XÂY DỰNG hệ THỐNG QUAN TRẮC môi TRƯỜNG có KIỂM SOÁT THÔNG QUA IOT (có code)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUAN TRẮC
MÔI TRƯỜNG CÓ KIỂM SOÁT
THÔNG QUA IOT


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ............................................................................................IX
DANH MỤC BẢNG BIỂU..................................................................................................X
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................................XI
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG...........1
1.1

GIỚI THIỆU..................................................................................................................1

1.2

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI...............................................................................................4

CHƯƠNG 2. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI............................................................................6
2.1

MODULE WIFI VÀ SENSOR.........................................................................................6

2.2

NHỮNG NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH WEBSITE....................................................................8

2.3

XÂY DỰNG WEBSITE.................................................................................................14

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG.............................................................................16
3.1

MÔ PHỎNG SENSOR..................................................................................................16

3.2

LẬP TRÌNH WEBSITE.................................................................................................18

3.2.1

Đưa dữ liệu và hiển thị dữ liệu trên website.....................................................18

3.2.2

Cảnh báo khi điều kiện không thuộc ngưỡng cho phép....................................23

3.2.3

Các thông tin cần thiết cho người dùng............................................................25

3.3

LẬP TRÌNH APP CHO ĐIỆN THOẠI..............................................................................26

CHƯƠNG 4. NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ.....................................................................28
4.1

MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM.....................................................................................28

4.2

WEBSITE VÀ APP......................................................................................................28

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN..................................................................................................31
5.1

KẾT LUẬN.................................................................................................................31

5.2

HƯỚNG PHÁT TRIỂN.................................................................................................32

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................33
PHỤ LỤC

........................................................................................................................34


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
HÌNH 1 - 1: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH[1]..............................2
HÌNH 1 - 2: HÌNH ẢNH BÌNH NÓNG LẠNH TỰ ĐỘNG[1]
HÌNH 2 - 1: CHỨC NĂNG CÁC CHÂN MODULE WIFI [1]............................6
HÌNH 2 - 2: CẢM BIẾN DHT22 [4]......................................................................8
HÌNH 2 - 3: HÌNH ẢNH FIREBASE[2]...........................................................12Y
HÌNH 3 - 1: TEST BOARD CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM..........................16
HÌNH 3 - 2: KẾT QUẢ SAU KHI MÔ PHỎNG NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM..............17
HÌNH 3 - 3: HÌNH ẢNH FIREBASE LƯU DỮ LIỆU TỪ ESP 8266................18

HÌNH 3 - 4: HÌNH ẢNH MÔ TẢ DỮ LIỆU ĐƯỢC LẤY TỪ FIREBASE VÀ
XUẤT RA FILE .JSON.........................................................................................19
HÌNH 3 - 5: HÌNH ẢNH MÔ PHỎNG SAU KHI ĐƯA LÊN TRANG WEB...20
HÌNH 3 - 6: NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM HIỂN THỊ THEO NGÀY..............................21
HÌNH 3 - 7: NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM HIỂN THỊ THEO THÁNG...........................21
HÌNH 3 - 8: NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM HIỂN THỊ THEO NĂM................................22
HÌNH 3 - 9: NHIỆT ĐỘ SO SÁNH THEO NĂM...............................................22
HÌNH 3 - 10: ĐỘ ẨM SO SÁNH THEO NĂM...................................................23
HÌNH 3 - 11: CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ LỚN HƠN MỨC NGƯỠNG...............23
HÌNH 3 - 12: CẢNH BÁO NHIỆT ĐỘ NHỎ HƠN MỨC NGƯỠNG..............24
HÌNH 3 - 13: CẢNH BÁO ĐỘ ẨM LỚN HƠN MỨC NGƯỠNG.....................24
HÌNH 3 - 14: CẢNH BÁO ĐỘ ẨM NHỎ HƠN MỨC NGƯỠNG....................25
HÌNH 3 - 15: HÌNH ẢNH DỰ BÁO THỜI TIẾT CỦA VTV VIỆT NAM........25
HÌNH 3 - 16: GIÁ CỦA TÔM SÚ[3]....................................................................26
HÌNH 3 - 17: GIÁ CỦA TÔM THẺ[3].................................................................26
HÌNH 3 - 18: HÌNH ẢNH MÔ PHỎNG NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẨM TRÊN APP.......27


