Thiết kế thi công hệ thống chuông giường bệnh hỗ trợ công tác chăm sóc, phục vụ bệnh nhân tại bệnh việno

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS. Nguyễn Thế Dũng,
thầy đã tận tình giúp đỡ, định hướng cho em trong suốt quá tình tìm hiểu, nghiên
cứu và thiết kế đồ án tốt nghiệp.
Em cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn tới ban giám hiệu và các thầy cô trong khoa
Công nghệ điện tử viễn thông – Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền
thông. Thầy cô đã tận tình dạy dỗ và tạo điều kiện học tập và nghiên cứu trong
những năm tháng học tại nhà trường.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, những người bạn luôn ở bên
động viên và giúp tôi hoàn thiện tốt đồ án này.
Xin chân thành cảm ơn !
Thái Nguyên, tháng 5/2016
Sinh viên
Trần Trung Học

1


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
Những nội dung trong đồ án này là do tôi tổng hợp và thực hiện. Mọi tham
khảo trong đồ án này đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời
gian địa điểm và công bố.
Mọi sao chép không hợp lệ vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tôi xin chịu
hoàn toàn trách nhiệm.
Sinh viên
Trần Trung Học

2

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN

1

LỜI CAM ĐOAN 2
MỤC LỤC

3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 6
LỜI NÓI ĐẦU

8

Chương 1: CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 9
1.1 Đặt vấn đề

9

1.2. Mục tiêu nghiên cứu 11
1.2.1. Mục tiêu chung 11
1.2.2. Mục tiêu cụ thể 11
1.3.Phương pháp nghiên cứu

11

1.3.1.Đối tượng:11
1.3.2 Nội dung nghiên cứu
1.3.3. Phương pháp

11

11

1.3.4. Thời gian nghiên cứu: 12
1.4 Kết quả nghiên cứu 12
Chương 2. CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY 13
2.1 Tổng quan về truyền thông không dây

13

2.1.1 Các thành phần của hệ thống truyền thông
2.1.2 Truyền thông không dây 14
2.1.3 Mô hình truyền thông

14

2.1.4 Phân loại mạng không dây
2.1.5 Ưu điểm, nhược điểm

14

19

2.2 Giới thiệu về sóng RF (sóng vô tuyến)
2.2.1 Tần số vô tuyến (RF)

20

2.2.2 Các đặc tính của RF

22

2.2.3 Mã hóa bit23
3

19

13


2.3 Các công nghệ truyền thông không dây RF

25

2.3.1 Module thu – phát dải tần 315Mhz và 433Mhz:
2.3.2 Module thu – phát dải tần 2.4Ghz:

25

26

2.4 Công nghệ truyền thông không dây bằng blutoot 30
2.4.1 Khái niệm 30
2.4.2 Module HC-05

30

2.4.3 Các chế độ hoạt động

2.4.4 tập lênh AT

31

32

Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA328
3.1 Tìm hiểu về AVR

34

3.2 Bắt đầu với Arduino 35
3.3 Vi điều khiển Atmega328

38

3.3.1 Giới thiệu chung 38
3.3.2 Ứng dụng 42
3.3.3 Cấu trúc vi điều khiển Atmega328

42

Chương 4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG
4.1 Mô tả bài toán 46
4.2 Sơ đồ khối hệ thống 47
4.3 sơ đồ nguyên lí

47

4.4 Lưu đồ thuật toán

49

4.5 Các linh kiện sử dụng trong bài

51

4.5.1 Vi điều khiển Atmega328

51

4.5.2 Module blutoot HC-05 51
4.5.3 Module thu phát RLF24L01
4.6 Thiết kế phần mềm

52

52

4.6.1 Ngôn ngữ lập trình

52

4.6.2 Trình biên dịch 53
Chương 5. KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 55
4

46

34

5.1 Sản phẩm thực tế

55

5.2 Đánh giá kết quả thực hiện 55
5.3 Tính năng của sản phẩm
5.4 Ưu điểm

55

56

5.5. Nhược điểm 56
5.6 Kết luận

56

TỔNG KẾT 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
PHỤ LỤC

59

5


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Truyền thông không dây 13

Hình 2.2 Hệ thống truyền thông

13

Hình 2.3 Mô hình truyền thông

14

Hình 2.4 Phân loại mạng không dây dựa vào kiến trúc 15
Hình 2.5 Phân loại mạng không dây dựa vào chuẩn

