Thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị từ xa qua internet gửi dữ liệu nhiệt độ độ ẩm lên websever

MỤC LỤC

1


DANH MỤC HÌNH ẢNH

2


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, cho em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo TS. Nguyễn Vôn
Dim đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình tìm hiểu, triển
khai và nghiên cứu đề tài.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong khoa Công nghệ Tự
động hóa - Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền Thông Thái Nguyên đã dạy
bảo tận tình, trang bị cho em những kiến thức quý báu, bổ ích và tạo điều kiện thuận
lợi trong suốt quá trình em học tập và nghiên cứu tại trường..
Do có nhiều hạn chế về kiến thức nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót,
rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn cùng
quan tâm. Cuối cùng em xin gửi lời chúc sức khỏe và thành đạt tới tất cả thầy cô, cùng
toàn thể gia đình và bạn bè.

Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 04 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Nông Văn Thời

3

LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan về nội dung của đề tài “ Thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị
và giám sát nhiệt độ trong nhà qua internet” là do em tự tìm hiểu, nghiên cứu dưới sự
hướng dẫn của thầy Nguyễn Vôn Dim. Mọi trích dẫn và tài liệu mà em tham khảo đều
được ghi rõ nguồn gốc.
Nếu sai em xin chịu mọi hình thức kỷ luật của trường Đại học Công nghệ thông
tin và Truyền thông.

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Nông Văn Thời
LỜI NÓI ĐẦU
4


Trong quá trình phát triển của con người, những cuộc cách mạng về công nghệ
đóng một vai trò rất quan trọng, chúng làm thay đổi từng ngày từng giờ cuộc sống của
con người, theo hướng hiện đại hơn. Đi đôi với quá trình phát triển của con người,
những thay đổi do chính tác động của con người trong tự nhiên, trong môi trường sống
cũng đang diễn ra, tác động trở lại chúng ta, như ô nhiễm môi trường, khí hậu thay đổi,
v.v... Dân số càng tăng, nhu cầu cũng tăng theo, các dịch vụ, các tiện ích từ đó cũng
được hình thành và phát triển theo. Đặc biệt là áp dụng các công nghệ của các ngành
điện tử, công nghệ thông tin và truyền thông vào trong thực tiễn cuộc sống con người.
Công nghệ Internet of Things (IoT) ngôi nhà thông minh được tích hợp từ các kỹ thuật
điện tử, tin học và viễn thông tiên tiến vào trong mục đích nghiên cứu, giải trí, sản
xuất, v.v..., phạm vi này ngày càng được mở rộng, để tạo ra các ứng dụng đáp ứng cho
các nhu cầu trên các lĩnh vực khác nhau.
Hiện nay, mặc dù khái niệm IoT đã trở nên khá quen thuộc và được ứng dụng

khá nhiều trong các lĩnh vực của đời sống con người, đặc biệt ở các nước phát triển có
nền khoa học công nghệ tiên tiến. Tuy nhiên, những công nghệ này chưa được áp dụng
một cách rộng rãi ở nước ta, do những điều kiện về kỹ thuật, kinh tế, nhu cầu sử dụng.
Xong nó vẫn hứa hẹn là một đích đến tiêu biểu cho các nhà nghiên cứu, cho những
mục đích phát triển đầy tiềm năng.
Được sự chỉ dẫn của Tiến sĩ Nguyễn Vôn Dim, em đã chọn đề tài “ Thiết kế hệ
thống điều khiển thiết bị và giám sát nhiệt độ trong nhà qua internet”. Trong quá trình
thực hiện đề tài của mình, em đã cố gắng hết sức để hoàn thiện một cách tốt nhất.
Nhưng với kiến thức và sự hiểu biết có hạn nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót
mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến đề tài của em có thể hoàn thiện hơn.

5


CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Tổng quan về Arduino
1.1.1. Giới thiệu chung
Arduino cơ bản là một mã nguồn mở về điện tử được tạo thành từ phần cứng và
phần mềm.Về mặt kĩ thuật có thể coi Arduino là một bộ điều khiển logic có thể lập
trình được. Đơn giản hơn, Arduino là thiết bị có thể tương tác với ngoại cảnh thông
qua các cảm biến và hành vi được lập trình sẵn. Với thiết bị này việc lắp ráp và điều
khiển các thiết bị điện tử sẽ dễ dàng hơn bao giờ hết.
Hiện tại có rất nhiều loại vi điều khiển và đa số được lập trình bằng ngôn ngữ
C/C++ hoặc Assembly nên rất khó khăn cho những người có ít kiến thức sâu về điện
tử và lập trình. Nó là trở ngại cho mọi người muốn tạo riêng cho mình một món đồ
mang tính công nghệ. Song Arduino đã giải quyết được vấn đề này, Arduino được phát
triển nhằm đơn giản hóa việc thiết kế, lắp ráp linh kiện điện tử cũng như lập trình trên
vi điều khiển và mọi người có thể tiếp cận dễ dàng hơn với thiết bị điện tử mà không
cần nhiều về kiến thức điện tử và thời gian.
Những thế mạnh của Arduino so với các nền tảng vi điều khiển khác:

-

Chạy trên đa nền tảng: Việc lập trình Arduino có thể thực hiện trên các hệ điều
hành khác nhau như Windows, Mac Os, Linux trên Desktop, Android trên di
động.

