Thiết kế giải pháp phần mềm và quản lý csdl cho hệ thống cửa điện tử bảo mật ứng dụng công nghệ iot

HU ĐẠI HỌC DUY TÂN

ỲN

H TRƯỜNG CÔNG NGHỆ
VĂ
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
N

PH

ƯƠ

NG

ĐỒ

ÁN

TỐ

T

NG

HIỆ

P

NG

ÀN

H HUỲNH VĂN PHƯƠNG
ĐIỆ

N

TỰ

ĐỘ

NG

NĂ

202 M THIẾT KẾ GIẢI PHÁP PHẦN MỀM VÀ

3 QUẢN LÝ CSDL CHO HỆ THỐNG CỬA

ĐIỆN TỬ BẢO MẬT ỨNG DỤNG CÔNG

NGHỆ IOT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG

Đà Nẵng tháng 12 năm 2023

ĐẠI HỌC DUY TÂN
TRƯỜNG CÔNG NGHỆ

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ GIẢI PHÁP PHẦN MỀM VÀ QUẢN LÝ
CSDL CHO HỆ THỐNG CỬA ĐIỆN TỬ BẢO MẬT

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IOT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG

GVHD : TS. TÔN THẤT ĐỒNG
SVTH : HUỲNH VĂN PHƯƠNG
MSSV : 25211702222
Lớp : K25-EDT1

Đà Nẵng, tháng 12 năm 2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN i
KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Họ và tên sinh viên: Huỳnh Văn Phương MSSV:25211702222

Tên đề tài: Thiết kế giải pháp phần mềm và quản lý CSDL cho hệ thống
cửa điện tử bảo mật ứng dụng công nghệ IoT
Ngành đào tạo: Điện tự động
Họ và tên GV hướng dẫn: Ts. Tôn Thất Đồng

Ý KIẾN NHẬN XÉT

1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN:
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên
cứu có thể tiếp tục phát triển)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

2.3.Kết quả đạt được:
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

ii

2.4. Những tồn tại (nếu có):
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

3. Đánh giá:

TT Mục đánh giá Điểm Điểm tối đa đạt được 4.

1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung 10

của các mục

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Tính cấp thiết của đề tài 10

2. Nội dung ĐATN 50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và 5

kỹ thuật, khoa học xã hội…

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, 15

hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những

ràng buộc thực tế.

Khả năng cải tiến và phát triển 15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm 5

chuyên ngành…

3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10

Tổng điểm 100

Kết luận: Đà Nẵng, ngày tháng 12 năm 2023
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ
VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

iii

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Họ và tên sinh viên: Huỳnh Văn Phương
Tên đề tài: Thiết kế giải pháp phần mềm và quản lý CSDL cho hệ thống cửa điện tử
bảo mật ứng dụng công nghệ IoT
Nhận xét – ý kiến: (GV nêu những nhận xét chung, những sai sót trong thuyết
minh, bản vẽ hoặc những góp ý cho (nhóm) sinh viên):
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
Câu hỏi:
1. ...................................................................................................................................
2. ...................................................................................................................................
3. ...................................................................................................................................

Giảng viên phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)

iv

TĨM TẮT KHỐ LUẬN

Đề tài mà em đã chọn có tên là “Hệ thống cửa bảo mật ứng dụng IoT”.
Để thực hiện được đề tài, em đã sử dụng:

 Arduino trung tâm để xử lý các tín hiệu từ website, thẻ từ, bàn
phím và quyết định việc mở cửa

 Các ESP để gửi dữ liệu lưu trữ lên SQL, nhận dữ liệu từ arduino
cũng như thu thập hình ảnh và lưu trữ lên Google Drive

 Module sim để thực hiện việc gửi tin nhắn và gọi điện cảnh báo
mỗi khi có trường hợp đột nhập.

Sau khi hoàn thành và kiểm tra thì kết quả là hệ thống chạy ổn định đảm
bảo u cầu bảo mật, đơi khi có chút chậm do tín hiệu wifi, chất lượng thiết bị
cũng như các dây kết nối.

v

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Mục tiêu dự kiến sẽ đạt được:

 Nghiên cứu chế tạo ra được mơ hình smartlock tối ưu và hiệu quả nhất.
 Nghiên cứu và chọn thiết bị, linh kiện cho tốt ưu và hiệu quả nhất
 Tăng cường bảo mật và tiết kiệm thời gian cho người sử dụng smartlock
 Thiết kế được giao diện người dùng hệ thống đơn giản thân thiện với người

dùng để quản lí tài khoản người dùng, lịch sử mở cửa, screen short lưu vào
database. Thực hiện điều chỉnh chế độ bảo mật và điều khiển đóng mở cửa từ

xa trên hệ thống web.
 Đảm bảo yêu cầu về bảo mật: xử lí bảo mật ứng dụng module sim để thực
hiện việc gửi tin nhắn và gọi điện cảnh báo mỗi khi có hợp đột nhập, lập
trình Arduino chức năng lớp bảo mật.

