Nghiên cứu thiết kế hệ thống đo và giám sát nhiệt độ, độ ẩm không dây ứng dụng trong các kho bảo quản nông sản dạng hạt

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT
NAM

NGÔ PHƯƠNG THỦY

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐO VÀ GIÁM SÁT
NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM KHÔNG DÂY ỨNG DỤNG TRONG
CÁC KHO BẢO QUẢN NÔNG SẢN DẠNG HẠT
Chuyên ngành:

Kỹ thuật điện

Mã số:

60 52 02 02

Người hướng dẫn khoa học:
Thảnh

TS. Bùi Đăng

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng để bảo vệ ở bất
kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám
ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Ngô Phương Thủy

i


LỜI CẢM ƠN
Với tất cả lòng chân thành, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn:
TS. Bùi Đăng Thảnh - Viện Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa đã tận tình động viên,
chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tôi để tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy, cô giáo Khoa Cơ điện - Học viện Nông
nghiệp Việt Nam, các thầy cô Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ về chuyên môn cũng
như tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy, cô giáo đã trực tiếp giảng dạy
tôi trong quá trình học tập cùng gia đình và bạn bè đã giúp đỡ và khích lệ tôi hoàn thành
luận văn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Ngô Phương Thủy

ii


MỤC LỤC
Lời cam đoan................................................................................................................. i
Lời cảm ơn ................................................................................................................... ii
Mục lục ...................................................................................................................... iii
Danh mục chữ viết tắt ....................................................................................................v
Danh mục bảng............................................................................................................ vi
Danh mục hình ........................................................................................................... vii
Trích yếu luận văn ..................................................................................................... viii
Thesis abstract ............................................................................................................. ix
Phần 1. Mở đầu............................................................................................................1
Phần 2. Tổng quan.......................................................................................................2
2.1.

Tổng quan về nông sản và kho bảo quản dạng hạt ............................................2

2.1.1.

Đặc điểm nông sản dạng hạt: ...........................................................................2

2.1.2.

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hạt trong bảo quản.................................5

2.1.3.

Kho bảo quản nông sản dạng hạt......................................................................6

2.2.

Tổng quan về truyền thông không dây ...........................................................14

2.2.1.

Khái quát chung.............................................................................................14

2.2.2.

Chế độ truyền tải thông tin trong truyền thông ...............................................14

2.2.3.

Cấu trúc mạng truyền thông ...........................................................................18

2.2.4.

Các công nghệ không dây ..............................................................................20

Phần 3. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu .......................................................25
3.1.

Đối tượng và nội dung nghiên cứu .................................................................25

3.1.1.

Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................25

3.1.2.

Nội dung nghiên cứu......................................................................................25

3.2.

Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................25

3.2.1.

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết .................................................................25

3.2.2.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ...........................................................25

Phần 4. Kết quả và thảo luận ....................................................................................49
4.1.

Phần cứng......................................................................................................49

4.2.

Phần mềm......................................................................................................51

3

Phần 5. Kết luận và đề nghị ......................................................................................53
5.1.

Kết luận .........................................................................................................53

5.2.

Đề nghị ..........................................................................................................53

Danh mục công trình đã công bố liên quan đến luận văn..............................................54
Tài liệu tham khảo .......................................................................................................55
Phụ lục 56

4


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa đầy đủ

ADSL

Asymmetric Digital Subscriber Line
Đường dây thuê bao số bất đối xứng

AMS - BTS

Automated Manifest System Basic Transceiver Station
Hệ thống trạm thu phát gốc tự động

DSL

Digital Subcriber Line
Kênh thuê bao số

IEEE

Institute of Electrical and Electronics Engineers
Viện kỹ nghệ Điện và Điện tử

IR

Infraed remote
Tia hồng ngoại

LAN

Local Area Network/ Mạng máy tính cục bộ

M2M

Máy tới máy

MEMS

Micro-Electro-Mechanical Systems
Vi hệ thống cơ điện tử

Optic Fiber

Cáp quang

PC

Máy tính

PDA

Personal Digital Assistant
Thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân

PLC

Programmable Logic Controller
Bộ điều khiển lập trình được

Router

Thiết bị định tuyến

SCADA

Supervisory Control And Data Acquisition
Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu

Wifi

Chuẩn giao thức truyền thông không dây

WLAN

Wireless Local Area Networks/Mạng cục bộ không dây

5


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Độ ẩm tương quan giữa ngô và không khí ở 20˚C ..........................................5
Bảng 2.2. Độ ẩm an toàn của một số loại hạt .................................................................5
Bảng 3.1. Chức năng các chân bộ thu phát không dây..................................................29
Bảng 3.2. Chọn kiểm tra parity ....................................................................................38
Bảng 3.3. Độ dài dữ liệu truyền. ..................................................................................39
Bảng 3.4. Tính tốc độ baud..........................................................................................40
Bảng 3.5. Chức năng các chân của LCD ......................................................................41
Bảng 3.6. Chức năng các chân của PL2303 .................................................................43
Bảng 4.1. Giá trị đo .....................................................................................................49
Bảng 4.2: Khảo nghiệm không vật cản ........................................................................50


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1.

Sơ đồ cấu tạo kho cơ giới không có thiết bị sơ chế. .....................................9

Hình 2.2.

Sơ đồ cấu tạo kho cơ giới có thiết bị sơ chế ...............................................10

Hình 2.3.

Sơ đồ cấu tạo kho silô ...............................................................................11

Hình 2.4.

Hệ thống giám sát nhiệt độ Agrolog PC2500 .............................................11

Hình 2.5.

Hệ thống giám sát nhiệt độ Agrolog PC5000 .............................................12

Hình 2.7.

Truyền thông song song và nối tiếp ...........................................................14

Hình 2.8.

Truyền một chiều và hai chiều...................................................................16

Hình 2.9.

Mô hình hệ SCADA dùng sóng Radio cấu trúc mạng sao ..........................18

Hình 2.10. Cấu trúc mạng kiểu mắt lưới .....................................................................20
Hình 2.11. Điều khiển bằng hồng ngoại ......................................................................21
Hình 2.12. Bộ thu phát không dây của Phonic.............................................................24
Hình 3.1.

Sơ đồ khối của hệ đo và giám sát nhiệt độ, độ ẩm không dây.....................26

Hình 3.2.

Sơ đồ khối của Mạch thu thập từ xa...........................................................26

Hình 3.3.

Sơ đồ khối của Mạch thu thập trung tâm ...................................................27

Hình 3.4.

Sơ đồ khối bộ truyền thông không dây ......................................................28

Hình 3.5.

Các chân bộ thu phát không dây nRF24L01 ..............................................28

Hình 3.6.

Sơ đồ nguyên lý bộ thu phát nRF24L01 ....................................................30

Hình 3.7.

Sơ đồ nguyên lý phần mạch thu thập tín hiệu từ xa ....................................32

Hình 3.8.

Sơ đồ nguyên lý phần mạch thu thập trung tâm .........................................33

Hình 3.9.

Cảm biến DHT11 ......................................................................................33

Hình 3.10. Sơ đồ chân DHT11....................................................................................34
Hình 3.11. Thanh ghi UDR .........................................................................................36
Hình 3.12. Thanh ghi UCSRA ....................................................................................36
Hình 3.13. Thanh ghi UCSRB ....................................................................................37
Hình 3.14. Thanh ghi UCSRC ....................................................................................38
Hình 3.15. Thanh ghi UBRR ......................................................................................39
Hình 3.16. Sơ đồ chân của LCD .................................................................................41
Hình 3.17. Ký hiệu các chân PL2303 ..........................................................................43
Hình 3.18. Lưu đồ thuật toán lập trình bộ thu thập từ xa .............................................46
Hình 3.19. Lưu đồ thuật toán lập trình bộ thu thập không dây trung tâm .....................47
Hình 3.20. Lưu đồ thuật toán trên màn hình máy tính .................................................48
Hình 4.1.

Phần cứng mạch thu thập từ xa không dây.................................................49

Hình 4.2.

Phần cứng mạch thu thập trung tâm...........................................................50

Hình 4.3.

Mạch thu thập trung tâm khi có vật cản .....................................................51

Hình 4.4.

Đồ thị nhiệt độ, độ ẩm thông qua mạch thu phát không dây .......................52

vii

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Ngô Phương Thủy
Tên Luận văn: Nghiên cứu thiết kế hệ thống đo và giám sát nhiệt độ, độ ẩm không dây
ứng dụng trong kho bảo quản nông sản dạng hạt.
Ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60 52 02 02

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu:
Thiết kế, chế tạo hệ thống thu thập giám sát nhiệt độ, độ ẩm không dây ứng dụng
trong kho bảo quản nông sản dạng hạt bằng sóng radio RF. Xây dựng được giao diện
giám sát trên máy tính trực quan có khả năng lưu, xuất dữ liệu dưới dạng bảng và đồ thị,
đánh giá khả năng thu thập và truyền nhận không dây.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết về các đặc tính nông sản và kho bảo quản nông sản dạng hạt;
mạng truyền thông không dây, các kiến thức về vi điều khiển và phần mềm lập trình giao
diện giám sát. Sử dụng phương pháp thực nghiệm xây dựng mô hình điểm đo nhiệt độ,
độ ẩm và đánh giá kết quả khảo nghiệm.
Kết quả chính và kết luận
Đề tài đã xây dựng được phần cứng mạch thu thập tín hiệu từ xa và mạch thu thập
trung tâm hoạt động theo đúng thiết kế. Kết quả đo trên mạch thu thập từ xa được so sánh
với nhiệt kế ẩm TH101E cho kết quả tương đương nhau. Phần mềm giao diện giám sát
thể hiện kết quả trực quan dưới dạng đồ thị và bảng số liệu. Việc truyền nhận không dây
được thực hiện trong phạm vi 30m cho kết quả tin cậy. Đây chính là cơ sở để học viên có
thể mở rộng, phát triển đề tài ứng dụng trong kho bảo quản nông sản dạng hạt ngoài thực
tế với bài toán tối ưu về vị trí đặt cảm biến trong kho trong nghiên cứu tiếp theo.

8


THESIS ABSTRACT
Master candidate: Ngo Phuong Thuy
Thesis title: Study and design the model of the temperature and humidity monitoring
system using wireless communication for agricultural warehouses.
Major: Electrical Engineering

Code: 60 52 02 02

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research Objectives
Study and design the model of the temperature and humidity monitoring system
using wireless communication RF for agricultural warehouses. Design monitoring
interfaces on the computer, saving datas and export as table and graph, evaluate
the possibility of collecting and receiving wireless communications.
Materials and Methods
Study the characteristics of agricultural products and agricultural warehouse;
wireless communication, the knowledge of microcontroller programming software and
monitoring interface. Using experimental method, design the model of the temperature
and humidity monitoring system and evaluate testing results.
Main findings and conclusions
Measurement device and acquisition device have been correctly operated
(compared the obtained results with thermometer TH101E). Data of temperature and
moisture are displayed on LCD and the central computer. Experiments on wireless
communication

were carried out, and equipment system works well at the

transferring speed of 1Mbps while the distances among devices are up to 30m.
The next step of the research will consist of actual experiments in the agricultural
warehouses to further assessing the stability of designed system and also completing our
design before it is actually applied to practical applications.

9


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
Nước ta là một nước nông nghiệp, xuất khẩu nhiều sản phẩm nổi tiếng như
gạo, hạt tiêu, cà phê,… Vì vậy việc đo, kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm của các kho
bảo quản nông sản ngày càng trở nên quan trọng. Hiện đã có một số nghiên cứu
trong nước triển khai về vấn đề này trong đó có thể kể đến là nhóm nghiên cứu của
Viện Công nghệ thông tin (Phạm Minh Tuấn và cs., 2009), tuy nhiên nhóm nghiên
cứu mới dừng lại ở thử nghiệm với hệ thống truyền có dây dẫn điều này làm tăng
chi phí phí của hệ thống về dây dẫn, công lắp đặt, bảo trì ngoài ra khi muốn thay
đổi vị trí đặt cảm biến thì hệ thống này là khá khó để thực hiện. Ngoài ra còn một
số sản phẩm nghiên cứu khác sử dụng công nghệ nước ngoài đưa vào nước ta cho
bài toán đo và giám sát nhiệt độ, có thể kể đến là hệ thống cảnh báo nhiệt độ, độ
ẩm từ xa ECA-GPIs4.xE của 3CElectric, hệ thống AMS-BTS trong quản lý giám
sát các thông số môi trường. Ngoài các nghiên cứu và sản phẩm nêu trên, trong
(Zhao Xiaoshun and Lui Shuxia, 2015). Đề xuất xây dựng hệ thống thông minh
dựa trên vi điều khiển AT89C52 dùng truyền thông USB. Rõ ràng đây là hướng
nghiên cứu truyền thống nhưng vẫn đang được triển khai cả trong nước và quốc
tế. Các hệ thống nhập ngoại đưa vào nước ta có giá thành cao, khó khăn trong làm
chủ công nghệ, đặc biệt khi áp dụng trong các kho nông sản có đặc thù riêng ở Việt
Nam. Rõ ràng một nhu cầu cấp thiết hiện nay là cần thiết phải có một hệ thống đo
giám sát nhiệt độ và độ ẩm ứng dụng vào kho nông sản, hệ thống này phải được
nghiên cứu, thiết kế triển khai trong nước, giá thành rẻ nhưng vẫn mang nhiều các
tính năng ưu việt trong hệ thống như: hỗ trợ truyền thông không dây, tích hợp các

thuật toán về loại bỏ nhiễu dùng công nghệ nhúng,…
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, dưới sự hướng dẫn của TS. Bùi Đăng
Thảnh, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế hệ thống đo và giám sát nhiệt độ,
độ ẩm không dây ứng dụng trong các kho bảo quản nông sản dạng hạt” cho
luận văn Cao học của mình. Nội dung đề tài là nghiên cứu và thiết kế hệ đo và
giám sát nhiệt độ, độ ẩm trong kho bảo quản nông sản dạng hạt.

1


PHẦN 2. TỔNG QUAN
2.1. TỔNG QUAN VỀ NÔNG SẢN VÀ KHO BẢO QUẢN DẠNG HẠT
2.1.1. Đặc điểm nông sản dạng hạt
2.1.1.1. Tính chất vật lý
a. Mật độ và độ rỗng của khối hạt
Hạt sau khi thu hoạch được đem phơi khô hoặc sấy, vun thành đống hay đóng
thành bao (khối hạt), trong khối hạt bao giờ cũng có những khe hở giữa các hạt
chứa đầy không khí, đó là độ hổng của khối hạt. Ngược lại với độ hổng là phần thể
tích các hạt chiếm chỗ trong không gian, đó gọi là độ chặt của khối hạt. Thường
thì người ta tính độ hổng và độ chặt của khối hạt bằng phần trăm:
S=

ố

ạ

ạ
ố
ạ

x 100%

Độ hổng và độ chặt của hạt luôn tỉ lệ nghịch với nhau. Nếu độ hổng lớn thì
độ chặt nhỏ và ngược lại. Độ hổng và độ chặt phụ thuộc vào hình dạng, kích thước,
độ đàn hồi và trạng thái bề mặt hạt.
Hình dạng, kích thước kho và phương pháp đổ hạt vào kho cũng ảnh hưởng
nhiều tới độ hổng. Độ hổng ở các khu vực khác nhau cũng khác nhau do tính tự
phân loại gây nên. Trong quá trình bảo quản, độ hổng của hạt luôn thay đổi, phụ
thuộc vào độ ẩm, thời gian bảo quản. Nếu hạt ẩm và bảo quản lâu thì độ hổng
giảm. Đối với công tác bảo quản, độ hổng và độ chặt của hạt là các yếu tố rất quan
trọng. Nếu khối hạt có độ hổng cao, không khí dễ dàng chuyển dịch gây nên hiện
tượng truyền nhiệt đối lưu và chuyển dịch ẩm. Như vậy nếu bảo quản không tốt
trong điều kiện độ ẩm và nhiệt độ không khí cao dễ ảnh hưởng đến chất lượng
khối hạt (độ ẩm càng cao thì sự bám dính càng tăng và độ hổng sẽ càng giảm).
Tuy nhiên lợi dụng độ hổng có thề áp dụng phương pháp thông hơi tự nhiên hay
thông gió cưỡng bức để giảm nhiệt độ và độ ẩm của khối hạt hay xả khí để diệt
sâu mọt.
Trong quá trình bảo quản, nhờ có không khí trong khối hạt mà hạt hô hấp
bình thường, duy trì sự sống. Vậy việc duy trì một độ hổng phù hợp là điều kiện
tối cần thiết, tạo môi trường cho khối hạt được thông thoáng, tạo điều kiện cho
khối hạt truyền và trao đổi nhiệt, ẩm với môi trường được dễ dàng. Muốn vậy hạt
phải khô sạch, không đổ hạt cao quá mức (đống hạt càng cao, dưới tác dụng của
trọng lực, vùng phía đáy đống hạt sẽ bị nén làm giảm độ hổng), không đè nặng lên
khối hạt, trường hợp bảo quản lâu phải đảo hay chuyển kho theo định kỳ, thời gian
bảo quản càng dài thì tác dụng của trọng lực càng tăng và độ rỗng sẽ càng giảm.
2


b. Độ rời
Tính tảng rời là đặc tính khi đổ hạt từ trên cao xuống, hạt tự chuyển dịch

