Đo nhiệt độ độ ẩm gửi dữ liệu lên thingspeak

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH VẬT LÝ TIN HỌC
--------------------------------

BÁO CÁO THỰC TẬP
Đề tài:

THEO DÕI THAY ĐỔI ĐỘ ẨM QUA WEBSITE
Giáo viên hướng dẫn: Thầy Huỳnh Văn Tuấn
Sinh viên thực tập:
Ngô Thị Thùy Trinh
Lê Thị Ngọc Giàu
Lê Ngọc Bảo
Phạm Minh Luân
Trương Thị Sử

---------------------------------TP HỒ CHÍ MINH – 2018

1513204
1513042
1513010
1513098
1513158


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................................1
Bảng các từ viết tắt ..........................................................................................................2
Danh mục hình ảnh ..........................................................................................................2
Danh mục bảng ................................................................................................................2
Chương I ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................3
1.1 Internet Of Things ..................................................................................................3
1.2 Hệ thống đo độ ẩm giao tiếp máy tính/ điện thoại ...................................................4
Chương II GIỚI THIỆU LINH KIỆN .............................................................................6
2.1 ESP8266 .................................................................................................................6
2.1.1 Giới thiệu ..........................................................................................................6
2.1.2 Sơ đồ chân.........................................................................................................7
2.1.3 Thông số phần cứng ..........................................................................................7
2.1.4 SDK hỗ trợ ........................................................................................................8
2.2 ESP8266 WiFi Uno ................................................................................................8
2.2.1 Giới thiệu ..........................................................................................................8
2.2.2 Sơ đồ chân ........................................................................................................9
2.3 Cảm biến DTH11..................................................................................................10
2.3.1 Giới thiệu ........................................................................................................10
2.3.2 Sơ đồ chân ......................................................................................................11
2.3.3 Thông số kỹ thuật ...........................................................................................12
2.3.4 Qui trình giao tiếp tổng thể.............................................................................13
2.3.5 MCU Gửi tín hiệu khởi động đến DHT .........................................................14
2.3.6 Phản hồi của DHT đối với MCU....................................................................15


Bộ Môn Vật Lí Tin Học

Cảm biến và đo lường

2.4. Thinkdspeak.........................................................................................................16
Chương III THỰC NGHIỆM ........................................................................................18
3.1 Chuẩn bị linh kiện.................................................................................................18
3.2 Lắp mạch ..............................................................................................................18
3.3 Code ......................................................................................................................19
Chương IV KẾT QUẢ ...................................................................................................22
4.1 Sản phẩm thực tế ..................................................................................................22
4.2 Kết quả đo thực nghiệm........................................................................................22
Chương V THUẬN LỢI KHÓ KHĂN .........................................................................24
Tài liệu tham khảo .........................................................................................................25


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

LỜI MỞ ĐẦU
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Huỳnh Văn Tuấn đã
cung cấp cho chúng em kiến thực cơ bản về môn học Cảm Biến Đo Lường để chúng
em có cơ sở lý thuyết vững chắc hoàn thiện đồ án môn học lần này.
Trong ứng dụng hằng ngày, nhu cầu theo dõi độ ẩm ngày càng trở nên phổ biến và
thiết thực, được sử dụng trong: sản xuất chế biến nông nghiệp hiển thị và thực thi điều
khiển (quạt gió, máy sấy, điều hòa, hay báo động….) dữ liệu về môi trường tại một khu
vực theo dõi, chế độ làm việc của một số dây chuyền, thiết bị có yêu cầu cao. Thấy được
tầm quan trọng và tính thực tế của việc đo và điều chỉnh độ ẩm trong các thiết bị tự động
hóa cũng như trong đời sống đó, đồ án chúng em chọn thực hiện lần này chuyên về việc
thiết kế “Mạch đo độ ẩm môi trường giao tiếp với máy tính/điện thoại” sử dụng ESP8266
WiFi Uno, DHT11.
Do kiến thức có phần hạn hẹp, trong quá trình thực hiện và sản phẩm thực tế sau khi

hoàn thiện không tránh khỏi sự sơ sót, chúng em kính mong nhận được sự góp ý từ Thầy
để có thể hoàn thiện hơn trong những đồ án sau này.

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2018
Ngô Thị Thùy Trinh
Lê Thị Ngọc Giàu
Lê Ngọc Bảo
Phạm Minh Luân
Trương Thị Sử

1


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

Bảng các từ viết tắt
IoT

Internet of Things

CPU

Central Processing Unit

SDK

Software Development Kit

MCU

Micro-controller Unit

API

Application Programming Interface

Danh mục hình ảnh
Hình 1. 1 Internet Of Things .................................................................................................. 3
Hình 1. 2 Hệ thông IOT đo độ ẩm ......................................................................................... 5
Hình 1. 3 Hệ thống IOT đo độ ẩm sử dụng một cảm biến .................................................... 5
Hình 2. 1 Module wifi ESP8266............................................................................................ 6
Hình 2. 2 Sơ đồ chân ESP8266 .............................................................................................. 7
Hình 2. 3 ESP8266 Wifi Uno ................................................................................................ 8
Hình 2. 4 Schematic ............................................................................................................... 9
Hình 2. 5 Sơ đồ chân ESP8266 Wifi Uno ........................................................................... 10
Hình 2. 6 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 ....................................................................... 11
Hình 2. 7 Sơ đồ chân cảm biến DHT11 ............................................................................... 11
Hình 2. 8 Mạch điển hình .................................................................................................... 12
Hình 2. 9 Qui trình giao tiếp tổng thể .................................................................................. 13
Hình 2. 10 MCU gửi tín hiệu khởi động đến DHT.............................................................. 15
Hình 2. 11 Phản hồi của DHT tới MCU .............................................................................. 15
Hình 2. 12 Mô hình Internet Of Things ............................................................................... 16
Hình 3. 1 Create Account trên ThingSpeak ......................................................................... 19
Hình 3. 2 Create Channel trên ThingSpeak ......................................................................... 19
Hình 4. 1 Sản phẩm thực tế.................................................................................................. 22
Hình 4. 2 Hiển thị kết quả đo trên ThingSpeak ................................................................... 22

Danh mục bảng

Bảng 3. 1 Cách nối chân trong mạch ................................................................................... 18
Bảng 4. 1 Số liệu đo thực nghiệm........................................................................................ 23

2


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

Chương I ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Internet Of Things

Internet Of Things (IoT) – Internet vạn vật dường như đang đứng trước một bước ngoặt
để đi đến giai đoạn tiếp theo cho một thế giới hiện đại, văn minh. Đó là viễn cảnh mà
mọi vật đều có thể kết nối với nhau thông qua Internet không dây. Các doanh nghiệp
đang có xu hướng ứng dụng sản phẩm công nghệ IoT vào sản xuất ngày càng nhiều bởi
thị trường sáng tạo tiềm năng và chi phí sản xuất ngày càng thấp.
Internet Of Things có thể là bộ cảm ứng được lắp ráp trong một chiếc tủ lạnh để ghi
lại nhiệt độ, là một trái tim được cấy ghép trong cơ thể con người, … Hiểu đơn giản,
Internet Of Things có thể khiến mọi vật giờ đây có thể giao tiếp với nhau dễ dàng hơn
và ưu điểm lớn nhất của “Thông minh” là khả năng phòng ngừa và cảnh báo tại bất kì
đâu.

Hình 1. 1 Internet Of Things
Tác động của Internet Of Things rất đa dạng và tích cực ở nhiều lĩnh vực: quản lý
hạ tầng, y tế, xây dựng và tự động hóa, giao thông…. John Chambers (CEO của Cisco)
đã công bố: Cho đến năm 2024 sẽ có 500 tỷ thiết bị được kết nối. Thực tế, con số này
lớn hơn gần 100 lần số người trên Trái đất, điều đó cho thấy “vạn vật” nhiều hơn con
người rất nhiều. Chúng ta đều biết ứng dụng Internet Of Things có thể “nói chuyện” với

con người thông qua bàn phím, thiết bị cũng được thiết kế ngày càng hoàn thiện với
nhiều cảm biến hơn để có thể giao tiếp một cách nhanh nhất và chính xác nhất với con
3


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

người, thu thập dữ liệu đơn giản từ mỗi người chúng ta. Nhưng quan trọng nhất, tuy giao
tiếp với con người nhưng ứng dụng IoT không phải là con người.
Internet Of Things − Những lợi ích mang lại
❖ Cải thiện việc gắn kết khách hàng.
❖ Tối ưu hóa công nghệ.
❖ Giảm sự hao phí.
❖ Tăng cường việc thu thập dữ liệu.
Internet Of Things − Những thách thức gặp phải
❖ Kiểm soát an ninh.
❖ Tính bảo mật.
❖ Tính phức tạp.
❖ Tính linh hoạt.
1.2 Hệ thống đo độ ẩm giao tiếp máy tính/ điện thoại
Trong ứng dụng hằng ngày, nhu cầu theo dõi độ ẩm ngày càng trở nên phổ biến và thiết
thực, được sử dụng trong: sản xuất chế biến nông nghiệp hiển thị và thực thi điều khiển
(quạt gió, máy sấy, điều hòa, hay báo động….) dữ liệu về môi trường tại một khu vực
theo dõi, chế độ làm việc của một số dây chuyền, thiết bị có yêu cầu cao.
Khái niệm về độ ẩm đã có từ rất lâu, độ ẩm là một trong những đại lượng vật lí được
quan tâm nhiều nhất, nó ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất vật chất và môi trường. Trong
công nghiệp sản xuất và trong lĩnh vực đo lường điều khiển, quá trình đo và xử lí độ ẩm
giữ vai trò quan trọng. Trong các thiết bị đó có các thiết bị đòi hỏi về cảm biến đo và

điều chỉnh độ ẩm của không khí như điều hòa, chuông báo cháy, lò vi sống... Do đó ta
có thể thấy được tầm quan trọng và tính thực tế của việc đo và điều chỉnh độ ẩm trong
các thiết bị tự động hóa cũng như trong đời sống hằng ngày.
Từ những cảm hứng trên chúng em thiết kế “Mạch đo độ ẩm môi trường giao tiếp với
máy tính/điện thoại” sử dụng ESP8266 WiFi Uno, DHT11.

4


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

Hình 1. 2 Hệ thông IOT đo độ ẩm

Hình 1. 3 Hệ thống IOT đo độ ẩm sử dụng một cảm biến

5


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

Chương II GIỚI THIỆU LINH KIỆN
2.1 ESP8266
2.1.1 Giới thiệu
ESP8266 là dòng chip tích hợp Wi-Fi 2.4Ghz có thể lập trình được, rẻ tiền được sản
xuất bởi một công ty bán dẫn Trung Quốc: Espressif Systems.
Được phát hành đầu tiên vào tháng 8 năm 2014, đóng gói đưa ra thị trường dạng

Môdun ESP-01, được sản xuất bởi bên thứ 3: AI-Thinker. Có khả năng kết nối Internet
qua mạng Wi-Fi một cách nhanh chóng và sử dụng rất ít linh kiện đi kèm. Với giá cả
có thể nói là rất rẻ so với tính năng và khả năng ESP8266 có thể làm được.

Hình 2. 1 Module wifi ESP8266
ESP8266 có một cộng đồng các nhà phát triển trên thế giới rất lớn, cung cấp nhiều
Module lập trình mã nguồn mở giúp nhiều người có thể tiếp cận và xây dựng ứng dụng
rất nhanh.
Hiện nay, tất cả các dòng chip ESP8266 trên thị trường đều mang nhãn ESP8266EX,
là phiên bản nâng cấp của ESP8266.

6


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

2.1.2 Sơ đồ chân

Hình 2. 2 Sơ đồ chân ESP8266

2.1.3 Thông số phần cứng
•

32-bit RISC CPU: Tensilica Xtensa LX106 chạy ở xung nhịp 80 MHz.

•

Sử dụng nguồn 3.3V.

•

Hổ trợ Flash ngoài từ 512KB đến 4MB.

•

64KBytes RAM thực thi lệnh.

•

96KBytes RAM dữ liệu.

•

64KBytes boot ROM.

•

Chuẩn wifi EEE 802.11 b/g/n, Wi-Fi 2.4 GHz.

•

Tích hợp TR switch, balun, LNA, khuếch đại công suất và matching network.

•

Hổ trợ WEP, WPA/WPA2, Open network.

•

Tích hợp giao thức TCP/IP.

•

Hổ trợ nhiều loại anten.

•

16 chân GPIO.
7


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học
•

Hổ trợ SDIO 2.0, UART, SPI, I²C, PWM, I2S với DMA.

•

1 ADC 10-bit.

•

Dải nhiệt độ hoạt động rộng: -40C ~ 125C.
2.1.4 SDK hỗ trợ

Espressif hiện đã hỗ trợ 3 nền tảng SDK (Software Development Kit - Gói phát triển

phần mềm) độc lập là: NONOS SDK, RTOS SDK và Arduino. Cả 3 đều có những ưu
điểm riêng phù hợp với từng ứng dụng nhất định, và sử dụng chung nhiều các hàm điều
khiển phần cứng.
Hiện nay, Arduino đang được sử dụng rộng rãi bởi tính dễ sử dụng, kiến trúc phần
mềm tốt và tận dụng được nhiều thư viện cộng đồng.
2.2 ESP8266 WiFi Uno
2.2.1 Giới thiệu
Hiện nay, các Board mạch phát triển đều tích hợp các mạch nạp tự động, nghĩa là phần
mềm sẽ tự động điều chỉnh các chân DTR và RTS của chip USB CDC, đưa ESP8266
vào chế độ nạp, sau đó sẽ gởi firmware xuống. Arduino IDE cũng vậy, nó sẽ điều chỉnh
dựa trên việc khai báo Board mạch sử dụng.

Hình 2. 3 ESP8266 Wifi Uno

8


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

Đại diện cho Arduino ban đầu là chip AVR, nhưng sau này có rất nhiều nhà sản xuất
sử dụng các chip khác nhau như ARM, PIC, STM32 gần đây nhất là ESP8266, ESP32,
và RISCV với năng lực phần cứng và phần mềm đi kèm mạnh mẽ hơn nhiều.
Board mạch ESP8266 WiFi Uno là một dự án mã nguồn mở giúp hỗ trợ môi trường
phát triển Arduino cho ESP8266. Giúp bạn có thể viết 1 Sketch sử dụng các thư viện và
hàm tương tự của Arduino, có thể chạy trực tiếp trên ESP8266 mà không cần bất kỳ vi
điều khiển nào khác.
ESP8266 Arduino core đi kèm với thư viện kết nối WiFi hỗ trợ TCP, UDP và các
ứng dụng HTTP, mDNS, SSDP, DNS Servers. Ngoài ra còn có thể thực hiện cập nhật

OTA, sử dụng Filesystem dùng bộ nhớ Flash hay thẻ SD, điều khiển servos, ngoại vi
SPI, I2C.
2.2.2 Sơ đồ chân

Hình 2. 4 Schematic
9


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

Hình 2. 5 Sơ đồ chân ESP8266 Wifi Uno
2.3 Cảm biến DTH11
2.3.1 Giới thiệu
Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11 có cảm biến nhiệt độ và độ ẩm phức tạp với đầu
ra tín hiệu số được hiệu chỉnh. Bằng cách sử dụng chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số độc
quyền kỹ thuật và nhiệt độ và độ ẩm công nghệ cảm biến, nó đảm bảo độ tin cậy cao
và tuyệt vời ổn định lâu dài.
Cảm biến này bao gồm đo độ ẩm kiểu điện trở thành phần và một thành phần đo
nhiệt độ NTC, và kết nối với một hiệu suất cao Bộ vi điều khiển 8 bit, cung cấp chất
lượng tuyệt vời, phản ứng nhanh, chống nhiễu khả năng và hiệu quả chi phí.
Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm được tích hợp trong 1 mạch duy nhất. Sử dụng cảm
biến DHT11 có sẵn thư viện giành cho Arduino.
10