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp: (các nội dung sẽ thực hiện trong đề tài):
 Thiết kế sơ đồ khối chức năng chính của hệ thống: khối xử lí âm thanh, khối
truyền nhận không dây, khối hiển thị, khối bàn phím, khối nhận diện thẻ từ,
khối camera, khối cảnh báo di động, khối cảnh báo âm thanh.
 Tìm hiểu kĩ và lựa chọn thiết bị phù hợp với các khối chức năng đã thiết kế
 Tìm hiểu, nghiên cứu lập trình cùng bạn làm chung và nạp code cho các thiết
bị: Lập trình web html, lập trình logic Arduino và ESP cam.
 Lắp mạch: thiết kế sơ đồ nối mạch cho hệ thống, sau đó tiến hành nối mạch
theo sơ đồ đã thuyết kế.
 Lưu đồ giải thuật: vẽ lưu đồ giải thuật cho chương trình chính của hệ thống,
vẽ lưu đồ chương trình quẹt thẻ, vẽ lưu đồ chương trình nhập mật khẩu, vẽ
lưu đồ chương trình quản lí qua website và lưu đồ điều khiển khóa cửa.
 Kiểm tra sửa lỗi, tối ưu hóa, nâng cấp thêm tính năng hệ thống: kiểm tra, sửa
lỗi, tối ưu những phần chưa ổn định của hệ thống và nâng cấp thêm tính năng
hay cho hệ thống.

vi

LỜI CẢM ƠN

Đồ án này có thể xem là kết quả của quá trình học tập, tích luỹ kiến thức
của em trong những năm học vừa qua. Nhưng kiến thức chỉ là lý thuyết để có thể
thực hiện được đồ án này em đã nhận được sự giúp đỡ và hỗ trợ rất nhiều từ các
thầy cô. Sự hướng dẫn, chỉ dạy từ q thầy cơ đã giúp em có thể hồn thành
được đồ án này một cách trọn vẹn như những gì đã đặt ra trước khi bắt đầu tìm

hiểu và thực hiện.

Chính vì lẽ đó, em xin gửi lời cảm ơn đến Khoa Điện điện tử nói chung
cũng như Chuyên ngành điện tự động đã tạo điều kiện để sinh viên em có thể
thực hiện đồ án nhằm củng cố lại kiến thức đã học đồng thời tìm hiểu, nghiên
cứu những kiến thức mới để có thể áp dụng vào cơng việc trong tương lai.

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Tôn Thất Đồng đã tận tính
hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đồ án. Nhờ sự hỗ trợ cũng
như chỉ dạy của thầy mà em mới có thể hoàn thành đồ án như mong đợi.

Em xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của em.
Các số liệu, kết quả nêu trong khóa luận là trung thực và chưa từng được
ai cơng bố trong bất kì cơng trình nào khác.

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn!

vii

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi. Những số
liệu trong luận văn là hồn tồn trung thực, có nguồn gốc rõ ràng và chưa từng được
ai công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác. Các kết quả nghiên cứu do chính tơi
thực hiện dưới sự hướng dẫn của giảng viên hướng dẫn.

Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đối với TS. Tơn Thất Đồng, người đã tận tình hướng dẫn
tơi trong suốt q trình nghiên cứu.

Tơi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Trường Đại Học Duy Tân đã hỗ

trợ để tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp này.

viii

MỤC LỤC

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP..............................................................................i

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN.............................................iii

TĨM TẮT KHỐ LUẬN..........................................................................................................iv

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP...........................................................................................v

LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................................vi

LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................................vii

MỤC LỤC.................................................................................................................................viii

DANH SÁCH HÌNH....................................................................................................................x

DANH SÁCH BẢNG..................................................................................................................xi

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT.............................................................................................xiii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................................1

1. Bối cảnh của đề tài...........................................................................................................1

2. Lý do thực hiện đề tài......................................................................................................1

3. Mục tiêu của đề tài...........................................................................................................1

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT...........................................................................................3

1. Ngơn ngữ lập trình...........................................................................................................3

