Luận văn thạc sĩ về thiết kế mạch thu thập dữ liệu và giám sát xe từ xa qua internet

Luận văn thạc sĩ phân tích thiết kế mạch thu thập dữ liệu và giám sát xe từ xa qua internet, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp khả thi cho thực tiễn.

• Tác giả: Ngô Thế Quang
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Trọng Thức
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
• Đề tài: Thiết Kế Mạch Giám Sát Xe Từ Xa Qua Internet
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Mục tiêu của đề tài
• 1.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Bố cục của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Hệ thống định vị toàn cầu GPS
• 2.1.1. Thành phần của GPS
• 2.1.2. Vị trí các trạm giám sát GPS
• 2.1.3. Cách thức hoạt động của GPS
• 2.2. Giao thức NMEA
• 2.3. Giao tiếp OBD2 thông qua mạng CAN
• 2.3.1. Tìm hiểu về mạng CAN
• 2.3.2. Cấu trúc mạng CAN
• 2.3.3. Các thành phần cơ bản của mạng CAN
• 2.3.4. Cấu trúc Node hay Station
• 2.3.5. Các trạng thái tín hiệu trên CANBUS
• 2.3.6. Cấu trúc phân lớp của mạng CAN
• 2.3.7. Cấu trúc khung CAN (Frame)
• 2.3.8. Cấu trúc khung dữ liệu CAN (Data Frame)
• 2.4. Tìm hiểu về OBD
• 2.5. Tìm hiểu về Web Sever, Công nghệ web 2.0 và giao thức HTTP
• 2.5.1. Lịch sử hình thành của Website
• 2.5.2. Công nghệ web 2
• 2.5.3. Giao thức HTTP
• 2.5.4. Ngôn ngữ lập trình PHP và Cơ sở dữ liệu MySQL
• 2.5.4.1. Ngôn ngữ lập trình PHP
• 2.5.4.2. Cơ sở dữ liệu MySQL
• 2.6. Một số hãng cung cấp dịch vụ GPS Tracking hiện nay
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LINH KIỆN ĐIỆN TỬ
• 3.1. Các Module và linh kiện điện tử
• 3.1.1. Module nodeMCU ESP8266
• 3.1.2. Module Neo-6m v2 gps
• 3.2. Các phần mềm hỗ trợ
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG
• 4.1. Ý tưởng thiết kế
• 4.2. Thiết kế mạch giám sát
• 4.2.1. Thiết kế mạch chi tiết
• 4.3. Xây dựng giao diện cho trang Web
• 4.4. Thiết kế mạch giả lập dữ liệu mạng CAN
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Hạn chế và hướng phát triển
• 5.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về thiết kế mạch giám sát xe từ xa qua internet

Thiết kế mạch giám sát xe từ xa qua internet đang trở thành một xu hướng quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô. Với sự phát triển của công nghệ, việc giám sát và quản lý phương tiện trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Hệ thống này không chỉ giúp theo dõi vị trí xe mà còn cung cấp thông tin về tình trạng hoạt động của xe, từ đó nâng cao hiệu quả quản lý và bảo trì.

1.1. Lợi ích của việc giám sát xe từ xa qua internet

Việc giám sát xe từ xa qua internet mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng. Nó giúp theo dõi vị trí xe, phát hiện các sự cố kịp thời và tối ưu hóa lộ trình di chuyển. Hệ thống này cũng giúp giảm thiểu rủi ro mất cắp và nâng cao an toàn cho hành khách.

1.2. Công nghệ IoT trong giám sát xe

Công nghệ Internet of Things (IoT) đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế mạch giám sát xe. IoT cho phép các thiết bị kết nối và trao đổi dữ liệu qua internet, từ đó tạo ra một hệ thống giám sát thông minh và hiệu quả.

II. Thách thức trong thiết kế mạch giám sát xe từ xa

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc thiết kế mạch giám sát xe từ xa cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ tin cậy của kết nối internet, bảo mật dữ liệu và khả năng tương thích giữa các thiết bị là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ tin cậy của kết nối internet

Kết nối internet không ổn định có thể ảnh hưởng đến khả năng giám sát xe. Việc mất kết nối có thể dẫn đến việc không nhận được dữ liệu kịp thời, gây khó khăn trong việc quản lý phương tiện.

2.2. Bảo mật dữ liệu trong hệ thống giám sát

Bảo mật dữ liệu là một trong những thách thức lớn nhất trong thiết kế mạch giám sát xe. Các thông tin nhạy cảm cần được bảo vệ để tránh bị rò rỉ hoặc tấn công từ bên ngoài.

III. Phương pháp thiết kế mạch giám sát xe hiệu quả

Để thiết kế mạch giám sát xe từ xa hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp và công nghệ tiên tiến. Việc sử dụng các linh kiện điện tử chất lượng cao và lập trình phần mềm phù hợp là rất quan trọng.

3.1. Sử dụng linh kiện điện tử chất lượng

Linh kiện điện tử như module GPS và cảm biến cần được chọn lựa kỹ lưỡng để đảm bảo độ chính xác và độ bền của hệ thống. Việc sử dụng các linh kiện chính hãng sẽ giúp giảm thiểu rủi ro hỏng hóc.

3.2. Lập trình phần mềm giám sát

Phần mềm giám sát cần được lập trình một cách tối ưu để xử lý dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả. Việc sử dụng ngôn ngữ lập trình phù hợp sẽ giúp cải thiện hiệu suất của hệ thống.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mạch giám sát xe từ xa

Mạch giám sát xe từ xa đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ quản lý vận tải đến bảo vệ tài sản. Các công ty logistics và dịch vụ vận tải đang ngày càng sử dụng hệ thống này để nâng cao hiệu quả hoạt động.

4.1. Ứng dụng trong ngành logistics

Trong ngành logistics, việc giám sát xe từ xa giúp theo dõi lộ trình và tình trạng hàng hóa. Điều này không chỉ nâng cao hiệu quả vận chuyển mà còn giảm thiểu rủi ro mất mát.

