DATN Sử dụng Raspberry Pi và Arduino ứng dụng trong nhà thông minh.
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.18 MB, 79 trang )
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS. Hoàng Vân
Đông, người thầy đã trực tiếp hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án này. Chúng em
cũng xin cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại Học Điện
Lực đã tận tình dạy dỗ chỉ bảo chúng em trong suốt những năm học ở trường.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, chính là nguồn lực động viên chúng em
phấn đầu trong học tập và cuộc sống.
Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các bạn sinh viên trong lớp Đ6 – ĐTVT2 đã
tạo điều kiện giúp đỡ cho chúng em có một môi trường rất tốt để học tập và nghiên
cứu.
Hà Nội, ngày 10 tháng 1 năm 2016
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Phan Xuân Trường
Nguyễn Thanh Hải
Vương Xuân Huy
Nguyễn Thị Yến A
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
Điểm: ……….( Bằng chữ:………….. )
Ngày .… tháng ..… năm 2016
Giáo viên hướng dẫn
Th.S Hoàng Vân Đông
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
Điểm: ………( Bằng chữ:………….. )
Ngày … tháng … năm 2014.
Giáo viên phản biện
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Đồ án tốt nghiệp
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của thế giới về mọi mặt, trong đó khoa học
công nghệ nói chung và ngành kỹ thuật điện tử nói riêng có nhiều phát triển vượt bậc, góp
phần làm cho thế giới ngày càng văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện
tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với những đặc điểm như: sự chính xác cao, tốc độ
nhanh, gọn nhẹ và hoạt động ổn định. Bên cạnh đó, internet cũng đang là thứ không thể
thiếu đối với cuộc sống của chúng ta và hiệu quả của internet đối với cuộc sống là vô cùng
lớn. Sự hiệu quả và tiện lợi luôn được để ý tới trong sự phát triển của các thiết bị để làm tăng
hiệu quả công việc cũng như chất lượng cuộc sống.
Xã hội phát triển kéo theo nhiều yêu cầu về chất lượng cuộc sống. Ở đó con người muốn
có một cuộc sống tiện nghi, thoải mái. Ai trong số chúng ta cũng mong muốn ngôi nhà của
mình là một nơi thoải mái, ấm cúng, tiện nghi đầy đủ, các thiết bị trong nhà thông minh, an
toàn và tiết kiệm năng lượng. Vì vậy mà xu hướng nhà thông minh đang trở nên ngày càng
phổ biến.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó chúng em đã quyết định chọn đề tài: “THIẾT KẾ HỆ
THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN QUA MẠNG INTERNET ỨNG DỤNG TRONG
NGÔI NHÀ THÔNG MINH.”
Đồ án này tập chung trình bày những nội dung chính sau:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Tổng quan Webserver, CSDL, MySQL
Chương 3: Tổng quan Raspberry Pi
Chương 4: Tổng quan Arduino
Chương 5: Phân tích và thiết kế hệ thống
KẾT LUẬN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu chung
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
1.1.1 Đặt vấn đề
Trong thời điểm công nghệ thông tin, kỹ thuật điện tử phát triển như vũ bão, nhu cầu của
con người cũng được nâng cao. Xu hướng nhà thông minh đang trở nên phổ biến khi nhu
cầu đối với ngôi nhà hiện đại, tiện nghi và tiết kiệm năng lượng dần trở thành một tiêu
chuẩn. Nền tảng nhà thông minh Smarthome với những công nghệ tiên tiến hiện nay, đã
khiến nhà thông minh trở nên phổ biến, mà ai cũng có thể sở hữu.
Mục tiêu của việc tích hợp công nghẹ vào các vật dụng trong nhà là để dễ dàng điều
khiển, kết nối thông qua mạng internet, tự động làm những công việc đã được lập trình sẵn
là tạo ra một ngôi nhà hiện đại một cuộc sống văn minh.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, chúng em quyết định chọn đề tài này để nghiên cứu trong
đồ án tốt nghiệp. Đồ án sẽ trình bày về cách xây dựng mô hình nhà thông minh thu nhỏ áp
dụng công nghệ điều khiển từ xa bằng remote và các cảm biến thông dụng.
