Xây Dựng Hệ Thống Quản Lý Kho Ứng Dụng Công Nghệ Giao Tiếp Không Dây Thấp Năng Lượng

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu tốt nghiệp kỹ thuật máy tính xây dựng hệ thống quản lý kho ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải

• Tác giả: Trương Thanh Bình
• Người hướng dẫn: Thầy Chung Quang Khánh
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật máy tính
• Đề tài: Xây Dựng Hệ Thống Quản Lý Kho Ứng Dụng Công Nghệ Giao Tiếp Không Dây Thấp Năng Lượng
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tóm tắt khóa luận
• 1.2. Lý do chọn đề tài
• 1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.3.1. Tình hình nước ngoài
• 1.4. Mục tiêu đề tài
• 1.5. Lý do đề tài chọn mô hình mạng Bluetooth Star thay vì Bluetooth Mesh
• 1.5.1. Mô hình mạng Bluetooth Mesh
• 1.5.2. Mô hình mạng Bluetooth Star
• 1.5.3. Lý do thay đổi
• 1.6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.6.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.6.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.7.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.7.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH PHẦN CỨNG
• 2.1. Gateway Module WiFi ESP-WROOM-02
• 2.2. Pinout của ESP-WROOM-02
• 2.3. PCB MS88SF2 dựa trên Nordic nRF52840

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hệ Thống Quản Lý Kho Ứng Dụng Công Nghệ Giao Tiếp Không Dây Thấp Năng Lượng

Hệ thống quản lý kho đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình lưu trữ và phân phối hàng hóa. Việc ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây thấp năng lượng giúp cải thiện hiệu suất và giảm thiểu chi phí. Hệ thống này không chỉ giúp theo dõi hàng hóa mà còn hỗ trợ việc tự động hóa kho thông qua các thiết bị thông minh.

1.1. Lý Do Chọn Đề Tài Xây Dựng Hệ Thống Quản Lý Kho

Quản lý kho hiệu quả là yếu tố quyết định đến sự thành công của doanh nghiệp. Việc áp dụng công nghệ IoT trong quản lý kho giúp giải quyết các vấn đề như tồn kho, thất thoát hàng hóa và tối ưu hóa quy trình làm việc.

1.2. Tình Hình Nghiên Cứu Trong Và Ngoài Nước

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ RFID và Bluetooth Low Energy trong quản lý kho đã mang lại hiệu quả cao. Tuy nhiên, việc ứng dụng thực tế vẫn còn hạn chế, đặc biệt là trong các doanh nghiệp nhỏ.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Quản Lý Kho Hiện Nay

Quản lý kho hiện nay đối mặt với nhiều thách thức như việc theo dõi hàng hóa, tối ưu hóa không gian lưu trữ và giảm thiểu sai sót trong quá trình xuất nhập hàng. Những vấn đề này có thể dẫn đến chi phí cao và hiệu suất thấp.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Theo Dõi Hàng Hóa

Việc theo dõi hàng hóa trong kho thường gặp khó khăn do thiếu hệ thống hỗ trợ. Điều này dẫn đến việc không thể kiểm soát chính xác số lượng hàng hóa tồn kho, gây khó khăn trong việc lập kế hoạch kinh doanh.

2.2. Chi Phí Cao Do Quá Trình Quản Lý Thủ Công

Nhiều doanh nghiệp vẫn sử dụng phương pháp quản lý thủ công, dẫn đến chi phí cao và hiệu suất thấp. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa kho có thể giúp giảm thiểu chi phí này.

III. Phương Pháp Xây Dựng Hệ Thống Quản Lý Kho Hiệu Quả

Để xây dựng một hệ thống quản lý kho hiệu quả, cần áp dụng các công nghệ hiện đại như Bluetooth Low Energy và IoT. Những công nghệ này giúp cải thiện khả năng kết nối và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng.

3.1. Ứng Dụng Công Nghệ Bluetooth Low Energy

Công nghệ Bluetooth Low Energy cho phép kết nối các thiết bị trong kho mà không tiêu tốn nhiều năng lượng. Điều này giúp duy trì hoạt động liên tục của hệ thống mà không cần thay pin thường xuyên.

3.2. Tích Hợp Hệ Thống IoT Trong Quản Lý Kho

Việc tích hợp IoT vào hệ thống quản lý kho giúp theo dõi và quản lý hàng hóa từ xa. Các thiết bị thông minh có thể gửi thông tin về tình trạng hàng hóa, giúp người quản lý đưa ra quyết định kịp thời.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Quản Lý Kho

Hệ thống quản lý kho ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây thấp năng lượng đã được triển khai tại nhiều doanh nghiệp. Những ứng dụng này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu quả làm việc.

4.1. Kết Quả Nghiên Cứu Tại Doanh Nghiệp

Nghiên cứu cho thấy việc áp dụng hệ thống quản lý kho thông minh đã giúp giảm thời gian tìm kiếm hàng hóa lên đến 30%. Điều này cho thấy rõ ràng lợi ích của việc ứng dụng công nghệ trong quản lý kho.

4.2. Các Mô Hình Quản Lý Kho Thành Công

Nhiều doanh nghiệp đã thành công trong việc áp dụng công nghệ RFID và Bluetooth để tối ưu hóa quy trình quản lý kho. Những mô hình này đã chứng minh được tính hiệu quả và khả năng mở rộng.

V. Kết Luận Và Hướng Phát Triển Tương Lai Của Hệ Thống

Hệ thống quản lý kho ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây thấp năng lượng đang mở ra nhiều cơ hội cho các doanh nghiệp. Tương lai của hệ thống này hứa hẹn sẽ còn phát triển mạnh mẽ hơn nữa.

5.1. Tiềm Năng Phát Triển Của Công Nghệ

Công nghệ giao tiếp không dây sẽ tiếp tục phát triển, mở ra nhiều cơ hội mới cho việc quản lý kho. Các giải pháp mới sẽ giúp tối ưu hóa quy trình và giảm thiểu chi phí.

5.2. Hướng Đi Mới Trong Quản Lý Kho

Các doanh nghiệp cần tiếp tục nghiên cứu và áp dụng các công nghệ mới để nâng cao hiệu quả quản lý kho. Việc này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao năng suất lao động.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong hoạt động vận hành của các doanh nghiệp sản xuất và thương mại, quản lý kho hàng đóng vai trò trực tiếp quyết định đến chi phí vận hành, kế hoạch kinh doanh và mức độ lưu thông của sản phẩm. Tại Việt Nam, nhiều doanh nghiệp và cửa hàng vừa và nhỏ vẫn duy trì phương thức quản lý thủ công thông qua sổ kho, thẻ kho giấy (theo mẫu số S12-DN ban hành tại Thông tư số 200/2014/TT-BTC của Bộ Tài chính), hoặc sử dụng các công cụ tin học văn phòng cơ bản như Microsoft Word và Microsoft Excel. Mặc dù các giải pháp phần mềm quản lý kho chuyên dụng đã bắt đầu phổ biến, hầu hết chỉ tập trung vào việc ghi nhận dữ liệu nhập kho, xuất kho và thống kê số lượng tồn kho định kỳ.