15

Hình 2.6 Phân loại mạng không dây dựa vào phạm vi 16
Hình 2.7 Phân loại mạng không dây dựa vào loại tín hiệu
Hình 2.8 Phân loại dựa trên vùng phủ sóng

17

17

Hình 2.9 So sánh các nhóm mạng 18
Hình 2.10 Phân loại tần số 21
Hình 2.11 Dạng sóng điện từ

23

Hình 2.12 Các dạng mã hóa hay gặp

24

Hình 2.13 Đường đi của tín hiệu vô tuyến
Hình 2.14 Module thu

25

Hình 2.15 Module phát

26

Hình 2.16 Thông số kỹ thuật của module phát

24

26

Hình 2.17 Module thu phát có IC giải mã 26
Hình 2.18 Sơ đồ khối của nRF24L01

28

Hình 2.19 Sơ đồ chân của nRF24L01

28

Hình 2.20 Modul nRF24L01

29

Hình 2.21 Sơ đồ phần cứng Modul nRF24L01 30

Hình 2.22 Sơ đồ kết nối Modul nRF24L01 với vi điều khiển 30
Hình 2.23 Module bluetooth
Hình 3.1 Atmel - Avr

31

35

Hình 3.2 Ứng dụng ghép nối

36

Hình 3.3 Các nhà sáng lập Arduino (Arduino Core Team).
6

36


Hình 3.4 Bảng Các phiên bản Arduino hiện có 38
Hình 3.5 Các loại KIT Arduino

38

Hình 3.6 Một board arduino đơn giản với ATmega328 42
Hình 3.7 Sơ đồ khối vi điều khiển Atmega 328 42
Hình 3.8 Sơ đồ chân ATmega328 43
Hình 3.9 Tính năng đặc biệt của các chân Port B44
Hình 3.10 Tính năng đặc biệt của các chân Port C

44

Hình 3.11 Tính năng đặc biệt của các chân Port D

45

Hình 4.1 Sơ đồ ngữ cảnh tại bệnh viện
Hình 4.2 Sơ đồ khối hệ thống

46

47

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lí khối phát

47

Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lí khối thu 48
Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lí khối phát bluetooth
Hình 4.6 Lưu đồ thuật toán khối phát

49

Hình 4.7 Lưu đồ thuật toán khối thu

50

Hình 4.8 Vi điều khiển Atmega328

51

48

Hình 4.9 Module phát tín hiệu Bluetooth 51
Hình 4.10 Module thu phát tín hiều RF
Hình 4.11 IC 74HC595

52

52

Hình 4.12 Cấu trúc cơ bản của một chương trình.
Hình 4.13 Code thử nghiệm

53

Hình 4.14 Giao diện trình biên dịch Arduino IDE
Hình 4.15 Vùng lệnh

54

Hình 4.16 Icon và chức năng

52

54

Hình 4.17 Vùng thông báo 54
Hình 5.1 Khối thu và khối hiển thị 55
Hình 5.2 Khối phát tín hiệu 55

7

53


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới
chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển
của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như
sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho
hoạt động của con người đạt hiệu quả cao.
Trước sự thay đổi manh mẽ của nền kinh tế thế giới, dưới sự tác động của
tự do thương mại hóa, quá trình hội nhập, toàn cầu hóa kinh tế quốc tế. Sự thay đổi
từng ngày của kĩ thuật công nghệ thông tin, công nghệ tự động hóa… Kinh tế việt
nam không ngừng từng bước thay đổi mình tích cực thực hiện công nghiệp hóa
hiện đại hoá trang thiết bị máy móc. Là một nước nông nghiệp nghèo đang phát
triển, tích cực công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì nhu cầu nâng cao điều
kiện sống, chăm sóc sực khỏe cũng không ngừng được gia tăng. Hướng tới nhu
cầu cấp thiết đó cùng sự định hướng và chỉ dẫn của thầy giáo Nguyễn Thế Dũng
em đã chọn đề tài thực tốt nghiệp “THIẾT KẾ THI CÔNG HỆ THỐNG
CHUÔNG GIƯỜNG BỆNH HỖ TRỢ CÔNG TÁC CHĂM SÓC, PHỤC VỤ
BỆNH NHÂN TẠI BỆNH VIỆN”.
Trong quá trình nghiên cứu và làm báo cáo, em vẫn còn một số vấn đề thiếu
xót do kiến thức còn hạn chế. Rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô giáo và
các bạn để bài báo cáo được hoàn thiện hơn.
em xin chân thành cảm ơn!
8


9

Chương 1: CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1 Đặt vấn đề
Việt Nam là một nước đang phát triển với tổng dân số gần 86 triệu người, là
nước đông dân thứ 3 trong khu vực Đông Nam Á và đứng thứ 13 trên thế giới.
GDP bình quân đầu người năm 2010 ước khoảng 1.200 USD. Với mức này, Việt
Nam đã chuyển vị trí từ nhóm nước nghèo nhất sang nhóm nước có mức thu nhập
trung bình thấp. Hiện ngân sách dành cho y tế vào khoảng gần 7% và Bộ Y tế đang
đề xuất tăng hơn trong những năm tới. Trong giai đoạn hiện tại, một trong những
lĩnh vực được coi trọng nhất và là một trong những ưu tiên đặc biệt của ngành y tế
để đầu tư, phát triển chính là y tế điện tử. Y tế điện tử (YTĐT) hay còn gọi là ehealth được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: Lưu trữ, xử lý và
truyền tải thông tin nói chung và thông tin về quản lý bệnh viện nói riêng như:
quản lý bệnh nhân, dược, viện phí, Quản lý thông tin về lâm sàng, hành chính và
tài chính của bệnh viện; Cung cấp cơ chế để các chuyên gia y tế ở khoảng cách xa
thực hiện được các công việc chẩn đoán và điều trị; Nâng cao năng lực bằng cách
đưa ra các khóa huấn luyện và đào tạo y học liên tục, trực tuyến cho các sinh viên
và nhân viên y tế; Tạo nguồn thu từ phát triển các thiết bị di động, đem lại những
cách tiếp cận sáng tạo cho chăm sóc sức khỏe; Tạo khả năng thực hiện các nghiên
cứu y sinh có mức độ phức tạp cao thông qua mạng lưới tin học. E-health còn là
các bệnh án điện tử, kê đơn thuốc trên hệ thống máy tính, cơ sở dữ liệu khám chữa
bệnh được cập nhật, thay đổi hàng ngày và đảm bảo an toàn cao, hỗ trợ cho hoạt
động khám và điều trị sức khoẻ, cung cấp thông tin về sức khoẻ tới người dân và
cung cấp thông tin phục vụ cho hoạt động nghiên cứu khoa học. E-health cung cấp
một nền tảng cho hoạt động xuất bản và cảnh báo thông tin sức khoẻ và hoạt động
quản lý hành chính.
Trong những năm qua, công tác bảo vệ và chăm sóc sức khỏe nhân dân ở
nước ta đạt được nhiều kết quả tốt. Việc ứng dụng y tế điện tử đã góp phần đáng
10

kể trong công tác quản lý, điều hành hoạt động cung cấp dịch vụ y tế, giảm bớt áp
lực công việc cho cán bộ các cơ sở y tế đồng thời nâng cao chất lượng thông tin.
Tuy nhiên, trước sự phát triển với tốc độ nhanh của khoa học công nghệ, đặc biệt
là công nghệ điện tử viễn thông (CNĐTVT) và trước nhu cầu thông tin phục vụ
công tác chăm sóc và bảo vệ sức khỏe nhân dân, việc ứng dụng CNĐTVT trong
lĩnh vực y tế vẫn còn nhiều vấn đề nan giải.
Hệ thống bệnh viện đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống chăm sóc
sức khỏe. Việt Nam có 1100 bệnh viện với hơn 180,000 giường được chia thành 3
tuyến: tuyến huyện, tuyến tỉnh do Sở Y tế quản lý và tuyến trung ương do Bộ Y tế
quản lý. ngành y tế nói chung và mạng lưới khám chữa bệnh nói riêng đang phải
đối mặt với nhiều khó khăn thách thức và một số mặt hạn chế: Đầu tư cho y tế tuy
có tăng nhưng chưa tương xứng với nhu cầu khám chữa bệnh của người dân; năng
lực y tế tuyến cơ sở còn hạn chế; cơ sở hạ tầng và trang thiết bị của nhiều bệnh
viện đã xuống cấp. Hiện tượng quá tải, người bệnh nằm ghép đôi, ghép ba tại các
bệnh viện tuyến trung ương như Bạch Mai, BV Việt Đức, BV Nhi Trung ương,
BV K…, là khá phổ biến và kéo dài nhiều năm gây ảnh hưởng tới chất lượng điều
trị và chăm sóc người bệnh; Tác động mặt trái của cơ chế thị trường đã làm gia
tăng hiện tượng lạm dụng thuốc, xét nghiệm, chẩn đoán hình ảnh, dịch vụ kỹ thuật
cao.v.v. Trong khi nhu cầu khám chữa bệnh của nhân dân ngày càng tăng, yêu cầu
về chất lượng ngày càng cao. Các loại hình dịch vụ ngày càng đa dạng, các kỹ
thuật điều trị tiên tiến được áp dụng rộng rãi, các loại biệt dược khác nhau được
đưa vào ứng dụng trong điều trị tạo nên một lượng thông tin đồ sộ mà các nhà
quản lý cần xử lý. Trước những thực trạng đó đòi hỏi bệnh viện phải đẩy mạnh
ứng dụng công nghệ điện tử viễn thông trong công tác quản lý và điều hành các
hoạt động cung cấp dịch vụ KCB cho bệnh nhân.Phát triển và ứng dụng điện tử
viễn thông trong quản lý hệ thống thông tin y tế là hoạt động hết sức cần thiết và
thiết thực nhằm nâng cao chất lượng quản lý nhà nước về y tế, nâng cao hiệu quả
chăm sóc và bảo vệ sức khỏe nhân dân.
11

Bên cạnh đó mạng không dây đã đạt được những bước phát triển đáng kể.
Tại một số nước có nên kinh tế phát triển tại Châu Âu, Châu Mỹ mạng không dây
đã rất phát triền trong đời sống. Chỉ với một laptop, PDA hoặc một phương tiện
truy cập mạng không đây bất kì ta cũng có thể truy cập vào mạng hay bất cứ ở đâu
có được các thông tin cần thiết phục vụ đời sống thực tế.
Chính những ưu điểm vượt trội của truyền thông không dây sử dụng công
nghệ RF mà chúng đã được ứng dụng ngày càng nhiều và phổ biến hơn. Song nó
vẫn hứa hẹn là một đích đến tiêu biểu cho các nhà nghiên cứu, cho những mục
đích phát triển đầy tiềm năng. Để áp dụng công nghệ này vào thực tế trong tương
lai, đã có không ít các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu, nắm bắt những thay
đổi trong công nghệ này.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu chung
Tìm hiểu những lĩnh vực tiềm năng trong công tác hỗ trợ chăm sóc bệnh
nhân và những điều kiện cần có để tăng cường ứng dụng truyền thông không dây,
từ đó đề ra những kiến nghị để phát triển ứng dụng vào thực tế ở Việt Nam trong
thời gian tới.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Giám sát yêu cầu chăm sóc bệnh nhân.
- Giám sát quá trình phục vụ của bác sĩ.
- Xây dựng hệ thống gọi và nhận phục vụ của bác sĩ đối với bệnh nhận.
- Khả năng phục vụ và mở rộng dựa vào nhu cầu thực tế tại cơ sở.
- Đánh giá thực trạng và tiềm năng ứng dụng của công nghệ ở một số lĩnh
vực cụ thể. Đề xuất những lĩnh vực tiềm năng, những nội dung cần quan tâm để
phát triển ứng dụng ở Việt Nam.
 1.3.Phương pháp nghiên cứu
1.3.1.Đối tượng:
- Các nhà lãnh đạo, các nhà hoạch định chính sách trong và ngoài ngành Y tế

12


- Cán bộ thuộc các Vụ, Cục trong ngành Y tế.
1.3.2 Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu và đánh giá thực trạng công tác phục vụ và chăm sóc sức khỏe
bệnh nhân, cơ sở vật chất tại cơ sở bệnh viện.
- Tìm hiểu vể công nghệ truyền thông không dây.
- Thiết kế xây dựng phần cứng.
1.3.3. Phương pháp
- Khảo sát, thu thập và phân tích những thông tin sẵn có liên quan đến ứng
dụng điện tử y tế ở VN hiện nay:
+ Các chủ trương, chính sách, tổ chức.
+ Các số liệu, thông tin, báo cáo về tình hình ứng dụng
- Điều tra việc ứng dụng và tiềm năng phát triển điện tử y tế ở lĩnh vực cụ
thể: khám chữa bệnh và điều trị, y tế dự phòng, đào tạo và nghiên cứu khoa học.
- Phỏng vấn sâu: nhóm kỹ thuật tiến hành phỏng vấn sâu một số cán bộ có
kinh nghiệm trong lĩnh vực ứng dụng y tế điện tử.
- Gửi tài liệu xin ý kiến chuyên gia.
1.3.4. Thời gian nghiên cứu:
Từ ngày 21 tháng 03 năm 2016 đến ngày 23 tháng 05 năm 2016.
1.4 Kết quả nghiên cứu
- 01 sản phẩm phần cứng.
- 01 báo cáo.

13


Chương 2. CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY
2.1 Tổng quan về truyền thông không dây

Truyền thông là việc chia sẻ dữ liệu và thông tin, nói cách khác : Truyền
thông là truyền hoặc trao đổi thông tin, tín hiệu giữa hai hay nhiều thiết bị truyền
thông.
Hiện nay có rất nhiều các công nghệ, thiết bị hỗ trợ cho quá trình truyền
thông.

Hình 2.1 Truyền thông không dây
2.1.1 Các thành phần của hệ thống truyền thông

14


Hình 2.2 Hệ thống truyền thông

2.1.2 Truyền thông không dây
Truyền thông không dây là việc truyền tải thông tin qua một khoảng cách
mà không cần dây dẫn làm môi trường truyền.
 Việc truyền/nhận giọng nói dữ liệu sử dụng sóng điện từ trong không
gian.
 Thông tin từ người gửi đến người nhận được thực hiện trên băng tần xác định
 Mỗi kênh có dung lượng và băng thông tần số cố định
 Các kênh khác nhau có thể được sử dụng để truyền tải thông tin song
song và độc lập
2.1.3 Mô hình truyền thông
15


Hình 2.3 Mô hình truyền thông
2.1.4 Phân loại mạng không dây
 Phân loại mạng không dây dựa vào kiến trúc:

 Mạng có kiến trúc:
 Sử dụng các node và gateway có dây và không dây
 Mỗi node chính được định nghĩa trước vai trò trong mạng
 Mạng có kiến trúc: Mạng tế bào, WLAN dùng access point,…
 Mạng không có kiến trúc:
 Không có sự sắp xếp trước
 Tập hợp ngẫu nhiên các node lại với nhau tạo thành 1 mạng

16


Hình 2.4 Phân loại mạng không dây dựa vào kiến trúc
 Phân loại mạng không dây dựa vào chuẩn:
 3GPP: WCDMA, HSDPA, LTE.
 3GPP2: CDMA2000, EV-DO,UMB.
 IEEE: IEEE802.11, IEEE802.16.

17


Hình 2.5 Phân loại mạng không dây dựa vào chuẩn
 Phân loại mạng không dây dựa vào sự di động
 Mạng không dây cố định: người dùng đã kết nối được xem như ở yên một
chỗ
 Mạng không dây di động: Một phần trong các thiết bị không dây là di
động
 Việc thay đổi điểm kết nối vào mạng có thể được thực hiện khi thiết bị vẫn
onl
18

 Ví dụ: Cellula netwwork, mobile ad hoc network (MANET)
 Phân loại mạng không dây dựa vào phạm vi:
 Body area netwwork: như cảm biến được gắn vào người
 Personal area netwworks: Home networking, Bluetooth và ZigBee
 Local area networks: WirelessLAN, Wifi
 Metropolitan area netwworks (Mạng đô thị): WiMAX
 Wide area networks: cellula và satellite netwworks

Hình 2.6 Phân loại mạng không dây dựa vào phạm vi
 Phân loại mạng không dây dựa vào loại tín hiệu:
 Liên tục (continuous) /tương tự (analog): Lấy tất cảgiá trị biên độ
(amplitude) có thể có.
 Mạng Cellula thế hệ cũ.
 Số (digital) /rời rạc (Discrete): chỉ lấy một tập hợp giá trị cường độ nhất định.
19


 Mạng 2G và các thế hệ sau đó.

Hình 2.7 Phân loại mạng không dây dựa vào loại tín hiệu
 Phân loại mạng không dây dựa vào băng thông:
 Narrowband wireless network: Mạng băng hẹp.
 Broadband wireless network: Mạng băng rộng (UWB, WiMax, LTE,..)
Các tần số tiêu biểu:
 FM Radio ~ 88 MHz
 TV Broadcast ~ 200 MHz
 GSM Phones ~ 900 MHz
 GPS ~ 1.2 GHz
 PCS Phones ~ 1.8 GHz

 Bluetooth ~ 2.4 GHz
 WiFi ~ 2.4 GHz
 Phân loại dựa trên vùng phủ sóng, mạng không dây được chia thành 5 nhóm:

20


Hình 2.8 Phân loại dựa trên vùng phủ sóng
 WPAN: mạng vô tuyến cá nhân. Nhóm này bao gồm các công nghệ vô
tuyến có vùng phủ nhỏ tầm vài mét đến hàng chục mét tối đa. Các công nghệ này
phục vụ mục đích nối kết các thiết bị ngoại vi như máy in, bàn phím, chuột, đĩa
cứng, khóa USB, đồng hồ,...với điện thoại di động, máy tính. Các công nghệ trong
nhóm này bao gồm: Bluetooth, Wibree, ZigBee, UWB, Wireless USB, EnOcean,...
Đa phần các công nghệ này được chuẩn hóa bởi IEEE, cụ thể là nhóm làm việc
(Working Group) 802.15. Do vậy các chuẩn còn được biết đến với tên như IEEE
802.15.4 hay IEEE 802.15.3...
 WLAN : mạng vô tuyến cục bộ. Nhóm này bao gồm các công nghệ có
vùng phủ tầm vài trăm mét. Nổi bật là công nghệ Wifi với nhiều chuẩn mở rộng
khác nhau thuộc gia đình 802.11 a/b/g/h/i/... Công nghệ Wifi đã gặt hái được những
thành công to lớn trong những năm qua. Bên cạnh WiFi thì còn một cái tên ít nghe đến
là HiperLAN và HiperLAN2, đối thủ cạnh tranh của Wifi được chuẩn hóa bởi ETSI.
 WMAN: mạng vô tuyến đô thị. Đại diện tiêu biểu của nhóm này chính
là WiMAX. Ngoài ra còn có công nghệ băng rộng BWMA 802.20. Vùng phủ sóng
của nó sẽ tằm vài km (tầm 45km tối đa).
 WWAN: Mạng vô tuyến diện rộng: Nhóm này bao gồm các công nghệ

21


mạng thông tin di động như UMTS/GSM/CDMA2000... Vùng phủ của nó cũng

tầm vài km đến tầm chục km.
 WRAN: Mạng vô tuyến khu vực. Nhóm này đại diện là công nghệ
802.22 đang được nghiên cứu và phát triển bởi IEEE. Vùng phủ có nó sẽ lên tầm
40100km. Mục đích là mang công nghệ truyền thông đến các vùng xa xôi hẻo
lánh, khó triển khai các công nghệ khác.

Hình 2.9 So sánh các nhóm mạng
Tất cả các công nghệ này đều giống nhau ở chổ chúng nhận và chuyển tin
bằng cách sử dụng sóng điện từ (EM).
 Phân loại dựa trên các công nghệ mạng, mạng không dây được chia
thành 3 loại:
• Kết nối sử dụng tia hồng ngoại.
• Sử dụng công nghệ Bluetooth.
• Kết nối bằng chuẩn Wifi.
22


2.1.5 Ưu điểm, nhược điểm
2.1.5.1 Ưu điểm
 Không phụ thuộc vào dây dẫn
 Bao phủ toàn cầu
 Mềm dẻo
 Luôn giữ liên lạc
 Cài đặt dễ dàng và chi phí thấp
 Khả năng phục hồi sau thảm họa tốt hơn.
2.1.5.2 Nhược điểm:
 Xung đột cao hơn và tính đáng tin cậy thấp hơn so với mạng có dây
 Thấp hơn về: băng thông, tốc độ truyền.
 Chất lượng dịch vụ: suy giảm.
 Cao hơn về: thời gian trễ, thời gian thiết lập kết nối.

 Các điều kiện hoạt động trên mạng có tính dễ thay đổi
 Giới hạn về tài nguyên
 Nguy cơ về sức khỏe
 Phổ tần số sử dụng có giới hạn
 Khả năng bảo mật kém hơn trên mạng có dây
 Đường truyền bao giờ cũng là đường truyền dùng chung
2.2 Giới thiệu về sóng RF (sóng vô tuyến)
Để tạo được liên kết bên thu và bên phát ta dùng sóng điện từ. Nếu vào nhà
và đóng một khóa điện, dòng điện chảy qua một tim đèn, làm nóng sợi tim, và đèn
phát ra ánh sáng, ánh sáng thấy được đó chính là sóng điện từ trường. Vậy có thể
dùng sóng điện từ trường để truyền đi xa các tín hiệu. Sóng điện từ trường quen
gọi là sóng điện từ hay gọn hơn là sóng. Sóng điện từ là các dao động lặp đi lặp lại
và càng lúc càng lan ra xa, nó lan truyền cũng giống như sóng nước lan truyền trên
mặt nước. Vậy sóng điện từ cũng có các đặc tính như:
23


 Tần số của sóng: Chỉ số lần dao động đếm được trong 1 giây.
 Bước sóng: Chỉ đoạn đường sóng đi được ứng với 1 chu kỳ sóng.
 Tốc độ lan truyền: Chỉ đoạn đường sóng đi được trong 1 giây.
 Cường độ sóng: Chỉ biên độ của sóng.
Tần số cho thấy chuyển động nhanh chậm của các dao động, còn cường độ
chỉ dùng sức mạnh yếu của sóng. Tóm lại, bạn có thể dùng sóng điện từ để tạo liên
thông “ vô tuyến” với các thiết bị đặt ở xa.
Tạo sóng điện từ
Ta dùng một cuộn dây L cho mắc song song với một tụ điện tinh chỉnh C.
Dùng cuộn cảm 10µH để lấy tín hiệu cho qua tụ 5pF hồi tiếp về chân B của
transistor để duy trì trạng thái dao động của mạch. Mỗi khi chân B của transistor
được cấp mức điện áp phân cực, transistor sẽ dao động nó liên tục bơm dòng điện
kích thích vào mạch cộng hưởng LC, mạch này sẽ tạo ra sóng điện từ trường có tấn

số rất cao và sóng điện từ sẽ phủ sóng vào không gian chung quanh. Trong mạch
dùng 1 LED nhỏ để báo cho biết mạch đang được cấp điện.
2.2.1 Tần số vô tuyến (RF)
Tần số vô tuyến (RF) là dải tần số nằm trong khoảng 3 kHz tới 300 GHz,
tương ứng với tần số của các sóng vô tuyến và các dòng điện xoay chiều mang tín
hiệu vô tuyến. RF thường được xem là dao động điện chứ không phải là dao động
cơ khí, dù các hệ thống RF cơ khí vẫn tồn tại.
2.2.1.1 Tình chất đặc biệt của dòng điện tần số vô tuyến
Các dòng điện dao động ở các tần số vô tuyến có các tính chất đặc biệt khác
với dòng một chiều hay dòng xoay chiều dao động ở tần số thấp. Năng lượng trong
một dòng điện RF có thể lan truyền trong không gian như các sóng điện từ (sóng
vô tuyến); đây là cơ sở của công nghệ vô tuyến. Dòng điện RF không chạy trong
lòng dây dẫn mà phần lớn lại chạy trên bề mặt của dây dẫn; điều này được gọi
là hiệu ứng bề mặt. Vì lý do này, khi cơ thể con người tiếp xúc với các dòng điện
RF công suất lớn có thể gây bỏng bề mặt da và còn được gọi là bỏng RF. Dòng
24


điện RF có thể dễ dàng ion hóa không khí, tạo ra vùng dẫn điện qua nó. Đặc tính
này được áp dụng cho các khối "cao tần" trong hàn hồ quang điện, cách hàn này sử
dào điện ở tần số cao hơn so với phân bố công suất sử dụng. Đặc tính khác là khả
năng xuất hiện dòng điện qua nơi chứa vật liệu cách điện, như chất li điện môi của
một tụ điện. Khi dẫn điện bằng một dây cáp điện thông thường, dòng điện RF có
xu hướng phản xạ không liên tục trong cáp chẳng hạn như trong các bộ đấu nối và
phản xạ ngược trở lại nguồn, gây ra sóng đứng, do đó dòng điện RF phải được
truyền trên một loại cáp đặc biệt gọi là đường dây truyền tải.
2.2.1.2 Thông tin vô tuyến
Để nhận được tín hiệu vô tuyến, có thể sử dụng anten. Tuy nhiên, anten sẽ
nhận hàng ngàn tín hiệu vô tuyến cùng lúc, cần phải có một bộ dò sóng vô tuyến
bắt được tần số muốn tìm (hay dải tần). Việc này thường được thực hiện thông qua

một bộ cộng hưởng – trong dạng đơn giản nhất, một mạch với một tụ điện và một
cuộn cảm tạo thành một mạch cộng hưởng. Mạch cộng hưởng khuếch đại dao
động trong một dải tần cụ thể, trong khi giảm dao động ở các tần số khác ngoài
băng tần.
2.2.1.3 Phân loại tần số

25