1.1.2 Tầm quan trọng
Hình thành ý tưởng từ nhu cầu thực tế xã hội, nhưng để tạo ra được một sản phẩm có giá
trị ứng dụng cao thì đây chính là một điều kiện tốt nhất để người thực hiện đề tài có thể tự
kiểm chứng lại năng lực của mình trong suốt các học kỳ tích luỹ từ sự tự lực của bản thân và
từ trường lớp. Đòi hỏi người thực hiện đề tài phải nỗ lực trong vấn đề hệ thống hoá lại toàn
bộ các kiến thức liên quan và ứng dụng nó một cách hiệu quả trong khi thực hiện đề tài.
Đề tài “Nhà thông minh” hoàn thành sẽ góp phần nhỏ vào quá trình công nghiệp hóa, hiện
đại hóa đất nước ta. Đồng thời đây là một giải pháp phù hợp với sự phát triển của khoa học
công nghệ hiện đại ngày nay, khi mà một người từ một vị trí bất kì nơi đâu đều có thể điều
khiển các thiết bị trong căn nhà giúp tiết kiệm năng lượng cho quốc gia và giảm chi phí cho
gia đình.
1.1.3 Mục đích nghiên cứu
Đề tài nhà thông minh là một trong những đề tài có tính ứng dụng cao. Áp dụng những
kiến thức điện tử đã được học để mang công nghệ vào đời sống, Nâng cao chất lượng cuộc
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
sống, văn minh hiện đại. Quản lý các thiết bị điện trong gia đình một cách hợp lý nhất và
tiết kiệm năng lượng điện cho quốc gia một cách thông minh. Không những thế, nhà thông
minh còn mang lại sự an toàn cho những thành viên trong gia đình người dùng.
1.2 Giới thiệu một số ngôi nhà thông minh trên thực tế
1.2.1 Định nghĩa nhà thông minh.
Nhà thông minh (tiếng anh: Smart-home) là kiểu nhà được lắp đặt các thiết bị điện tử có
tác dụng tự đông hóa hoàn toàn hoặc bán tự động, thay thế con người trong thực hiện một
hoặc một số thao tác quản lý, điều khiển các thiết bị điện dân dụng. Trong căn nhà thông
minh các đồ dùng trong nhà đều được gắn các bộ điều khiển điện tử từ xa hoặc kết nối
internet và điện thoại di động, cho phép chủ nhân điều khiển vật dụng từ xa hoặc lập trình
cho thiết bị ở nhà hoạt động theo lịch. Thêm vào đó, các đồ gia dụng có thể hiểu được ngôn
ngữ của nhau và có khả nằng tương với nhau.
Một ngôi nhà thông minh đầy đủ, thường bao gồm các tính năng:
•
•
•
•
•
•
Phân phối đa phương tiện, là một rạp hát gia đình.
Điều khiển việc chiếu sáng, mành, rèm.
Giám sát, điều khiển môi trường (nhiệt độ, độ ẩm…)
Có khả năng liên lạc giữa các phòng.
Giám sát và điều khiển camera an ninh.
Giám sát và điều khiển từ xa.
1.2.2 Ưu điểm của nhà thông minh.
Nhà thông minh sử dụng các thiết bị và công nghệ tự động hóa, thông minh hóa, giúp
con người nhàn hạ hơn trong sinh hoạt hằng ngày, cảm giác thoải mái hơn sau những giờ
làm việc vất vả và căng thẳng. Nói cách khác, đây là hệ thống giúp chủ nhân căn nhà tận
hưởng sự tiện nghi của cuộc sống và dễ dàng quản lý tổng quát đối với cả căn nhà. Chỉ với
một chiếc điều khiển từ xa, chúng ta có thể điều khiển tất, dù đang ở bất cứ nơi nào. Chúng
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
ta có thể tưởng tượng ra hiệu quả mà nhà thông minh mang lại thông qua những hoạt động
rất gần gũi, chẳng hạn như nằm trên giường để mở cổng, bật tắt đèn điện, sẽ không còn
chuyện bị ngã do khồng nhìn thấy đường bởi đèn cầu thang tự sáng lên khi có người….còn
rất nhiều tiện ích khác từ nhà thông minh mang lại.