1.1. Ngơn ngữ Arduino....................................................................................................3

 Dễ dàng sử dụng, phù hợp cho người mới:............................................................3

1.2. Ngôn ngữ html..........................................................................................................4

2. Các chuẩn giao tiếp..........................................................................................................5

2.1. Chuẩn giao tiếp UART....................................................................................................5

3. Arduino UNO R3...........................................................................................................11

3.1. Giới thiệu................................................................................................................11

3.2. Năng lượng..............................................................................................................12

3.3. Bộ nhớ.....................................................................................................................13

3.4. Các cổng vào/ra......................................................................................................13

4. NodeMCU ESP32...........................................................................................................14

4.1. Giới thiệu................................................................................................................14

4.2. Thông số kỹ thuật...................................................................................................15

5. ESP32-CAM OV2640.....................................................................................................16

5.1. Giới thiệu................................................................................................................16

5.2. Thông số kỹ thuật...................................................................................................16

6. Module RFID RC522.....................................................................................................17

6.1. Giới thiệu................................................................................................................17

ix

6.2. Thông số kỹ thuật...................................................................................................18
7. Module bàn phím ma trận 4×4......................................................................................19

7.1. Giới thiệu................................................................................................................19
7.2. Thông số kỹ thuật và sơ đồ nối dây.......................................................................19
8. Module SIM800A GSM/GPRS......................................................................................20
8.1. Giới thiệu................................................................................................................20
8.2. Thông số kỹ thuật...................................................................................................20
9. Servo SG90.....................................................................................................................21
9.1. Giới thiệu................................................................................................................21
9.2. Thông số kỹ thuật...................................................................................................21
10. Module Tiny RTC I2C...................................................................................................21
10.1. Giới thiệu................................................................................................................21
10.2. Thông số kỹ thuật...................................................................................................22

11. Module mở rộng chân PCF8574T giao tiếp I2C..........................................................22
11.1. Giới thiệu................................................................................................................22
11.2. Thông số kỹ thuật...................................................................................................23
12. LCD 1602 tích hợp sẵn module chuyển đổi I2C..........................................................23
12.1. Giới thiệu................................................................................................................23
12.2. Thông số kỹ thuật...................................................................................................24
CHƯƠNG 3: NỘI DUNG ĐỀ TÀI...........................................................................................25
1. Chuẩn bị.........................................................................................................................25
1.1. Thiết kế sơ đồ khối chức năng chính của hệ thống..............................................25
1.2. Lựa chọn thiết bị phù hợp với các khối chức năng..............................................26
2. Thực hiện........................................................................................................................33
2.1. Nạp code cho các thiết bị.......................................................................................33
Cài Preferences:.....................................................................................................................33
2.2. Lắp mạch................................................................................................................36
2.3. Lưu đồ giải thuật....................................................................................................38
2.4. Nguyên lý hoạt động...............................................................................................43
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN.........................................................................................................49
1. Kết quả đạt được............................................................................................................49
Mô hình hệ thống cửa:.......................................................................................................49
Website quản lý hệ thống:.................................................................................................49
Website camera:.................................................................................................................52
2. Hạn chế của đồ án..........................................................................................................52
3. Hướng phát triển............................................................................................................53
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................54

x

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1. Chuẩn giao tiếp UART...................................................................................................................5

Hình 2. Cách thức hoạt động của UART.....................................................................................................7
Hình 3. Cấu trúc packet trong UART..........................................................................................................7
Hình 4. Truyền nhận dữ liệu song song với bus dữ liệu..............................................................................7
Hình 5. Truyền bit vào khung dữ liệu..........................................................................................................8
Hình 6. Truyền nhận giữa 2 UART.............................................................................................................8
Hình 7. Loại bỏ bit khỏi khung dữ liệu........................................................................................................8
Hình 8. Chuyển dữ liệu nối tiếp thành song song gửi đến bus dữ liệu.........................................................9
Hình 9. Chuẩn giao tiếp I2C........................................................................................................................9
Hình 10. Cấu trúc tin nhắn truyền trong I2C.............................................................................................10
Hình 11. Arduino UNO R3........................................................................................................................11
Hình 12. NodeMCU ESP32.......................................................................................................................15
Hình 13. ESP32-CAM OV2640................................................................................................................16
Hình 14. Module RFID-RC522.................................................................................................................18
Hình 15. Bàn phím ma trận 4x4.................................................................................................................19
Hình 16. Sơ đồ nối dây của bàn phím........................................................................................................19
Hình 17. Module sim 800A.......................................................................................................................20
Hình 18. Servo SG90.................................................................................................................................21
Hình 19. Module Tiny RTC I2C................................................................................................................22
Hình 20. Module mở rộng chân PCF8574T giao tiếp I2C.........................................................................23
Hình 21. LCD 1602 tích hợp sẵn module chuyển đổi I2C.........................................................................24
Hình 22. Giao diện Arduino IDE...............................................................................................................32
Hình 23. Chọn Preferences........................................................................................................................33
Hình 24. Cài Preferences cho Arduino IDE...............................................................................................33
Hình 25. Set Tools cho Aduino UNO R3..................................................................................................34
Hình 26. Set Tools cho NodeMCU ESP32................................................................................................34
Hình 27. Set Tools cho ESP32-CAM OV2640..........................................................................................35
Hình 28. Sơ đồ nối mạch...........................................................................................................................35
Hình 29. Mạch sau khi lắp.........................................................................................................................36
Hình 30. Mơ hình hệ thống cửa hồn chỉnh...............................................................................................47
Hình 31. Giao diện đăng nhập của website................................................................................................47

Hình 32. Giao diện trang chủ (có thể tương tác với hệ thống)...................................................................48
Hình 33. Giao diện quản lý thơng tin người dùng......................................................................................48
Hình 34. Giao diện quản lý lịch sử mở cửa của hệ thống..........................................................................49
Hình 35. Giao diện quản lý dữ liệu camera...............................................................................................49
Hình 36. Giao diện website camera...........................................................................................................50

xi

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1. Cấu trúc gói dữ liệu UART............................................................................................................6

Bảng 2. Thông số kỹ thuật của Arduino UNO R3 12

xiii

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

BLE Bluetooth Low Energy Bluetooth năng lượng thấp
EEPROM Electrically Eraseble Programmable Bộ nhớ chỉ đọc lập trình có thể
ESP Read Only Memory xóa bằng điện
GND Electronic Stability Program Hệ thống cân bằng điện tử
Ground Đất
Giao thức giao tiếp nối tiếp đồng
I2C Inter – Integrated Circuit bộ
Vi mạch
IC Integrated Circuit Internet vạn vật
IoT Internet of Things Điều chế độ rộng xung
PWM Pulse Width Modulation Bộ nhớ khả biến (bộ nhớ đệm)
RAM Random Access Memory Nhận dạng qua tần số vô tuyến

RFID Radio Frequency Identification Đồng hồ thời gian thực
RTC Real Time Clock Nhận
RX Receive Giao diện ngoại vi nối tiếp
SPI Serial Peripheral Interface Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh
SRAM Static Random Access Memory Truyền
TX Transmit
Universal Asynchronous Receiver / Thu-phát không đồng bộ đa năng
UART Transmitter
Voltage Input Điện áp vào
Vin True Đúng
Đ False Sai
S Database Cơ sở dữ liệu
CSDL

1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1. Bối cảnh của đề tài

Hiện nay, vấn nạn trộm cắp tài sản, đánh cắp thông tin cá nhân cũng như
tổ chức thông qua các thiết bị điện tử bị mất đang là một trong những vấn đề
nhức nhối và đáng báo động. Bằng chứng là chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp rất
nhiều vụ như vậy trên các bản tin thời sự hằng ngày. Có rất nhiều nguyên nhân
dẫn đến sự việc này như là cửa ra vào không chắc chắn, dễ dàng xâm nhập; nạn
nhân thiếu cảnh giác, bất cẩn; vấn đề bảo mật chưa được chú trọng quan tâm.
Nhìn chung tất cả các nguyên nhân trên đều xuất phát từ cửa ra vào bởi đây gần
như là con đường duy nhất và dễ dàng nhất để những kẻ xấu có thể xâm nhập
vào nhà, cơ quan thực hiện hành vi trộm cắp. Chính vì lẽ đó, cần có giải pháp
bảo mật cửa để khắc phục cũng như hạn chế vấn đề này.

2. Lý do thực hiện đề tài

Để góp phần khắc phục vấn đề nói trên, em đã tìm hiểu và quyết định
lựa chọn đề tài “Hệ thống cửa bảo mật ứng dụng IoT” vì các lý do sau:

 Đề tài đáp ứng yêu cầu thực tế, có tính vận dụng cao, góp phần hạn chế
vấn nạn trộm cắp tài sản tại nơi cú trú, nơi làm việc.

 Đề tài gần gũi phù hợp với kiến thức và khả năng sinh viên.
 Đề tài tạo điều kiện để có thể áp dụng được những kiến thức đã học về vi

điều khiển, IoT, lập trình vi điều khiển, các giao thức giao tiếp giữa vi
điều khiển,…
 Đề tài cũng có nhiều kiến thức mới có thể tìm hiểu, nghiên cứu và áp
dụng trong tương lai.
3. Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu mà em đặt ra khi thực hiện đề tài là:

 Thiết kế được hệ thống chạy ổn định đầy đủ các chức năng đề ra

2

 Đảm bảo yêu cầu bảo mật

 Có thể ứng dụng thực tế và đưa vào sử dụng trong tương lai

3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1. Ngơn ngữ lập trình
1.1. Ngơn ngữ Arduino
1.1.1. Giới thiệu

Arduino là một bo mạch xử lý được sử dụng để lập trình tương tác với
nhiều thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ,… Điểm hấp dẫn nhất ở ngơn
ngữ lập trình trên Arduino so với những anh em lập trình khác là nó cực kì dễ
học và nắm bắt. Những ngoại vi trên bo mạch đều đã được tiến hành chuẩn hóa,
vì vậy, dù khơng biết nhiều về điện tử cũng vẫn có thể lập trình để tạo ra những
ứng dụng thú vị.

Thêm vào đó, vì ngơn ngữ lập trình Arduino là một platform đã được tiến
hành chuẩn hóa, nên đã có rất nhiều các bo mạch mở rộng. Những bo mạch này
gọi là shield dùng để cắm chồng lên bo mạch Arduino. Có thể hình dung đơn
giản rằng nó là “Library” của các ngơn ngữ lập trình khác trên thế giới.

1.1.2. Ưu điểm
 Ngơn ngữ lập trình Arduino rất rẻ: Lập trình Arduino là một ngơn ngữ
lập trình quen thuộc mà có thể dễ dàng tiếp cận cực kỳ dễ dàng mà không
tốn quá nhiều chi phí. So với những người anh em khác, ngôn ngữ lập
trình Arduino khá rẻ và khơng u cầu thêm nhiều phụ phí khi sử dụng.
Có thể dễ dàng mua được một bộ ngơn ngữ lập trình Arduino chỉ với giá
vài trăm ngàn.
 Dễ dàng sử dụng, phù hợp cho người mới:
o Ngơn ngữ lập trình Arduino hiện đang sử dụng phiên bản đơn giản
hóa của ngơn ngữ C++. Đây chính là một trong những ưu thế cực
kỳ lớn của Arduino so với những chương trình phần mềm thiết kế
khác. Thêm vào đó, hiện nền tảng Arduino có sử dụng phần mềm

IDE dành cho người mới học lập trình.
o Không chỉ thế, cộng đồng trực tuyến về lập trình Arduino rất lớn.

4

Có hàng triệu người dùng và tổ chức trên thế giới đều đang sử
dụng nó. Bởi vậy, có rất nhiều bài hướng dẫn và các dự án có sẵn
trên Internet dễ dàng có thể tìm kiếm để học và bắt đầu nghiên cứu
một cách đơn giản.

 Đa nền tảng: Không phải tự nhiên phần mềm lập trình Arduino lại thu
hút và phổ biến đến như vậy. Một phần lớn là do lập trình Arduino IDE có
khá nhiều nền tảng. Điều này đồng nghĩa với việc có thể khởi động ngơn
ngữ này trên Windows, Macintosh OSX. Thậm chí với cả hệ điều hành
Linux so với các hệ thống vi điều khiển khác chỉ chạy Windows cũng có
thể sử dụng và khởi động Arduino.

 Tính đa dạng: Ngồi việc tìm hiểu ngơn ngữ lập trình Arduino là gì,
người ta cịn quan tâm xem nó có đa dạng hay khơng. Nền tảng lập trình
Arduino có nhiều biến thể khác nhau. Sự đa dạng của nền tảng mã nguồn
mở của Arduino không bị hạn chế về không gian, bộ nhớ và sức mạnh xử
lý.

1.2. Ngôn ngữ html
1.2.1. Giới thiệu

HTML có tên đầy đủ là Hypertext Markup Language nghĩa là ngôn ngữ
đánh dấu siêu văn bản. HTML thường được sử dụng để tạo và cấu trúc các phần
trong trang web và ứng dụng, phân chia các đoạn văn, heading, link,
blockquotes,…

HTML khơng phải là một ngơn ngữ lập trình mà chỉ là một ngôn ngữ
đánh dấu. Điều này đồng nghĩa với việc HTML không thể thực hiện các chức
năng “động”. Nói cách khác, HTML tương tự như phần mềm Microsoft Word, chỉ
có tác dụng định dạng các thành phần có trong website.

