Đề cương ôn tập Đề cương ôn tập Đề cương ôn tập Đề cương ôn tập

Đề cương ơn tập
1.

Trình bày các tính năng chính và các cơng nghệ thành phần của hệ

thống Smart Iot.
Tính năng chính:
Hệ thống IoT thơng minh là một thiết bị thực hành dành cho sinh viên hoặc
những người muốn tìm hiểu các nguyên tắc và phương pháp triển khai thiết kế IoT, và
có các tính năng sau:
- Truyền thơng tin hình ảnh và dữ liệu cảm biến trong thời gian thực đến điện
thoại thông minh từ trang trại, nhà máy, trường học, văn phòng, tòa nhà, nhà ở và căn
hộ.
- Cung cấp một môi trường phát triển dễ dàng và thú vị để hiện thực hóa các ý
tưởng, ngay cả đối với những người dùng có ít kinh nghiệm về lập trình và phần cứng
cũng có thể học và áp dụng dễ dàng.
- Mỗi ví dụ ứng dụng bao gồm Gateway (Raspberry Pie), cảm biến, bộ truyền
động và phần mềm ứng dụng điện thoại thông minh.
- Gateway tương tác với nhiều cảm biến khác nhau (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng,
chuyển động, âm thanh, lửa, khói, khí, nhiệt độ / độ ẩm đất, camera, v.v.) và điều
khiển các thiết bị truyền động khác nhau (rơ le, đèn LED, còi, âm thanh, đèn cảnh báo,
còi báo động Piezo, máy bơm, động cơ, v.v.).
- Thực hiện các kịch bản khác nhau về hình ảnh và dữ liệu cảm biến thông qua
ứng dụng điện thoại thơng minh.
- Cung cấp các ví dụ phần mềm phần mềm cơ sở, chương trình web và điện
thoại thơng minh (dành cho Android) cần thiết cho các thiết kế và thực hành ứng dụng
khác nhau.
Công nghệ thành phần:
Raspberry Pi: Thực hiện chức năng kết nối Internet, bằng cách vận hành phần
mềm cảm biến và phần mềm cơ cấu chấp hành. Thực hiện thực hành firmware trên
nền tảng nhúng H / W và Linux.

Lập trình Web: Phần mềm để triển khai mơi trường IoT trực tiếp trên các trình
duyệt khác nhau, bằng cách cung cấp các phương pháp để dễ dàng triển khai cơ sở dữ
liệu, giao diện người dùng và phát triển máy chủ.


Giao tiếp WiFi: Cung cấp kết nối giao tiếp 2,4 [GHz] để giao tiếp không dây
giữa Raspberry Pi Gateway và bo mạch cảm biến, để cho phép kết nối và kiểm soát
mạng cảm biến.
Cảm biến: Cảm biến được gắn vào các đối tượng quan trọng trong IoT. Thiết bị
thực hành Man & Tel IoT cung cấp các cảm biến (nhiệt độ / độ ẩm, âm thanh, PIR, Cơ
bắp, điện tâm đồ), nhờ đó người dùng có thể thu thập và áp dụng thông tin mong
muốn. Phần mềm Cảm biến để thực hành được cung cấp để người học có thể hiểu các
chức năng thu thập / phân tích dữ liệu thông qua ADC Analog, giao tiếp GPIO, SPI,
tùy theo đặc điểm của từng loại cảm biến.
Bộ truyền động: Các bộ truyền động khác nhau (đèn LED, còi báo động, động
cơ, quạt) kết hợp với Gateway thông qua cáp, để hoạt động theo tín hiệu điều khiển từ
điện thoại thơng minh.
Camera: Truyền thơng tin hình ảnh theo thời gian thực cho người dùng, giám
sát các điều kiện hiện tại và lưu trữ hình ảnh trong kết nối với Gateway.
Ứng dụng điện thoại thông minh: Ứng dụng điện thoại thông minh dựa trên
Android thu thập và kiểm sốt tình trạng hiện tại của các trang web từ xa.
2.

Xây dựng hệ thống quản lý trang trại thơng minh sử dụng cơng nghệ

IoT
•

u cầu bài tốn:Cần thiết lập được một mơi trường trang trại thực vật thông

minh dựa trên Module IOT 1000 sử dụng Raspberry Pi3 kết hợp với cảm biến nhiệt
độ-độ ẩm DHT11 và bộ truyền động( quạt). Thu thập thông tin từ cảm biến trang trại
và gửi đến điện thoại thông minh trong thời gian thực và điều khiển bộ truyền động
theo ý muốn của người dùng dựa trên app.