Vấn đề thực tiễn then chốt trong vận hành kho bãi nằm ở hoạt động lấy hàng theo đơn (picking) — công đoạn chiếm tỷ trọng chi phí và thời gian cao nhất trong toàn bộ quy trình kho. Việc đi lấy hàng thủ công phụ thuộc hoàn toàn vào trí nhớ của nhân viên thủ kho, bảng biển chỉ thị in trên giấy và kinh nghiệm sắp xếp vị trí hàng hóa. Khi người quản lý kho mới tiếp nhận công việc hoặc khi nhà kho có diện tích lớn, việc tìm kiếm linh kiện thường dẫn đến việc di chuyển lặp đi lặp lại qua một khu vực nhiều lần, gây suy giảm năng suất và gia tăng sai sót xuất hàng. Dựa trên cơ sở khoa học về khả năng nhận diện thị giác — trong đó tốc độ lan truyền của ánh sáng (khoảng 299.458 m/s hay 186.000 dặm/s) vượt trội so với vận tốc âm thanh (khoảng 343 m/s hay 0,2 dặm/s) — đề tài lựa chọn phương án định vị hỗ trợ lấy hàng (Pick-to-order) bằng tín hiệu quang học thông qua đèn LED và màn hình điện tử gắn tại từng ngăn kệ chứa hàng.

Khóa luận tốt nghiệp kỹ sư ngành Kỹ thuật Máy tính với đề tài "Xây dựng hệ thống quản lý kho ứng dụng công nghệ giao tiếp không dây công suất thấp" do sinh viên Trần Thanh Tú và Trương Thanh Bình thực hiện dưới sự hướng dẫn của Thầy Chung Quang Khánh tại Trường Đại học Công nghệ Thông tin – Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh xác định các nhiệm vụ và mục tiêu cụ thể như sau:

1. Nghiên cứu, phân tích và áp dụng mô hình mạng Bluetooth hình sao (Star network) để xây dựng hệ thống quản lý kho cải tiến, hỗ trợ trực tiếp quy trình lấy hàng theo đơn (Pick-to-order).
2. Thiết kế và hiện thực hệ thống máy chủ (Server), cơ sở dữ liệu, giao diện ứng dụng Web điều khiển và ứng dụng di động Android nhằm phục vụ công tác giao tiếp, quản lý mạng Bluetooth đã thiết lập.
3. Hiện thực thành công mô hình phần cứng và phần mềm cho hệ thống quản lý kho ứng dụng công nghệ truyền thông không dây năng lượng thấp (Bluetooth Low Energy - BLE), cho phép kiểm soát quy trình nhập, xuất, thống kê số lượng và giảm thiểu thời gian tìm kiếm linh kiện thực tế.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của khóa luận được phân định rõ:

• Đối tượng nghiên cứu: Kỹ thuật lập trình hệ thống nhúng trên module WiFi ESP-WROOM-02, module Bluetooth nRF52840 (MS88SF2), vi điều khiển SoC nRF52810 và thiết bị hiển thị giấy điện tử E-ink 2.13 inch; phương thức giao tiếp truyền tải dữ liệu giữa thiết bị cổng (Gateway) với Máy chủ (Server), giữa điện thoại thông minh với Gateway, giữa Gateway với thiết bị hiển thị E-ink 2.13 inch, và giữa điện thoại với Server; cấu trúc chức năng của phần mềm quản lý kho trên giao diện Web.
• Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế và chế tạo phần cứng mẫu có khả năng hiển thị, phản hồi trạng thái dữ liệu kho về Server để quản lý vị trí, số lượng linh kiện tại một khu vực kho thực nghiệm xác định. Thời gian thực hiện đồ án kéo dài trong 4 tháng (từ tháng 09/2020 đến tháng 12/2020) với hạn mức kinh phí dự tính là 2.000.000 VNĐ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài vận dụng tổng hợp các cơ sở lý thuyết về mạng truyền thông không dây năng lượng thấp, kiến trúc phần cứng hệ thống nhúng và các giao thức truyền dữ liệu phân tán:

• Chuẩn truyền thông Bluetooth Low Energy (BLE): Chuẩn Bluetooth 5.0 hoạt động trong dải tần số ISM 2,4 GHz (từ 2402 MHz đến 2480 MHz) chia thành 40 kênh truyền (kênh $f_n = 2402 + 2n$ MHz với $0 \le n \le 39$). Trong đó, 3 kênh tần số (2402 MHz, 2426 MHz, 2480 MHz ứng với các kênh 37, 38, 39) được chỉ định làm Advertising Channels cho quá trình quét và quảng bá dữ liệu nhận dạng; 37 kênh còn lại được dùng làm Data Channels phục vụ truyền dữ liệu sau kết nối.
• Mô hình kiến trúc BLE Stack: Bao gồm các lớp Generic Access Profile (GAP) chịu trách nhiệm quản lý kết nối, phát quảng bá (advertising) và thiết lập bảo mật; Attribute Protocol (ATT) cấu hình dữ liệu dạng Thuộc tính – Giá trị; Generic Attribute Profile (GATT) tổ chức các thuộc tính thành các dịch vụ (Services) và đặc tính (Characteristics). Đồ án sử dụng các ngăn xếp phần mềm SoftDevice do hãng Nordic Semiconductor cung cấp gồm phiên bản S112 (cho thiết bị ngoại vi sử dụng nRF52810) và S140 (cho thiết bị trung tâm hỗ trợ kết nối đồng thời sử dụng nRF52840).
• Chuẩn giao tiếp nối tiếp UART: Phương thức truyền nhận tín hiệu bất đồng bộ với cấu trúc khung truyền (frame) gồm 1 start bit, các bit dữ liệu, bit kiểm tra chẵn lẻ (parity bit) và 1 stop bit, dùng làm giao thức truyền thông vật lý giữa module vi điều khiển BLE và module WiFi trên bo mạch Gateway.
• Hệ điều hành thời gian thực (FreeRTOS): Hệ điều hành đa nhiệm thời gian thực dành cho hệ thống nhúng, hỗ trợ tạo và điều phối các luồng xử lý (tasks), quản lý tranh chấp tài nguyên, vùng nhớ và đồng bộ hóa ngắt.
• Giao thức mạng HTTP và nền tảng máy chủ: Giao thức truyền tầng ứng dụng HTTP hoạt động theo mô hình Client – Server phi trạng thái (stateless) qua kết nối TCP/IP; nền tảng Node.js xây dựng trên bộ biên dịch V8 của Chrome cho phía máy chủ kết hợp hệ thống cơ sở dữ liệu tìm kiếm phân tán Elasticsearch.

Trong quá trình phân tích mô hình truyền thông mạng không dây tầm ngắn, tác giả đã tiến hành so sánh chuyên sâu giữa hai cấu trúc mạng: Bluetooth Mesh và Bluetooth Star (mạng hình sao), từ đó đưa ra quyết định thay đổi cấu trúc mạng cho hệ thống.