4.2. Ứng dụng trong bảo vệ tài sản

Hệ thống giám sát xe từ xa cũng được sử dụng để bảo vệ tài sản cá nhân. Người dùng có thể theo dõi vị trí xe của mình mọi lúc mọi nơi, từ đó nâng cao an toàn cho phương tiện.

V. Kết luận và tương lai của thiết kế mạch giám sát xe

Thiết kế mạch giám sát xe từ xa qua internet đang mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp ô tô. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, hệ thống này hứa hẹn sẽ ngày càng hoàn thiện và trở nên phổ biến hơn.

5.1. Xu hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và machine learning sẽ được tích hợp vào hệ thống giám sát xe, giúp nâng cao khả năng phân tích và dự đoán tình huống.

5.2. Tầm quan trọng của việc cải tiến hệ thống

Việc cải tiến hệ thống giám sát xe là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Các nhà sản xuất cần chú trọng đến việc nâng cao tính năng và bảo mật của hệ thống.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh nền kinh tế Việt Nam phát triển, ngành công nghiệp dịch vụ và đặc biệt là ngành logistics – vận tải hàng hóa, hành khách – đang thu hút nguồn vốn đầu tư lớn. Dẫn theo số liệu từ Hiệp hội Doanh nghiệp dịch vụ logistics Việt Nam được nhóm tác giả trích dẫn, tốc độ tăng trưởng của dịch vụ logistics trong nước đạt từ 12% đến 14%, kỳ vọng đóng góp 4,5% vào tăng trưởng GDP quốc gia. Sự gia tăng của các doanh nghiệp vận tải cũng như các hộ kinh doanh cá thể kéo theo nhu cầu cấp thiết về công tác quản lý phương tiện: theo dõi vị trí, lịch trình di chuyển và cách thức vận hành xe của tài xế nhằm bảo đảm an toàn hàng hóa, tối ưu lợi nhuận và duy trì độ bền kỹ thuật của ô tô.

Từ thực tiễn đó, đồ án tốt nghiệp "Thiết kế mạch thu thập dữ liệu và giám sát xe từ xa qua internet" do sinh viên Ngô Thế Quang và Bùi Thanh Tú thực hiện (ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Trọng Thức) tập trung vào việc nghiên cứu, chế tạo một module phần cứng kết hợp hệ thống phần mềm quản lý xe từ xa.

Mục tiêu của đề tài: Tạo ra một "module" mạch phần cứng có khả năng thu thập dữ liệu hoạt động của xe, định vị vị trí và giám sát phương tiện từ xa thông qua mạng Internet nhờ kết nối Wi-Fi.

Nhiệm vụ nghiên cứu (theo văn bản giao nhiệm vụ):

1. Tìm hiểu các loại thiết bị theo dõi và giám sát xe trên thị trường.
2. Tìm hiểu về cấu trúc dữ liệu và phương thức truyền nhận thông tin qua mạng CAN trên ô tô.
3. Thiết kế và thi công mạch phần cứng thu thập tín hiệu.
4. Lập trình giao diện phân tích dữ liệu và hiển thị thông tin lên hệ thống Web.
5. Thực nghiệm đọc dữ liệu trên xe thực tế.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Mạng truyền thông CAN (Controller Area Network), giao thức chẩn đoán On-Board Diagnostic (OBD-II), hệ thống định vị GPS (chuẩn NMEA 0183) và mô hình truyền nhận dữ liệu IoT qua máy chủ Web.
• Phạm vi không gian và công nghệ: Đề tài giới hạn triển khai trên các dòng ô tô trang bị mạng giao tiếp CAN tiêu chuẩn; dữ liệu thử nghiệm thực tế được đo đạc trên mô hình Kia Morning AT 2011 và khảo sát cấu trúc dữ liệu F-CAN/B-CAN trên các dòng xe thương mại (như Honda Civic 2011, Honda City).
• Phạm vi tính năng: Hệ thống sử dụng mạng Wi-Fi có sẵn trên xe để truyền tải dữ liệu; giao diện Web hiển thị các thông số tức thời của xe và hiển thị hai vị trí di chuyển trong khoảng thời gian một giờ gần nhất tính từ lần gửi cuối.
• Thời gian thực hiện: Từ ngày 20/09/2022 đến ngày 18/12/2022.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình sử dụng

1. Hệ thống mạng CAN (Controller Area Network):

   • Lý thuyết mạng liên lạc vi sai do Robert Bosch GmbH phát triển (gồm CAN 2.0A sử dụng ID 11 bit, CAN 2.0B sử dụng ID 29 bit, chuẩn ISO 11898 tốc độ cao đến 1 Mbps và ISO 11519 giới hạn 125 kbps; CAN FD).
   • Tín hiệu vi sai qua hai dây CAN_H và CAN_L với điện trở đầu cuối $120,\Omega$. Hai trạng thái logic gồm trạng thái Trội (Dominant - bit 0, khi điện áp $V_{CAN_H} > V_{CAN_L}$) và trạng thái Lặn (Recessive - bit 1, khi điện áp $V_{CAN_H} \le V_{CAN_L}$).
   • Cấu trúc khung dữ liệu chuẩn (Data Frame) gồm: Start of Frame (SOF - 1 bit), Vùng phân xử Arbitration (12 bit hoặc 32 bit chứa ID và bit RTR), Vùng điều khiển Control (6 bit), Vùng dữ liệu Data (0 đến 8 byte), Vùng kiểm tra lỗi CRC (15 bit + 1 bit phân cách), Vùng xác nhận ACK (2 bit) và End of Frame (7 bit lặn).

2. Chuẩn chẩn đoán OBD-II và mã yêu cầu tham số (OBD-II PIDs):

   • Chuẩn SAE J1962 với cổng kết nối 16 chân Cái (chân 6 là CAN-High, chân 14 là CAN-Low, chân 4/5 nối mass, chân 16 nối nguồn dương $+V_{CC}$).
   • Sử dụng chế độ chẩn đoán Mode 01 (yêu cầu dữ liệu vận hành hiện tại của xe). Khi gửi yêu cầu, hệ thống nhận về tối đa 4 byte dữ liệu (A, B, C, D) để tính toán thông số kỹ thuật.