để tạo thành khối hạt có hình chóp nón, nhọn đỉnh và không có hạt nào dính hạt
nào. Khi đó sẽ tạo thành góc nghiêng tự nhiên α (đại lượng đặc trưng cho tính tản
rời) là góc nhỏ nhất tạo bởi một mặt phẳng ngang và mặt phẳng nghiêng của chóp.
Khối hạt có góc nghiêng càng nhỏ tính tảng rời càng lớn.
Dựa vào độ tảng rời sơ bộ có thể xác định được chất lượng và sự thay đổi
chất lượng của đống hạt. Hạt có độ rời càng cao thì càng dễ dàng trong di chuyển.
Dựa vào khả năng tự chảy của khối hạt. Trong kỹ thuật, độ rời có ảnh hưởng lên
lực ép của khối hạt lên tường kho hay lên các thiết bị vận chuyển. Độ rời càng lớn
thì thiết bị và thành kho phải càng bền vững.
c. Tính hấp thụ của khối hạt:
Do trong khối hạt có độ hổng và do cấu tạo của hạt nên tất cả các chất khí
có trong khối hạt đều có thể hấp thụ vào từng hạt tuỳ theo tỉ trọng, khả năng thẩm
thấu và tính chất hoá học của từng chất mà quá trình nhả ra mạnh hay yếu. Thông
thường bao giờ quá trình hấp thụ cũng xảy ra dễ dàng hơn quá trình nhả ra.
Lượng nước tự do chứa trong hạt phụ thuộc vào độ ẩm của không khí
bao quanh khối hạt. Độ ẩm của không khí bao quanh lớn thì hạt sẽ hút thêm ẩm
và thuỷ phần tăng lên, ngược lại độ ẩm của không khí nhỏ thì hạt nhả bớt hơi
ẩm và thuỷ phần giảm. Hạt nhả ẩm khi áp suất riêng phần của hơi nước trên bề
mặt hạt lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí. Hạt hút ẩm ở
trường hợp ngược lại. Hai quá trình hút và nhả hơi ẩm tiến hành song song với
nhau cho tới khi đạt tới trạng thái cân bằng (thuỷ phần của hạt không tăng và
không giảm) ở một điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhất định. Độ ẩm cân bằng của
hạt thường từ 10% - 35%.
Thuỷ phần cân bằng của hạt phụ thuộc vào độ ẩm và độ nhiệt của không
khí bao quanh khối hạt, phụ thuộc vào cấu tạo và nhiệt độ của bản thân khối hạt:
- Ở một điều kiện nhiệt độ và độ ẩm xác định, mỗi loại hạt có một thuỷ phần
cân bằng xác định. Khi nhiệt độ độ ẩm tương đối của không khí tăng lên thì thuỷ
phần cân bằng của hạt càng tăng.
- Thành phần hoá học của hạt cũng ảnh hưởng tới độ ẩm cân bằng. Trong
những điều kiện như nhau độ ẩm cân bằng của hạt ngô so với các hạt chứa nhiều

chất béo thì độ ẩm của ngô cao hơn. Lí do là chất béo càng cao thì độ ẩm cân bằng
càng thấp.

3


- Trong bản thân mỗi hạt, thuỷ phần phân bố không đều vì do thành phần
cấu tạo và hoạt động sinh lí ở các phần khác nhau trong cùng một hạt không
giống nhau.
- Trong khối hạt bao gồm các hạt khô và chắc, đồng thời có những hạt còn
xanh non, chưa hoàn thiện. Do đó tạo nên những thành phần và khu vực có thuỷ
phần không đồng đều.
- Do ảnh hưởng độ ẩm tương đối của không khí tới khối hạt không đều nhau,
lớp hạt ở trên mặt và xung quanh tường kho, gần cửa nhà chẳng hạn thì do tiếp xúc
nhiều với không khí nên thường có độ thuỷ phân cao hơn.
Như vậy có nhiều nguyên nhân khác nhau làm cho sự thuỷ phần trong khối
hạt không đều gây khó khăn cho công tác bảo quản. Trong các nguyên nhân đó thì
độ ẩm và nhiệt độ của không khí là nguyên nhân chủ yếu. Vì vậy muốn khắc phục
tình trạng phân bố ẩm không đều trong khối hạt điều quan trọng là phải ngăn ngừa
ảnh hưởng của nhiệt độ cao và độ ẩm lớn của không khí.
2.1.1.2. Tính chất hóa sinh của khối hạt
a. Quá trình hô hấp của khối hạt
Mặc dù đã tách khỏi cây, khi bảo quản trong kho nó không quang hợp nữa
nhưng hạt vẫn là vật thể sống và thường xuyên trao đổi chất với môi trường bên
ngoài. Bất kì một cơ thể sống nào muốn duy trì được sự sống đều phải có năng
lượng. Hô hấp là quá trình trao đổi chất quan trọng nhất của hạt khi bảo quản.
Trong quá trình hô hấp đó chất dinh dưỡng chủ yếu là tinh bột trong hạt bị oxy
hoá, phân hóa sinh ra năng lượng cung cấp cho tế bào trong hạt để duy trì sự sống.
Số lượng chất dinh dưỡng của hạt bị tiêu hao trong hô hấp nhiều hay ít phụ thuộc
vào nhiều yếu tố sau: thành phần hoá học của hạt, mức độ hoàn thiện của hạt, thuỷ

phần của hạt, độ ẩm và độ nhiệt của không khí.
Khi chưa tách khỏi cây, hạt vẫn hô hấp, tổng hợp chất dinh dưỡng nhưng
do quá trình tổng hợp lớn hơn tiêu tốn, do đó chất dinh dưỡng trong hạt vẫn tăng
dần. Ngược lại, khi hạt được tách ra khỏi cây thì chất dinh dưỡng do hô hấp không
bù đắp được nữa nên trong bảo quản, khối lượng chất khô của hạt chỉ có giảm đi.
b. Cường độ hô hấp của khối hạt:
Để xác dịnh cường độ hô hấp mạnh hay yếu của hạt người ta thường
dùng khái niệm cường độ hô hấp. Theo quy định thì cường độ hô hấp là số
miligam CO2 thoát ra trong 24h do 100g vật chất khô của hạt hô hấp. Cũng có
thể xác định cường độ hô hấp bằng cách xác định lượng vật chất khô hao hụt

4


trong một đơn vị thời gian (1h hoặc 24h) của 1 khối lượng vật chất khô xác
định (thường thì tính theo 100g); cũng có thể xác định cường độ hô hấp theo
nhiệt lượng sinh ra theo một đơn vị thời gian của một khối lượng nhất định
của vật chất khô của hạt.
Như vậy, cường độ hô hấp càng lớn khi lượng khí CO2 thoát ra càng nhiều,
lượng nhiệt thoát ra càng lớn, lượng oxi hấp thụ lớn và lượng vật chất khô tiêu
hao nhiều.
2.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hạt trong bảo quản
- Độ ẩm không khí
Nông sản dạng hạt có khả năng hút ẩm từ môi trường không khí xung quanh
làm tăng hàm ẩm của bản thân nông sản và ngược lại cũng có thể bốc hơi ẩm vào
môi trường làm cho hàm ẩm của bản thân nông sản giảm đi. Tính chất này có ý
nghĩa quan trọng trong quá trình bảo quản và chế biến.
Tính chất hút ẩm của nông sản phụ thuộc vào cấu tạo mao quản và thành
phần hóa học của nông sản trong đó đặc biệt quan trọng là hàm lượng các chất háo
nước như protein.