Không chỉ điều khiển trong phạm vi ngôi nhà, công nghệ này còn cho phép tích hợp điều
khiển qua internet. Vì vậy, mọi sinh hoạt có thể được kiểm soát dù chúng ta đang ở công ty
hay ngoài đường…Không chỉ riêng các tiện ích trên, nhà thông minh còn mang lại sự an
toàn cho những thành viên trong nhà, nhất là cho người già và trẻ nhỏ.
1.2.3 Một số ngôi nhà thông minh trong thực tế.
Ông Nguyễn Tử Quảng, Tổng giám đốc công ty Bkis, chia sẻ cách đây nhiều năm, khi
đọc thông tin về biệt thự công nghệ cao với khả năng tự điều chỉnh âm thanh, ánh sáng…
theo ý thích của tỷ phú Bill Gates, ông đã mong muốn có thể trang bị khả năng tự động cho
căn nhà bằng công nghê do chính Việt Nam sản xuất.
Trong Triển lãm thành tựu kinh tế-xã hội Việt Nam và Thăng Long – Hà Nội 2010, diễn
ra từ ngày 1/10 đến 6/10 tại Trung tâm triển lãm Giảng Võ-Hà Nội, Bkav đã giới thiệu Hệ
thống nhà thông minh SmartHome. Đây là một trong công trình công nghệ cao hoàn toàn do
các kỹ sư và chuyên gia Công ty đầu tư phát triển công nghệ ngôi nhà thông minh Bkav
SmartHome nghiên cứu và sản xuất.
SmartHome kết nối sản phẩm điện tử gia dụng thành mạng thiết bị và hoạt động theo các
kịch bản khác nhau nhằm tạo môi trường sống tiện nghi, an toàn và tiết kiệm năng lượng.
Chẳng hạn, khi có người bước vào nhà, hệ thống đèn sẽ tự động bật nhờ thiết bị cảm biến.
Đèn chiếu sáng còn có thể điều chỉnh ánh sáng, màu sắc…theo sở thích của chủ nhân. Khi
thiết bị chiếu phim hoạt động, hệ thống đèn tự động khép lại để tạo không khí của một
phòng chiếu phim.
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.1 Giao diện điều khiển Bkav SmartHome.
Ngoài ra, ngồi nhà thông minh của Bkav SmartHome còn được trang bị hệ thống kiểm
soát môi trường, cảnh báo an ninh, giải trí đa phương tiện Multimedia (quản lý thư viện âm
nhạc, phim, ảnh…của chủ nhà).
Để điểu khiển các thiêt bị điện tử gia dụng, người dùng có thể tương tác trên giao diện
cảm ứng của máy tính bảng (tablet) được đặt ở các vị trí thuận tiện trong nhà hoặc điện thoại
di động 3G.
Tùy theo nhu cầu, người sử dụng có thể cấu hình hệ thống hoạt động theo nhưng kịch bản
bất kỳ như lập trình hẹn giờ tắt đèn khi đi ngủ, đồ thức ăn vào bể cá khi vắng nhà, hoặc nếu
quên tắt TiVi, đèn điện…, khi tới công sở, học có thể gửi tin nhắn qua điện thoại di động để
điều khiển bị từ xa. Ông Quảng khẳng định “nhà thông minh” không còn là khái niệm xa
vời, đắt đỏ. Tùy theo mức độ sử dụng mà giá của SmartHome sẽ dao động từ vài triệu đến
vài trăm triệu.
DIGIHOME là công ty cung cấp sản phẩm nhà thông minh, được thành lập vào ngày
04/10/2010 hoạt động theo giấy phép kinh doanh do Sở kế hoạch và đầu tư do thành phố Hà
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
Nội cấp. DIGIHOME cung cấp đầy đủ giải pháp công nghệ cho một ngôi nhà thông minh
hoàn chỉnh, SmartHome-An ninh-Tiết kiệm năng lượng và Giải trí. Trung tâm giải pháp tích
hợp cho ngôi nhà thông minh. Sử dụng công nghệ châu Âu điều khiển thông qua điện lực
220VAC. Trung tâm giải pháp điều khiển cho hệ thống âm thanh và hình ảnh đa vùng. Đây
là hệ thống giải trí cao cấp được tích hợp tổng thể với hệ thống điều khiển thông minh của
ngôi nhà. Nó sẽ thực sự đưa cả sân khấu ca nhạc và rạp chiếu phim về với gia đình bạn.
Trung tâm giải pháp tích hợp hệ thống an ninh gồm hệ thống camera giám sát, hệ thống cảnh
báo trộm chống đột nhập, hệ thống phòng cháy chữa cháy…
Hình 1.2: Giao diện SmartHome của DIGIHOME.
Lumi Việt Nam là công ty cung cấp các gói sản phẩm nhà thông minh. Gói sản phẩm nhà
thông minh của Lumi Việt Nam đem đến cho người dùng những trải nghiệm: Giải pháp nhà
thông minh toàn diện, điều khiển bật tắt đèn bằng Remote, quản lý cả ngôi nhà trên điện
thoại, cảm biến bật tắt thiết bị…
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.3: Giao diện điều khiển SmartHome của LUMI VIỆT NAM.
Các công ty trên là những công ty nổi bật trong các công ty cung cấp sản phẩm dịch vụ về
Nhà Thông Minh. Dựa trên những tính năng, tiện ích, khả năng áp dụng vào thực tế cao
của ngôi nhà thông minh mang lại cho cuộc sống con người nên em đã chon đề tài “Nhà
Thông Minh”. Do thời gian hạn hẹp, trình độ kỹ thuật cũng như vấn đề tài chính còn hạn
chế nên em chỉ thiết kế và thi công “Nhà Thông Minh” với những tính năng:
•
•
•
Điều khiển thiết bị điện từ xa bằng Remote.
Giám sát, điều khiển môi trường (nhiệt độ, độ ẩm…)
Dùng cảm biến điều khiển thiết bị điện.
1.3 Giới thiệu về WebServer, Raspberry Pi, Arduino
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
1.3.1 WebServer
Web Server (máy phục vụ Web): máy tính mà trên đó cài đặt phần mềm phục vụ Web,
đôi khi người ta cũng gọi chính phần mềm đó là Web Server. Tất cả các Web Server đều
hiểu và chạy được các file *.htm và *.html, tuy nhiên mỗi Web Server lại phục vụ một số
kiểu
file
chuyên
biệt
chẳng
hạn
như
IIS
của
Microsoft
dành
cho
*.asp,
*.aspx...; Apache dành cho *.php...; Sun Java System Web Server của SUN dành cho *p...
Hình 1.4: Webserver
Máy Web Server là máy chủ có dung lượng lớn, tốc độ cao, được dùng để lưu trữ thông
tin như một ngân hàng dữ liệu, chứa những website đã được thiết kế cùng với những thông
tin liên quan khác. (các mã Script, các chương trình, và các file Multimedia)
Web Server có khả năng gửi đến máy khách những trang Web thông qua môi trường
Internet (hoặc Intranet) qua giao thức HTTP - giao thức được thiết kế để gửi các file đến
trình duyệt Web (Web Browser), và các giao thức khác.
Tất cả các Web Server đều có một địa chỉ IP (IP Address) hoặc cũng có thể có một
Domain Name. Giả sử khi bạn đánh vào thanh Address trên trình duyệt của bạn một dòng
sau đó gõ phím Enter bạn sẽ gửi một yêu cầu đến một Server có
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
Domain Name là www.abc.com. Server này sẽ tìm trang Web có tên là index.htm rồi gửi nó
đến trình duyệt của bạn.
Bất kỳ một máy tính nào cũng có thể trở thành một Web Server bởi việc cài đặt lên nó
một chương trình phần mềm Server Software và sau đó kết nối vào Internet. Khi máy tính
của bạn kết nối đến một Web Server và gửi đến yêu cầu truy cập các thông tin từ một trang
Web nào đó, Web Server Software sẽ nhận yêu cầu và gửi lại cho bạn những thông tin mà
bạn mong muốn.
Giống như những phần mềm khác mà bạn đã từng cài đặt trên máy tính của mình.Web
Server Software cũng chỉ là một ứng dụng phần mềm. Nó được cài đặt, và chạy trên máy
tính dùng làmWeb Server, nhờ có chương trình này mà người sử dụng có thể truy cập đến
các thông tin của trang Web từ một máy tính khác ở trên mạng (Internet, Intranet).
1.3.2 Raspberry pi
Raspberry Pi là một thẻ card được cắm trên bo mạch máy tính được phát triển bởi các nhà
phát triển ở Anh. Sau đó Raspberry Pi đã được phát triển thành một bo mạch đơn có chức
năng như một máy tính mini dùng để giảng dạy trong môn khoa học máy tính ở các trường
trung học.
Raspberry Pi Foundation – là tổ chức phi lợi nhuận với tiêu chí xây dựng hệ thống mà
nhiều người có thể sử dụng được trong những công việc tùy biến khác nhau.
Hình 1.5: Card cắm trên bo máy tính.
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
Hình1.6 : Bo mạch phát triển lên thành một máy tính mini.
1.3.3 Arduino
Ardunio thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác với các thiệt
bị phần cứng như cảm biến , động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác. Đặc điểm nổi bật của
arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng, với ngôn ngữ lập trình có thể
học một cách nhanh chóng ngay cả với ngưới ít am hiểu về về điện tử và lập trình.
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.7 : Arduino UNO R3
Một số thế mạnh của Arduino so với nền tảng vi điều khiển khác:
-
Chạy trên đa nền tảng: việc lập trình Arduino chó thể thực hiện trên các hệ điều
hành khác nhau như Windowns, Mac Os, Linux trên Desktop , Android trên di
động.
-
Ngôn ngữ lập trình đơn giản, dễ hiểu.
-
Nền tảng mở: Arduino được phát triển dựa trên nguồn mở nên phần mền chạy trên
Arduino được chia sẽ dễ dàng và tích hợp và các nền tảng khác nhau.
-
Mở rộng phần cứng: Arduino được thiết kế và sử dụng theo dạng module nên việc
mở rộng phần cứng cũng dễ dàng hơn.
-
Đơn giản và nhanh: rất dễ dàng lắp ráp, lập trình và sử dụng thiết bị
-
Dễ dàng chia sẻ: mọi người dễ dàng chia sẽ mã nguồn với nhau mà không lo lắng
về ngôn ngữ hay hệ điều hành mình đang sử dụng
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN WEBSERVER, CSDL, MYSQL
2.1.
Database (cơ sở dữ liệu)
Lưu trữ thông tin là nhu cầu rất thông dụng trong cuộc sống của con người. Từ thời xa
xưa con người đã biết sử dụng những vật dụng có sẵn để lưu trữ thông tin như in hình lên đá,
in lên các gốc cây, thanh gỗ. Nhưng với công nghệ 2014 này thì việc lưu trữ đó đã trở nên
quá lỗi thời. Thay vào đó công nghệ thông tin phát triển, người người đều có khả năng mua
máy tính và lưu trữ thông tin trên máy tính.
2.1.1. Lưu trữ dữ liệu dưới dạng hệ thống tập tin
Hình 2.1: Ví dụ về hệ thống tập tin dữ liệu quản lý Web project
Khi sử dụng máy tính thông thường ta sẽ lưu trữ thông tin dưới dạng file, và mỗi file ta sẽ
đặt nó trong những folder có tên khác nhau nhằm mục đích dễ dàng tìm đến. Với cách này ta
sẽ có những ưu điểm và nhược điểm như sau:
Ưu điểm:
Với việc lưu trữ này thì rõ ràng khi ta cần là lưu ngay nên tốc độ triển khai sẽ nhanh
Rõ ràng và trực quan với người không có chuyên môn công nghệ thông tin
Khuyết điểm:
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
Dữ liệu không nhất quán, đôi khi có trường hợp nhiều người sử dụng một file và sẽ xảy ra
hiện tượng lưu đè.
•
Trùng lặp dữ liệu nhiều, dữ liệu không nhất quán
•
Tính chia sẽ dữ liệu không cao (kém)
Hiện nay các cá nhân sử dụng máy tính đa số sử dụng cách lưu trữ này để lưu trữ thông
tin cho riêng mình, nên nói về sự phổ biến thì cách này phổ biến nhất, tuy nhiên với những
hệ thống dữ liệu lớn thì sẽ có rất nhiều hạn chế như việc truy xuất tìm kiếm dữ liệu sẽ chậm,
khó bảo quản,... Với những hạn chế trên thì khái niệm cơ sở dữ liệu và hệ quản trị cơ sở dữ
liệu được ra đời.
2.1.2 Cơ sở dữ liệu (CSDL)
Cơ sở dữ liệu(viết tắt CSDL_ tiếng Anh là database) được hiểu theo cách định nghĩa kiểu
kĩ thuật thì nó là một tập hợp thông tin có cấu trúc. Tuy nhiên, thuật ngữ này thường dùng
trong công nghệ thông tin và nó thường được hiểu rõ hơn dưới dạng một tập hợp liên kết
các dữ liệu, thường đủ lớn để lưu trên một thiết bị lưu trữ như đĩa hay băng. Dữ liệu này
được duy trì dưới dạng một tập hợp các tập tin trong hệ điều hành hay được lưu trữ trong
các hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
Việc sử dụng hệ thống CSDL này sẽ khắc phục được những khuyết điểm của cách lưu trữ
dươi dạng hệ thống tập tin, đó là:
•
Giảm trùng lặp thông tin ở mức thấp nhất, đảm bảo tính nhất quán và toàn vẹn dữ liệu
•
Đảm bảo dữ liệu được truy xuất theo nhiều cách khác nhau, từ nhiều người khác nhau
và nhiều ứng dụng khác nhau.
•
Tăng khả năng chia sẽ thông tin. Ví dụ nếu ta đặt hệ thống dữ liệu tại Việt Nam thì
ở bên Mỹ nếu có password logi vào thì ta hoàn toàn có thể vào hệ thống để đọc tin
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
Tuy nhiên việc sử dụng hệ quản trị CSDL lại có những phiền hà không hề nhỏ sau đây:
•
Phải đảm bảo tính chủ quyền của dữ liệu, vì khi sử dụng có tính chất chia sẽ cao
•
Bảo mật quyền khai thác thông tin
•
Bảo đảm vấn đề tranh chấp dữ liệu khi xảy ra
•
Khi gặp các trục trặc sự cố thì phải bảo đảm vấn đề an toàn dữ liệu, không bị mất dữ
liệu
Trong cuộc sống hằng ngày chắc hẳn bạn có sử dụng qua các hệ thống CSDL nhưng bạn
lại không biết. Chẳng hạng hằng ngày bạn vào đọc bài tin tức từ các trang báo, ở mỗi trang
họ có dùng một hệ thống lưu trữ dữ liệu và khi bạn vào xem hệ thống sẽ trả dữ liệu về màn
hình trình duyệt cho bạn xem. Rõ ràng bạn có thể truy cập một lúc nhiều trang và nhiều
người có thể đọc một trang cùng một lúc được, nhưng vẫn đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu
không bị sai lệch.
Đương nhiên khi sử dụng các hệ thống CSDL thì bạn phải có một hệ quản trị CSDL. Hiện
nay có rất nhiều hệ quản trị CSDL như MYSQL, SQL SERVER, Oracle, MS Access.Trong
loạt serie này ta sẽ tìm hiểu hệ quản trị CSDL MYSQL.
Cơ sở dữ liệu được phân chia ra nhiều loại khác nhau:
•
Cơ sở dữ liệu dạng file: dữ liệu được lưu trữ dưới dạng các file có thể là text, ascii,
*.dbf. Tiêu biểu cho cơ sở dữ liệu dạng file là*.mdb Foxpro
•
Cơ sở dữ liệu quan hệ: dữ liệu được lưu trữ trong các bảng dữ liệu gọi là các thực thể,
giữa các thực thể này có mối liên hệ với nhau gọi là các quan hệ, mỗi quan hệ có các
thuộc tính, trong đó có một thuộc tính là khóa chính. Các hệ quản trị hỗ trợ cơ sở dữ liệu
quan hệ như: MS SQL server, Oracle, MySQL...
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
•
Đồ án tốt nghiệp
Cơ sở dữ liệu hướng đối tượng: dữ liệu cũng được lưu trữ trong các bảng dữ liệu
nhưng các bảng có bổ sung thêm các tính năng hướng đối tượng như lưu trữ thêm các
hành vi, nhằm thể hiện hành vi của đối tượng. Mỗi bảng xem như một lớp dữ liệu, một
dòng dữ liệu trong bảng là một đối tượng. Các hệ quản trị có hỗ trợ cơ sở dữ liệu hướng
đối tượng như: MS SQL server, Oracle, Postgres
•
Cơ sở dữ liệu bán cấu trúc: dữ liệu được lưu dưới dạng XML, với định dạng này
thông tin mô tả về đối tượng thể hiện trong các tag. Đây là cơ sở dữ liệu có nhiều ưu
điểm do lưu trữ được hầu hết các loại dữ liệu khác nhau nên cơ sở dữ liệu bán cấu trúc là
hướng mới trong nghiên cứu và ứng dụng.
2.1.3. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (MYSQL)
Hình 2.2 : Hệ quản trị cơ sở dữ liệu
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (tiếng Anh: Database Management System - DBMS), là phần
mềm hay hệ thống được thiết kế để quản trị một cơ sở dữ liệu. Cụ thể, các chương trình
thuộc loại này hỗ trợ khả năng lưu trữ, sửa chữa, xóa và tìm kiếm thông tin trong một cơ sở
dữ liệu (CSDL). Có rất nhiều loại hệ quản trị CSDL khác nhau: từ phần mềm nhỏ chạy
trên máy tính cá nhân cho đến những hệ quản trị phức tạp chạy trên một hoặc nhiều siêu
máy tính.
Tuy nhiên, đa số hệ quản trị CSDL trên thị trường đều có một đặc điểm chung là sử dụng
ngôn ngữ truy vấn theo cấu trúc mà tiếng Anh gọi là Structured Query Language(SQL). Các
hệ quản trị CSDL phổ biến được nhiều người biết đến là MySQL, Oracle, PostgreSQL, SQL
Server, DB2, Infomix, v.v. Phần lớn các hệ quản trị CSDL kể trên hoạt động tốt trên nhiều
hệ điều hành khác nhau như Linux, Unix và MacOS ngoại trừ SQL Server của Microsoft chỉ
chạy trên hệ điều hành Windows.
- Ưu điểm của HQTCSDL:
•
Quản lý được dữ liệu dư thừa.
•
Đảm báo tính nhất quán cho dữ liệu.
•
Tạo khả năng chia sẻ dữ liệu nhiều hơn.
•
Cải tiến tính toàn vẹn cho dữ liệu.
- Nhược điểm:
•
HQTCSDL tốt thì khá phức tạp.
•
HQTCSDL tốt thường rất lớn chiếm nhiều dung lượng bộ nhớ.
•
Giá cả khác nhau tùy theo môi trường và chức năng.
•
HQTCSDL được viết tổng quát cho nhiều người dùng thì thường chậm.
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
Các thành phần của hệ quản trị cơ sở dữ liệu
Ngôn ngữ giao tiếp người sử dụng (NSD) và CSDL
•
•
•
Ngôn ngữ mô tả dữ liệu ( data definition language – DDL)
Ngôn ngữ thao tác dữ liệu ( data manipulation - DML)
Ngôn ngữ truy vấn dữ liệu, hay ngôn ngữ hỏi đáp có cấu trúc ( structured query
language - SQL)
• Ngôn ngữ điều khiển dữ liệu ( data control language - DCL)
Từ điển dữ liệu (data dictionary)
•
•
Dùng để mô tả các ánh xạ liên kết
Ghi nhận các thành phần cấu trúc của CSDL, các chương trình ứng dụng, mật mã,
quyền hạn sử dụng…
Có biến pháp bảo mật tốt khi có yêu cầu bảo mật
Cơ chế giải quyết vấn đề tranh chấp dữ liệu
•
•
Cấp quyền ưu tiên cho từng người sử dụng
Đánh dấu yêu cầu truy xuất dữ liệu, phân chia thời gian, người nào có yêu cầu trước
thì có quyền truy xuất dữ liệu trước.
Cơ chế sao lưu và phục hồi dữ liệu khi có sự cố xảy ra
•
Định kỳ kiểm tra CSDL, sau một thời gian nhát định hệ quản trị CSDL sẽ tự động tạo
•
ra một bản sao CSDL. Cách này hơi tốn kém.
Tạo nhật ký tao tác CSDL. Mỗi thao tác trên CSDL đều được hệ thống ghi lại, khi có
sự cố xảy ra thì tự động lần ngược lại để phục hổi CSDL
Hệ quản trị CSDL phải cung cấp một giao diện tốt, dễ sử dụng, dễ hiểu cho những người sử
dụng không chuyên.
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
Trường Đại Học Điện Lực
Đồ án tốt nghiệp
Đảm bảo tính độc lập giữa dữ liệu và chương trình
•
Khi có sự thay đổi ( thay đổi cấu trúc dữ liệu, thêm các chỉ mục…) thì các chương
trình ứng dụng đang chạy trên CSDL đó vẫn không cần phải được viết lại, hay cũng
không làm ảnh hưởng đến những NSD khác.
2.2.
WebServer
2.2.1. Webserver Font-End
Webserver chạy được các file *.htm và *.html, các file đó tạo nên một giao diện web.
Font-end: Giao diện người dùng là định dạng trang web được trình bày trên màn hình của
máy tính của người xem (máy khách) được xem bằng các phần mềm trình duyệt web như
Internet Explorer, Firefox….
Việc trình bày một website phải đảm bảo các yếu tố về thẩm mỹ đẹp, ấn tượng; bố cục
đơn giản, dễ hiểu và dễ sử dụng, các chức năng tiện lợi cho người xem
a. Ngôn ngữ HTML và cấu trúc
Giới thiệu về HTML
HTML( Hypertext Markup Language): Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản, đưa vào chuẩn
web năm 1994.
HTML là 1 ngôn ngữ đánh dấu chứ không phải 1 ngôn ngữ lập trình, nhằm tạo ra các
trang web tĩnh dựa trên các thẻ đánh dấu( tags), dựa vào các thẻ đánh dấu để trình duyệt xác
định cách hiển thị.
Cấu trúc của một tài liệu HTML
Một tài liệu HTML là 1 file văn bản chứa các thẻ đánh dấu.
Một tài liệu HTML phải có đuôi( phần mở rộng): .html .htm …
Ví dụ: index.html, default.html, vietsource.html,…
Cấu trúc của chung của 1 tài liệu HTML
GVHD: ThS. Hoàng Vân Đông