DANH MỤC BẢNG BIỂU
BẢNG 4 - 1: SO SÁNH ƯU ĐIỂM.......................................................................30
BẢNG 4 - 2: SO SÁNH NHƯỢC ĐIỂM..............................................................30


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CSS

Cascading Style Sheets

HTML

HyperText Markup Language

IOT

Internet Of Things


Trang 1/65

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUAN TRẮC MÔI
TRƯỜNG

1.1 Giới thiệu
Ngày nay nền công nghiệp thực phẩm phát triển mạnh mẽ nên việc kiểm soát
nhiệt độ độ ẩm khi bảo quản lưu trữ các sản phẩm công, nông nghiệp trong các kho
chứa rất là quan trong. Thông thường các loại hàng hóa lưu trữ, nhiệt độ, độ ẩm
trong kho luôn duy trì một mức nhất định. Mở rộng ra là các ứng dụng nông nghiệp
xanh như…
Cùng với sự phát triển của thiết bị cảm biến, công nghiệp máy tính và công nghệ
thông tin, điều này cho phép con người có thể theo dõi các thông số môi trường từ
xa ví dụ như sử dụng cảm biến nhiệt độ độ ẩm tự động tưới cây nếu nhiệt độ quá
cao, và báo qua điện thoại cho người dùng biết... Đây là khởi nguồn của Internet of
Things (IoT).
IOT chính thức xuất hiện vào năm 1999, khi con người bắt đầu nhận thấy tiềm
năng của xu hướng này bên cạnh việc mạng Internet cùng nhiều rào cản về khoa
học công nghệ đã dần được khai phá.
Theo định nghĩa từ Wikipedia, Intetnet of Things – IoT là một kịch bản của thế

giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và
tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà
không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính.
IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và
Internet.
Như vậy, chúng ta có thể hiểu IoT là khi tất cả mọi thứ đều được kết nối với
nhau qua mạng Internet, và người dùng có thể kiểm soát, điều khiển tất cả qua mạng
chỉ bằng một thiết bị thông minh như smartphone, tablet, PC hay thậm chí là với
chiếc smartwatch ngay trên tay của mình.
Điều kì diệu ở đây đó chính là cảm biến. Các thiết bị cần kết nối phải được tích
hợp một chip cảm biến để có thể chuyển đổi, phát hiện các hiện tượng trong môi

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 2/65

trường tự nhiên và biến nó thành dữ liệu trong môi trường Internet để xử lý dữ liệu
và tiến hành thực thi các điều hướng trong mạng Internet đó theo cách mà người
dùng mong muốn.
Internet of Things và những ứng dụng vượt trội trong giải pháp nhà thông
minh hiện nay
Có lẽ, nếu chỉ nghe về khái niệm IoT, bạn sẽ thấy khá mơ hồ và khó hiểu. Tuy
nhiên, với những ứng dụng vượt trội của Iot trong giải pháp nhà thông minh hiện
nay, chắc chắn, khái niệm này sẽ thân thuộc hơn rất nhiều.
Hệ thống chiếu sáng thông minh

Hình 1 - 1: Hệ thống chiếu sáng thông minh [1]

Hệ thống đèn thông minh cho phép người dùng có thể bật/ tắc đèn của tất cả các

phòng hoặc từng phòng riêng lẻ mà không cần di chuyển bất kì bước chân nào. IoT
giúp người dùng xử trí dễ dàng khi ra ngoài mà quên tắt đèn phòng ngủ, dù chủ nhà
có đang cách xa ngôi nhà của mình. Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng thông minh cũng

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 3/65

cho phép hẹn giờ bật/ tắt đèn cho các vị trí chiếu sáng cố định, ví dụ như đèn trang
trí sân vườn, đèn chiếu sáng cổng chính.
Điều hòa, bình nóng lạnh tự động

Hình 1 - 2: Hình ảnh bình nóng lạnh tự động[1]