Mã PID (Hex)	Số byte trả về	Đại lượng đo lường	Đơn vị	Công thức giải mã
04	1	Tải động cơ tính toán (Engine Load)	%	$\frac{A \times 100}{255}$
05	1	Nhiệt độ nước làm mát (ECT)	°C	$A - 40$
0C	2	Tốc độ vòng tua động cơ (RPM)	rpm	$\frac{(A \times 256) + B}{4}$
0D	1	Tốc độ chuyển động của xe (Vehicle Speed)	km/h	$A$

3. Hệ thống định vị GPS và chuẩn giao tiếp NMEA 0183:

   • Hệ thống GPS với 3 phân vùng: Không gian (24 vệ tinh thường trực, 3 vệ tinh dự phòng hoạt động trên 6 quỹ đạo ở độ cao 20.200 km, phát sóng L1 tần số 157,42 MHz và sóng L2 tần số 1227,6 MHz), Điều khiển (5 trạm kiểm soát/thu dữ liệu, 1 trạm điều khiển trung tâm, 3 trạm truyền số liệu) và Người dùng.
   • Chuẩn NMEA 0183 truyền thông nối tiếp một chiều không đồng bộ từ đài phát (Talker) đến đài thu (Listener) ở tốc độ 4800 baud (hoặc 38400 baud đối với NMEA-HS), 8 bit dữ liệu, 1 bit Stop, không Parity.
   • Sử dụng cấu trúc câu lệnh $GNGGA (Global Positioning System Fix Data) để lấy dữ liệu thời gian thực UTC, vĩ độ (Latitude) và kinh độ (Longitude).

4. Nền tảng công nghệ Web và Cơ sở dữ liệu:

   • Kiến trúc Web 2.0 hoạt động theo mô hình Client - Server thông qua giao thức truyền tải siêu văn bản HTTP.
   • Ngôn ngữ lập trình máy chủ PHP kết hợp hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ MySQL để xử lý và lưu trữ dữ liệu truyền về từ thiết bị nhúng qua phương thức HTTP POST.

Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp phân tích lý thuyết: Nghiên cứu cấu trúc phân lớp OSI của mạng CAN, cấu trúc câu lệnh NMEA 0183, tập lệnh PID tiêu chuẩn OBD-II và phương thức giao tiếp HTTP.
• Phương pháp thiết kế và chế tạo phần cứng: Lựa chọn linh kiện vi điều khiển (NodeMCU ESP8266), module định vị GPS (GY-NEO 6M V2), module giao tiếp CAN (chip MCP2515 và Transceiver) để xây dựng bo mạch hoàn chỉnh và khối mạch giả lập dữ liệu CAN.
• Phương pháp lập trình và tích hợp hệ thống: Lập trình nhúng vi điều khiển trên môi trường Arduino IDE, xây dựng cơ sở dữ liệu MySQL trên hosting (TinoHost), lập trình kịch bản PHP nhận dữ liệu và viết giao diện web hiển thị bảng đồng hồ chỉ số cùng lộ trình xe.
• Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng: Kiểm thử tín hiệu trên hộp giả lập CAN, sau đó lắp đặt và kiểm tra khả năng đọc thông số trên mô hình ô tô thực tế Kia Morning AT 2011.

---

Thiết kế và triển khai

Kiến trúc hệ thống phần cứng

Hệ thống giám sát xe được thiết kế dưới dạng một module tích hợp gồm các khối chức năng chính:

• Khối thu thập dữ liệu OBD-II/CAN: Sử dụng bộ điều khiển CAN (CAN Controller MCP2515 giao tiếp qua chuẩn SPI) kết hợp bộ thu phát vi sai (CAN Transceiver) nối với đường truyền CAN_H (chân 6) và CAN_L (chân 14) của giắc OBD-II trên xe nhằm trích xuất các khung tin dữ liệu vận hành.
• Khối định vị toàn cầu (GPS): Module GY-NEO 6M V2 giao tiếp với vi điều khiển qua cổng UART ở tốc độ 4800 baud, liên tục tiếp nhận chuỗi ký tự chuẩn $GNGGA chứa tọa độ kinh độ, vĩ độ và thời gian UTC.
• Khối xử lý trung tâm và kết nối mạng: Module vi điều khiển NodeMCU ESP8266 chịu trách nhiệm phân tích dữ liệu GPS, gửi yêu cầu đọc các mã PID (04, 05, 0C, 0D), giải mã dữ liệu HEX sang các giá trị số học thực tế, đóng gói dữ liệu thành bản tin HTTP POST và truyền tải lên máy chủ Web thông qua kết nối Wi-Fi có sẵn trong khoang xe.
• Mạch giả lập tín hiệu mạng CAN: Nhóm thiết kế một bộ mạch vi điều khiển riêng đóng vai trò như ECU phát các thông điệp CAN (CAN Frame) giả lập nhằm phục vụ việc hiệu chuẩn thuật toán và kiểm tra độ ổn định của mạch thu trước khi lắp đặt lên phương tiện.

