cho phép theo dõi sức khỏe từ xa và hệ thống thông báo khẩn cấp. Các thiết bị theo dõi sức khỏe có thể dao động từ huyết áp và nhịp tim màn với các thiết bị tiên tiến có khả năng giám sát cấy ghép đặc biệt, chẳng hạn như máy điều hòa nhịp hoặc trợ thính tiên tiến. cảm biến đặc biệt cũng có thể được trang bị trong không gian sống để theo dõi sức khỏe và thịnh vượng chung là người già, trong khi cũng bảo đảm xử lý thích hợp đang được quản trị và hỗ trợ người dân lấy lại mất tính di động thông qua điều trị là tốt.
thiết bị tiêu dùng khác để khuyến khích lối sống lành mạnh, chẳng hạn như, quy mô kết nối hoặc máy theo dõi tim mặc. CÔNG NGHỆ LORA 2. Giới thiệu về Lora a) Khái niệm: LoRa là viết tắt của Long Range Radio được nghiên cứu và phát triển bởi Cycleo và sau này được mua lại bởi công ty Semtech năm 2012. Với công nghệ này, chúng ta có thể truyền dữ liệu với khoảng cách lên hàng km mà không cần các mạch khuếch đại công suất; từ đó giúp tiết kiệm năng lượng tiêu thụ khi truyền/nhận dữ liệu.
Do đó, LoRa có thể được áp dụng rộng rãi trong các ứng dụng thu thập dữ liệu như sensor network trong đó các sensor node có thể gửi giá trị đo đạc về trung tâm cách xa hàng km và có thể hoạt động với battery trong thời gian dài trước khi cần thay pin.