Tiêu chí so sánh	Mô hình mạng Bluetooth Mesh	Mô hình mạng Bluetooth Star
Cơ chế chuyển tiếp bản tin	Bản tin chuyển tiếp qua nhiều nút trung gian (multi-hop) để đến Gateway; mỗi nút đóng vai trò vừa là điểm thu phát, vừa là bộ lặp (repeater).	Kết nối trực tiếp một bước (one-hop), điểm - điểm (point-to-point) giữa từng nút cuối và Gateway trung tâm.
Đặc tính nổi bật	Mở rộng vùng phủ sóng linh hoạt (Extend coverage); có khả năng tự phục hồi đường truyền (Self-healing).	Kiến trúc đơn giản, chi phí phần cứng thấp, quản lý tập trung tại thiết bị trung tâm.
Tiêu thụ năng lượng	Rất cao do các nút trung gian phải duy trì trạng thái thức (awake) và lắng nghe (listen) liên tục để chuyển tiếp gói tin, nhanh cạn pin.	Rất thấp; các nút cuối chỉ thức dậy theo chu kỳ phát/nhận định trước, thời gian còn lại chuyển sang chế độ ngủ sâu (deep sleep).
Độ phức tạp mạng	Tăng nhanh theo số lượng bộ lặp dự phòng; quy trình định tuyến, thiết lập và bảo trì mạng rất phức tạp.	Dễ cấu hình và lắp đặt; việc thêm/bớt các nút đầu cuối không ảnh hưởng đến cấu trúc định tuyến toàn mạng.
An ninh mạng	Tiềm ẩn rủi ro lớn (vulnerability); nếu một nút lặp bị thâm nhập, toàn bộ dữ liệu lưu thông trong mạng có nguy cơ bị lộ và phá vỡ.	An ninh cao hơn; các nút đầu cuối hoàn toàn độc lập với nhau, sự cố tại một nút không ảnh hưởng đến các nút khác.

Lý do nhóm nghiên cứu chuyển từ mô hình Mesh sang mô hình Star xuất phát từ yêu cầu thực tế của nhà kho công nghiệp: môi trường kho yêu cầu tính bảo mật cao, số lượng thiết bị đầu cuối lớn gắn trên hàng nghìn kệ hàng đòi hỏi tối ưu hóa năng lượng để vận hành bằng pin trong thời gian dài mà không cần thay pin thường xuyên. Mạng hình sao cho phép đưa các nút nhãn điện tử vào trạng thái ngủ sâu, chỉ kích hoạt khi có yêu cầu từ Gateway, loại bỏ gánh nặng tiêu hao năng lượng do chuyển tiếp gói tin của mạng Mesh.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được thực hiện thông qua thiết kế kỹ thuật hệ thống (System Engineering) và thực nghiệm: chế tạo mạch in (PCB), tích hợp linh kiện vi mạch bán dẫn, lập trình firmware nhúng trên môi trường SEGGER Embedded Studio, sử dụng mạch nạp J-Link V8 nạp chương trình qua chuẩn giao tiếp JTAG/SWD, và tiến hành kiểm tra đo đạc thông lượng, độ ổn định của các gói tin quảng bá (advertising packets) cùng khả năng cập nhật trạng thái hiển thị.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống quản lý kho được tổ chức theo cấu trúc phân tầng gồm ba khối chức năng chính: Khối hiển thị đầu cuối (Nút nhãn điện tử E-ink), Khối điều phối trung tâm (Gateway), và Khối quản lý - dịch vụ (Server, Web, Smartphone).

[Máy chủ Web / Elasticsearch]
           ↕ (HTTP qua Wi-Fi)
       [Gateway] 
  (ESP-WROOM-02 ↔ nRF52840 qua UART)
           ↕ (BLE 5.0 - Star Topology)
[E-ink 1] [E-ink 2] [E-ink n]

Thiết kế phần cứng Gateway

Thiết bị Gateway đóng vai trò làm cầu nối chuyển đổi giao thức giữa mạng mạng cục bộ Wi-Fi (kết nối với Máy chủ quản lý) và mạng không dây BLE (giao tiếp với các thiết bị hiển thị):

• Khối vi điều khiển Wi-Fi: Tích hợp module ESP-WROOM-02 xây dựng trên vi điều khiển ESP8266 32-bit. Module hoạt động ở dải điện áp từ 2,6 V, trang bị bộ nhớ flash 2 MB, hỗ trợ chuẩn IEEE 802.11 b/g/n, công suất phát đỉnh +22 dBm, tích hợp sẵn ngăn xếp TCP/IP và giao tiếp với khối vi điều khiển BLE thông qua giao thức UART.
• Khối vi điều khiển BLE: Sử dụng module MS88SF2 tích hợp vi xử lý nRF52840 lõi ARM Cortex-M4F tốc độ xung nhịp 64 MHz, bộ nhớ 1 MB Flash và 256 KB RAM. Module hỗ trợ chuẩn Bluetooth 5.0, công suất truyền phát cực đại +8 dBm, cung cấp cơ chế quản lý nguồn thông minh và hỗ trợ DMA cho các giao tiếp ngoại vi.
• Khối nguồn: Mạch nguồn sử dụng IC TPS63061 — bộ biến đổi Buck-Boost tự động có dải điện áp đầu vào 2,5 V – 12 V, hiệu suất đạt 93%, cung cấp dòng ra cực đại 2 A ở chế độ Buck và 1,3 A ở chế độ Boost; kết hợp cùng IC hạ áp tuyến tính LDO LD1117S33TR cung cấp điện áp ổn định 3,3 V với dòng tải định mức tối đa 800 mA để cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống vi mạch.

Thiết kế thiết bị nhãn điện tử E-ink 2.13 inch

Thiết bị đầu cuối được thiết kế nhỏ gọn để gắn trực tiếp lên các khay kệ chứa linh kiện trong kho hàng:

• Vi điều khiển trung tâm: Trang bị vi mạch SoC Nordic nRF52810 dựa trên vi xử lý ARM Cortex-M4 32-bit tốc độ 64 MHz (đạt 144 điểm CoreMark, mức tiêu thụ 34,4 $\mu$A/MHz từ Flash và 32,8 $\mu$A/MHz từ RAM), bộ nhớ Flash 192 KB, RAM 24 KB, công suất phát BLE +4 dBm.
• Màn hình hiển thị: Sử dụng tấm nền giấy điện tử ma trận chủ động E-ink (AMEPD) kích thước đường chéo 2,13 inch, độ phân giải 250 x 122 pixel, hiển thị màu Đen/Trắng (hoặc Đen/Trắng/Đỏ), góc nhìn 180°, kết nối với vi điều khiển qua giao diện chuẩn SPI (3 dây hoặc 4 dây). Màn hình có đặc tính duy trì nội dung hiển thị vĩnh viễn không tiêu thụ điện năng sau khi ngắt nguồn; công suất làm mới định mức là 26,4 mW (thời gian làm mới toàn phần 2 giây, làm mới một phần 0,3 giây) và công suất tiêu thụ ở chế độ chờ cực thấp (< 0,017 mW).
• Chỉ thị bổ trợ và nguồn cấp: Thiết bị tích hợp cụm đèn LED 3 màu (xanh dương, xanh lá cây, đỏ) phục vụ phát tín hiệu dẫn đường thị giác cho nhân viên kho, hỗ trợ hiển thị mã QR, Barcode, tích hợp giao tiếp NFC. Nguồn cấp của thiết bị sử dụng 2 viên pin cúc áo lithium CR2450.