Quá trình hút ẩm và nhả ẩm của nông sản tùy thuộc vào tương quan giữa
hàm ẩm của nông sản và độ ẩm tương đối của không khí xung quanh, tức là tương
quan giữa áp suất hơi của không khí lớn hơn áp suất hơi riêng trên bề mặt nông
sản thì sẽ xảy ra tình trạng hút hơi ẩm vào và ngược lại.
Quá trình trao đổi ẩm đó sẽ đạt tới trạng thái cân bằng động khi áp suất hơi
trên bề mặt của nông sản bằng áp suất của không khí và được gọi là hàm ẩm cân
bằng hay hàm ẩm tới hạn.
Bảng 2.1. Độ ẩm tương quan giữa ngô và không khí ở 20˚C
(%)
Không khí
(% )
Ngô hạt

20

30

8,2

9,5

40

50
10,7

60
8,0

70

9,5

80
11,6

90
15,3

Bảng 2.2. Độ ẩm an toàn của một số loại hạt
Loại hạt

Độ ẩm an toàn (%)

Hạt đậu

15 - 16

Ngô

12,5 - 14

Thóc

12 - 13

5

20,9

-

Nhiệt độ của không khí

Nhìn chung trên lãnh thổ nước ta, nhiệt độ tương đối cao. Đó là một trong
những yếu tố ngoại cảnh có tác động thúc đẩy các hoạt động sống của nông sản
phẩm, đồng thời tạo điều kiện phát sinh các sinh vật gây hại trong kho.
Nhiệt độ trung bình ở nước ta vào mùa rét là 15 – 20˚C, mùa nóng 30 – 32˚C, có
lúc lên đến 41˚C , trong lúc đó nhiệt độ trong kho có khi cao nhất 38˚C. Khi nhiệt
độ tăng lên thì các quá trình lý học, hóa học, sinh học đều tăng lên làm hư hại nông
sản.
2.1.3. Kho bảo quản nông sản dạng hạt
2.1.3.1. Tầm quan trọng của việc bảo quản nông sản
Trong quá trình sản xuất chất lượng nông sản chịu ảnh hưởng của nhiều yếu
tố môi trường, điều kiện kỹ thuật canh tác, kỹ thuật thu hái vận chuyển. Trong quá
trình bảo quản cất giữ sơ chế, nông sản phẩm lại luôn chịu ảnh hưởng các yếu tố
môi trường mà biến đổi chất lượng gây ra tổn thất không nhỏ. Trong quá trình bảo
quản sự hao hụt của nông sản được biểu hiện ở 2 dạng chính:
- Sự hao hụt về trọng lượng của nông sản có thể xảy ra do hậu quả của các
hiện tượng vật lí và sinh học. Ví dụ về sự hao hụt lý học như hiện tượng thoát hơi
nước từ nông sản ra ngoài, sự xáo trộn khi vận chuyển, sắp xếp, bảo quản bị vỡ nát
do quá trình hô hấp làm cho chất khô trong nông sản bị hao hụt lớn.
- Sự hao hụt về chất lượng biểu hiện bằng sự giảm chất lượng cảm quan,
chất lượng dinh dưỡng, chất lượng chế biến …
Với những tổn thất này sẽ làm giảm giá trị kinh tế của nông sản, giảm thu
nhập của người sản xuất.
2.1.3.2. Nhiệm vụ kho bảo quản
Kho bảo quản có nhiệm vụ bảo quản và tồn trữ các sản phẩm nông nghiệp
trước và sau khi chế biến. Kho đóng vai trò quan trọng trong bảo quản nông sản.
Nhà kho là cơ sở vật chất kỹ thuật để tiến hành các quá trình bảo quản nông sản,

là yếu tố đầu tiên và quan trọng quyết định tới chất lượng bảo quản nông sản. Đối
với mỗi loại sản phẩm khác nhau, cần phải có loại kho tương ứng thích hợp, nhất
là các trang bị cần thiết phục vụ cho việc sơ chế, kiểm tra theo dõi, phát hiện và xử
lý kịp thời các sự cố không bình thường trong kho. Tuy nhiên để giữ cho sản phẩm
ở trạng thái an toàn được lâu dài, ngoài việc xây dựng kho theo đúng tiêu chuẩn,
thì cũng cần phải quản lý tốt các tiêu chuẩn về chất lượng từ khi thu hoạch cho tới
khi nhập kho. Muốn đảm bảo yêu cầu chất lượng, nông sản phải được thu hoạch
6


đúng lúc (độ chín), lựa chọn, phân loại đúng tiêu chuẩn quy định, kiểm tra phẩm
chất ban đầu trước khi nhập kho về các chỉ tiêu: độ sạch, độ ẩm, mức độ nhiễm
sâu bệnh, thành phần dinh dưỡng. Trong vận chuyển phải lưu ý ngăn ngừa những
tác động cơ học bên ngoài làm hư hỏng hạt: gẫy vỡ, dập nát, ...
2.1.3.3. Phân loại kho bảo quản nông sản dạng hạt
a. Kho đơn giản
Kho bảo quản hạt theo dạng cót trong gia đình là đơn giản nhất. Hiện nay
loại kho này không còn vì quá đơn giản và không đảm bảo chất lượng bảo quản,
khả năng chống chuột và sâu bọ.
Kho dùng dự trữ lương thực quốc gia hiện nay tồn tại dưới ba dạng: Kho
A1, kho A2 và kho cuốn.
+ Kho A1, A2: Loại kho dùng phổ biến trong ngành lương thực những
năm 60 của thế kỷ trước. Kết cấu của kho A1 gồm: Mái ngói, dầm gỗ và nhiều
kèo gỗ chịu lực. Dưới lớp mái có lớp trần bằng vôi rơm để cách nhiệt. Tường xây
bằng gạch, có lớp ván gỗ ghép (chiều cao tường gỗ 3 ÷ 3,5m) sàn bằng xi măng,
hoặc lát gỗ. Sàn thường là loại sàn trệt (thấp và cách ẩm không tốt) hoặc sàn có
vòm cuốn, có lớp không khí đệm, chống ẩm. Mỗi ngăn kho A1 thường có sức
chứa 130 ÷ 250 tấn hạt. Kích thước phổ biến: dài 23 ÷ 46m, rộng 8 ÷ 12m, cao
từ 4 ÷ 6m.
Ưu điểm của kho A1: kiên cố, có khả năng chống được mưa bão, khả năng

thoát nhiệt tốt, tường không có máng ở phía trên, tường trước và sau có mái hiên
nên chống được mưa hắt. Kho A1 thích hợp để bảo quản thóc, gạo và cả bột.
Nhược điểm của loại kho này là tốn nhiều gỗ (lát tường và sàn). Tuy nhiên
hiện nay vì kèo gỗ đã được thay bằng kim loại. Khả năng chống xâm nhập ẩm vào
kho kém. Khả năng làm kín chưa tốt, do đó cần khử trùng kho bằng hơi sát trùng
gặp nhiều khó khăn. Sâu mọt và chuột dễ xâm nhập và hoạt động (đặc biệt kho A1
thông thoáng) và lan từ khoang này sang khoang khác.
Đặc điểm của kho A2 là mái ngói, cột, dầm chịu lực bằng gỗ, sàn và tường
cũng bằng gỗ. Sàn cách nền kho từ 50 ÷ 80 cm. Loại kho này có nhiều ở trung du
và miền núi. Gần đây các loại kho này bị loại bỏ.
+ Kho cuốn: Kho cuốn là loại kho phổ biến nhất ở ta hiện nay. Nguyên
liệu chính để xây dựng là gạch, vôi, cát, ximăng, cần rất ít gỗ. Kết cấu chịu lực
là tường chịu lực (đồng thời cũng là tường ngăn giữa hai khoang) và vòm cuốn

7


mái. Kích thước cơ bản của một khoang khô: dài (8 ÷ 15m), rộng (4 ÷ 6,5m) cao
(4 ÷ 6m). Mỗi ngăn kho cuốn chứa từ 50 ÷ 140 tấn. Kho có nền cao và dưới có
vòm cuốn, dùng lớp không khí đệm để chống thấm ở nền. Trên vòm cuốn mái có
gắn một lớp ngói lợp ngoài. Về phương diện bảo quản kho cuốn có một số ưu
nhược điểm chính sau:
Ưu điểm:
- Nhà kho chắc chắn, có khả năng chống mưa bão và hoả hoạn.
- Mái có khả năng cản nhiệt do bức xạ mặt trời tốt.
- Kho khá kín (khi cần kín), chim, chuột rất khó xâm nhập.
- Nếu chất lượng nông sản ban đầu tốt, bảo quản trong kho cuốn sẽ an toàn.
Nhược điểm:
- Ngăn kho có tiết diện chữ nhật nên sự phân bố nhiệt và ẩm trong đống hạt
không đều; càng vào giữa gian kho, nhiệt độ đống hạt càng cao; gần tường và cửa

nhiệt độ thấp hơn.
- Khả năng thoát nhiệt của kho cuốn kém hơn kho A1 và kho A2. Trường
hợp hạt nhập kho không đạt chất lượng bảo quản, hạt dễ bị bốc nóng. Nhiệt độ
đống hạt trong mùa hè từ 38 ÷ 42˚C. Chính vì thế để tránh đọng sương và men
mốc ở lớp mặt, yêu cầu quan trọng là đống hạt phải được cào đảo thường xuyên.
- Lớp xi măng chống thấm ở máng trên tường ngăn giữa hai gian kho thì bị
rạn nứt. Vào mùa mưa kéo dài trong tháng 2 và tháng 3, các máng đều bị thấm ướt,
làm ẩm tường ngăn. Các hạt gần sát tường ngăn dễ bị mốc.
- Do chia nhiều ngăn, diện tích kho hẹp, cửa thấp nên rất khó cơ khí hoá
xuất nhập kho. Trong bảo quản cũng gặp nhiều khó khăn.
Nhìn chung các loại kho phổ biến hiện nay còn tồn tại nhiều vấn đề:
- Các kho chưa đáp ứng được yêu cầu bảo quản là chống ẩm và chống thấm,
do đó lương thực bảo quản thường hay bị mốc (sát tường và nền). Khắc phục hiện
tượng này thường phải dùng khung đóng, kê lót ở tường và nền gây lãng phí và
tốn kém bảo dưỡng, thay thế hàng năm.
- Mức độ chứa hạt (đổ đống, không đóng bao) còn thấp, chiều cao đống hạt
chỉ từ 3 ÷ 3,5m. Mức độ chứa hạt mới chỉ 50 ÷ 60% thể tích nhà kho, còn 40% là
khoảng không vô ích. Chính khoảng không này là môi trường thuận lợi để không
khí ẩm bên ngoài xâm nhập và tác động vào lương thực, làm cho sâu mọt và vi
sinh vật có hại phát triển, phá hoại lương thực.

8


- Những nhà kho để bảo quản lương thực còn thủ công. Để bảo quản tốt
lương thực cần thiết phải cơ khí hoá các khâu như xuất, nhập, xử lý lương thực
trước khi nhập, xử lý trong bảo quản.
b. Kho cơ giới
* Kho cơ giới không có thiết bị sơ chế dùng để bảo quản
Trong kho trang bị bộ phận vận chuyển kiểu gầu tải, đưa nguyên liệu từ

dưới lên cao và đổ vào băng chuyền đặt trên nóc, chạy suốt chiều dài kho. Trên
từng đoạn băng tải có thiết bị gạt hạt xuống từng ô kho một. Hạt được lấy ra dưới
đáy nghiêng cũng là một băng tải chạy dọc kho.
Khối hạt trong kho theo từng giai đoạn được thông gió cưỡng bức khi cần
thiết nhờ hệ thống ống thổi không khí đặt trên mặt nền theo hướng ngang. Ống
phân phối khí bằng thép, phía trên bố trí lỗ. Trên miệng lỗ lắp tấm chắn để hạt
không rơi vào ống và không khí tràn ra hai bên. Hệ thống thổi không khí cưỡng
bức vào ống gồm quạt cao áp.

Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo kho cơ giới không có thiết bị sơ chế.
Ghi chú : 1 - Băng tải, 2 - ống thổi không khí, 3 - Quạt, 4 - Băng tải nhập, 5 - Tấm chắn.

* Kho cơ giới có thiết bị sơ chế

9


Hình 2.2. Sơ đồ cấu tạo kho cơ giới có thiết bị sơ chế
Ghi chú : 1 - Xe vận chuyển, 2 - Thùng tiếp nhận, 3- 8 - Băng tải, 4 - Gầu tải, 5 - Thùng phân phối
6 - Sàng làm sạch tạp chất, 7 - Buồng sấy, 9 - Cơ cấu tháo liệu, 10 - Băng tải xuất.

Thiết bị sơ chế gồm buồng sấy, sàng làm sạch hạt và một số thiết bị khác
để thực hiện việc bốc dỡ, vận chuyển, xuất nhập kho hoặc xử lý những sự cố nguy
hiểm (bốc nóng, côn trùng phá hoại, ...). Loại kho này có thể hoàn thành các quá
trình cần thiết trong quá trình bảo quản.
c. Kho silo
Kho silô thường được dùng để bảo quản hạt. Đây là phương pháp bảo quản
hạt tiên tiến nhất hiện nay.
Cấu tạo kho gồm một số tháp hình trụ (silô) bằng thép hoặc bằng bêtông
cốt thép, đáy dạng hình chóp. Hạt được đưa lên cao nhờ gầu tải và phân phối

xuống các silô bằng băng tải. Hạt được lấy ra ở đáy silô và vận chuyển bằng băng
tải.
Trên từng silô, theo chiều cao có các ống dẫn không khí thổi gió ngoài trời
vào hạt nhằm điều chỉnh nhiệt dộ và ẩm độ của khối hạt. Việc theo dõi được tự
động hoá nhờ các cảm biến đặt trong silô ở các độ cao khác nhau của silô (5 ÷ 7m
đặt một chiếc). Các tín hiệu nhận được qua bộ chuyển đổi đo, bộ khuếch đại tới
chỉ thị đo, ...
Ngoài hệ thống điều khiển, điều chỉnh kể trên, người ta còn trang bị buồng
sấy hạt, quạt gió, hệ thống vận chuyển xuất nhập kho, đảo hạt, ... Nhờ thiết bị điện
tử và hệ thống máy tính chương trình, công việc của kho được tự động hoá hoàn
toàn. Kho có sức chứa 20.000 tấn chỉ cần 1 ÷ 2 người phục vụ. Kho silô vốn đầu
tư lớn, nhưng hiệu quả kinh tế lại rất cao, do giảm được hư hỏng sản phẩm và giảm
chi phí lao động.
10


Hình 2.3. Sơ đồ cấu tạo kho silô
Ghi chú : 1 - Gầu tải; 2, 5 - Băng tải; 3 - Bộ phận tháo liệu; 4 - ống dẫn không; khí 6 - Silô

2.1.4. Hệ thống đo và giám sát nhiệt độ, độ ẩm trong các kho bảo quản nông
sản dạng hạt
2.1.4.1. Hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm nông sản dạng hạt ngoài nước
Mô hình bảo quản nông sản bằng silo là công nghệ đang được các nước tiến
tiến áp dụng và rất phổ biến, có thể kể đến ở đây là hệ thống Agrolog PC2500 thể
hiện trên hình 2.4.

Hình 2.4. Hệ thống giám sát nhiệt độ Agrolog PC2500

11

Agrolog TMS – đo nhiệt độ và giám sát là một hệ thống đáng tin cậy, phổ
biến được nhiều nước trên thế giới dùng theo dõi các silo chứa ngũ cốc. Tất cả hệ
thống giám sát nhiệt độ cho phép điều chỉnh nhiệt độ dễ dàng. Mạng cảm biến
được triển khai trong các silo cho phép người dùng nhận thấy những thay đổi về
nhiệt độ và đưa giải pháp xử lý trước khi hạt bắt đầu hư hỏng. Các cảm biến được
kết nối trong mạng và sẽ truyền dữ liệu đến trạm trung tâm.
Hệ thống giám sát Agrolog TMS sử dụng Agrolog TMS2500 làm việc như
một thiết bị đầu cuối - đây là trung tâm của hệ thống giám sát. Hệ thống cho phép
kết nối các cảm biến nhiệt độ vào một mạng kỹ thuật số và truy nhập đến các cảm
biến này từ một máy chủ trung tâm. Agrolog TMS2500 là thiết bị đầu cuối cầm
tay di động có đơn vị nhỏ gọn với chức năng bộ nhớ và giao diện USB máy tính.
Đơn giản chỉ cần kết nối thiết bị đầu cuối cầm tay đến điểm đấu nối và bắt đầu đo.
Tất cả các phép đo nhiệt độ từ mỗi silo và cảm biến sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ
của hệ thống và xuất hiện trong một hiển thị đầu cuối cầm tay di động. Dữ liệu có
thể được chuyển giao cho các phần mềm Agrolog PC2500.
Agrolog TMS5000 là một hệ thống giám sát phát triển dựa trên Agrolog
TMS2500. Đây là hệ thống giám sát chuyên nghiệp, hoàn toàn tự động. Các cảm
biến nhiệt độ được kết nối với mạng lưới kĩ thuật số và máy tính sử dụng phần
mềm Agrolog TMS5000. Hiện nay hệ thống Agrolog TMS5000 đã được cải tiến
linh hoạt với việc có thể lựa chọn chế độ mạng cảm biến kết nối có dây hoặc
không dây.