 Sơ đồ khối: như câu 5
Khối cảm biến:
 Linh kiện sử dụng
-

Raspberry Pi3: như câu 5


-

Cảm biến nhiệt độ-độ ẩm: Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ DHT11 ra chân được tích

hợp sẵn điện trở 5,1k giúp người dùng dễ dàng kết nối và sử dụng hơn so với cảm biến
DHT11 chưa ra chân, module lấy dữ liệu thông qua giao tiếp 1 wire (giao tiếp 1 dây).
Bộ tiền xử lý tín hiệu tích hợp trong cảm biến giúp bạn có được dữ liệu chính xác mà
khơng cần phải qua bất kỳ tính tốn nào
Thơng số kĩ thuật:
Chuẩn giao tiếp: TTL, 1 wire.
Khoảng đo độ ẩm: 20%-80%RH sai số ± 5%RH.
Khoảng đo nhiệt độ:0-50 °C sai số ± 2°C.
Tần số lấy mẫu tối đa 1Hz (1 giây / lần).
Kích thước : 28mm x 12mm x10m.
-

Quạt: hoạt đông dựa theo lệnh pi gửi tới

Điện áp hoạt động: 5 ~ 12 V
Tốc độ quạt: 4500 vịng / phút
Mơ-men xoắn định mức: 117 g / cm
Dịng điện: 10 mA
•

Ngun lý hoạt động :Cảm biến nhiệt độ-độ ẩm đo sự thay đổi của môi trường,

Gửi dữ liệu về Raspberry pi, Pi Nhận và xử lý tín hiệu từ cảm biến gửi về,gửi dữ liệu
tới web, điện thoại, gửi lệnh ra quạt DC. Quạt Dc hoạt động khi độ ẩm đo được cao
hơn độ ẩm quy định khi đo bằng cảm biến nhiệt độ / độ ẩm.
•

Lưu đồ thuật tốn


3.

Trình bày kiến trúc phần cứng IoT

Hệ thống thực hành IoT (Internet of Things) dựa trên Raspberry Pi
Hệ thống thiết kế IoT thông minh của Man & Tel bao gồm một gateway
(Raspberry Pi), 10 loại cảm biến, 5 loại bộ truyền động và các thiết bị ngoại vi khác
nhau. Đây là hệ thống thực hành cung cấp môi trường thiết kế và thực hành 5 loại thiết
kế / nhiệm vụ trong một hệ thống tích hợp, kiểm tra và kiểm soát hệ thống do người
dùng thiết kế trên Internet hoặc Android App. Đây là một hệ thống để học khái niệm
về IoT trong khi chạy quy trình với tham chiếu đến video, CD và trang chủ và sách
giáo khoa đi kèm trong gói, áp dụng và sản xuất các ý tưởng sáng tạo.

Hệ thống thiết kế IoT thông minh H / W bao gồm Raspberry Pi dựa trên Hệ
điều hành Linux, cảm biến và thiết bị truyền động.
Các thành phần H / W của Hệ thống thiết kế IoT thông minh:
- Cổng CD (RaspberryPi 3): Raspberry Pi 3, Broadcom BCM2835 SoC, 700
[MHz] CPU ARM 1176 JZF-S
- Cảm biến: Cảm biến nhiệt độ / độ ẩm, cảm biến âm thanh, cảm biến siêu âm
thanh, cảm biến PIR, cảm biến khí, cảm biến cơ, cảm biến ECG, đèn hiệu , Điện áp
hoạt động: DC 3.3V, DC 5V.
- Bộ truyền động: Quạt, động cơ DC, động cơ servo, cịi báo động
- Camera (Mơ-đun camera): 5 triệu pixel, Mô-đun Camera Omni vision 5647
- Thẻ SD (Thẻ Micro SD): Bộ nhớ để khởi động cổng và với hệ điều hành dựa
trên Linux, và được trang bị phần mềm ứng dụng để thực thi cổng Lớp 10
- Server: Lưu trữ hoặc quản lý dữ liệu cảm biến hoặc thiết bị truyền động.
- Bộ sạc: Bộ đổi nguồn DC 12V
- Vật tư tiêu hao: Cáp kết nối cảm biến, 1 chân
4.