Thông số kỹ thuật	Module ESP-WROOM-02	Module MS88SF2 (nRF52840)	Thiết bị E-ink 2.13 inch
Vi xử lý	ESP8266 (32-bit)	ARM Cortex-M4F (64 MHz)	ARM Cortex-M4 (nRF52810, 64 MHz)
Bộ nhớ Flash / RAM	2 MB Flash / Tích hợp SRAM	1 MB Flash / 256 KB RAM	192 KB Flash / 24 KB RAM
Chuẩn truyền thông	Wi-Fi 802.11 b/g/n (2,4 GHz)	Bluetooth 5.0 LE	Bluetooth 5.0 LE / SPI
Điện áp hoạt động	Từ 2,6 V	1,9 V – 3,6 V	3,3 V (Pin 2 x CR2450)
Giao tiếp ngoại vi	UART, HSPI, I2C, I2S, GPIO, PWM	UART, SPI, I2C, USB, 20 GPIO	SPI (3/4 dây), LED 3 màu, NFC
Kích thước vật lý	18 x 20 x 3 mm	23 x 17 x 2 mm	68 x 35 x 14,2 mm (Vỏ ngoài)

Luồng vận hành hệ thống

1. Khi có đơn hàng xuất linh kiện, người quản lý kho thao tác trên giao diện ứng dụng Web. Máy chủ lưu trữ thông tin đơn và gửi lệnh qua giao thức HTTP đến địa chỉ IP của thiết bị Gateway trong mạng nội bộ.
2. Gateway tiếp nhận gói tin qua module Wi-Fi ESP-WROOM-02, chuyển tiếp lệnh điều khiển sang module Bluetooth MS88SF2 qua chuẩn UART.
3. Module MS88SF2 phát gói tin BLE trong cấu trúc mạng hình sao để kết nối và truyền lệnh đến nhãn E-ink tương ứng tại vị trí linh kiện cần lấy.
4. Thiết bị E-ink kích hoạt đèn LED chỉ thị phát sáng, đồng thời điều khiển tấm nền E-ink qua giao tiếp SPI cập nhật số lượng linh kiện cần lấy theo đúng quy trình tuần tự: cấp nguồn (VCI) $\rightarrow$ phần cứng/phần mềm reset (lệnh 0x12) $\rightarrow$ nạp mã khởi tạo (0x74, 0x7E, 0x01, 0x11, 0x44, 0x45, 0x3C) $\rightarrow$ tải bảng tra dạng sóng LUT (lệnh 0x22, 0x20) $\rightarrow$ ghi dữ liệu ảnh vào RAM (lệnh 0x4E, 0x4F, 0x24, 0x26) $\rightarrow$ kích hoạt quét tấm nền và chuyển về chế độ ngủ sâu (Deep Sleep qua lệnh 0x10).
5. Nhân viên kho cầm điện thoại thông minh mở ứng dụng quản lý, theo dõi danh sách tác vụ, xác định vị trí hộp linh kiện nhờ ánh đèn LED chỉ thị trên nhãn E-ink, thực hiện nhặt hàng đúng số lượng hiển thị và xác nhận hoàn tất tác vụ trên ứng dụng để hệ thống cập nhật đồng bộ về cơ sở dữ liệu Elasticsearch.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan đề tài

Chương 1 trình bày bối cảnh thực tiễn của công tác quản lý kho hàng tại các doanh nghiệp hiện nay; phân tích hạn chế của phương pháp thủ công bằng thẻ kho (mẫu số S12-DN theo Thông tư số 200/2014/TT-BTC) và các phần mềm kho chỉ quản lý nhập - xuất - tồn đơn thuần mà thiếu hỗ trợ công đoạn lấy hàng (picking). Chương này luận giải cơ sở khoa học của việc ứng dụng chỉ thị ánh sáng từ đèn LED và màn hình E-ink dựa trên ưu thế tốc độ nhận diện ánh sáng. Tác giả trình bày chi tiết phân tích so sánh kỹ thuật giữa hai mô hình mạng Bluetooth Mesh và Bluetooth Star, giải thích nguyên nhân quyết định chuyển đổi sang mô hình mạng Star do yêu cầu tiết kiệm pin cho các nút nhãn và tăng cường mức độ an toàn thông tin trong môi trường công nghiệp. Các nội dung về đối tượng, phạm vi nghiên cứu (4 tháng, kinh phí 2 triệu đồng) và ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài được xác lập cụ thể.

Chương 2: Phân tích phần cứng

Chương 2 tập trung khảo sát cấu trúc vật lý, thông số kỹ thuật và nguyên lý hoạt động của các linh kiện phần cứng cùng các chuẩn công nghệ nền tảng:

• Phân tích module Wi-Fi ESP-WROOM-02 và module Bluetooth 5.0 MS88SF2 (nRF52840), sơ đồ chân (pinout), sơ đồ nguyên lý mạch (schematic) và thiết kế mạch in (PCB).
• Trình bày thông số bộ biến đổi nguồn tự động TPS63061 và IC hạ áp LDO LD1117S33TR.
• Khảo sát thiết bị hiển thị E-ink 2.13 inch, vi mạch SoC nRF52810, cấu tạo tấm nền ma trận điện di AMEPD 250 x 122 pixel, lưu đồ 6 bước cấu hình và ghi dữ liệu màn hình thông qua chuẩn giao tiếp SPI.
• Giới thiệu môi trường phát triển phần mềm SEGGER Embedded Studio và công cụ nạp mã J-Link V8 JTAG Segger.
• Trình bày chi tiết lý thuyết giao tiếp Bluetooth và chuẩn Bluetooth Low Energy (BLE): cấu trúc dải tần 40 kênh (3 kênh Advertising, 37 kênh Data), các vai trò Central, Peripheral, Observer, Broadcaster; cấu trúc gói tin quảng bá (Advertising Packet tối đa 31 bytes payload); các lớp giao thức GAP, GATT, ATT, Profile và các bản thư viện SoftDevice S112, S140 của Nordic Semiconductor.
• Giới thiệu chuẩn truyền thông bất đồng bộ UART với cấu trúc frame và cơ chế kiểm tra bit parity chẵn lẻ; tổng quan về hệ điều hành thời gian thực FreeRTOS; giao thức ứng dụng HTTP trong mô hình Client - Server và môi trường thực thi máy chủ Node.js.

Chương 3: Thiết kế hệ thống

Chương 3 chi tiết hóa quy trình thiết kế toàn bộ hệ thống quản lý kho:

• Xây dựng sơ đồ tổng thể hệ thống quản lý kho kết nối giữa Server, Gateway, ứng dụng di động và các thiết bị E-ink.
• Thiết kế bo mạch phần cứng thiết bị Gateway tích hợp khối vi điều khiển MS88SF2 với khối ESP-WROOM-02, khối nguồn, khối debug nạp chương trình và đèn LED trạng thái; trình bày bản vẽ thiết kế mạch in 3D của Gateway.
• Xây dựng phần mềm nhúng cho Gateway: biểu đồ chuyển trạng thái hệ thống, lưu đồ giải thuật truyền thông giữa Gateway và các nhãn E-ink 2.13 inch, giao thức trao đổi dữ liệu nối tiếp UART giữa hai vi điều khiển trên Gateway.
• Thiết kế cơ chế giao tiếp qua mạng không dây giữa Gateway với Máy chủ (qua giao thức HTTP), giữa Gateway với điện thoại thông minh và thiết bị E-ink (qua BLE).
• Thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu kho bãi trên hệ thống Elasticsearch với sơ đồ lớp dữ liệu hàng hóa, vị trí và đơn hàng; thiết kế giao diện và hiện thực ứng dụng Web quản lý (bảng danh mục chức năng, sơ đồ luồng dữ liệu, màn hình điều khiển).

Chương 4: Kết quả đạt được và khó khăn

Chương 4 công bố các kết quả thực nghiệm đạt được của khóa luận:

• Chế tạo hoàn chỉnh sản phẩm mẫu phần cứng gồm thiết bị trung tâm Gateway và các thiết bị nhãn điện tử hiển thị E-ink 2.13 inch hoàn chỉnh cả mặt trước và mặt sau.
• Vận hành thành công hệ thống phần mềm gồm giao diện website điều khiển kho, máy chủ quản lý và màn hình hiển thị trực quan các linh kiện được kích hoạt lấy hàng.
• Nêu rõ các khó khăn kỹ thuật nhóm tác giả đã đối mặt trong quá trình hiện thực: khó khăn khi thiết kế mạch in tích hợp đa vi điều khiển, việc tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng của firmware nhúng trên chip nRF52810 và nRF52840, và các vấn đề liên quan đến độ trễ truyền gói tin trong môi trường thử nghiệm.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Chương 5 đúc kết mức độ hoàn thành so với các mục tiêu đề ra ban đầu, khẳng định tính khả thi của mô hình quản lý kho ứng dụng công nghệ không dây công suất thấp, đồng thời vạch ra các định hướng nghiên cứu tiếp theo để nâng cấp hệ thống phục vụ ứng dụng công nghiệp quy mô lớn.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã hiện thực hóa đầy đủ cả về mặt phần cứng lẫn phần mềm cho một mô hình quản lý kho thông minh với các kết quả cụ thể:

• Chế tạo phần cứng hoàn chỉnh: Thiết kế và thi công thành công bo mạch Gateway tích hợp module nRF52840 (MS88SF2) và module ESP-WROOM-02 chạy ổn định; chế tạo thiết bị nhãn điện tử E-ink 2.13 inch tích hợp SoC nRF52810, tấm nền AMEPD 250 x 122 pixel cùng hệ thống đèn LED chỉ thị 3 màu cấp nguồn từ 2 pin CR2450.
• Hiện thực hóa hệ thống phần mềm và truyền thông: Thiết lập thành công mạng BLE hình sao (Star network) kết nối ổn định giữa Gateway và các thiết bị E-ink; xây dựng hệ thống máy chủ Node.js kết hợp cơ sở dữ liệu Elasticsearch; phát triển giao diện Web quản trị cho phép kiểm soát nhập kho, xuất kho, thống kê tồn kho và gửi lệnh điều khiển lấy hàng; xây dựng ứng dụng di động hỗ trợ người lấy hàng kích hoạt task và nhận phản hồi trực tiếp.
• Đóng góp so với các nghiên cứu và giải pháp trước: So với các phần mềm quản lý kho truyền thống tại Việt Nam vốn chỉ dừng lại ở khâu sổ sách kế toán và kiểm kê số lượng, giải pháp của đề tài giải quyết trực tiếp bài toán rút ngắn thời gian lấy hàng (Pick-to-order) — khâu tiêu tốn nhiều chi phí nhân lực nhất. Việc sử dụng màn hình E-ink kết hợp đèn LED màu giúp người lấy hàng định vị trực quan vị trí linh kiện với độ chính xác cao, loại bỏ tình trạng di chuyển trùng lặp và không còn phụ thuộc vào trí nhớ của nhân viên hay bảng tên giấy. Công nghệ Bluetooth năng lượng thấp giúp tối ưu hóa chi phí điện năng vận hành, dễ dàng lắp đặt không dây tại mọi vị trí kệ chứa mà không cần đi dây điện phức tạp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận thẳng thắn chỉ ra những hạn chế trong phạm vi thực hiện của đề tài:

• Hạn chế: Thời gian thực hiện đồ án bị giới hạn trong 4 tháng với mức kinh phí dự toán 2.000.000 VNĐ; do đó quy mô thử nghiệm mới dừng lại ở mức mô hình trong phòng thí nghiệm với số lượng thiết bị mẫu hạn chế tại một khu vực xác định. Tầm hoạt động của kết nối BLE giữa Gateway và các nút đầu cuối còn nằm trong cự ly ngắn (từ 5 m đến 10 m), chưa đo đạc toàn diện trong điều kiện nhà kho thực tế có nhiều vật cản kim loại gây suy hao sóng vô tuyến.
• Hướng phát triển: Tác giả đề xuất mở rộng số lượng nút nhãn E-ink trên quy mô kho hàng lớn; tối ưu hóa thuật toán định tuyến và năng lực quản lý nhiều kết nối đồng thời của vi điều khiển trung tâm nRF52840; nghiên cứu tích hợp thêm các công nghệ định vị trong nhà (Indoor Positioning) và tương tác ngoại tuyến qua mã QR, mã vạch hoặc giao tiếp tầm ngắn NFC sẵn có trên thiết bị để tự động hóa toàn diện quy trình kiểm đếm.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho:

• Đối tượng: Sinh viên, giảng viên và kỹ sư thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật máy tính, Hệ thống nhúng, Điện tử – Viễn thông, Công nghệ Internet vạn vật (IoT) và Công nghệ thông tin định hướng Logistics.
• Các nội dung đáng tham khảo chuyên sâu:
  • Thiết kế phần cứng lai (Hybrid Gateway) kết hợp giữa Wi-Fi (ESP8266) và Bluetooth Low Energy (nRF52840), giải pháp thiết kế mạch nguồn Buck-Boost tự động dùng TPS63061 và LDO LD1117S33TR.
  • Kỹ thuật lập trình nhúng cho dòng SoC nRF52 của Nordic Semiconductor sử dụng môi trường SEGGER Embedded Studio, ngăn xếp giao thức SoftDevice S112/S140, giao tiếp màn hình E-ink qua SPI theo quy trình nạp LUT và điều khiển trạng thái Deep Sleep.
  • Tài liệu phân tích so sánh thực chứng giữa kiến trúc mạng Bluetooth Mesh và Bluetooth Star trong bài toán tiết kiệm năng lượng cho các nút cảm biến/nhãn điện tử công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nhóm tác giả quyết định chuyển từ mô hình mạng Bluetooth Mesh sang mô hình Bluetooth Star?

Trong thiết kế ban đầu, nhóm nghiên cứu dự kiến dùng Bluetooth Mesh nhưng đã quyết định chuyển sang Bluetooth Star vì ba nguyên nhân chính:

• Mức tiêu thụ năng lượng: Trong mạng Mesh, các nút phải liên tục thức (awake) và lắng nghe (listen) để làm nhiệm vụ chuyển tiếp gói tin (repeater) cho nút khác, dẫn đến tình trạng cạn kiệt pin rất nhanh. Trong mạng Star, các nút cuối (nhãn E-ink) hoạt động độc lập và duy trì trạng thái ngủ sâu phần lớn thời gian, chỉ thức dậy khi truyền nhận dữ liệu, giúp kéo dài tối đa tuổi thọ pin CR2450.
• Độ phức tạp và chi phí: Khoảng cách giữa các nút ngắn khiến số lượng nút phụ làm bộ lặp tăng cao, làm phức tạp hóa quá trình thiết lập, quản lý và bảo trì mạng, cản trở khả năng mở rộng.
• An toàn thông tin: Mạng Mesh có nhiều điểm xung yếu; nếu một nút lặp bị thâm nhập, toàn bộ hệ thống mạng có nguy cơ sụp đổ. Trong khi đó, mạng hình sao phân tách độc lập các nút đầu cuối, nếu một nút bị lỗi hoặc bị tấn công thì phần còn lại của hệ thống vẫn hoạt động nguyên vẹn.

2. Thiết bị hiển thị E-ink 2.13 inch sử dụng vi điều khiển nào và có đặc tính kỹ thuật gì nổi bật?

Thiết bị nhãn hiển thị sử dụng vi điều khiển hệ thống trên chip (SoC) Nordic nRF52810 dựa trên lõi ARM Cortex-M4 32-bit xung nhịp 64 MHz, trang bị 192 KB Flash và 24 KB RAM. Tấm nền hiển thị là màn hình điện di ma trận chủ động E-ink (AMEPD) kích thước 2,13 inch, độ phân giải 250 x 122 pixel, góc nhìn 180°, kết nối với vi điều khiển qua giao thức SPI (3 dây hoặc 4 dây). Đặc tính nổi bật của màn hình là công nghệ không đèn nền, giữ nguyên nội dung hiển thị trong thời gian dài ngay cả khi mất nguồn điện hoàn toàn, công suất tiêu thụ ở chế độ chờ cực thấp (< 0,017 mW) và chỉ tiêu thụ 26,4 mW trong quá trình làm mới nội dung. Ngoài ra thiết bị tích hợp đèn LED 3 màu (xanh dương, xanh lá cây, đỏ) và vận hành bằng 2 viên pin CR2450.

3. Thiết bị Gateway đảm nhiệm vai trò gì và giao tiếp với các thành phần trong hệ thống bằng những giao thức nào?

Gateway giữ vai trò là thiết bị trung tâm thu phát và chuyển đổi dữ liệu giữa hệ thống quản lý kho phía trên với các thiết bị hiển thị đầu cuối:

• Giao tiếp với Máy chủ (Server): Sử dụng giao thức HTTP qua kết nối mạng không dây Wi-Fi (chuẩn 802.11 b/g/n) do module ESP-WROOM-02 đảm nhiệm.
• Giao tiếp nội bộ giữa hai vi điều khiển trên bo mạch Gateway: Sử dụng chuẩn truyền thông nối tiếp bất đồng bộ UART để trao đổi dữ liệu lệnh giữa chip ESP-WROOM-02 và module Bluetooth nRF52840 (MS88SF2).
• Giao tiếp với các thiết bị nhãn E-ink và điện thoại thông minh: Sử dụng chuẩn truyền thông không dây công suất thấp Bluetooth Low Energy (BLE 5.0) do module MS88SF2 điều khiển thông qua cấu trúc mạng hình sao.

4. Cấu trúc gói tin quảng bá (Advertising Packet) của giao thức BLE được phân tích ra sao trong đồ án?

Theo phân tích trong khóa luận, khi thiết bị ngoại vi BLE thức dậy sau mỗi chu kỳ quảng bá (Advertising Interval), nó sẽ gửi 3 gói tin quảng bá giống nhau trên 3 kênh tần số chỉ định (Advertising Channels: kênh 37 - 2402 MHz, kênh 38 - 2426 MHz và kênh 39 - 2480 MHz). Một gói tin Advertising Packet phát ra tối đa 47 bytes, bao gồm 16 bytes thông tin cấu trúc khung và tối đa 31 bytes payload chứa dữ liệu nhận dạng. Cấu trúc 31 bytes payload gồm: 6 byte đầu tiên chứa địa chỉ phần cứng (địa chỉ MAC của thiết bị), các byte còn lại được gom nhóm theo mẫu cấu trúc [Độ dài thông tin] [Loại thông tin nhận dạng (1 byte)] [Dữ liệu nhận dạng]. Các thông tin này thường chứa mã định danh dịch vụ duy nhất UUID (nằm trong các mã loại từ 0x02 đến 0x07), tên cục bộ của thiết bị Local Name (mã loại 0x08 hoặc 0x09) hoặc dữ liệu nhà sản xuất Manufacturing Data.

5. Những công cụ phát triển phần mềm và thư viện ngăn xếp (stack) nào được sử dụng để lập trình cho các vi điều khiển Nordic trong đề tài?

Nhóm tác giả sử dụng môi trường phát triển tích hợp SEGGER Embedded Studio (hỗ trợ trình biên dịch Clang/LLVM và GCC C/C++) để lập trình firmware cho các chip kiến trúc ARM. Quá trình nạp chương trình và gỡ lỗi được thực hiện qua mạch nạp J-Link V8 JTAG Segger kết nối với cổng SWD trên bo mạch vi điều khiển. Về phần mềm ngăn xếp giao thức không dây (BLE Stack), khóa luận sử dụng các phiên bản thư viện nhúng SoftDevice độc quyền của hãng Nordic Semiconductor gồm: SoftDevice S112 được nạp trên SoC nRF52810 (phục vụ vai trò thiết bị ngoại vi Peripheral cho nhãn E-ink) và SoftDevice S140 được nạp trên nRF52840 (hỗ trợ đồng thời vai trò Central và Peripheral, cho phép quản lý tối đa 20 kết nối đồng thời trên thiết bị Gateway).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Trần Thanh Tú và Trương Thanh Bình đã nghiên cứu và hiện thực hóa thành công mô hình hệ thống quản lý kho thông minh Pick-to-order ứng dụng công nghệ truyền thông không dây năng lượng thấp. Bằng việc phân tích khoa học và chuyển đổi từ mạng Bluetooth Mesh sang mạng hình sao (Star network), đề tài đã tối ưu hóa hiệu quả tiêu thụ điện năng cho các nhãn điện tử E-ink 2.13 inch gắn tại kệ hàng, kết hợp cụm đèn LED dẫn đường thị giác giúp giảm thiểu đáng kể thời gian và sai sót trong công đoạn lấy hàng. Toàn bộ giải pháp từ phần cứng bo mạch Gateway lai (Wi-Fi/BLE), firmware nhúng nRF52 đến phần mềm điều khiển trên nền Web/Elasticsearch đã được kiểm chứng hoạt động đồng bộ, cung cấp cơ sở kỹ thuật thực tiễn cho các nghiên cứu phát triển hệ thống kho vận tự động hóa trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP. HO CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH TRAN THANH TU TRUONG THANH BINH KHOA LUAN TOT NGHIEP THAP BUILDING A WAREHOUSE MANAGEMENT SYSTEM APPLYING THE LOW POWER WIRELESS COMMUNICATION TECHNOLOGY KY SU NGANH KY THUAT MAY TINH TP. HO CHi MINH, 2021 ĐẠI HỌC QUOC GIA TP. HO CHÍ MINH TRUONG DAI HOC CONG NGHE THONG TIN KHOA KY THUAT MAY TINH TRAN THANH TÚ - 16521350 TRƯƠNG THANH BÌNH - 16521634 KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP XÂY DỰNG HE THONG QUAN LÝ KHO UNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIAO TIẾP KHONG DAY CÔNG SUAT THÁP BUILDING A WAREHOUSE MANAGEMENT SYSTEM APPLYING THE LOW POWER WIRELESS COMMUNICATION TECHNOLOGY KY SU NGANH KY THUAT MAY TINH GIANG VIEN HUONG DAN CHUNG QUANG KHANH TP.

HO CHÍ MINH, 2021 THÔNG TIN HỘI ĐÒNG CHÁM KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP Hội đồng cham khóa luận tốt nghiệp, thành lập theo Quyết định số 64/QD-DHCNTT ngày 26 tháng 01 năm 2021 của Hiệu trưởng Trường Đại học Công nghệ Thông tin. LỜI CẢM ƠN Đề hoàn thành đề tài này, em xin chân thành gửi lời cảm ơn và lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy Chung Quang Khánh, người đã dành thời gian quý báu của mình dé hướng dẫn trực tiếp cho em cách thức nghiên cứu đề tài, để em hoàn thành tốt đề tài của mình. Bên cạnh đó, em cũng gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong trường Đại học Công nghệ thông tin — Tp Hồ Chí Minh nói chung và các thầy cô trong khoa Kỹ thuật máy tính, Bộ môn Vi mạch — Hệ thống nhúng nói riêng, đã tận tình giảng dạy, truyền dat cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt 4 năm vừa qua dé em vững bước trên con đường học tập và công việc của mình sau nảy. Xin cảm ơn các tat cả các bạn bè, anh chị, những người đã giúp đỡ em vê moi mặt trong quá trình em làm đê tài.

Đặc biệt con xin cảm ơn tới bô mẹ, anh chị em trong gia đình, những người có công sinh thành, nuôi dưỡng con thành người đê con có ngày hôm nay. Cảm ơn những lời động viên của bố mẹ trong quá trình con học tập và lúc con gặp khó khăn. Trong quá trình làm không thể không gặp những khó khăn và những sai sót, mong thầy cô và các bạn quan tâm đến đề tài của nhóm, góp ý dé nhóm rút kinh nghiệm trong các công trình nghiên cứu sau này. CHÂN THÀNH CẢM ƠN! Sinh viên thực hiện Trương Thanh Bình Trần Thanh Tú Khoa Kỹ thuật máy tính, Lớp KTMT2016 MỤC LỤC TOM TAT KHÓA LUẬN.

TONG QUAN DE TAL. Lý do chon để tai. Tinh hình nghiên cứu trong va ngoài nƯỚC. Ăn HH HH kg 3 1.

Tinh hình nước ngOài. Mục tiêu đề tài. Lý do dé tài chọn mô hình mang Bluetooth Start thay vì Bluetooth Mesh MU Wc Maus 0E. M6 hình mạng Bluetooth Mesh.

— Mô hình mạng Bluetooth St4Ft. Lý do thay đổi. Đối tượng và phạm vi nghiên CỨU.----- + + s2 £+££+E£+Ee£EeEx+rxererrezreee 9 1. Đối tượng nghiên cứu.

Phạm vi nghiên CỨU. Y nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tầi,. ác c ch tt tr rrrrrrey 10 1. Ý nghĩa khoa học.

Y nghĩa thực tiễn.-¿----©ccccteEkSrkrrrerkrerkrrrre 10 Chương 2.-- 2-2 2+ £+E£EE£EE£EEEEEEEEEEEEEeEEerkerkrrkrree 11 2. Phân tích phan cứng. Thiết bị Bink 2. Chuan giao tiếp Bluetooth.- -- 2-2 ©s+E£+EE+EE£EES2EEEEEEEEEEEerEkrrkerkerkeee 25 2.

Bluetooth Low Energy. Tìm hiểu về nRF52-SDK.ĂĂ 2S St HH greeeec 34 2. GAP, GATT, ATT. Chuẩn giao tiếp UARIT.

Hệ điều hành FreeRTOS. Hệ điều hành là gì?. Giao thức HTTTP.- --cc 1113122111111 12231 11111 vn ven 38 2. Nền tảng Node]S.

Ưu điểm của Node]S. Al Chương 3. THIẾT KE HE THNG.-- 2 ¿2 E+SE+EE£EE+EE£E£EeEEerEerxersrree 44 3. Thiết kế mô hình hệ thông quản lý kho.

Thiết kế gateway tích hợp nRF52840 với ESP-WROOM-02. Giới thiệu vỀ Gatewayy. _ Thiết kế phần cứng Gateway. Giao tiếp giữa Gateway và Smartphone.

Giao tiếp giữa Gateway và thiết bị Eink. Giao tiếp giữa Gateway và S€TV€F. Thiết kế cơ sở dữ liệu với Elasticsearch. Thiết kế và thực hiện Web.-- cv SH TH HH He 59 3.

Một số khái NSM oo eeccccecssessesssessessessecsvessessecsscsscssessecsecsesuseseesecses 60 Sa "`. Chức năng của Ứng dỤng. Thiết kế các màn hình ứng dụng.------- 2 2 z+sezx+zxerszrszxez 62 Chương 4.---- 2 ESE+EE2EE2EE2EEEEEEEEEEE1212112112111 11111. Kết quả dat được.

ona ca: “nh. Khó KWAN ecccccsccssesssesssesssessssssesssscsuessssssecssecssessssssscssecssessesssesssecsueesesesecssees 68 Chương 5. KETLUAN VA HƯỚNG PHAT TRIÊN. Hướng phát triển.----- 2 ©£+E++EE£EE£EEE2E12E12712112112117171.211 211 T1, 69 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình anh phần phềm quản lý kho.-2- 22 2+22++2EE++2EE+2EE22£E++z£xzzrzxez 3 Hình 1.2 Hình anh quản lý kho bằng thẻ kho, số kho.3 Quản lý kho của ngành in ấn.--2-©22222Et2EEE+2EE22EE2222122712222122E2 xe.4 Hệ thống quản lý kho bãi của công ty Brycen.5 Mô hình mạng MesÌ.-- c1 1H T HT HT HT HH TH HH nh nhiệt 7 Hình 1.6 Mô hình mạng hình SaO.

- -- 12c 2212211211211 251 211151151151 111 11 81 11 te trrei 8 Hình 2.1 Module WiFi ESP-WROOM-O2. cctnntn nhe 11 Hình 2.2 Pinout của ESP-WROOM-Ô2.-- c S21 2112 11 2H HH HH Hot 12 Hình 2.3 Schematic ESP-WROOMM-2. TS nh HH Hư, 12 Hình 2.4 PCB ESP-WROOMM-O2.- 2: 2111121 1211112111112112111 11111111 Ha He 13 Hình 2.5 Module Bluetooth nRF52840 MSSSSE2.Sc ScS2shhhhehee 14 Hình 2.- cece 21212 11 1111212111181 Ha HH Hy 14 Hình 2. SH HH nh HH HH nh hệt 15 Hình 2.