Trước đây, người dùng thường mất 5 – 10 phút chờ đợi sau khi bật điều hòa,
bình nóng lạnh để làm mát căn phòng hoặc có nước nóng sử dụng. Tuy nhiên, với
IoT, người dùng có thể khởi động các hệ thống này bằng smartphone hay tablet của
mình,để đảm bảo khi về tới nhà, tất cả mọi thứ đã sẵn sàng sử dụng. Các thao tác
hẹn giờ, thay đổi nhiệt độ cũng có thể thực hiện nhanh chóng và dễ dàng trên thiết
bị di động thông minh, giúp gia chủ có thể tiết kiệm tối đa thời gian và lượng điện
tiêu thụ trong gia đình – tránh trường hợp quên không tắt bình nóng lạnh, điều hòa
khi ra ngoài. Tương tự, các thiết bị khác trong gia đình như rèm cửa cũng hoàn toàn
tự động hóa bằng ứng dụng IoT.
Giải pháp âm thanh đa vùng
Việc nghe nhạc, giải trí với IoT trở nên đơn giản hơn bao giờ hết, vì cùng một
nguồn nhạc từ smartphone, tablet có thể phát nhạc cho tất cả ngôi nhà hoặc từng
khu vực riêng biệt tùy thuộc vào lựa chọn của người sử dụng. Đặc biệt hơn, người
dùng có thể tạo lập cho mình những “kịch bản” rất riêng như “Chào buổi sáng”,
Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT

Trang 4/65

“Ăn tối”, “Ngủ ngon”. Khi đó, chỉ cần chạm vào “Chào buổi sáng”, rèm cửa tự
động mở, âm nhạc sẵn sàng phát những âm thanh vui tươi chào đón ngày mới, tạo
sự thư thái, tiện nghi trọn vẹn cho người sử dụng. Hay là khi chạm vào “Ngủ ngon”
thì đèn của phòng sẽ tự động tắt và máy lạnh sẽ tăng giảm nhiệt độ để có một cảm
giác mát mẻ nhất cho người sử dụng dễ chịu khi ngủ.
Sở hữu một ngôi nhà thông minh sử dụng ứng dụng IoT đồng nghĩa với việc hệ
thống an ninh giám sát an toàn, chặt chẽ hơn nhiều lần so với camera thông thường.
IoT cho phép người dùng có thể theo dõi, giám sát ngôi nhà của mình dù đang đi
công tác hay trong những kì nghỉ xa nhà qua smartphone hay tablet. Khi có dấu hiệu
đột nhập, dựa vào những thiết lập sẵn, còi hú sẽ vang lên, đèn xoáy quay sáng, hệ
thống chiếu sáng bật lên, rèm cửa ngay lập tức mở ra. Tất cả các thiết bị sẽ cùng
tham gia vào “công cuộc” chống trộm, bảo đảm an ninh tuyệt đối cho ngôi nhà của
bạn. Rõ ràng, Internet of Thing có thể thay đổi hoàn toàn cách sống của con người
trong tương lai không xa.

1.2 Mục đích của đề tài
Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT chúng ta có
thể ứng dụng đề tài vào kiểm soát nhiệt độ độ ẩm ở hồ nuôi tôm, trồng rau công
nghiệp, kiểm soát hàng hóa trong kho, vườn ươm thông minh. Chúng ta có thể đưa
ra cảnh báo với một mức nhiệt độ nào đó nhất định. Để cho người nuôi trồng có thể
biết được khi nào là mức nhiệt độ lý tưởng. Mục đích của đề tài là thiết kế một hệ
thống kiểm soát môi trường có kiểm soát thông qua Iot. Trong đó, một phần lớn đề
tài tập trung vào việc xây dựng website và app điện thoại để theo dõi, cập nhập điều
kiện môi trường thời gian thực, kết hợp với việc dự báo, cảnh báo khi điều kiện môi
trường vượt ngưỡng cho phép.

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 5/65

CHƯƠNG 2.

NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

1.3 Module Wifi và Sensor
 Module Wifi ESP8266
Đây là module truyền nhận WiFi đơn giản dựa trên chip ESP8266 SoC
(System on Chip) của hãng Espressif. Module ESP8266 V1 thường được sử
cho các ứng dụng IOT. Module này đã được nạp sẵn firmware giúp người
dùng giao tiếp với wifi rất dễ dàng qua tập lệnh AT thông qua giao tiếp
UART ( baudrate mặc định 9600, một số mạch là 11520) quen thuộc.
Tính năng chính:

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 6/65

 Hỗ trợ chuẩn 802.11b/g/n.
 Wi-Fi 2.4 Ghz, hỗ trợ WPA/WPA2.
 Chuẩn điện áp hoạt động: 3.3V.
 Chuẩn giao tiếp nối tiếp UART với tốc độ Baud lên đến 11520.
 Có 3 chế độ hoạt động: Client, Access Point.
 Hỗ trợ các chuẩn bảo mật như: OPEN, WEP, WPA_PSK,
WPA2_PSK, WPA_WPA2_PSK.

 Hỗ trợ cả 2 giao tiếp TCP và UDP.
 Làm việc như các máy chủ có thể kết nối với 5 máy con.

Hình 2 - 1: Chức năng các chân module Wifi [1]

 VCC: 3.3V , dòng có thể lên 300mA vì thế cần mạch nguồn riêng
ams1117 5V->3.3V
 GND: 0V
 Tx: Chân Tx của giao thức UART, kết nối đến chân Rx của vi điều
khiển.
 Rx: Chân Rx của giao thức UART, kết nối đến chân Tx của vi điều
khiển.
 RST: chân reset, kéo xuống mass để reset.
 CH_PD: chân này nếu được kéo lên mức cao module sẽ bắt đầu thu
phát wifi, kéo xuống mức thấp module dừng phát wifi. Vì ESP8266
Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 7/65

khởi động hút dòng lớn nên chúng ta giữ chân này ở mức 0V khi khởi
động hệ thống của mình , sau 2 s hãy kéo chân CH_PD lên 3.3V, để
đảm bảo module hoạt động ổn định.
 GPIO0: kéo xuống thấp cho chế độ upgrade firmware.
 GPIO2: không sử dụng
 Sensor DHT22
Cảm biến độ ẩm và nhiệt độ DHT22 là cảm biến rất thông dụng hiện nay
vì chi phí rẻ và rất dễ lấy dữ liệu thông qua giao tiếp 1 wire (giao tiếp digital
1 dây truyền dữ liệu duy nhất), so với DHT11 là phiên bản rẻ hơn thì DHT22
có độ chính xác cao hơn, khoảng đo rộng hơn DHT11 rất nhiều.

Hình 2 - 2: Cảm biến DHT22 [4]

Thông số kỹ thuật
 Nguồn: 3 -> 5 VDC.
 Dòng sử dụng: 2.5mA max (khi truyền dữ liệu).
 Đo tốt ở độ ẩm 0-100%RH với sai số 2-5%.
 Đo tốt ở nhiệt độ -40 to 80°C sai số ±0.5°C.
 Tần số lấy mẫu tối đa 0.5Hz (2 giây 1 lần)
 Kích thước 27mm x 59mm x 13.5mm (1.05" x 2.32" x 0.53")
 4 chân, khoảng cách chân 0.1''.

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 8/65

1.4 Những ngôn ngữ lập trình website
 HTML là chữ viết tắt của cụm từ HyperText Markup Language (dịch là
Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản) được sử dụng để tạo một trang web, trên
một website có thể sẽ chứa nhiều trang và mỗi trang được quy ra là một tài
liệu HTML (thi thoảng mình sẽ ghi là một tập tin HTML). Cha đẻ của
HTML là Tim Berners-Lee, cũng là người khai sinh ra World Wide Web và
chủ tịch của World Wide Web Consortium (W3C – tổ chức thiết lập ra các
chuẩn trên môi trường Internet).
HTML được sử lý ra sao?
Khi một tập tin HTML được hình thành, việc xử lý nó sẽ do trình duyệt web
đảm nhận. Trình duyệt sẽ đóng vai trò đọc hiểu nội dung HTML từ các thẻ
bên trong và sẽ chuyển sang dạng văn bản đã được đánh dấu để đọc, nghe
hoặc hiểu (do các bot máy tính hiểu).