Xây dựng hệ thống quản giám sát không người điều khiển sử dụng

cơng nghệ IoT
Phân tích u cầu bài tốn: Xây dựng Hệ thống chăm sóc y tế IoT dựa trên
modile IoT-1000 sử dụng raspberry pi3, cảm biến chuyển động PIR, cịi báo động. Hệ

thống an ninh khơng người điều khiển IoT dành cho các công ty, căn hộ, nhà trẻ
và nhà ở yêu cầu giám sát, phát hiện thông tin kẻ xâm nhập trong thời gian thực
và truyền đến điện thoại thơng minh. Có thể thực hành kiểm tra tình trạng hiện


tại của hiện trường, lưu và truy xuất dữ liệu đến / từ máy chủ bằng điện thoại

thông minh.
Linh kiện sử dụng:
-Raspberry Pi3: là bộ xử lý, điều khiển trung tâm. Raspberry Pi 3 là một board
máy tính đơn nhỏ, giá rẻ, kích thước chỉ bằng một thẻ tín dụng, tiết kiệm điện
năng (vì nguồn điện cung cấp cho RPi chỉ có 5V) được giới thiệu bởi Raspberry
Pi Foundation, đi kèm với CPU, GPU, cổng USB và các chân I/O và có khả
năng thực hiện một số chức năng đơn giản như một máy tính thơng thường
-Cịi báo:
Điện áp hoạt động: 5 ~ 15 V
Mức áp suất âm thanh: 105 dB
-Cảm biến chuyển động PIR: được sử dụng để phát hiện chuyển động của các
vật thể phát ra bức xạ hồng ngoại (con người, con vật, các vật phát nhiệt,...),
Nguyên lý hđ:
Cảm biến đo sự thay đổi của địa điểm cần giám sát, Gửi dữ liệu về
Raspberry pi, Pi Nhận và xử lý tín hiệu từ cảm biến gửi về,gửi dữ liệu tới web,
điện thoại, gửi lệnh ra còi báo động . Còi báo động hoạt động khi phát hiện có
chuyển động .
Lưu đồ thuật tốn:


5.

Xây dựng hệ thống chăm sóc sức khoẻ sử dụng cơng nghệ IoT

Phân tích u cầu bài tốn: Xây dựng Hệ thống chăm sóc y tế IoT dựa trên
modile IoT-1000 sử dụng raspberry pi3, cảm biến cơ bắp, bộ truyền động là quạt DC.
Với mục đích có thể được sử dụng tại bệnh viện, viện dưỡng lão và nhà ở nơi cần theo
dõi bệnh nhân, hệ thống này truyền thông tin phát hiện bởi cảm biến đến điện thoại
thông minh trong thời gian thực. Có thể kiểm tra trang web bằng điện thoại thông
minh hoặc thực hành kết nối với 115 trong trường hợp khẩn cấp.

Sơ đồ khối:


Khối cảm biến: là cảm biến cơ bắp, kiểm tra hoạt động điện của cơ bắp để đo sự
thay đổi của cơ thể. Gửi dữ liệu về Raspberry pi
Khối xử lý trung tâm: Raspberry Pi3, Nhận và xử lý tín hiệu từ cảm biến gửi
về,gửi dữ liệu tới web, điện thoại, gửi lệnh ra quạt DC
Khối truyền động: là quạt DC, hoạt động theo lệnh pi gửi tới.
Khối nguồn: cấp nguồn cho hệ thống
Khối hiển thị: là màn hình, điện thoai, hiển thị dữ liệu từ Pi gửi tới
Linh kiện sử dụng:
Raspberry Pi3: là bộ xử lý, điều khiển trung tâm. Raspberry Pi 3 là một board
máy tính đơn nhỏ, giá rẻ, kích thước chỉ bằng một thẻ tín dụng, tiết kiệm điện năng (vì
nguồn điện cung cấp cho RPi chỉ có 5V) được giới thiệu bởi Raspberry Pi Foundation,
đi kèm với CPU, GPU, cổng USB và các chân I/O và có khả năng thực hiện một số
chức năng đơn giản như một máy tính thơng thường.
Thơng số kỹ thuật chi tiết:
Vi xử lý: Broadcom BCM2837B0, quad-core A53 (ARMv8) 64-bit SoC
@1.4GHz
RAM: 1GB LPDDR2 SDRAM
Kết nối: 2.4GHz and 5GHz IEEE 802.11 b/g/n/ac wireless LAN, Bluetooth 4.2,
BLE, Gigabit Ethernet over USB 2.0 (Tối đa 300Mbps).
Cổng USB: 4 x 2.0
Mở rộng: 40-pin GPIO