-

Ngôn ngữ lập trình đơn giản dễ hiểu.

-

Mã nguồn mở: Arduino được phát triển dựa trên nguồn mở nên phần mềm chạy trên
Arduino được chia sẻ dễ dàng và tích hợp vào các nền tảng khác nhau.

-

Mở rộng phần cứng: Arduino được thiết kế và sử dụng theo dạng modul 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 sẻ mã nguồn với nhau mà không lo
lắng về ngôn ngữ hay hệ điều hành mình đang sử dụng.
Arduino được chọn làm bộ não xử lý của rất nhiều thiết bị từ đơn giản đến phức

tạp. Trong số đó có một vài ứng dụng thực sự chứng tỏ khả năng vượt trội của Arduino
do chúng có khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ rất phức tạp.

6


Arduino được biết đến nhiều nhất là phần cứng của nó, nhưng phải có phần
mềm để lập trình phần cứng. Cả phần cứng và phần mềm gọi chung là Arduino.
♦ Phần mềm Arduino:
Phần mềm Arduino được gọi là sketches, được tạo ra trên máy tính có tích hợp
môi trường phát triển (IDE). IDE cho phép viết, chỉnh sửa code và chuyển đổi sao cho
phần cứng có thể hiểu. IDE dùng để biên dịch và nạp vào Arduino (quá trinh xử lý này
gọi là UPLOAD).
♦ Phần cứng Arduino:
Phần cứng Arduino là các board Arduino, nơi thực thi các chương trình lập
trình. Các board này có thể điều khiển hoặc đáp trả các tín hiệu điện, vì vậy các thành
phần được ghép trực tiếp vào nó nhằm tương tác với thế giới thực để cảm nhận và
truyền thông. Ví dụ các cảm biến bao gồm các thiết bị chuyển mạch, cảm biến siêu
âm, gia tốc. Các thiết bị truyền động bao gồm đèn, motor, loa và các thiết bị hiển thị.
Có rất nhiều ứng dụng sử dụng Arduino để điều khiển. Arduino có rất
nhiều module, mỗi module được phát triển cho một ứng dụng.Về mặt chức năng, các
bo mạch Arduino được chia thành hai loại: loại bo mạch chính có chip Atmega và loại
mở rộng thêm chức năng cho bo mạch chính. Các bo mạch chính về cơ bản là giống
nhau về chức năng, tuy nhiên về mặt cấu hình như số lượng I/O, dung lượng bộ nhớ,
hay kích thước có sự khác nhau. Một số bo mạch có trang bị thêm các tính năng kết
nối như Ethernet và Bluetooth. Các bo mở rộng chủ yếu mở rộng thêm một số tính
năng cho bo mạch chính ví dụ như tính năng kết nối Ethernet, Wireless, điều khiển
động cơ.
1.1.2. Cấu trúc phần cứng
♦ Cấu trúc chung

Arduino Uno là một bo mạch vi điều khiển dựa trên chip ATmega168 hoặc
ATmega 328. Cấu trúc chung bao gồm:
-

14 chân vào ra bằng tín hiệu số, trong đó có 6 chân có thể sử dụng để điều chế
độ rộng xung.

-

Có 6 chân đầu vào tín hiệu tương tự cho phép chúng ta kết nối với các bộ cảm
biến bên ngoài để thu thập số liệu.

-

Sử dụng một dao động thạch anh tần số dao động 16MHz.

7


-

Có một cổng kết nối bằng chuẩn USB để chúng ta nạp chương trình vào bo
mạch và một chân cấp nguồn cho mạch, một nút reset.

-

Nó chứa tất cả mọi thứ cần thiết để hỗ trợ các vi điều khiển, nguồn cung cấp
cho Arduino có thể là từ máy tính thông qua cổng USB hoặc là từ bộ nguồn
chuyên dụng được biến đổi từ xoay chiều sang một chiều hoặc là nguồn lấy từ
pin.

Hình 1. Cấu trúc phần cứng của Arduino Uno


Thông số kỹ thuật của Uno:



Khối xử lý trung tâm là vi điều khiển Atmega328.



Điện áp hoạt động 5V.



Điện áp đầu vào khuyến nghị là 5-12V.



Điện áp đầu vào giới hạn 6-20V.



Dòng điện một chiều trên các chân vào ra là 40mA.



Dòng điện một chiều cho chân 3.3V là 50mA.



Clock Speed 16 MHz.


Flash Memory 16 Kb (ATmega 168) hoặc 32 Kb (ATmega 328), SRAM 1 Kb
(ATmega 168) hoặc 2 Kb (ATmega 328), EEPROM 512 bytes (ATmega 168)
hoặc 1 Kb (AT mega 328).

♦ Khối xử lý trung tâm
Trong bo mạch Arduino IC đóng vai trò xử lý trung tâm là Atmega328 cấu trúc
sơ đồ chân của nó như sau:

8


Hình 2. Sơ đồ chân trong ATmega 328



Chân VCC (chân số 7): Chân cung cấp điện áp dương nguồn 5V.



Chân GND (chân số 8): Chân đất chung.



Chân AREF (chân 21): Là chân tham chiếu để chuyển đổi tín hiệu tương tự
sang số.



Chân AVCC (chân 20): Chân cung cấp điện áp cho quá trình chuyển đổi
ADC.



Cổng B (chân 14 - chân 19, chân 9, chân 10): Bao gồm có 8 chân I/O từ
(PB0÷PB7).



Cổng C (chân 23 – chân 28, chân 1): Bao gồm có 7 chân I/O từ (PC0÷PC6)
trong đó chân PC6 (chân số 1) làm chân reset.



Cổng D (chân 2 – chân 6, chân 11 – chân 13): Bao gồm có 8 chân I/O từ
chân (PD0÷PD7).

9


Hình 3. Sơ đồ khối cấu trúc bên trong ATmega 328
● Khối xử lý trung tâm trong IC ATmega 328 như sau:
Đây là kiến trúc chung trong lõi AVR nói chung. Chức năng chính của lõi CPU
là để đảm bảo thực hiện chương trình chính xác. CPU do đó phải có khả năng truy cập
nhanh, thực hiện các tính toán, thiết bị ngoại vi điều khiển và xử lý ngắt. Để tối đa hóa
hiệu suất, AVR sử dụng một kiến trúc Harvard và đường bus riêng biệt cho chương

trình và dữ liệu. Hướng truyền dữ liệu trong bộ nhớ chương trình thực hiện với một tốc
độ nhất định.

10


Hình 4. Sơ đồ cấu trúc CPU trong ATmega 328

♦ Nguồn nuôi
Arduino có thể được hỗ trợ thông qua kết nối USB hoặc với một nguồn cung cấp
điện bên ngoài. Các nguồn năng lượng được lựa chọn tự động. Hệ thống vi điều khiển
có thể hoạt động bằng một nguồn cung cấp bên ngoài từ 6V đến 20V. Nên cung cấp
với ít hơn 7V, tuy nhiên pin 5V có thể cung cấp ít hơn 5V và hệ thống vi điều khiển có
thể không ổn định. Nếu sử dụng nhiều hơn 12V điều chỉnh điện áp có thể quá nóng.
Phạm vi khuyến nghị là 7V đến 12V.


Chân Vin: Điện áp đầu vào Arduino khi chúng ta dùng nguồn điện bên
ngoài. Chúng ta có thể cung cấp nguồn thông qua chân này.



Chân 5V: Cung cấp nguồn vi điều khiển và các bộ phận khác trên bo mạch
và cung cấp nguồn cho các thiết bị ngoại vi khi kết nối tới bo mạch.



Chân 3V3: Cung cấp nguồn cho các thiết bị cảm biến.



Chân GND : Chân nối đất..

1.1.3. Cấu trúc phần mềm và lập trình Arduino
♦ Cấu trúc phần mềm các hàm cơ bản

11


Cấu trúc chương trình viết cho Arduino gồm hai phần đầu tiên là hàm khởi tạo setup()
và vòng lặp loop().

Hình 5 Mô hình cấu trúc của chương trình Arduino

Hàm setup() được gọi khi bắt đầu một bản thiết kế. Trong hàm sẽ khai báo các biến
khởi tạo, các chế độ của chân, bắt đầu sử dụng các thư viện. Hàm setup chỉ chạy một
lần sau mỗi lần bật nguồn hoặc reset mạch Arduino.
•

Ví dụ 1:
int buttonPin = 3;
void setup()
{
serial.begin(9600); // cấu hình cổng nối tiếp có tốc độ dữ liệu là
9600 bps
pinMode(buttonPin, INPUT); // đặt chân 3 là chân input
}
void loop()
{
//…

}

Vòng lặp loop() sử dụng để lặp và những vòng lặp liên tiếp, chương trình có thể thay
đổi và đáp ứng. Sử dụng để điều khiển mạch Arduino.
•

Ví dụ 2:
int button = 3; // ham setup se khoi tao cong serial va nut pin
void setup() {
beginSerial(9600);
pinMode(buttonPin, INPUT);
12


}
//vong lap loop kiem tra nut pin moi lan lap
//va gui du lieu ra cong serial neu an nut
void loop()
{
if(digitalRead(buttonPin) == HIGH)
serialWrite(‘H’);
else
serialWrite(‘L’);
delay(1000);
}
♦ Các hàm vào ra số


Hàm pinMode(): Cấu hình một chân thành một chân vào hoặc một chân ra.
Cú pháp: pinMode(pin, mode);

Trong đó: pin là số của chân muốn đặt chế độ, mode là các chế độ INPUT,
INPUT_PULLIP, OUTPUT. Giá trị trả về là none.


serial.println (giá trị): In giá trị để Monitor Serial trên máy tính .



pinMode (pin, chế độ): Cấu hình cho một pin kỹ thuật số để đọc (đầu vào)
hoặc viết (đầu ra) một giá trị kỹ thuật số.



digitalRead (pin): Đọc một giá trị kỹ thuật số (HIGH hoặc LOW) trên một bộ
pin cho đầu vào.



digitalWrite (pin, giá trị): Ghi giá trị kỹ thuật số (HIGH hoặc LOW) với một
bộ pin cho đầu ra.

1.2. Cơ sở lý thuyết về Module Wifi ESP8266
1.2.1. Giới thiệu về ESP8266
♦ Khái niệm:Module ESP8266 là module wifi được đánh giá rất cao cho
các ứng dụng liên quan đến Internet và Wifi cũng như các ứng dụng truyền nhận sử
dụng thay thế cho các module RF khác với khoảng cách truyền lên tới 100 mét( Môi
trường không có vật cản). Trên 400m với anten và router thích hợp.

13



ESP8266 cung cấp một giải pháp kết nối mạng Wi-Fi hoàn chỉnh và khép kín, cho
phép nó có thể lưu trữ các ứng dụng hoặc để giảm tải tất cả các chức năng kết nối



mạng Wi-Fi từ một bộ xử lý ứng dụng.
Khi ESP8266 là máy chủ các ứng dụng hay khi nó chỉ là bộ vi xử lý ứng dụng có trong
thiết bị, nó có thể khởi động trực tiếp từ một flash ngoài. Nó có tích hợp bộ nhớ cache
để cải thiện hiệu suất của hệ thống trong các ứng dụng này, và để giảm thiểu các yêu



cầu bộ nhớ.
Luôn phiên, phục vụ như một bộ chuyển đổi Wi-Fi, truy cập internet không dây có thể
được thêm vào bất kỳ thiết kế vi điều khiển nào dựa trên kết nối đơn giản qua giao



diện UART hoặc giao diện cầu CPU AHB.
Khả năng lưu trữ và xử lý mạnh mẽ cho phép nó được tích hợp với các bộ cảm biến, vi
điều khiển và các thiết bị ứng dụng cụ thể khác thông qua GPIOs với chi phí tối thiểu
và một PCB tối thiểu. Với mức độ tích hợp cao trên chip, trong đó bao gồm các anten
chuyển đổi balun, bộ chuyển đổi quản lý điện năng…

Hình 6. Hình

ảnh thực tế của Chip ESP8266

1.2.2. Cấu tạo của ESP8266
Module ESP8266 có 10 chân dùng để cấp nguồn và thực hiện kết nối. Chức năng
của các chân như sau:
+
+
+
+
+
+
+

VCC: 3.3V lên đến 300Ma
GND: Mass
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: Kích hoạt chip, sử dụng cho Flash Boot và updating lại module
GPIO0: kéo xuống thấp cho chế độ update.
14


+

GPIO2: không sử dụng.

Hình 7. Hình ảnh sơ đồ chân kết nối ESP8266

1.2.3. Tính năng của ESP8266
-

Hỗ trợ chuẩn 802.11 b/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 đến115200
Tích hợp ngăn xếp giao thứcTCP / IP.
Tích hợp chuyển đổi TR, balun, LNA, bộ khuếch đại công suất và phù hợp với

-

mạng.
Tích hợp PLL, bộ quản lý, và các đơn vị quản lý điện năng.
Công suất đầu ra +19.5dBm trong chế độ 802.11b.
Tích hợp cảm biến nhiệt độ.
Hỗ trợ nhiều loại anten.
Wake up và truyền các gói dữ liệu trong <2ms.
Chế độ chờ tiêu thụ điện năng<1.0mW (DTIM3).
Hỗ trợ cả 2 giao tiếp TCP và UDP
Làm việc như các máy chủ có thể kết nối với 5 máy con
Hỗ trợ các chuẩn bảo mật như: OPEN, WEP, WPA_PSK, WPA2_PSK,

-

WPA_WPA2_PSK.
Có 3 chế độ hoạt động: Client, Access Point, Both Client and Access Point.

15


1.2.4. Quản lý năng lượng ESP8266

-

ESP8266 được thiết kế cho điện thoại di động, điện tử lắp ráp và ứng dụng
InternetofThings với mục đích đạt được mức tiêu thụ điện năng thấp nhất với sự kết
hợp của nhiềukỹ thuật độc quyền. Kiến trúc tiết kiệm năng lượng hoạt động trong 3

-

chế độ: chế độ hoạt động, chế độ ngủ và chế độ ngủ sâu.
Bằng cách sử dụng các kỹ thuật quản lý nguồn điện và kiểm soát chuyển đổi giữa chế
độ ngủ ESP8266 tiêu thụ chưa đầy 12uA ở chế độ ngủ nhỏ hơn 1.0mW so với (DTIM

-

= 3)hoặc ít hơn 0.5mW (DTIM = 10) để giữ kết nối với các điểm truy cập.
Khi ở chế độ ngủ, chỉ có bộ phận hiệu chỉnh đồng hồ thời gian thực và cơ quan giám
sát vẫn hoạt động. Đồng hồ thời gian thực có thể được lập trình để đánh thức ESP8266

-

ở bất kỳ khoảng thời gian cần thiết nào.
ESP8266 có thể được lập trình để thức dậy khi một điều kiện chỉ định được phát hiện.
Tính năng tối thiểu thời gian báo thức này của ESP8266 có thể được sử dụng bởi Tính
năng tối thiểu thời gian báo thức của ESP8266 có thể được sử dụng bởi thiết bị di động

-

SOC. Cho phép chúng vẫn ở chế độ chờ, điện năng thấp cho đến khi Wifi là cần thiết.
Để đáp ứng nhu cầu điện năng của thiết bị di động và điện tử lắp giáp, ESP8266 có thể
được lập trình để giảm công suất đầu ra của PA phù hợp với các ứng dụng khác nhau.

Bằng việc tắt khoảng tiêu thụ năng lượng.
Các chip có thể được thiết lập ở các trạng thái sau:

-

OFF: chân CHIP_PD ở mức thấp. Các RTC(đồng hồ thời gian)bị vô hiệu hóa và mọi

-

thanh ghi sẽ bị xóa.
SLEEP DEEP: Các RTC được kích hoạt, khi đó các phần còn lại của chip sẽ ở trạng

-

thái off. RTC phục hồi bộ nhớ nội bộ để lưu trữ các thông tin kết nối WiFi cơ bản.
SLEEP:Chỉ RTC hoạt động. Các dao động tinh thể được vô hiệu hóa. Bất kỳ sự kiện

-

wakeup(MAC, host, RTC hẹn giờ, ngắt ngoài) sẽ đưa chip vào trạng thái wakeup.
Wakeup: Trong trạng thái này, hệ thống đi từ trạng thái ngủ sang trạng thái PWR. Các
dao động tinh thể và PLLs được kích hoạt.
- Trạng thái ON: Xung clock tốc độ cao hoạt động và gửi đến mỗi khối được
kích hoạtbằng cách đăng ký kiểm soát xung clock. Mức độ thấp hơnclock
gating được thực hiện ở cấp khối, bao gồm cả CPU, có thể đạt được bằng cách
sử dụng lệnh WAIT, trong khi hệ thống trên off.

1.3 Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm
DHT11 là cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nó sử dụng giao tiếp số theo chuẩn 1
dây.

16


Hình 8.

Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11

Nó có cấu tạo gồm 4 chân như hình :
-Chân 1: Chân nối nguồn VCC 5VDC
-Chân 2: Chân dữ liệu để giao tiếp với vi điều khiển theo chuẩn 1 dây.
-Chân 3: Chân NC (No connect).
-Chân 4: Chân GND nối đất.

1.4 Tìm hiểu và xây dựng web server
1.4.1. Lịch sử của World Wide Web
World Wide Web, gọi tắt là Web hoặc WWW, mạng lưới toàn cầu là
một không gian thông tin toàn cầu mà mọi người có thể truy cập (đọc và viết) qua các
thiết bị kết nối với mạng Internet. Thuật ngữ này thường được hiểu nhầm là từ đồng
nghĩa với chính thuật ngữ Internet. Nhưng Web thực ra chỉ là một trong các dịch vụ
chạy trên Internet, ngoài Web ra còn các dịch vụ khác như thư điện tử hoặc FTP.
Web được viện sĩ Viện Hàn lâm Anh Tim Berners-Lee, một chuyên gia
tại CERN, Geneva, Thụy Sĩ phát minh ngày 12 tháng 3 năm 1989. Khởi đầu nó chỉ là
một dự án liên lạc nội bộ của CERN, nhưng Berners-Lee nhận ra ý tưởng này có thể
thực hiện với quy mô toàn cầu. Berners-Lee và Robert Cailliau, đồng nghiệp của ông
tại CERN đề xuất vào năm 1990 sử dụng siêu văn bản "để liên kết và truy cập thông
tin như một mạng lưới các nút trong đó người dùng có thể duyệt thông tin theo ý
muốn", và Berners-Lee đã hoàn thành trang web đầu tiên vào tháng 12 năm đó.Trang
17

web được kiểm tra thành công ngày 20 tháng 12 năm 1990 và Berners-Lee thông báo
về ý tưởng này trên alt.hypertext vào ngày 7 tháng 8 năm 1991.

1.4.2. Web Server
Máy chủ Web (Web Server) là 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 llS của Microsoft dành cho
*.asp, *.aspx…; Apache dành cho *.php…; Sun Java system web server của SUN
dành cho *.jsp…
Ở phần lõi của máy chủ web là một dịch vụ web phục vụ nội dung tĩnh
cho một trình duyệt bằng cách tải một tập tin từ đĩa và chuyển nó lên mạng, tới một
người sử dụng trình duyệt web. Sự trao đổi hoàn toàn này được thực hiện gián tiếp
thông qua một trình duyệt và một máy chủ kết nối tới một thiết bị khác sử dụng HTTP.
Bất kỳ máy tính nào cũng có thể vào trong một dịch vụ web bằng cách cài đặt phần
mềm dịch vụ và kết nối internet. Trên mạng có rất nhiều các phần mềm ứng dụng dịch
vụ web, bao gồm các phầm mềm cung cấp tên miền từ NCSA và Apache, và các phần
mềm thương mại của Microsoft, Netscape và của nhiều hãng khác.

1.4.3. Giao thức TCP/IP
Các giao thức TCP/IP của Internet
Bộ giao thức TCP/IP được phát triển từ quá trình nghiên cứ của cơ quan
DARPA thuộc bộ quốc phòng Hoa Kỳ. Nó bắt nguồn từ sự phát triển hệ thống thông
tin trong nội bộ DARPA. Sau dó TCP/IP được phối hợp với Berkeley Software
Distribution of Unix. Ngày nay, TCP/IP là một chuẩn phổ biến cho hoạt động thông tin
liên mạng và đóng vai trò là giao thức vận chuyển trong Internet, cho phép nhiều triệu
máy tính liên lạc với nhau trên mạng phạm vị toàn cầu.
TCP/IP quan trọng vì Router dùng nó như một công cụ cấu hình. Chức năng
của giao thức TCP/IP là truyền thông tin từ một thiết bị mạng này sang một thiết bị
mạng khác. Trong khi là công việc này nó có cấu trúc gần giống với mô hình OSI tại

các lớp bên dưới, và hỗ trợ tất cả các chuẩn vật lý và các giao thức liên kết dữ liệu.

18


Hình 9.

Chồng giao thức TCP/IP

Các lớp chịu chi phối nhiều nhất vởi TCP/IP là lớp 7, lớp 4 và lớp 3. Bao gồm
trong các lớp này là các loại giao thức khác với chức năng và mục tiêu khác nhau, tất
cả những điều đó đều liên quan đến hoạt đông vận chuyển thông tin.
TCP/IP cho phép hoạt động thông tin diễn ra trong số bất kỳ các mạng nào
trong liên mạng và phù hợp tốt như nhau trong hoạt động truyền tin ở cả LAN và
WAN. TCP/IP không chỉ bao gồm cho các đặc tả lớp 3 và lớp 4 mà còn đặc tả cho các
ứng dụng phổ biến như E-mail, truy cập từ xa (remode login), mô phỏng đầu cuối
(terminal emulation) và truyền file.

Hình 10.

các giao thức bên trong TCP/IP
19


1.4.4. Ngôn ngữ lập trình PHP
1.4.4.1 Giới thiệu
Cùng với Apache, PHP và MySQL đã trở thành chuẩn trên các máy chủ Web.
Rất nhiều phần mềm Web mạnh sử dụng PHP và MySQL (PHP Nuke, Post Nuke,
vBulletin…).
PHP là ngôn ngữ có cú pháp gần giống Perl nhưng tốc độ dịch của nó được các