Để kiểm tra, bạn có thể sử dụng khung nội dung bên dưới và chuyển qua lại
giữa phần HTML và Result để xem kết quả của một tập tin HTML sau khi
được xử lý.
Cấu trúc một đoạn HTML
Như mình đã nói ở trên, HTML sẽ được khai báo bằng các phần tử bởi các từ
khóa. Nội dung nằm bên trong cặp từ khóa sẽ là nội dung bạn cần định dạng
với HTML. Ví dụ dưới đây là một đoạn HTML khai báo một đoạn văn bản.

Đây là một đoạn văn bản trong HTML.

Ngoài ra, trong các thẻ còn có các thuộc tính, thuộc tính sẽ đặt bên trong thẻ
mở đầu, mỗi thuộc tính sẽ có giá trị được đặt trong dấu ngoặc kép và cách
nhau bởi dấu bằng (=) với tên thuộc tính. Ví dụ dưới đây là một thẻ có sử
dụng thuộc tính<form action=""> </form>

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 9/65

Một thẻ có thể sử dụng nhiều thuộc tính chứ không phải chỉ một thuộc tính
nhé.
HTML đóng vai trò gì trong website
Như mình đã nói, HTML là một ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản nên nó sẽ
có vai trò xây dựng cấu trúc siêu văn bản trên một website, hoặc khai báo các
tập tin kỹ thuật số (media) như hình ảnh, video, nhạc.
Điều đó không có nghĩa là chỉ sử dụng HTML để tạo ra một website mà
HTML chỉ đóng một vai trò hình thành trên website.
Website có hai loại chính:
Website tĩnh (static web) – Là một website không giao tiếp với máy chủ
web để gửi nhận dữ liệu mà chỉ có các dữ liệu được khai báo sẵn bằng
HTML và trình duyệt đọc.

Website động (dynamic web) – Là một website sẽ giao tiếp với một máy chủ
để gửi nhận dữ liệu, các dữ liệu đó sẽ gửi ra ngoài cho người dùng bằng văn
bản HTML và trình duyệt sẽ hiển thị nó. Để một website có thể giao tiếp với
máy chủ web thì sẽ dùng một số ngôn ngữ lập trình dạng server-side như
PHP, ASP.NET, Ruby,..để thực hiện. Ví dụ như một website làm bằng
WordPress là website động.
 CSS là chữ viết tắt của Cascading Style Sheets, nó là một ngôn ngữ được sử
dụng để tìm và định dạng lại các phần tử được tạo ra bởi các ngôn ngữ đánh
dấu (ví dụ như HTML). Bạn có thể hiểu đơn giản rằng, nếu HTML đóng vai
trò định dạng các phần tử trên website như việc tạo ra các đoạn văn bản, các
tiêu đề, bảng,…thì CSS sẽ giúp chúng ta có thể thêm một chút “phong cách”
vào các phần tử HTML đó như đổi màu sắc trang, đổi màu chữ, thay đổi cấu
trúc,…rất nhiều

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 10/65

Phương thức hoạt động của CSS là nó sẽ tìm dựa vào các vùng chọn, vùng
chọn có thể là tên một thẻ HTML, tên một ID, class hay nhiều kiểu khác. Sau
đó là nó sẽ áp dụng các thuộc tính cần thay đổi lên vùng chọn đó. Nghĩa là
nó sẽ được khai báo bằng vùng chọn, sau đó các thuộc tính và giá trị sẽ nằm
bên trong cặp dấu ngoặc nhọn {}. Mỗi thuộc tính sẽ luôn có một giá trị riêng,
giá trị có thể là dạng số, hoặc các tên giá trị trong danh sách có sẵn của CSS.
Phần giá trị và thuộc tính phải được cách nhau bằng dấu hai chấm, và mỗi
một dòng khai báo thuộc tính sẽ luôn có dấu chấm phẩy ở cuối. Một vùng
chọn có thể sử dụng không giới hạn thuộc tính.
Cấu trúc của một đoạn css
vùng chọn {