Video và âm thanh: 1 cổng full-sized HDMI, Cổng MIPI DSI Display, cổng
MIPI CSI Camera, cổng stereo output và composite video 4 chân.
Multimedia: H.264, MPEG-4 decode (1080p30), H.264 encode (1080p30);
OpenGL ES 1.1, 2.0 graphics

Lưu trữ: MicroSD
Nguồn điện sử dụng: 5V/2.5A DC cổng microUSB, 5V DC trên chân GPIO,
Power over Ethernet (PoE) (yêu cầu thêm PoE HAT).
Cảm biến cơ bắp: Cơ bắp được chi phối bởi các dây thần kinh và dịng điện vi
mơ ln chạy qua chúng. Cảm biến này kiểm tra hoạt động điện của cơ bắp để đo sự
thay đổi của cơ thể. Gửi dữ liệu về Raspberry pi
Thông số kĩ thuật : Điện áp cung cấp:±9 VDC, tối thiểu ±3.5 VDC
Kích thước: 25x26x10mm
Trọng lượng: 4G
Quạt DC: hoạt động theo lệnh Pi gửi tới.
Thông số kĩ thuật: Điện áp hoạt động: 5 ~ 12 V
Tốc độ quạt: 4500 vịng / phút
Mơ-men xoắn định mức: 117 g / cm
Dịng điện: 10 mA
Nguyên lý hoạt động:
Cảm biến cơ bắp kiểm tra hoạt động điện của cơ bắp để đo sự thay đổi của cơ
thể, Gửi dữ liệu về Raspberry pi, Pi Nhận và xử lý tín hiệu từ cảm biến gửi về,gửi dữ
liệu tới web, điện thoại, gửi lệnh ra quạt DC. Quạt Dc hoạt động theo lệnh của Pi gửi
tới.
Lưu đồ thuật toán và giải thuật:
6.

Xây dựng hệ thống chữa cháy sử dụng công nghệ IoT

 Yêu cầu bài tốn:Xây dựng hệ thống giám sát báo cháy IoT có thể được sử
dụng tại trường học, tòa nhà, chung cư, nhà máy và cửa hàng có yêu cầu giám
sát báo cháy,dựa trên Module IOT 1000 sử dụng Raspberry Pi3 kết hợp với
cảm biến nhiệt độ-độ ẩm DHT11, cảm biến khói và bộ truyền động( cịi báo).
Nó thu thập thơng tin từ các cảm biến nhiệt độ / độ ẩm, nồng độ khói và truyền
đến điện thoại thơng minh trong thời gian thực. Có thể thực hành kiểm tra tình

trạng hiện tại của hiện trường và lưu / truy xuất dữ liệu đến / từ máy chủ bằng
điện thoại thông minh.

 Sơ đồ khối: câu 5

 Link kiện sử dụng
-

Raspberry Pi3:như c5

-

Cảm biến nhiệt độ-độ ẩm: Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ DHT11 ra chân được tích

hợp sẵn điện trở 5,1k giúp người dùng dễ dàng kết nối và sử dụng hơn so với cảm biến
DHT11 chưa ra chân, module lấy dữ liệu thông qua giao tiếp 1 wire (giao tiếp 1 dây).
Bộ tiền xử lý tín hiệu tích hợp trong cảm biến giúp bạn có được dữ liệu chính xác mà
khơng cần phải qua bất kỳ tính tốn nào
Chuẩn giao tiếp: TTL, 1 wire.
Khoảng đo độ ẩm: 20%-80%RH sai số ± 5%RH.
Khoảng đo nhiệt độ:0-50 °C sai số ± 2°C.
Tần số lấy mẫu tối đa 1Hz (1 giây / lần).
Kích thước : 28mm x 12mm x10m.
-

Cịi báo:

Điện áp hoạt động: 5 ~ 15 V

Mức áp suất âm thanh: 105 dB
Cài đặt: Trên các phương tiện xe cộ
Kết thúc dẫn: dây dẫn
Kích thước: 57,5 × 44,5 × 40mm
 Ngun lý hđ:Cảm biến nhiệt độ-độ ẩm và cảm biến khói đo sự thay đổi của
môi trường, Gửi dữ liệu về Raspberry pi, Pi Nhận và xử lý tín hiệu từ cảm biến
gửi về,gửi dữ liệu tới web, điện thoại, gửi lệnh ra còi báo động . Còi báo động
hoạt động khi nhiệt độ đo được cao hơn nhiệt độ quy định khi cảm biến nhiệt độ
/ độ ẩm đo hoặc phát hiện có khói.

 Lưu đồ thuật tốn: