Chương 1: Tổng quan. Giới thiệu vấn đề và lý do chọn đề tài, mục tiêu nghiên cứu, nội dung, các giới hạn của đề tài, và cấu trúc đồ án. • Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Giới thiệu về lý thuyết phần cứng của hệ thống điều khiển, bao gồm các linh kiện như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, khói, siêu âm, bộ điều khiển ESP32, RFID, các chuẩn giao tiếp, cách thức giao tiếp, hệ điều hành Android và app Android.
• Chương 3: Thiết Kế Và Tính Toán. Trình bày sơ đồ nguyên lý, thiết kế sơ đồ khối và giải thích chức năng của các khối. Từ đó, thực hiện tính toán lựa chọn linh kiện cho từng khối. • Chương 4: Thi Công Hệ Thống.
Thi công và hoàn thiện mạch, thiết kế lưu đồ giải thuật, viết chương trình điều khiển. Xây dựng mô hình kho hàng hoàn chỉnh. Thi công ứng dụng điều khiển trên điện thoại. • Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét Và Đánh Giá.
Trình bày kết quả, hình ảnh đạt được sau khi hoàn thiện mạch, đồng thời kiểm tra và sửa lỗi cho toàn bộ hệ thống. Từ đó đưa ra nhận xét, đánh giá cho hệ thống và khắc phục các lỗi còn sai sót. • Chương 6: Kết Luận Và Hướng Phát Triển. Đưa ra kết luận cuối cùng về hệ thống đã thực hiện, bao gồm những kết quả đạt được, đề xuất hướng phát triển để hoàn thiện mô hình và nâng cao ứng dụng, đặc biệt trong việc phát triển các sản phẩm mô hình nhà kho thực tế.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ IOT: Internet of Things (IoT) là một hệ thống mạng kết nối các thiết bị thông minh, có khả năng thu thập và trao đổi dữ liệu thông qua mạng internet mà không cần sự tương tác của con người. Đây là một trong những xu hướng công nghệ quan trọng nhất của thế kỷ 21, đang tạo ra sự kết nối toàn diện giữa thế giới vật lý với thế giới kỹ thuật số. Trong một môi trường IoT, các thiết bị được trang bị cảm biến và phần mềm thông minh để thu thập dữ liệu và truyền thông qua mạng internet, tạo nên một hệ thống tự động hoá thông minh.
Các ứng dụng của IoT rất đa dạng, từ các thiết bị gia đình thông minh như đèn, quạt, máy giặt đến các ứng dụng công nghiệp như quản lý chuỗi cung ứng, giám sát sản xuất, và trong lĩnh vực y tế như theo dõi sức khỏe và điều khiển từ xa. Công nghệ IoT đã tạo ra cơ hội lớn cho việc thu thập và phân tích dữ liệu lớn, giúp tối ưu hóa hoạt động sản xuất, nâng cao hiệu suất và tiết kiệm chi phí. Đồng thời, IoT cũng mở ra các vấn đề về bảo mật thông tin, quyền riêng tư, và quản lý dữ liệu do sự gia tăng về số lượng thiết bị kết nối. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, IoT dự kiến sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ và đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường số thông minh và tiện ích cho con người.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.1: Internet of things Các thành phần chính của một hệ thống IOT: • Thiết bị IoT (IoT Devices): Là các thiết bị cảm biến, bộ điều khiển hoặc thiết bị kết nối mạng, thu thập dữ liệu từ môi trường xung quanh. • Mạng kết nối (Connectivity): Cung cấp kết nối truyền thông giữa các thiết bị IoT và hệ thống trung tâm. Các loại kết nối bao gồm Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRa, và 4G/5G. • Nền tảng IoT (IoT Platform): Là nơi dữ liệu từ các thiết bị được gửi, xử lý, lưu trữ và quản lý.
Nền tảng này thường cung cấp các công cụ để phân tích dữ liệu, quản lý thiết bị và triển khai ứng dụng. • Phần mềm ứng dụng (Application Software): Đây là các ứng dụng mà người dùng hoặc hệ thống có thể sử dụng để giám sát, kiểm soát và tương tác với dữ liệu từ thiết bị IoT. • An toàn và bảo mật (Security): Bảo vệ dữ liệu truyền qua mạng và đảm bảo tính an toàn của hệ thống IoT chống lại các mối đe dọa an ninh. • Quản lý thiết bị (Device Management): BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Cung cấp các công cụ để quản lý vòng đời của thiết bị, bao gồm đăng ký, cập nhật phần mềm, và theo dõi tình trạng của chúng.
• Phần mềm phân tích dữ liệu (Data Analytics): Phân tích dữ liệu để trích xuất thông tin quan trọng, dự đoán xu hướng và hỗ trợ quyết định. • Người dùng và giao diện (User Interface): Cung cấp giao diện để người dùng tương tác với hệ thống, theo dõi thông tin và điều khiển các thiết bị IoT. Ứng dụng của IOT: Hình 2.2: Ứng dụng của IOT • Nhà thông minh: IoT mang lại sự tiện ích và tiết kiệm năng lượng cho nhà ở thông qua việc kết nối và điều khiển từ xa các thiết bị như đèn, máy lạnh, máy giặt, hệ thống an ninh, và các thiết bị gia dụng khác. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.3: Nhà thông minh • Công nghiệp thông minh: IoT giúp tăng cường tự động hóa trong sản xuất và quản lý chuỗi cung ứng.