thuộc tính : giá trị;
thuộc tính: giá trị;
.....
}
Nghĩa là nó sẽ được khai báo bằng vùng chọn, sau đó các thuộc tính và giá
trị sẽ nằm bên trong cặp dấu ngoặc nhọn {}. Mỗi thuộc tính sẽ luôn có một
giá trị riêng, giá trị có thể là dạng số, hoặc các tên giá trị trong danh sách có
sẵn của CSS. Phần giá trị và thuộc tính phải được cách nhau bằng dấu hai
chấm, và mỗi một dòng khai báo thuộc tính sẽ luôn có dấu chấm phẩy ở cuối.
Một vùng chọn có thể sử dụng không giới hạn thuộc tính.
 JQuery là một thư viện javascript, nó giúp viết javascript nhanh hơn với cú
pháp đơn giản hơn. Thay vì chúng ta phải viết những dòng code dài và lặp lại
nhiều lần trong javascript thì jquery đã đóng gói chúng thành những phương
thức sẵn có để dễ dàng sử dụng. Để học jquery bạn cần có kiến thức căn bản
về HTML, CSS và javascript.
 Javascript Javascript là một ngôn ngữ lập trình kịch bản dựa vào đối tượng
phát triển có sẵn hoặc tự định nghĩa ra, javascript được sử dụng rộng rãi

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 11/65

trong các ứng dụng Website. Javascript được hỗ trợ hầu như trên tất cả các
trình duyệt như Firefox, Chrome, ... thậm chí các trình duyệt trên thiết bị di
động cũng có hỗ trợ.
Nếu bạn đã biết qua về HTML5 thì bạn thấy có các khái niệm như
sessionStore hay localStore, đây là hai đối tượng được tạo nên từ Javascript
nên rõ ràng trong HTML5 cũng có sử dụng nó. Với những ứng dụng đó thì
bạn thấy javascript không thể chết trong các ứng dụng website được.

Hay thậm chí có những ứng dụng Webgame người ta sử dụng javascript để
xử lý các thao tác trên Client, nếu không có nó thì thông thường chọn Flash
để xây dựng nhưng lại gặp vấn đề load chậm nên có một số người chọn
Javascript để làm.
Những ứng dụng to lớn của Javascript khiến người ta không thể quên nó
được. Hiện nay có rất nhiều libraries và framework được viết từ
Javascript như:


AngularJS: Một thư viện dùng để xây dựng ứng dụng Single Page



NodeJS: Một thư viện được phát triển phía Server dùng để xây dựng
ứng dụng realtime



Sencha Touch: Một Framework dùng để xây dựng ứng dụng Mobile



ExtJS: Một Framework dùng xây dựng ứng dụng quản lý (Web
Applications)



jQuery: Một thư viện rất mạnh về hiểu ứng



ReactJS: Một thư viện viết ứng dụng mobie



Và còn nhiều thư viện khác

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 12/65

 Firebase

Hình 2 - 3: Hình ảnh Firebase[2]

FireBase có thể rất mạnh mẽ đối với ứng dụng backend, nó bao gồm việc lưu
trữ dữ liệu, xác thực người dùng, static hosting......Nên lập trình viên chỉ cần
chú tâm đến việc nâng cao trải nghiệm người dùng.
Firebase Realtime Database
-Dữ liệu trong cơ sở dữ liệu Firebase của bạn được lưu trữ dưới dạng JSON
và đồng bộ realtime đến mọi kết nối client. Khi bạn xây dựng những ứng
dụng đa nền tảng như Android, IOS và JavaScrip SDKs, tất cả các client của
bạn sẽ chia sẻ trên một cơ sở dữ liệu Firebase và tự động cập nhật với dữ liệu
mới nhất.
-Tự động tính toán quy mô ứng dụng của bạn
Khi ứng dụng của bạn muốn phát triển, bạn không cần lo lắng về việc nâng
cấp máy chủ...Firebase sẽ xử lý việc tự động cho bạn. Các máy chủ của
Firebase quản lý hàng triệu kết nối đồng thời và hàng tỉ lượt truy vấn mỗi
tháng.

-Các tính năng bảo mật lớp đầu
Tất cả dữ liệu được truyền qua một kết nối an toàn SSL với một chứng nhận
2048-bit. Cở sở dữ liệu truy vấn và việc xác nhận được điều khiển tại một
cấp độ chi tiết sử dụng theo một số các quy tắc mềm dẻo security rules

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 13/65

language. Tất cả các logic bảo mật dữ liệu của bạn được tập trung ở một chỗ
để dễ dàng cho việc cập nhật và kiểm thử.
-Làm việc offline
Ứng dụng Firebase của bạn sẽ duy trì tương tác bất chấp một số các vấn đề
về internet xảy ra. Trước khi bất kỳ dữ liệu được ghi đến server thì tất cả dữ
liệu lập tức sẽ được viết vào một cơ sử dữ liệu Firebase ở local. Ngay khi có
thể kết nối lại, client đó sẽ nhận bất kỳ thay đổi mà nó thiếu và đồng bộ hoá
nó với trạng thái hiện tại server.
1.5 Xây dựng website
Website là gì?: là một tập hợp các trang web bao gồm văn bản, hình ảnh, video,
… thường chỉ nằm trong một tên miền (domain name) hoặc tên miền phụ. Trang
web được lưu trữ trên máy chủ web có thể truy cập thông qua Internet.
Website là kênh thông tin để quảng bá, giới thiệu dịch vụ, sản phẩm, mô hình
hoạt động của doanh nghiệp, cửa hàng đến với người tiêu dùng khắp mọi nơi.
Website là một công cụ tất yếu không thể thiếu trong hoạt động của mỗi doanh
nghiệp. Một doanh nghiệp, cửa hàng, cá nhân có thể sở hữu nhiều website ứng với
mỗi dịch vụ, sản phẩm khác nhau, để mở rộng thị trường rộng lớn hơn.
Bước 1: Đăng ký tên miền
Tên miền là một tên dễ nhớ để gán cho một địa chỉ trên internet. Nó thay thế cho
một dải những con số khó nhớ. Có thể hiểu tên miền như là địa chỉ trên mạng

Internet. Nếu bạn tham gia hoạt động trên mạng internet thì đăng ký một tên miền là
việc đầu tiên cần làm, tên miền riêng khẳng định vị trí, giúp khách hàng dễ tìm đến
website của bạn, vừa bảo vệ thương hiệu của doanh nghiệp bạn trên Internet.
Bước 2: Thuê host
Web hosting là nơi không gian trên máy chủ có cài dịch vụ Internet như ftp,
www,… nơi đó bạn có thể chứa nội dung trang web hay dữ liệu trên không gian đó.
Lý do bạn phải thuê Web Hosting để chứa nội dung trang web, dịch vụ mail, ftp,…
vì những máy tính đó luôn có một địa chỉ cố định khi kết nối vào Internet ( là địa
chỉ IP) , còn như nếu bạn truy cập vào internet như thông thường hiện nay thông

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 14/65

qua các IPS (Internet Service Provider – Nhà cung cấp dịch vụ Internet) thì địa chỉ
IP trên máy bạn luôn bị thay đổi, do đó dữ liệu trên máy của bạn không thể truy cập
được từ những máy khác trên Internet.
Bước 3: Thiết kế website
Tuỳ theo quy mô và nhu cầu của từng cá nhân và doanh nghiệp, các website sẽ
có các chức năng, và độ phức tạp khác nhau. Với đội ngũ chuyên gia và các lập
trình viên sáng tạo, giàu kinh nghiệm, V&A sẽ giúp bạn có được website ấn tượng,
đạt hiệu quả và tiết kiệm nhất.
Bước 4: Quảng bá website
Để website của bạn hoạt động có hiệu quả nhất, ngoài việc in địa chỉ website
trên danh thiếp của công ty, giới thiệu với bạn bè và người thân, bạn còn có thể
quảng bá trên các phương tiện thông tin đại chúng, các mạng thương mại, báo chí
và các trang web điện tử.
Đối với người dùng bình thường thì website là nơi khách hàng tìm kiếm thông
tin mà có liên quan tới vấn đề họ quan tâm và tìm kiếm nhưng đối với các cá nhân,

doanh nghiệp kinh doanh đặc biệt là dân làm SEO website là phương tiện không thể
thiếu.
Bước 5: Duy trì website
Website của bạn sau khi được xây dựng, cần thường xuyên cập nhật thông tin để
đảm bảo độ tươi mới của nó. Qua đó, khách hàng có thể thấy được tình hình phát
triển của công ty bạn.