1.2.2. Cấu trúc

Một file code HTML được cấu thành bởi các phần tử HTML và các cặp
thẻ. Song song đó, HTML gồm có nhiều dạng thẻ khác nhau và mỗi thẻ sẽ có
nhiệm vụ và ý nghĩa riêng. Ngồi ra, mỗi thẻ sẽ được bắt đầu và kết thúc bằng

5

dấu ngoặc nhọn “<, >”. Các chữ giữa các dấu ngoặc này gọi là phần tử. Về cơ
bản, cấu trúc của một trang HTML sẽ gồm 3 phần như sau:

 Phần khai báo loại file code có cấu trúc thẻ là <!DOCTYPE html>: Xuất
hiện ở đầu hoặc trên cùng của file HTML. Qua phần này, người dùng sẽ
biết được trình duyệt đang sử dụng để tạo trang là phiên bản HTML nào.
Phần khai báo ban đầu, khai báo về meta, little, javascript, css,… có cấu
trúc bắt đầu bằng thẻ <head> và kết thúc với thẻ <head>: Chứa tiêu đề
và các khai báo có biểu tượng và một số vấn đề phức tạp khác. Bên cạnh
đó, cịn cần phải có kiến thức chun mơn về lập trình.

 Lập trình tương tác cho trang web: Thơng qua HTML, có thể lập trình
tương tác giữa người dùng với trang web. Để làm được điều này, cần
dùng code JavaScript. JavaScript sẽ tạo ra những hiệu ứng khi người dùng
nhấp và di chuyển chuột trên website.

2. Các chuẩn giao tiếp
2.1. Chuẩn giao tiếp UART
2.1.1. Giới thiệu

UART là một giao thức truyền thông phần cứng sử dụng giao tiếp nối tiếp
không đồng bộ với tốc độ có thể định cấu hình. Khơng đồng bộ có nghĩa là
khơng có tín hiệu đồng hồ để đồng bộ hóa các bit đầu ra từ thiết bị truyền đi đến
bên nhận.

Trong giao tiếp UART, hai UART giao tiếp trực tiếp với nhau. UART truyền
chuyển đổi dữ liệu song song từ một thiết bị điều khiển như CPU thành dạng nối
tiếp, truyền nó nối tiếp đến UART nhận, sau đó chuyển đổi dữ liệu nối tiếp trở
lại thành dữ liệu song song cho thiết bị nhận.

6

Hình 1. Chuẩn giao tiếp UART

Hai đường dây mà mỗi thiết bị UART sử dụng để truyền dữ liệu đó là:

 Transmitter (Tx)
 Receiver (Rx)

UART truyền dữ liệu khơng đồng bộ, có nghĩa là khơng có tín hiệu đồng hồ
để đồng bộ hóa đầu ra của các bit từ UART truyền đến việc lấy mẫu các bit bởi
UART nhận. Thay vì tín hiệu đồng hồ, UART truyền thêm các bit start và stop
vào gói dữ liệu được chuyển.

Các bit này xác định điểm bắt đầu và điểm kết thúc của gói dữ liệu để UART nhận
biết khi nào bắt đầu đọc các bit.

Khi UART nhận phát hiện một bit start, nó bắt đầu đọc các bit đến ở một
tần số cụ thể được gọi là tốc độ truyền (baud rate). Tốc độ truyền là thước đo tốc
độ truyền dữ liệu, được biểu thị bằng bit trên giây (bps – bit per second). Cả hai
UART đều phải hoạt động ở cùng một tốc độ truyền. Tốc độ truyền giữa UART
truyền và nhận chỉ có thể chênh lệch khoảng 10% trước khi thời gian của các bit
bị lệch quá xa.

Cả hai UART cũng phải được cấu hình để truyền và nhận cùng một cấu
trúc gói dữ

liệu.

Số lượng dây sử dụng 2

Tốc độ truyền 9600, 19200, 38400, 57600, 115200,

230400, 460800, 921600, 1000000,

1500000

Phương pháp truyền Bất đồng bộ

Truyền nối tiếp hay song song? Nối tiếp

Số lượng thiết bị chủ tối đa 1

Số lượng thiết bị tớ tối đa 1

Bảng 1. Cấu trúc gói dữ liệu UART