Kiến trúc phần mềm và cơ sở dữ liệu

• Lưu đồ thuật toán vi điều khiển: ESP8266 khởi tạo kết nối Wi-Fi với thông số SSID và mật khẩu cấu hình sẵn; tiếp nhận chuỗi dữ liệu GPS và phân tách vĩ độ, kinh độ; gửi các khung lệnh PID qua giao tiếp CAN bus để đọc thông số tốc độ xe, vòng tua máy, nhiệt độ nước làm mát và tải động cơ; thực hiện tính toán giá trị thập phân; định dạng chuỗi dữ liệu và đẩy lên máy chủ qua HTTP POST request.
• Thiết kế Cơ sở dữ liệu và Web Server:
  • Hệ thống cơ sở dữ liệu MySQL được lưu trữ trên nền tảng máy chủ Web (TinoHost với tên miền thử nghiệm ngothequangspkt.ga / ngothequangspkt.com).
  • Bảng cơ sở dữ liệu được cấu trúc để lưu trữ các trường thông tin: thời gian ghi nhận (timestamp), tọa độ vĩ độ (latitude), kinh độ (longitude), tốc độ xe (speed), tốc độ động cơ (RPM), nhiệt độ nước làm mát (coolant_temp), và tỷ lệ tải động cơ (engine_load).
  • Tệp xử lý PHP nhận các tham số gửi từ phương thức POST, lọc dữ liệu hợp lệ và thực thi truy vấn INSERT vào bảng CSDL.
• Giao diện hiển thị người dùng:
  • Thiết kế trang Web tương tác gồm hai khu vực chính: Bảng đồng hồ kỹ thuật số hiển thị tức thời các thông số kỹ thuật xe và Bản đồ giám sát hành trình tích hợp Google Maps API để hiển thị các điểm vị trí đã đi qua.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan đề tài

Chương 1 trình bày bối cảnh công nghiệp logistics tại Việt Nam và tính cấp thiết của việc áp dụng giải pháp công nghệ số trong quản lý đội xe. Tác giả xác định mục tiêu chế tạo module giám sát xe từ xa qua mạng Wi-Fi và Internet, xác lập 5 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể, chỉ rõ đối tượng nghiên cứu trên các dòng xe sử dụng mạng CAN, phạm vi giới hạn của đề tài (hiển thị 2 vị trí trong 1 giờ gần nhất) cùng bố cục tổng thể của đồ án gồm 5 chương.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 cung cấp nền tảng lý thuyết toàn diện phục vụ cho việc thực hiện đề tài:

• Hệ thống GPS và chuẩn NMEA 0183: Cấu trúc 3 phân vùng của GPS; nguyên lý truyền dữ liệu NMEA ở mức điện áp chuẩn và định dạng câu lệnh chuẩn $GNGGA. Tác giả phân tích cụ thể cấu trúc chuỗi $GNGGA,000006.263,1051.2860,N,10647.4949,E,... để trích xuất thời gian UTC ($00:00:06.263$), vĩ độ ($10,51286^\circ,\text{N}$) và kinh độ ($106,474949^\circ,\text{E}$).
• Mạng CAN và cấu trúc dữ liệu: Lịch sử phát triển mạng CAN từ hãng Bosch năm 1986, các tiêu chuẩn ISO 11898, ISO 11519, CAN FD; kiến trúc phân lớp theo mô hình OSI (tầng Vật lý và tầng Liên kết dữ liệu); đặc tính đường truyền vi sai CAN_H/CAN_L; các loại khung truyền và chi tiết 7 trường của Data Frame.
• Chuẩn OBD-II và mã PID: Sơ đồ chân giắc cắm chuẩn SAE J1962 16 chân; 10 chế độ hoạt động của PIDs (Mode 01 đến 0A); cấu trúc bảng 4 byte dữ liệu trả về và công thức giải mã các thông số PID 04, 05, 0C, 0D. Đồng thời, chương này phân tích hệ thống mạng F-CAN (500 kbps) và B-CAN (33,33 kbps) trên xe Honda City / Honda Civic 2011; giải mã cấu trúc bản tin CAN ID 0x1DC (chu kỳ 20 ms) để tính tốc độ vòng tua máy (ví dụ mã HEX 02EC đổi sang thập phân bằng $748,\text{rpm}$) và CAN ID 0x158 (chu kỳ 10 ms) để tính tốc độ xe (mã HEX 061A đổi sang thập phân thành $1562$, chia cho 100 bằng $15,62,\text{km/h}$).
• Công nghệ Web và dịch vụ Tracking: Khái niệm Web Server, Web 2.0, giao thức HTTP (so sánh phương thức GET và POST), ngôn ngữ PHP, hệ quản trị MySQL; khảo sát các hệ thống thiết bị định vị thương mại trên thị trường như Viettel VTRACKING, Bình Anh GPS, Sài Gòn Track, Adsun, Samsara, Trackimo.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết linh kiện điện tử

Chương 3 đi sâu vào thông số kỹ thuật và tính năng của các linh kiện phần cứng được sử dụng:

• Module NodeMCU ESP8266: Cấu trúc chân, bộ nhớ, khả năng kết nối Wi-Fi chuẩn $802.11\text{ b/g/n}$, hỗ trợ các chân giao tiếp GPIO, UART, SPI và vai trò xử lý trung tâm.
• Module GPS GY-NEO 6M V2: Khả năng bắt sóng vệ tinh, điện áp hoạt động, giao diện nối tiếp UART và ăng-ten gốm tích hợp.
• Cổng kết nối và giao diện: Đầu nối DB9, cáp chuyển đổi RS232, bộ chuyển đổi tín hiệu CAN.
• Nền tảng phần mềm và dịch vụ hỗ trợ: Dịch vụ lưu trữ máy chủ TinoHost để triển khai Web Server và phần mềm Arduino IDE để lập trình nhúng.

Chương 4: Thiết kế, thi công và thử nghiệm hệ thống

Chương 4 mô tả chi tiết quá trình hiện thực hóa giải pháp:

• Trình bày sơ đồ khối hệ thống, sơ đồ nguyên lý mạch giám sát và chế tạo mạch phần cứng hoàn chỉnh.
• Xây dựng lưu đồ thuật toán cho chương trình nhúng trên ESP8266 và lưu đồ thuật toán phía Web Server để tiếp nhận dữ liệu.
• Thiết kế cơ sở dữ liệu MySQL và giao diện Web (giao diện phân tích thông số xe và giao diện bản đồ vẽ hành trình).
• Thiết kế và chế tạo hộp mạch giả lập dữ liệu mạng CAN để thử nghiệm truyền nhận các khung dữ liệu mẫu.
• Thử nghiệm thực tế hệ thống trên mô hình xe Kia Morning AT 2011: thiết bị đọc và truyền thành công các thông số tải động cơ (Engine Load), tốc độ động cơ (RPM), tốc độ xe và nhiệt độ nước làm mát lên trang Web.
• Ghi nhận và phân tích sự cố kỹ thuật: lỗi OVER_QUERY_LIMIT phát sinh từ dịch vụ Google Maps API khi số lượng yêu cầu truy vấn vượt quá hạn mức miễn phí.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Chương 5 tổng kết lại toàn bộ khối lượng công việc đã hoàn thành trong thời gian thực hiện đồ án, phân tích các mặt hạn chế của sản phẩm và đề xuất các định hướng nâng cấp trong tương lai.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

1. Chế tạo phần cứng hoàn chỉnh: Thiết kế và lắp ráp thành công bo mạch thu thập dữ liệu tích hợp vi điều khiển NodeMCU ESP8266, module định vị GPS GY-NEO 6M V2 và mạch giao tiếp CAN bus qua cổng OBD-II tiêu chuẩn.
2. Xây dựng hộp giả lập tín hiệu CAN: Chế tạo thành công bộ giả lập dữ liệu CAN giúp chủ động kiểm tra các bản tin truyền nhận và thuật toán tính toán thông số mà không phụ thuộc hoàn toàn vào xe thật.
3. Phần mềm máy chủ và giao diện Web: Xây dựng hệ thống máy chủ cơ sở dữ liệu MySQL và kịch bản PHP tiếp nhận thành công các bản tin HTTP POST; thiết kế giao diện web hiển thị đồng thời bảng số liệu vận hành và bản đồ định vị phương tiện.
4. Thực nghiệm trên mô hình ô tô: Đọc và giải mã chính xác các thông số vận hành trên mô hình Kia Morning AT 2011 theo các mã PID chế độ 01:

Thông số vận hành	Mã PID	Dạng dữ liệu thu nhận	Kết quả hiển thị trên Web
Tốc độ động cơ	0C	2 byte dữ liệu HEX	Giá trị vòng tua máy thực tế (rpm)
Tải động cơ	04	1 byte dữ liệu HEX	Giá trị phần trăm tải động cơ (%)
Nhiệt độ nước làm mát	05	1 byte dữ liệu HEX	Giá trị nhiệt độ (°C)
Tốc độ phương tiện	0D	1 byte dữ liệu HEX	Giá trị tốc độ tức thời (km/h)
Tọa độ vị trí	Chuỗi $GNGGA	Chuỗi ký tự NMEA	Kinh độ, vĩ độ hiển thị trên bản đồ

Đóng góp kỹ thuật của đề tài

• Tự thiết kế và làm chủ một giải pháp thiết bị IoT giám sát xe tự động, chi phí thấp dựa trên các nền tảng phần cứng mã nguồn mở và dịch vụ web sẵn có.
• Trình bày phương pháp giải mã chi tiết các khung truyền dữ liệu của mạng CAN bus và định dạng câu lệnh GPS NMEA 0183, tạo tài liệu thực hành hữu ích cho việc nghiên cứu hệ thống điện tử trên ô tô hiện đại.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

• Phụ thuộc kết nối mạng Wi-Fi: Thiết bị sử dụng module ESP8266 nên bắt buộc phải có mạng Wi-Fi sẵn trên xe (hoặc điểm phát sóng di động kèm theo) để truyền dữ liệu lên máy chủ; chưa tích hợp module mạng viễn thông di động độc lập (GSM/3G/4G).
• Giới hạn lưu trữ và hiển thị hành trình: Hệ thống cơ sở dữ liệu và giao diện web hiện tại mới chỉ hiển thị được 2 vị trí di chuyển của xe trong phạm vi thời gian 1 giờ gần nhất tính từ thời điểm cập nhật cuối.
• Phạm vi kiểm thử phương tiện: Đề tài chỉ mới thử nghiệm thành công trên mô hình Kia Morning AT 2011 và phân tích cấu trúc mạng CAN tốc độ cao (F-CAN); chưa thử nghiệm mở rộng trên nhiều dòng xe khác nhau hoặc các cấu trúc mạng nâng cao như CAN FD.
• Giới hạn dịch vụ bản đồ: Giao diện hiển thị hành trình trên Web bị phụ thuộc vào hạn mức truy vấn của Google Maps API, dẫn đến việc xuất hiện lỗi OVER_QUERY_LIMIT khi hết hạn mức truy vấn miễn phí.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Tích hợp thêm module truyền thông mạng di động (SIM 4G/LTE) trực tiếp lên bo mạch phần cứng để đảm bảo khả năng truyền dữ liệu độc lập và liên tục ở mọi khu vực địa lý.
• Nâng cấp cơ sở dữ liệu MySQL và tối ưu hóa thuật toán truy vấn để lưu trữ toàn bộ lịch sử di chuyển của xe trong thời gian dài, vẽ liên tục lộ trình di chuyển hoàn chỉnh trên bản đồ.
• Chuyển đổi nền tảng bản đồ sang các giải pháp mã nguồn mở như OpenStreetMap hoặc tối ưu hóa cơ chế gọi API có trả phí/bộ nhớ đệm để khắc phục triệt để lỗi giới hạn truy vấn của Google Maps.
• Mở rộng thêm tính năng đọc và xóa mã lỗi chẩn đoán (DTCs) ở các chế độ Mode 03, Mode 04 của chuẩn OBD-II, cũng như lập trình thuật toán cảnh báo tự động khi phát hiện các thông số vận hành vượt ngưỡng an toàn (quá nhiệt động cơ, quá tốc độ).

---

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo thiết thực cho:

• Sinh viên và giảng viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ điện tử, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Công nghệ Thông tin/IoT: Tài liệu cung cấp quy trình hoàn chỉnh từ nghiên cứu lý thuyết mạng truyền thông ô tô đến thiết kế mạch nhúng và xây dựng ứng dụng Web IoT giám sát phương tiện.
• Người làm đề tài nghiên cứu liên quan: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về:
  • Cấu trúc khung dữ liệu CAN (CAN Data Frame) và sơ đồ chân chuẩn OBD-II SAE J1962.
  • Phương pháp giải mã các thông số vận hành động cơ qua mã yêu cầu OBD-II PIDs Chế độ 01.
  • Cú pháp và cách thức trích xuất tọa độ địa lý từ chuỗi câu lệnh $GNGGA chuẩn NMEA 0183.
  • Phương thức kết nối và gửi dữ liệu từ vi điều khiển ESP8266 lên hệ quản trị MySQL thông qua lập trình kịch bản PHP.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Đồ án khai thác những thông số kỹ thuật nào từ cổng OBD-II của phương tiện?

Hệ thống tập trung khai thác 4 thông số vận hành quan trọng ở Chế độ 01 (Mode 01) của chuẩn OBD-II PIDs, bao gồm:

• Tốc độ xe (Vehicle Speed - PID 0D): Trả về 1 byte dữ liệu ($A$), đơn vị km/h.
• Tốc độ vòng tua động cơ (RPM - PID 0C): Trả về 2 byte dữ liệu ($A$ và $B$), tính theo công thức $((A \times 256) + B) / 4$, đơn vị rpm.
• Nhiệt độ nước làm mát (ECT - PID 05): Trả về 1 byte dữ liệu ($A$), tính theo công thức $A - 40$, đơn vị °C.
• Tải động cơ tính toán (Engine Load - PID 04): Trả về 1 byte dữ liệu ($A$), tính theo công thức $(A \times 100) / 255$, đơn vị %.

2. Dữ liệu định vị GPS được trích xuất từ câu lệnh chuẩn nào và cấu trúc ra sao?

Dữ liệu định vị được thu thập qua module GPS GY-NEO 6M V2 theo chuẩn NMEA 0183 bằng câu lệnh $GNGGA (Global Positioning System Fix Data). Vi điều khiển phân tách chuỗi dữ liệu sau các dấu phẩy để lấy thông tin: thời gian UTC (định dạng hhmmss.sss), tọa độ vĩ độ (Latitude) kèm hướng Bắc (N) và tọa độ kinh độ (Longitude) kèm hướng Đông (E). Ví dụ trong văn bản: chuỗi $GNGGA,000006.263,1051.2860,N,10647.4949,E,... được trích xuất thành thời gian $00:00:06.263$, vĩ độ $10,51286^\circ,\text{N}$ và kinh độ $106,474949^\circ,\text{E}$.

3. Phương thức và giao thức truyền thông nào được sử dụng để chuyển dữ liệu từ vi điều khiển lên Web Server?

Vi điều khiển NodeMCU ESP8266 kết nối với mạng Wi-Fi có sẵn trên xe, sử dụng giao thức HTTP để gửi dữ liệu lên máy chủ Web (hosting TinoHost) thông qua phương thức HTTP POST. Phương thức POST được lựa chọn nhằm đảm bảo tính bảo mật và truyền tải các gói tham số ẩn dưới dạng biểu mẫu, sau đó tệp kịch bản PHP phía máy chủ sẽ phân tích gói tin và lưu trữ trực tiếp vào cơ sở dữ liệu MySQL.

4. Hệ thống đã được thử nghiệm thực tế trên mô hình/loại xe nào và sử dụng giải pháp gì để kiểm tra trước?

Nhóm tác giả đã thiết kế riêng một "hộp mạch giả lập dữ liệu mạng CAN" để chủ động phát các khung truyền CAN mẫu nhằm kiểm tra mạch thu và thuật toán giải mã. Sau đó, hệ thống phần cứng hoàn chỉnh được thử nghiệm thực tế trên mô hình xe Kia Morning AT 2011, đọc và hiển thị thành công các chỉ số tốc độ xe, vòng tua động cơ, tải động cơ và nhiệt độ nước làm mát lên giao diện trang Web.

5. Nguyên nhân kỹ thuật dẫn đến lỗi OVER_QUERY_LIMIT trên giao diện bản đồ là gì?

Lỗi OVER_QUERY_LIMIT xuất hiện do giao diện Web tích hợp dịch vụ bản đồ Google Maps API để hiển thị vị trí và vẽ lộ trình xe di chuyển. Khi số lượng yêu cầu gọi API từ hệ thống gửi lên máy chủ Google vượt quá hạn ngạch (quota) của gói truy vấn miễn phí cho phép trong một khoảng thời gian nhất định, dịch vụ bản đồ sẽ tạm dừng phản hồi và trả về mã lỗi trên.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế mạch thu thập dữ liệu và giám sát xe từ xa qua internet" của sinh viên Ngô Thế Quang và Bùi Thanh Tú đã nghiên cứu và ứng dụng thành công kỹ thuật mạng truyền thông CAN trên ô tô kết hợp với hệ thống định vị GPS và truyền thông IoT. Nhóm tác giả đã thiết kế hoàn chỉnh module phần cứng thu thập tín hiệu OBD-II/GPS trên nền vi điều khiển ESP8266, chế tạo mạch giả lập CAN phục vụ nghiên cứu và xây dựng hệ thống máy chủ Web PHP/MySQL hiển thị trực quan các thông số vận hành và vị trí xe. Kết quả thử nghiệm thành công trên mô hình Kia Morning AT 2011 đã chứng minh tính khả thi của giải pháp, đồng thời xác lập cơ sở kỹ thuật rõ ràng để tiếp tục mở rộng phát triển thành các thiết bị giám sát hành trình chuyên dụng sử dụng mạng di động độc lập.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Cơ sở lý thuyết linh kiện điện tử Chương 4: Thiết kế, thi công và thử nghiệm hệ thống Chương 5: Kết luận và hướng phát triển 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Hệ thống định vị toàn cầu GPS GPS (Global Positioning System) là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo, do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ thiết kế, xây dựng, vận hành và quản lý.1 Thành phần của GPS GPS gồm 3 phân vùng: - Phần không gian (space segment): Bao gồm 24 vệ tinh thường trực (và 3 vệ tinh dự phòng) bay vòng quanh trái đất trên 6 quỹ đạo ở độ cao 20200 km. Mỗi vệ tinh này được trang bị bốn đồng hồ nguyên tử cực kỳ chính xác (0,000000001s), mỗi vệ tinh sẽ phát ra 2 tần số sóng vô tuyến phục vụ cho mục đích định vị đó là: Sóng L1 có tần số 157,42 MHz và sóng L2 có tần số 1227,6 MHz. [9] Với sự bố trí 24 vệ tinh trên 6 quỹ đạo, nó cho phép máy thu tín hiệu GPS dù ở bất cứ đâu trên trái đất, ngày cũng như đêm, đều có thể được “nhìn thấy” tối thiểu 4 đến 8 vệ tinh.

Điều này đủ điều kiện để máy thu tín hiệu được tọa độ điểm đo và độ lệch thời gian giữa đồng hồ vệ tinh và đồng hồ máy thu. [9] - Phần điều khiển (control segment): Bao gồm 5 trạm kiểm soát và thu dữ liệu, 1 trạm điều khiển trung tâm, 3 trạm truyền số liệu. Trạm kiểm soát: Trạm kiểm soát và thu dữ liệu có nhiệm vụ theo dõi các tín hiệu vệ tinh để kiểm soát sự hoạt động và tính toán quỹ đạo của chúng. [9] Mỗi trạm được trang bị các máy thu tín hiệu mã P, liên tục theo dõi khoảng cách đến tất cả các vệ tinh quan sát được.

Sau đó, kết quả hiệu chỉnh của năm trạm này được gửi về trạm điều khiển trung tâm. Trạm điều kiên trung tâm: có nhiệm vụ nhận dữ liệu của năm trạm kiểm soát để xử lý, tính ra lịch tọa độ vệ tinh chính xác và tính 3 các số hiệu chỉnh đồng hồ của từng vệ tinh. Ngoài ra, trạm này còn điều khiển các số hiệu chỉnh quỹ đạo của từng vệ tinh và điều khiển việc thay thế các vệ tinh đã ngừng hoạt động bằng các vệ tinh dự phòng. Trạm truyền số liệu: có nhiệm vụ nhận dữ liệu từ trạm điều khiển trung tâm gửi lên các vệ tinh, đồng thời ra các lệnh điều khiển vệ tinh đi đúng quỹ đạo định trước.2 Vị trí các trạm giám sát GPS - Phần người sử dụng (user segment) Bao gồm các thiết bị sử dụng hệ thống GPS như máy bay, tàu thuyền, ô tô, máy thu tín hiệu trên mặt đất,.

Máy thu tín hiệu có 2 loại: -Loại 1 tần số chỉ thu được mã phát của sóng L1 (xác định được vị trí tương đối giữa các trạm với độ chính xác 1-5cm nếu khoảng cách đo <50km). -Loại 2 tần số có thể đo được khoảng cách hàng ngàn km.3 Cách thức hoạt động của GPS 2. Giao thức NMEA: NMEA (National Marine Electronics Association) là chuẩn Hàng hải do tổ chức điện tử Hàng hải của Mỹ phát triển và có liên kết chặt chẽ với ủy ban kỹ thuật điện quốc tế IEC. Chuẩn này ra đời để truyền dữ liệu giữa các thiết bị Hàng hải giúp chúng có thể trao đổi thông tin dễ dàng với nhau.

Từ khi ra đời chuẩn NMEA luôn được sửa đổi và hoàn chỉnh, đến nay được biết đến với nhiều phiên bản khác nhau như NMEA 0180, NMEA 0182, NMEA 0183 và NMEA 2000®. Hiện nay trên một số các tàu cũ chuẩn NMEA 0180 và NMEA 0182 vẫn DEC còn được sử dụng nhưng phổ biến và tất cả các trang thiết bị Hàng hải đều tương 2022 thích là chuẩn truyền thông NMEA 0183. Chuẩn truyền thông NMEA 0183 được phát hành vào tháng 3 - 1983 và đã phát triển qua nhiều phiên bản khác nhau và mới nhất hiện nay là NMEA 0183 V4. [2] Chuẩn NMEA 0183 là chuẩn truyền thông nối tiếp định nghĩa giao diện giữa các phần khác nhau của các trang thiết bị điện Hàng hải với các máy tính Hàng hải, cho phép chúng có thể bắt tay và chia sẻ những thông tin quan trọng với nhau.

Có thể hiểu rằng, NMEA 0183 là một tiêu chuẩn kỹ thuật kết hợp điện và dữ liệu cho việc truyền thông giữa các trang thiết bị điện Hàng hải như máy đo sâu, máy đo gió, la bàn, lái tự động, máy thu định vị vệ tinh GPS và nhiều loại thiết bị khác. Do đó chuẩn NMEA 0183 dần trở thành chuẩn truyền thông phổ biến mà các trang thiết bị điện tử Hàng hải có thể sử dụng để kết nối với nhau. Ngoài ra, chuẩn này còn quy định cụ thể cả 5 các kết nối điện tạo nên một hệ thống NMEA, phương pháp truyền thông truyền tải dữ liệu và định dạng những câu lệnh dữ liệu mang thông tin NMEA. [2] Đặc điểm truyền thông của chuẩn NMEA 0183.

Các đặc điểm kỹ thuật truyền dữ liệu của chuẩn NMEA 0183 phiên bản 1, 2 và 3 về cơ bản là giống như chuẩn kết nối RS 232 ở việc cài đặt: tốc độ 4800 baud, 1 bit Start, 1 bit Stop và 0 bit kiểm tra Parity. [2] Ngoài ra, chuẩn NMEA phiên bản 3 còn có thêm một tốc độ mới là 38400 baud làm cho nó còn được gọi là NMEA 0183-HS. Điều này cho phép thiết bị ARPA mới nhất và thiết bị nhận dạng AIS yêu cầu tốc độ liên kết cao hơn để gửi số lượng các thông tin lớn hơn. [2] Dữ liệu gửi đi tất cả ở dạng mã ASCII (dữ liệu bit 7 luôn là bit 0), do đó có thể xem trực tiếp trên một chương trình máy tính “đầu cuối” mặc dù những gì được nhìn thấy có thể không có ý nghĩa nhiều.

[2] Giao diện của NMEA 0183. NMEA 0183 là một chuẩn truyền thông được thiết kế để truyền dữ liệu nối tiếp một chiều từ đài phát (Talker) đến một hay nhiều đài thu (Listener). [2] Dữ liệu ở dạng mã ASCII chứa các thông tin về vị trí, tốc độ, hướng hành trình, độ sâu,. và độ dài một gói tin có thể từ 20-70 kí tự.

Các thiết bị Talker và Listener được định nghĩa như sau: - Talker: là thiết bị có thể gửi dữ liệu đến các thiết bị khác như máy thu GPS, máy đo sâu,. và nó được nhận dạng bởi 2 kí tự nhớ. [2] - Listener: là thiết bị thu nhận dữ liệu từ các thiết bị khác như hải đồ điện tử, radar,. [2] Các thiết bị này sử dụng giao diện truyền nối tiếp không đồng bộ với các tham số như sau: - Tốc độ baund: 4800.

- Số bit dữ liệu: 8 (bit 7 là 0). - Bit Stop: 1 - Bit Parity: None 6 Hình 2.4 Cấu trúc khung dữ liệu của chuẩn NMEA 0183 Các đặc tính kỹ thuật của chuẩn NMEA 0183 các phiên bản 1, 2 và 3 đều đáp ứng được yêu cầu của chuẩn kết nối máy tính RS-422. Chúng sử dụng tín hiệu điện áp +5/0 Volt, đó là điện áp thấp và dễ dàng để kết nối với máy tính. [2] Tuy nhiên, mức điện áp hiện nay trên đường truyền lớn hơn và có thể lên đến +/15 Volt, nhất là nơi mà thiết bị cũ được sử dụng theo các tiêu chuẩn của phiên bản 1, điện áp tín hiệu là +/-12 Volt đến 15 Volt.

Do đó các đầu vào NMEA 0183 phù hợp với phiên bản 2 hoặc cao hơn đều có khả năng thu nhận tín hiệu sai khác +/-15 Volt mà không phí hao tổn. [2] Với các đặc điểm kỹ thuật đó, NMEA 0183 yêu cầu các thiết bị thu phải được cách li quang. Điều này làm giảm sự can thiệp của nhiễu và loại bỏ được vấn đề hiệu ứng vòng đất. Và tất cả các kết nối phải được thực hiện bằng việc sử dụng Cable xoắn đôi với một dây chống nhiễu.

Để ngăn chặn hiệu ứng vòng đất, dây chống nhiễu chỉ nên kết nối với một đầu cuối. [2] Định dạng câu lệnh của NMEA 0183. Khái quát: Tất cả dữ liệu của chuẩn NMEA 0183 được truyền đi dưới dạng câu lệnh. Số lượng kí tự tối đa trong một câu lệnh là 82, bao gồm tối đa là 79 kí tự bắt đầu từ kí tự “$” và kết thúc tại <CR><LF>.[2] Số lượng tối thiểu các trường trong một câu lệnh là 1.

Trường đầu tiên là trường chứa địa chỉ danh tính của đài phát Talker và các định dạng xác định số trường dữ liệu trong câu, các loại dữ liệu mà nó chứa và thứ tự các lĩnh vực dữ liệu được truyền đi. Phần còn lại của câu lệnh có thể chứa số 0 hoặc nhiều trường dữ liệu. 7 Số lượng tối đa của các trường được cho phép trong một câu lệnh bị giới hạn bởi chiều dài của câu lệnh tối đa là 82 kí tự. Các trường Null có thể được có mặt trong câu và sẽ luôn luôn được sử dụng nếu dữ liệu cho trường đó là không có.

[2] Tất cả các câu lệnh đều được bắt đầu bằng kí tự “$” và kết thúc bằng dấu phân cách chấm dứt câu lệnh <CR><LF>.[2] Câu lệnh được phê duyệt là những phác thảo để sử dụng chung và chi tiết trong tiêu chuẩn NMEA 0183. Một câu lệnh được phê duyệt bao gồm các yếu tố sau: Bảng 2.1 Mô tả câu lệnh được phê duyệt $ Mã nhận dạng Talker và định dạng câu lệnh <address field> 0 hoặc nhiều trường dữ liệu “,” <data field>. “,” <data field> “*” <checksum field> Trường kiểm tra tổng HEX 0D 0A – Kết thúc câu lệnh <CR><LF> Định dạng của một câu lệnh được phê duyệt như sau: $--aaccc,c--c*hh<CR><LF> Trong đó: + $: kí tự bắt đầu của một câu lệnh. + aa: là nhận dạng của thiết bị Talker (Ví dụ: thiết bị GPS là GP,.) + ccc: kiểu dữ liệu của câu (Ví dụ: GGA – Global Positioning System Fix Data) + “,”: dấu phân cách, bắt đầu mỗi trường ngoại trừ trường địa chỉ và trường checksum.

Nếu nó theo sau một trường null nó ám chỉ không có dữ liệu trong một trường. 8 + c--c: nội dung dữ liệu của câu lệnh và có thể thay đổi phụ thuộc vào kiểu dữ liệu đang được truyền. + “*”: dấu phân cách trường kiểm tra tổng theo sau trường dữ liệu cuối cùng của câu. Nó chỉ ra rằng hai kí tự chữ số sau nó là các giá trị HEX của trường kiểm tra tổng.

+ hh: là hai kí tự chữ số kiểm tra tổng (checksum). Hai chữ số này là hai số HEX và được tính bằng tất cả các kí tự ở giữa kí tự “$” và “*”. + <CR><LF>: kết thúc một câu.