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

Hình 2. 6 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11
Mạch làm chắc chắn, cảm biến trả lời nhanh và chính xác là những ưu điểm nổi
bật của dòng cảm biến này.
Mỗi phần tử DHT11 được hiệu chuẩn chính xác trong phòng thí nghiệm cực kỳ
chính xác độ ẩm hiệu chuẩn. Các hệ số hiệu chuẩn được lưu trữ như các chương trình
trong bộ nhớ OTP, được sử dụng bởi quá trình phát hiện tín hiệu nội bộ của cảm biến.
Giao diện nối tiếp đơn dây giúp tích hợp hệ thống nhanh chóng và dễ dàng. Kích
thước nhỏ của nó, tiêu thụ điện năng thấp và lên đến 20 truyền tín hiệu đồng hồ làm
cho nó trở thành lựa chọn tốt nhất cho các ứng dụng khác nhau, bao gồm cả những
thứ đòi hỏi khắt khe nhất. Thành phần này là gói pin hàng đơn 4 chân. Nó là thuận
tiện để kết nối và các gói đặc biệt có thể được cung cấp theo yêu cầu của người dùng.
2.3.3 Ứng dụng
HVAC, máy hút ẩm, thiết bị kiểm tra và kiểm tra, hàng tiêu dùng, ô tô, tự động kiểm
soát, logger dữ liệu, trạm thời tiết, thiết bị gia dụng, điều chỉnh độ ẩm, y tế và độ ẩm
đo lường và kiểm soát khác.
2.3.2 Sơ đồ chân

Hình 2. 7 Sơ đồ chân cảm biến DHT11
11


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

2.3.4 Mạch điển hìn

Hình 2. 8 Mạch điển hình

Lưu ý: 3Pin - Null; MCU = Micro-computer Unite hoặc single chip Computer. Khi
cáp kết nối ngắn hơn 20 mét, nên sử dụng điện trở kéo 5K; khi cáp kết nối dài hơn 20
mét.
2.3.3 Thông số kỹ thuật
• Độ phân giải: 16Bit.
• Độ lặp lại: ± 1% RH.
• Độ chính xác: 25 ℃ ± 5% RH.
• Hoán đổi cho nhau: hoàn toàn hoán đổi cho nhau.
• Thời gian đáp ứng: 1 / e (63%) của 25 6s ℃.
• Độ trễ: <± 0,3% RH.
• Độ ổn định lâu dài: <± 0,5% RH / năm trong.
• Độ phân giải: 16Bit.
• Độ lặp lại: ± 0,2 ℃.
• Phạm vi: Tại 25 ℃ ℃ ± 2.
• Thời gian đáp ứng: 1 / e (63%) 10S.
• Nguồn điện: DC 3.5 ～ 5.5V.
• Cung cấp Hiện Tại: đo lường 0.3mA chờ 60μs.
• Thời gian lấy mẫu: hơn 2 giây.
12


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

• 1 nguồn điện VDD 3.5 ～ 5.5V DC.
• 2 dữ liệu nối tiếp DATA, một bus đơn.
• 3, NC, pin rỗng.
• 4, GND mặt đất, sức mạnh tiêu cực.
•

Sử dụng tối đa 2.5mA trong quá trình chuyển đổi (trong khi yêu cầu dữ
liệu).

•

Tốt cho 20-80% độ ẩm đọc với độ chính xác 5%.

•

Tốt cho 0-50 ° C nhiệt độ đọc ± 2 ° C độ chính xác.

•

Kích thước thân máy 15,5mm x 12mm x 5,5mm.

2.3.4 Qui trình giao tiếp tổng thể
Định dạng dữ liệu bus đơn được sử dụng để giao tiếp và đồng bộ hóa giữa cảm biến
MCU và DHT11. Một quá trình giao tiếp là khoảng 4ms. Dữ liệu bao gồm các phần
thập phân và tích phân. Truyền dữ liệu hoàn chỉnh là 40 bit và trước tiên bộ cảm biến
sẽ gửi bit dữ liệu cao hơn.
Định dạng dữ liệu: 8 bit giá trị phần nguyên của độ ẩm RH+ 8 bit giá trị phần thập
phân RH +8 bit giá trị phần nguyên nhiệt độ T + 8 bit phần thập phân nhiệt độ T +
8bit kiểm tra tổng. Nếu truyền dữ liệu là đúng, tổng kiểm tra phải là 8bit cuối cùng
của "8 bit giá trị phần nguyên của độ ẩm RH+ 8 bit giá trị phần thập phân RH +8 bit
giá trị phần nguyên nhiệt độ T + 8 bit phần thập phân nhiệt độ T ".

Hình 2. 9 Qui trình giao tiếp tổng thể
13

Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

Ví dụ 1: Khi 40 dữ liệu được nhận:
0011 0101

0000 0000

0001 1000

High humidity 8 Low humidity8

High temp 8

0000 0000

0100 1101

Low temp 8

Parity bit

Tính toán ：0011 0101 + 0000 0000 + 0001 1000 + 0000 0000 = 0100 1101
Kết luận : Dữ liệu nhận được là đúng: Độ ẩm ： 0011 0101 = 35H = 53% RH
Nhiệt độ: 0001 1000 = 18H = 24 ℃

Ví dụ 2: Khi 40 dữ liệu được nhận:
0011 0101

0000 0000

High humidity 8 Low humidity8

0001 1000
High temp8

0000 0000

0100 1001

Lowtemp8

Parity bit

Tính toán ：0011 0101 + 0000 0000 + 0001 1000 + 0000 0000 ＝ 0100 1101
01001101 ≠ 0100 1001
Kết luận : Dữ liệu nhận được không chính xác, từ bỏ, để nhận lại dữ liệu.
Khi MCU gửi tín hiệu khởi động, DHT11 thay đổi từ chế độ tiêu thụ điện năng
thấp sang chế độ chạy, chờ MCU hoàn thành tín hiệu khởi động. Sau khi hoàn thành,
DHT11 gửi tín hiệu phản hồi của dữ liệu 40 bit bao gồm thông tin độ ẩm và nhiệt độ
tương đối cho MCU. Người dùng có thể chọn thu thập (đọc) một số dữ liệu. Nếu
không có tín hiệu khởi động từ MCU, DHT11 sẽ không cung cấp tín hiệu đáp ứng cho
MCU. Khi dữ liệu được thu thập, DHT11 sẽ chuyển sang chế độ tiêu thụ điện năng
thấp cho đến khi nó nhận được tín hiệu khởi động từ MCU một lần nữa.
2.3.5 MCU Gửi tín hiệu khởi động đến DHT
Dữ liệu trạng thái tự do bus đơn ở mức điện áp cao. Khi giao tiếp giữa MCU và
DHT11 bắt đầu, chương trình MCU sẽ thiết lập mức điện áp một chiều Data từ cao
xuống thấp và quá trình này phải mất ít nhất 18ms để đảm bảo phát hiện tín hiệu MCU

của DHT, sau đó là MCU sẽ kéo điện áp lên và chờ 20-40us cho phản ứng của DHT.

14


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

Hình 2. 10 MCU gửi tín hiệu khởi động đến DHT
2.3.6 Phản hồi của DHT đối với MCU
Khi DHT phát hiện tín hiệu khởi động, nó sẽ gửi tín hiệu đáp ứng mức điện áp thấp,
kéo dài 80us. Sau đó, chương trình của DHT đặt mức điện áp một chiều Dữ liệu từ
thấp đến cao và giữ 80us để chuẩn bị cho việc gửi dữ liệu của DHT. Khi DATA
Single-Bus ở mức điện áp thấp, điều này có nghĩa là DHT đang gửi phản hồi tín hiệu.
Một khi DHT gửi tín hiệu đáp ứng, nó kéo điện áp lên và giữ nó cho 80us và chuẩn
bị cho việc truyền dữ liệu. Khi DHT gửi dữ liệu đến MCU, mỗi bit dữ liệu bắt đầu với
mức điện áp thấp 50us và độ dài của tín hiệu mức cao áp sau xác định bit dữ liệu là
"0" hay "1" (xem Hình 4 và 5 bên dưới).

Hình 2. 11 Phản hồi của DHT tới MCU

15


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

2.4. ThingSpeak

Theo các nhà phát triển của nó, ThingSpeak là một ứng dụng Internet (IET)
và API nguồn mở (IoT) để lưu trữ và lấy dữ liệu từ những thứ bằng cách sử dụng giao
thức HTTP qua Internet hoặc thông qua Mạng cục bộ. ứng dụng theo dõi vị trí và
mạng xã hội của những thứ có cập nhật trạng thái.
ThingSpeak đã tích hợp hỗ trợ từ phần mềm tính số MatLab từ MathWorks, cho
phép người dùng ThingSpeak phân tích và trực quan hóa dữ liệu đã tải.
Internet of Things (IoT) là một hệ thống 'những thứ kết nối'. Những điều thường
bao gồm một hệ điều hành nhúng và khả năng giao tiếp với internet hoặc với những
thứ lân cận. Một trong những yếu tố quan trọng của một hệ thống IoT chung mà kết
nối các 'thứ' khác nhau là một dịch vụ IoT. Một ý nghĩa thú vị từ 'những thứ' bao gồm
các hệ thống IoT là những thứ của mình không thể làm bất cứ điều gì. Ở mức tối thiểu,
họ phải có khả năng kết nối với 'thứ' khác. Nhưng sức mạnh thực sự của IoT được
khai thác khi mọi thứ kết nối với một 'dịch vụ' trực tiếp hoặc thông qua 'những thứ'
khác. Trong các hệ thống như vậy, dịch vụ đóng vai trò của một người quản lý vô hình
bằng cách cung cấp các khả năng từ thu thập dữ liệu đơn giản và giám sát đến các
phân tích dữ liệu phức tạp.

Hình 2. 12 Mô hình Internet Of Things
16


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

Một nền tảng ứng dụng IoT cung cấp nhiều khả năng phân tích, theo dõi và phản tác
vụ là “ThingSpeak”.
ThingSpeak là một nền tảng cung cấp các dịch vụ khác nhau dành riêng cho việc
xây dựng các ứng dụng IoT. Nó cung cấp khả năng thu thập dữ liệu theo thời gian
thực, trực quan hóa dữ liệu được thu thập dưới dạng biểu đồ, khả năng tạo plugin và

ứng dụng để cộng tác với các dịch vụ web, mạng xã hội và các API khác. ThingSpeak
là kênh lưu trữ dữ liệu mà chúng tôi gửi tới ThingSpeak và bao gồm các phần tử bên
dưới:
❖ 8 trường để lưu trữ dữ liệu thuộc bất kỳ loại nào - Các trường này có thể được
sử dụng để lưu trữ dữ liệu từ bộ cảm biến hoặc từ thiết bị được nhúng.
❖ 3 trường vị trí - Có thể được sử dụng để lưu trữ vĩ độ, kinh độ và độ cao. Đây
là rất hữu ích cho việc theo dõi một thiết bị di chuyển.
❖ 1 trường trạng thái - Một tin nhắn ngắn để mô tả dữ liệu được lưu trữ trong
kênh.
ThingSpeak là một mã nguồn mở cho các ứng dụng của “Internet Of Things”. Mã
nguồn này hỗ trợ việc lấy dữ liệu từ cảm biến thông qua module wifi ESP8266 hay từ
các thiết bị khác và có nhiệm vụ lưu trữ và xử lí dữ liệu. Với ThingSpeak, bạn có thể
tạo ra các ứng dụng phân tích dữ liệu, lưu trữ dữ liệu, quản lí dữ liệu một cách đơn
giản.
ThingSpeak như một Server ở bất kì đâu bạn thông qua máy tính/ điện thoại bạn
cũng có thể truy cập vào ThingSpeak để theo dõi dữ liệu đã được gửi lên.
Để sử dụng ThingSpeak, chúng tôi cần đăng ký và tạo kênh. Khi chúng tôi có một
kênh, chúng tôi có thể gửi dữ liệu, cho phép ThingSpeak xử lý và cũng lấy lại dữ liệu
đó.
Nói chung “ThingSpeak là gì ?”
❖ Nền tảng cho các ứng dụng IoT.
❖ Thu thập dữ liệu theo thời gian thực.
❖ Trực quan hóa dữ liệu trong biểu đồ.
17


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

❖ Các kênh riêng và công cộng.

Hình 2. 13 Giao diện ThingSpeak

Chương III THỰC NGHIỆM
3.1 Chuẩn bị linh kiện

✓ Cảm biến DHT11.
✓ Board ESP8266 WiFi Uno.
✓ Dây nối male-female header.
✓ Điện trở 5K Ohm.
✓ Cable kết nối giữa board ESP8266 và máy tính.
3.2 Lắp mạch
Cách nối các chân như sau:
DHT11

Arduino

S

pin 2

+

5V

-

GND

Bảng 3. 1 Cách nối chân trong mạch
18


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

3.3 Tạo kênh trên ThingSpeak

Hình 3. 1 Create Account trên ThingSpeak

Hình 3. 2 Create Channel trên ThingSpeak
3.4 Code
#include "ThingSpeak.h"
#include <DHT.h>
19


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

#include <ESP8266WiFi.h>
#define DHTPIN 4
#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
//---------------- Fill in your credentails --------------------char ssid[] = "Duc Thuan";
char pass[] = "987654321";

// your network SSID (name)
// your network password

unsigned long myChannelNumber = 1;
// Replace the 0 with your channel number
const char * myWriteAPIKey = "FHLT94YR6EJAREAU";
// Paste your ThingSpeak Write API Key between the quotes
//-----------------------------------------------------------------WiFiClient client;
int number = 0;
void setup() {
//Initialize serial and wait for port to open:
Serial.begin(9600);
while (!Serial)
{; // wait for serial port to connect. Needed for native USB port only}
WiFi.mode(WIFI_STA);
ThingSpeak.begin(client); }
void loop() {
20


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

// Connect or reconnect to WiFi
if (WiFi.status() != WL_CONNECTED){Serial.print("Attempting to connect to
SSID:");
// Serial.println(SECRET_SSID);
while(WiFi.status() != WL_CONNECTED){
WiFi.begin(ssid, pass);

Serial.print(".");
delay(5000);

}

Serial.println("\nConnected.");}
float humi = dht.readHumidity();
// Write to ThingSpeak. There are up to 8 fields in a channel, allowing you to store
up to 8 different
// pieces of information in a channel. Here, we write to field 1.
int x = ThingSpeak.writeField(myChannelNumber, 1, humi, myWriteAPIKey);
int y=ThingSpeak.setTwitterTweet("NgocBaoLe1","ádashdaskdjajdasda");
// Check the return code
if(x == 200){ Serial.println("Channel update successful."); }
else{ Serial.println("Problem updating channel. HTTP error code " + String(x));}
number++;
Serial.print(humi);
if(number > 99){ number = 0; }

21


Cảm biến và đo lường

Bộ Môn Vật Lí Tin Học

Chương IV KẾT QUẢ
4.1 Sản phẩm thực tế

Hình 4. 1 Sản phẩm thực tế

4.2 Kết quả đo thực nghiệm

Hình 4. 2 Hiển thị kết quả đo trên ThingSpeak

22