Việc sử dụng cảm biến và dữ liệu trong thời gian thực giúp cải thiện hiệu suất, giảm thiểu lãng phí, và tăng cường an toàn lao động.4: Công nghiệp thông minh • Y tế và chăm sóc sức khỏe: IoT cung cấp giải pháp theo dõi sức khỏe từ xa, hỗ trợ việc chẩn đoán, quản lý bệnh tật và theo dõi các chỉ số sức khỏe của người dùng, giúp cải thiện chất lượng chăm sóc y tế. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.5: IOT trong y tế • Thành phố thông minh: IoT được áp dụng trong việc quản lý giao thông, quản lý nước và rác thải, cải thiện an ninh, giám sát môi trường, và cung cấp các dịch vụ công cộng hiệu quả hơn trong các đô thị lớn.6: Thành phố thông minh • Nông nghiệp thông minh: IoT giúp nâng cao hiệu suất trong nông nghiệp thông qua theo dõi và quản lý tình hình môi trường nông nghiệp, từ quản lý tưới nước đến theo dõi sức khỏe của cây trồng và động vật nuôi. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 9 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.7: IOT trong nông nghiệp 2. Những thách thức IOT đang phải đối mặt: • Bảo mật và riêng tư: Mở rộng của IoT tạo ra những điểm yếu mới về bảo mật, từ việc bảo vệ dữ liệu cá nhân đến nguy cơ tấn công từ xa vào các thiết bị kết nối.
Việc đảm bảo an toàn thông tin trở thành một thách thức lớn đối với các nhà sản xuất và người dùng. • Tiêu chuẩn hóa và tương thích: Sự đa dạng về thiết bị và giao thức kết nối tạo ra khó khăn trong việc tạo ra môi trường tương thích và tương tác giữa các thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khác nhau. Điều này đặt ra thách thức lớn đối với việc phát triển tiêu chuẩn chung và đảm bảo tương thích tốt. • Quản lý dữ liệu lớn: Với lượng dữ liệu lớn được thu thập từ các thiết bị kết nối, việc quản lý và phân tích dữ liệu trở thành một thách thức, đặc biệt là trong việc xử lý dữ liệu thời gian thực và tối ưu hóa quy trình phân tích dữ liệu.
• Điều chỉnh văn hóa và quản lý thay đổi: Sự áp dụng IoT đòi hỏi sự thay đổi về cách thức quản lý và hoạt động, cũng như cách thức tổ chức văn hóa làm việc trong các tổ chức và xã hội. Việc thay đổi này đôi khi gặp phải sự khó khăn trong việc chấp nhận và thích ứng với những thay đổi công BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 10 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT nghệ. • Tiêu tốn năng lượng và tài nguyên: Sự gia tăng về số lượng thiết bị kết nối có thể tạo ra áp lực lớn đối với tài nguyên năng lượng và môi trường, đặc biệt là trong việc quản lý và vận hành các hệ thống IoT lớn. TỔNG QUAN VỀ WIFI: 2.
Giới thiệu: Wifi là một hệ thống mạng không dây thay thế cho mạng có dây truyền thống, thường được áp dụng để kết nối thiết bị mà không cần sử dụng dây cáp thông thường. Thay vào đó, Wifi sử dụng công nghệ sóng vô tuyến để truyền tải dữ liệu. Dữ liệu được truyền qua sóng vô tuyến, cho phép các thiết bị truyền và nhận dữ liệu ở tốc độ cao trong phạm vi của mạng Wifi. Hệ thống này giúp kết nối máy tính với nhau, với Internet, và với các mạng có dây khác một cách thuận tiện.
Thuật ngữ "Wifi" (Wireless Fidelity) thường được sử dụng để chỉ tiêu chuẩn IEEE 802.11, được áp dụng cho mạng cục bộ không dây (Wireless Local Networks) hoặc WLANs. Được sử dụng rộng rãi tại nhà và các địa điểm công cộng như công viên, quán cà phê, sân bay, Wifi đã trở thành một trong những công nghệ truyền nhận dữ liệu phổ biến nhất hiện nay. Biểu tượng Wifi 2. Công nghệ truyền nhận dữ liệu: • IEEE 802.
Sóng vô tuyến với tần số 2. Phổ biến nhất, khả năng mở rộng ít. Ảnh hưởng của các thiết bị Bluetooth và điện thoại di động có thể làm giảm tốc BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 11 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT độ truyền. Sóng vô tuyến với tần số 5.
Có khả năng mở rộng. Không tương thích với chuẩn 802. Sóng vô tuyến với tần số 2. Kết hợp tính năng của hai tiêu chuẩn a và b.
Tương thích với chuẩn 802. Các thành phần của mạng Wifi: • Access Point (AP) AP là bộ thu phát không dây LAN (Local – Area Network), hoặc là trạm cơ sở có thể kết nối đồng thời một hoặc nhiều thiết bị không dây với Internet. • Wifi Card Cho phép nhận tín hiệu không dây và thông tin chuyển tiếp. • Safeguards Khả năng bảo vệ: tường lửa và phần mềm chống virus giúp giữ an toàn thông tin cho người dùng 2.
Cấu trúc liên kết của mạng Wifi: • Peer to peer Cấu trúc liên kết ngang hàng (peer-to-peer) là một cấu trúc mạng trong đó các thiết bị kết nối trực tiếp với nhau mà không cần thông qua một thiết bị trung tâm. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 12 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.9: Peer to peer • Infrastructure Mode Infrastructure Mode là một chế độ kết nối trong mạng WLAN (Wireless Local Area Network) dựa trên Access Point (AP).