S22 1211211211 212 E1 11T HH HH Hy 15 Hình 2.9 Chip LDI I17S33TR. c5: 2:5 2222 12121111212 E2 tt tere 16 Hình 2.10 Thiết bị Bink 2.--:--2522222cc22222EE tre 17 Hình 2.11 PCB của Eink 2. ¿5c + tt S*+2EEESEEEEEsrrkerrrkrerrrerre 18 Hình 2.12 Màn hình E-ink 2.-:- ‹ :c: + tt S**2EEEsEEExesrrrrererrrrerrrrersker 18 Hình 2. ác nh HH HT HH HH HH ke 20 Hình 2.14 Mach nạp J-link V8 JTAG Se€ỹØ€T.

St nh he 22 Hình 2.15 BLE Central va Peripheral. -- --- ¿+ c tk SH ghe, 28 Hình 2.16 BLE Observer và BroadCaSf€T.-- ch Hi, 28 Hình 2.17 Quá trình kết nối 2 thiết bị Bluetooth.--- 5c sec 2EzEeExerxxzrxez 29 Hình 2.18 Đặc tính tần số hoạt động của BLE.- 22: 2¿¿222+222+zv22x+csrzxccee 30 Hình 2.19 Scanning va AdVertiSINE.- ch TT HH HH Hà He, 31 Hình 2.20 Cau trúc dữ liệu của 1 Advertising Packet.----------5cscz5czsccez 32 Hình 2.21 Các khối code được chia theo chức năng của 1 ứng dụng BLE.22 Cau trúc một frame trong giao tiếp UARTT.----¿2z+22sz22zs:z+2 37 Hình 2.23 Cơ chế kiểm tra bit chẵn.24 Mô hình Client-SerVer.-- 22-22 2+2EE222E122111221127122212711 272122 cee 39 Hình 2.c cctn HH Hà HH He 40 Hình 2. cece 121211 1211111 1111 HH the, 41 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống quản lý kho.2 Sơ đồ khối phần cứng thiết bi gateWayy.3 Khối cung cấp nguồn cho thiết bị Gateway.---- 22: 2s22zzs2zxcsrxecre 47 Hình 3.4 Khối vi điều khiển MS88SF2.5 Khối ESP-WROOM-02.6 Khối Debug và L/ed.7 Board mạch 3D của thiết bị €0 .8 Biéu đồ trạng thái trong chương trình thiết kế gateway.9 Lưu đồ giải thuật giữa Gateway và Eink 2.10 Sơ đồ lớp của cơ sở dit liệu.1 Hình ảnh thiết bị Gateway.2 Mặt trước thiết bị Bink 2.3 Mặt ngang thiết bị Eink 2. --- 22-55 2x2EE‡2EE£EEEEEEEEErrrxerrrerree 65 Hình 4.4 Hình website điều khiển kho.5 Màn hình biểu thị cho linh kiện được lẫy.---- 2© 2:s2£xc2£xzExerxe+ 67 DANH MỤC BANG Bang 1.1: Chức năng của ứng dụng Web DANH MỤC TỪ VIET TAT Chữ viết tắt Chữ tường minh loT Internet of Thing WIFI Wireless Fidelity API Application Programming Interface MCU Microcontroller Unit TCP Transmission Control Protocol UDP User Datagram Protocol ID Identity RTOS Real-Time Operating System HTTP Hyper Text Transfer Protocol SSID Service Set Identifier ID Identity WMS Warehouse Management System TOM TAT KHÓA LUẬN Đề tài XÂY DỰNG HE THONG QUAN LÝ KHO UNG DUNG CÔNG NGHỆ GIAO TIẾP KHONG DAY CÔNG SUAT THÁP là một hệ thống Warehouse Management System sử dụng trong các nhà máy, khu công nghiệp cỡ nhỏ và lớn.

Hệ thống cung cấp giải pháp rút ngắn thời gian Picking linh kiện cho các kho nhà máy. Đề tài chủ yếu tập trung vào việc xây dựng một hệ thống Pick-to-order. Hệ thống cung cấp cho người quản lý kho một giao diện dé tương tác với hệ thống, server đề lưu trữ đữ liệu của linh kiện, app điện thoại để người đảm nhiệm việc lay hàng xác định vị trí cần lấy hàng và thông báo mình đã hoàn tất việc lay hàng. Cùng kết hợp với màn hình công nghệ tiết kiệm năng lượng thấp Eink 2.13inch dé hiển thị thông tin cho việc lấy hàng.

Các thiết bị Eink 2.13inch sẽ được gắn vào từng vị trí mặt hàng, khi muốn tìm hoặc lấy linh kiện ở vị trí tương ứng, người quản lý sẽ gửi tín hiệu từ Web qua các thiết bị trung gian đến Eink 2. Khi đó, người lấy hang sẽ dùng sẽ dùng điện thoại có chứa app thông tin hàng cần lấy và kích hoạt task hàng, tương ứng các thiết bị Eink 2.13inch sẽ sáng đèn và hiển thị số hàng cần lay. TONG QUAN DE TÀI 1. Ly do chọn đề tài Đối với bất kỳ doanh nghiệp, cửa hàng nào, việc quản lý kho đóng vai trò vô cùng quan trọng, có thể ảnh hưởng trực tiếp đến chiến lược kinh doanh cũng như chiến lược phát triển của công ty.

Các câu hỏi được đặt ra là: e Làm sao dé bám sát số lượng hàng hóa lưu trữ, cân đối lượng nhập và xuất kho đề có kế hoạch kinh doanh đúng đắn? e Làm sao dé dam bảo hàng luôn được xuất đi kịp thời, không bị hết hạn, lỗi thời? e Làm sao có thê xác định vị trí từng mặt hàng, xuất đi nhanh chóng khi có yêu cầu? e Và làm sao đề loại bỏ nguy cơ thất thoát hàng hóa đối với kho lưu trữ? Nghe có vẻ khó khăn nhưng nếu biết được cách quản lý kho hàng hiệu quả, bạn sẽ tiết kiệm được rất nhiều chỉ phí, cũng như giải quyết được các vấn đề nêu trên một cách dé dàng, góp phan đưa doanh nghiệp phát trién bền vững. Các phương pháp quản lý kho hiện nay trong các doanh nghiệp và của các hàng nhỏ lẻ thường là: dung qua Excel, Word, hay tốt hơn nữa là dùng một phan mềm quản lý kho.Các loại hình này tuy không đòi hỏi đầu tư nhiều nhưng lại làm cho việc quản lý kho có hiệu quả không cao. Và để giải quyết các câu hỏi thực tế đặt ra nêu trên dé tài được lựa chọn dé giải quyết bài toán quản lý kho và đáp ứng nhu cầu thực tế. Theo như khoa học thì tốc độ ánh sáng là là 186.000 đặm mỗi giây (299.458 mét mỗi giây) trong khi âm thanh đi vào 0,2 dặm mỗi giây (343 mét mỗi giây), do đó mắt người có thé nhận diện ánh sáng nhanh hơn tốc độ âm thanh.

Do đó đề tài lựa chọn giải pháp Picking to order theo vị tri sáng của module led trên màn hình Eink 2.13inch sẽ nâng cao năng suất và tốc độ lẫy hàng. Tinh hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1. Hiện nay, các phần mềm quản lý kho Việt Nam xuất hiện ngày càng nhiều, cung cấp các giải pháp nhập kho, xuất kho và thống kê hàng hóa tồn kho chính xác nhất.