chuyên gia đánh giá là nhanh hơn ASP 5 lần, chạy trên nhiều hệ điều hành như Unix,
Window, Linux nó hỗ trợ kết nối các hệ cơ sở dữ liệu lớn như MySQL, ngoài ra nó
còn được Apache hỗ trợ như là một module cơ bản.
a. Lịch sử ra đời
Năm 1995, Rasmus Lerdorf tạo ra PHP nhằm giải quyết việc viết lặp đi lặp lại
cùng đoạn mã khi tạo các trang. Ban đầu tác giả chỉ có ý định tạo bộ phân giải đơn
giản để thay thế các thẻ lệnh trong file HTML bằng các đoạn mã lệnh viết bằng C.
Tới năm 1998, việc công bố phiên bản 3 thì PHP mới chính thức phát triển theo
hướng tách riêng của mình. Giống như C và Perl, lúc này nó đã là một ngôn ngữ lập
trình có cấu trúc và tính năng đa dạng, chính vì thế đã khuyến khích các nhà thiết kế
Web sử dụng PHP. Nó có thể cung cấp một lượng cơ sở dữ liệu khá đồ sộ gồm cả
MySQL, mSQL, dbm, Hyperwave, Informix, Ocracle, nó cũng có thể làm việc với các
hình ảnh, các file dữ liệu, FTP, XML của các kỹ thuật ứng dụng khác.
b. PHP là gì?
PHP được viết từ Hypertext Preprocessor hoặc Personal Home Page,
đây là một ngôn ngữ kịch bản mã nguồn mở sử dụng cho mục đích chung, đặc biệt
thích hợp cho phát triển Web và có thể nhúng vào HTML. Hiện nay được sử dụng rất
rộng rãi.
Mã PHP được thực thi ở phía Server, khi trình duyệt của người dùng truy cập
một trang web có chứa một đoạn mã PHP thì trình duyệt nhận được trang kết quả đã
xử lý từ Web server, người dùng sẽ không thể biết được đoạn mã viết gì.
PHP tương tự JSP và ASP với tập thẻ lệnh dùng cho trang HTML. Điểm đặc
biệt là PHP được phát triển hoàn toàn cho nền tảng web. Chính vì vậy , mà các ứng
dụng viết bằng PHP rất ngắn gọn so với VBScript hay JSP. Đây cũng chính là điểm
mạnh của PHP so với Perl.

20


Cú pháp PHP mượn từ nhiều ngôn ngữ khác như C, Java, Perl... PHP có thể

giao tiếp với nhiều hệ CSDL như MySQL, MS Access, Sybase, Oracle và cả Microsoft
SQL. Không chỉ có khả năng thao tác CSDL, PHP còn có nhiều khả năng khác như
IMAP, SNMP, LDAP, XML... PHP chạy trên hầu hết các nền tảng hệ thống. Trình máy
chủ phân giải mã lệnh PHP có thể tải về miễn phí từ trang web chính thức của PHP.
Có lẽ yếu tố hấp dẫn nhất của PHP là nó hoàn toàn miễn phí. Với máy tính cấu
hình vừa phải chạy Linux, cài đặt Apache, PHP và MySQL, bạn sẽ có máy chủ có thể
phục vụ được nhiều ứng dụng web tương đối. Toàn bộ chi phí hầu như chỉ là thời gian
bạn bỏ ra để cài đặt các phần mềm. PHP được xem là một thay thế cho Perl. PHP
không thể làm được nhiều như Perl, thế nhưng chính sự hạn chế này làm cho PHP dễ
học và dễ dùng.
1.4.4.2 Sử dụng PHP
a. Khai báo mã PHP
Có 4 loại khác nhau của thẻ PHP:
-

Kiểu Short: là thẻ mặc định mà các nhà lập trình PHP thường sử dụng.
<? echo “Đây là kiểu Short”; ?>

-

Kiểu định dạng XML: thẻ này có thể sử dụng với văn bản dạng XML.
<?php echo “Đây là kiểu định dạng với XML”; ?>

-

Kiểu Script: trong trường hợp muốn sử dụng PHP như một script tương tự như
khai báo Javascript hay VBScript 4
<script language = ‘php’> echo “PHP script”; </script>

-

Kiểu ASP:
<%
echo “Đây là kiểu ASP”;
%>

Tuy nhiên loại đầu tiên vẫn được ưa chuộng và dùng phổ biến hơn.
b. Các kiểu dữ liệu
- Số nguyên:
VD: $a=1234; $a = -123;
- Số thực:
VD:$a= 1.323; $a=1.2e3;
21


Chú ý: Khi sử dụng các số thực tế để tính toán, có thể làm mất giá trị của
nó. Vì vậy, nên sử dụng các hàm toán học trong thư viện chuẩn để tính toán.
- Xâu:
Có 2 cách để xác đinh 1 xâu: Đặt giữa 2 dấu nháy kép(“”) hoặc giữa 2 dấu nháy
đơn (‘’).Chú ý là các biến giá trị sẽ không được khai triển trong xâu giữa 2 dấu ngoặc
đơn.
- Mảng:
Mảng thực chất là gồm 2 bảng: Bảng chỉ số và bảng liên kết.


Mảng 1 chiều: Có thể dùng hàm list(), array() để liệt kê các giá trị của từng
phần tử trong mảng để tạo mảng. Có thể thêm các giá trị vào mảng để tạo thành
1 mảng --> Dùng giống trong C.
Có thể dùng các hàm asort(), arsort(), ksort(), rsort(), sort(), uasort(),usort(),

and uksort() để sắp xếp mảng. Tùy thuộc vào việc sắp xếp theo kiểu gì.


Mảng nhiều chiều.

c. Biến - giá trị
PHP quy định một biến được biểu diễn bắt đầu bằng dấu $, sau đó là một chữ
cái hoặc dấu gạch dưới.
PHP không yêu cầu phải khai báo trước kiểu dữ liệu cho các biến, kiểu dữ liệu
của biến sẽ phụ thuộc vào kiểu dữ liệu mà bạn gán cho nó.
VD: $a;
$b=2;
d. Biểu Thức
Biểu thức là một phần quan trọng trong PHP. Phần lớn mọi thứ bạn viết đều
được coi như là một biểu thức. Điều này có nghĩa là mọi thứ đều có một giá trị.
Một dạng cơ bản nhất của biểu thức là bao gồm các biến và hằng số.PHP hổ trợ
3 kiều giá trị cơ bản nhất: Số nguyên, số thực, và xâu. Ngoài ra còn có mảng và đối
tượng. Mỗi kiểu giá trị này đều có thẻ gán cho cácbiến hay làm giá trị trả ra khỏi các
hàm.
e. Các cấu trúc lệnh
- If ....else....else if
22


if (điều kiện) { các lệnh thực thi; }
elseif ( điều kiện) { các lệnh thực thi;}
else {các lệnh thực thi;}
- Vòng lặp
while ( DK) { …}
do { …..} white ( DK );

for (bieuthuc1; bieuthuc2; bieu thuc3) {…..}
PHP 4 only :
foreach(array_expression as $value) statement
foreach(array_expression as $key => $value) statement
- Break và continue
Break: Thoát khỏi vòng lặp hiện thời
Continue: Bỏ qua vòng lặp hiện tại, tiếp tục vòng tiếp theo.
- Switch
Switch (tên biến) {
case trường hợp 1: ..... break;
case trường hợp 2: ..... break;
case trường hợp 3: ..... break;
default :
}
●Những điều cần nhớ:
- Các cấu trúc điều khiển chi phối tốc độ của chương trình, cho phép chia nhỏ
các thành phần khác nhau của một ngôn ngữ lập trình, phụ thuộc vào đầu vào và có thể
dễ dàng thực hiện các thao tác.
- Có hai loại cấu trúc điều khiển trong PHP: Ngôn ngữ điều kiện và điều khiển
theo một vòng khép kín.

23


- Hai loại cấu trúc trên chỉ có các lệnh không dùng dấu ngoặc, tuy nhiên các
nhà lập trình thường sử dụng chúng để tạo mã dễ hiểu hơn. Các lệnh này thường được
ứng dụng với cùng một lý do.
- Break: Có thể được dùng để kết thúc lệnh hiện thời. Nó cũng có thể được sử
dụng để xoá bỏ For Loops và While Loops, Exit, xoá bỏ toàn bộ nhiệm vụ của ngôn
ngữ lập trình. Break còn được dùng ở bất kỳ đâu trong ngôn ngữ lập trình.

f. Hàm
Dùng giống như C. Ngoại trừ bạn không cần phải khai báo kiểu cho tham số
của hàm.
- Tham trị
VD:
function takes_array($input) {
echo "$input[0] + $input[1] = ", $input[0]+$input[1];
}
- Tham biến
function add_some_extra(&$string) {
$string .= 'and something extra.';
}
- Tham số có giá trị mặc định
function makecoffee ($type = "cappucino") {
return "Making a cup of $type.\n";
}
Chú ý: Khi sử dụng hàm có đối số có giá trị mặc định, các biến này sẽ phải nằm về
phía phải nhất trong danh sách các đối số.
VD: function makeyogurt ($flavour, $type = "acidophilus")
g.Lưu trữ và truy vấn dữ liệu bằng PHP
* Mở file bằng PHP
- fopen(tên file, chế độ mở): mở file
- fputs(), fwrite(): ghi file
- fclose(): Đóng file
24


- feof(): Nhận giá trị true nếu con trỏ ở cuối file
- file_exists(): Kiểm tra file có tồn tại
-filesize(): kiểm tra dung lượng của file

-unlink(): xóa file
* Thiết lập kết nối cơ sở dữ liệu
Để kết nối cơ sở dữ liệu MySQL, cần cung cấp tên Server hay IP (có thể là
localhost) của máy chứa cơ sở dữ liệu MySQL, Username và Password để đăng nhập
làm việc trên cơ sở dữ liệu được mở.
* Thiết lập kết nối:
Int mysql_pcconnect(“serverbname”, “username”, “password”);
if(!$db)
{
echo “Không kết nối được với CSDL”);
}
Hoặc
$link = mysql_connect(“servername”, “username”, “password”)
or die(“Không kết nối được với CSDL”);
* Mở một CSDL:
mysql_select_db(“database name”);

hoặc

mysql_select_db(“database name”, $link);
* Đóng kết nối cơ sở dữ liệu:
mysql_close(database_connection);
* Truy vấn cơ sở dữ liệu:
Int mysql_query(string sql);
Int mysql_query(string sql, [int db_connect]);
Int mysql_query(string database, string sql, [int db_connect]);
* Số lượng mẩu tin:
25