CHƯƠNG 3.

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

1.6 Mô phỏng Sensor

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 15/65

Hình 3 - 1: Test board cảm biến nhiệt độ độ ẩm

Sử dụng module wifi ESP 8266 kết nối với cảm biến DHT22 để lấy giá trị nhiệt
độ, độ ẩm và sau đó gửi dữ liệu lên sever để dữ liệu đó được in ra trang web.

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 16/65

Hình 3 - 2: Kết quả sau khi mô phỏng nhiệt độ độ ẩm.

Nhiệt độ là :28.90 độ.
Độ ẩm là: 74.40%.
Mạch đo nhiệt độ độ ẩm còn có sai số so với nhiệt độ độ ẩm hiện tại. Độ ẩm sai
số 2-5 %, nhiệt độ sai số ± 0.5°C.
Nếu nhiệt độ mà lớn hơn 30 độ C hoặc nhỏ hơn 25 độ C thì trang web sẽ có cảnh
báo đến người dùng để người dùng biết khi nào là nhiệt độ vượt quá ngưỡng thích
hợp. Tương tự, nếu độ ẩm mà lớn hơn 90 % hoặc nhỏ hơn 70 % thì trang web sẽ có
Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 17/65

cảnh báo đến người dùng để người dùng biết khi nào là độ ẩm vượt quá ngưỡng
thích hợp.

1.7 Lập trình website
1.1.1 Đưa dữ liệu và hiển thị dữ liệu trên website

Hình 3 - 3: Hình ảnh firebase lưu dữ liệu từ ESP 8266

Sau khi lấy được giá trị nhiệt độ độ ẩm và thời gian thì chúng ta lưu nó vào
sever từ google có tên là firebase.

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 18/65

Hình 3 - 4: Hình ảnh mô tả dữ liệu được lấy từ firebase và xuất ra file .json

Từ file .json này chúng ta bắt đầu lập trình javascript để call file json rồi đưa lên
website của mình. Sau khi đưa gọi giá trị nhiệt độ độ ẩm từ file .json ta được kết
quả như sau, như hình 3-5, trong đó nhiệt độ hiển thị ở mức 28.9 độ C và độ ẩm
hiển thị ở mức 74.4 %. Cứ 5s là trang web sẽ tự động load lại file .json này 1 lần để
nó có thể cập nhật giá trị mới nhất lên trang web. Sau khi gọi được giá trị nhiệt độ
độ ẩm lên file .json thì chúng ta viết javascript để cho giá trị hiển thị lên dưới dạng
biểu đồ theo thời gian như hình 3-5.

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT


Trang 19/65

Hình 3 - 5: Hình ảnh mô phỏng sau khi đưa lên trang web

Biểu đồ sẽ tự động cập nhật độ ẩm lên trang web và thể hiện ra các chấm đỏ trên
đường vẽ màu đỏ. Ở dưới có mô phỏng thêm thời gian và ngày tháng khi nhiệt độ
độ ẩm cập nhật lên trang web. Điều này cho phép quan sát sự thay đổi của thông số
môi trường theo các mốc thời gian trong ngày. Đồng thời, trang web cũng được lập
trình để theo dõi điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm) theo các mốc thời gian
trong tuần (Hình 3-6), trong tháng (Hình 3-7) và theo năm (Hình 3-8). Từ đó giúp
người dùng có thể theo dõi và so sánh sự thay đổi của yếu tố môi trường để từ đó dự
đoán được sự thay đổi của các thông số này trong tương lại. Ví dụ, ta có thể xem xét
sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm theo tháng qua các năm từ 2015 đến 2017 (hình 3-9
và 3-10), từ đó dự đoán nhiệt độ, độ ẩm trong tháng tiếp theo của năm 2017 và xa
hơn là 2018.

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT

Trang 20/65

Hình 3 - 6: Nhiệt độ độ ẩm hiển thị theo ngày

Hình 3 - 7: Nhiệt độ độ ẩm hiển thị theo tháng

Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường có kiểm soát thông qua IoT