Hình 2.5. Hệ thống giám sát nhiệt độ Agrolog PC5000

12


Agrolog TMS2500 và Agrolog TMS5000 là hệ thống đo giám sát nhiệt độ
hiện đại, ưu điểm về tính đồng bộ, hoạt động tốt. Tuy nhiên các hệ thống nhập

ngoại này có giá thành khá cao, công tác bảo trì bảo dưỡng khó khăn do không
làm chủ được công nghệ, phải phụ thuộc vào đối tác nước ngoài.
2.1.4.2. Hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm nông sản dạng hạt trong nước
Hiện nay ở nước ta, việc giám sát nhiệt độ, độ ẩm trong các kho chứa nông
sản ngày càng được chú trọng do yêu cầu về chất lượng bảo quản rất nghiêm ngặt.
Nhóm tác giả Phạm Minh Tuấn, Phạm Thượng Cát, Trần Đức Minh của Viện
Công nghệ Thông Tin, viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu,
chế tạo và triển khai thí nghiệm hệ đo và giám sát nhiệt ẩm cho các kho nông lâm
sản ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt. Mô tả về hệ thống này thể hiện trên
hình 1.6
Hệ thống đo, giám nhiệt độ và độ ẩm trong kho nông sản của nhóm nghiên
cứu nêu trên gồm 48 đầu đo được phân đều trong lòng kho nông sản và được đặt
ở 3 độ cao khác nhau. Dữ liệu được truyền qua mạng RS485 đưa về máy tính giám
sát thông số nhiệt ẩm tại phòng kỹ thuật cách kho 200m.

Hình 2.6. Sơ đồ khối hệ thống
Nghiên cứu của nhóm tác giả nêu trên cho kết quả tin cậy, xong cùng tồn
tại một số nhược điểm như: chi phí về giá thành cho đường dây cao, công tác bảo
13


trì bảo dưỡng khó khăn, rất khó thay đổi vị trí cảm biến do liên quan đến việc
thay đổi hệ thống cáp truyền tín hiện,….
Dựa trên những phân tích hệ thống đo và giám sát nhiệt độ nêu trên học
viên tiến hành nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống đo và giám sát nhiệt độ, độ
ẩm không dây dụng trong kho nông sản bảo quản ngô hạt với yêu cầu nhiệt độ từ
18-20˚C, độ ẩm từ 12,5 – 14%. Phương thức truyền không dây được lựa chọn bởi
các ưu thế: khả năng kết nối tự do, không tốn chi phí dây cáp, có tính linh hoạt
cao, tiết kiệm thời gian và công lắp đặt, dễ dàng mở rộng,...
2.2. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY

2.2.1. Khái quát chung
Mạng không dây là 1 tập hợp của các đối tác truyền thông (như thiết bị đo
thông minh, các trạm thu thập dùng laptop, …) sử dụng truyền thông không dây
để kết nối với nhau nhằm mục đích cơ bản là giao tiếp và trao đổi dữ liệu. Mạng
không dây không dùng cáp cho các kết nối, thay vào đó, chúng sử dụng sóng
Radio, cũng tương tự như điện thoại không dây. Ưu thế của mạng không dây là
khả năng di động và sự tự do, người dùng không bị hạn chế về không gian và vị
trí kết nối.
2.2.2. Chế độ truyền tải thông tin trong truyền thông
Chế độ truyền tải được hiểu là phương thức các bit dữ liệu được chuyển
giữa các đối tác truyền thông. Nhìn nhận từ các góc độ khác nhau ta có thể phân
biệt các chế độ truyền tải như sau:
- Truyền bit song song hoặc truyền bit nối tiếp
- Truyền đồng bộ hoặc không đồng bộ
- Truyền một chiều hay đơn công
- Truyền tải dải cơ sở, truyền tải dải mang và truyền tải dải rộng.
2.2.2.1. Truyền bit song song và truyền bit nối tiếp

Hình 2.7. Truyền thông song song và nối tiếp
14


Phương pháp truyền bit song song (Hình 2.7a) được dùng phổ biến trong
các bus nội bộ của máy tính như bus địa chỉ, bus dữ liệu và bus điều khiển. Tốc độ
truyền tải phụ thuộc vào số các kênh dẫn, hay cũng chính là độ rộng của một bus
song song, ví dụ 8 bit, 16 bit, 32 bit hay 64 bit. Chính vì nhiều bit được truyền đi
đồng thời, vấn đề đồng bộ hóa tại nơi phát và nơi nhận tín hiệu phải được giải
quyết. Điều này gây trở ngại lớn khi khoảng cách giữa các đối tác truyền thông
tăng lên. Ngoài ra, giá thành cho các bus song song cũng là một yếu tố dẫn đến
phạm vi ứng dụng của phương pháp truyền này chỉ hạn chế ở khoảng cách nhỏ, có

yêu cầu rất cao về thời gian và tốc độ truyền. Với phương pháp truyền bit nối tiếp,
từng bit được chuyển đi một cách tuần tự qua một đường truyền duy nhất (Hình
2.7b). Tuy tốc độ bit vì thế bị hạn chế, nhưng cách thực hiện lại đơn giản, độ tin
cậy của dữ liệu cao. Tất cả các mạng truyền thông công nghiệp đều sử dụng
phương pháp truyền này.
2.2.2.2. Truyền đồng bộ và không đồng bộ
Sự phân biệt giữa chế độ truyền đồng bộ và không đồng bộ chỉ liên quan
tới phương thức truyền bit nối tiếp. Vấn đề đặt ra ở đây là việc đồng bộ hóa giữa
bên gửi và bên nhận dữ liệu, tức là vấn đề làm thế nào để bên nhận biết khi nào
một tín hiệu trên đường truyền mang dữ liệu gửi và khi nào không. Trong chế độ
truyền đồng bộ, các đối tác truyền thông làm việc theo cùng một nhịp, tức với cùng
tần số và độ lệch pha cố định. Có thể qui định một trạm có vai trò tạo nhịp và dùng
một đường dây riêng mang nhịp đồng bộ cho các trạm khác. Biện pháp kinh tế hơn
là dùng một phương pháp mã hóa bit thích hợp để bên nhận có thể tái tạo nhịp
đồng bộ từ chính tín hiệu mang dữ liệu. Nếu phương pháp mã hóa bit không cho
phép như vậy, thì có thể dùng kỹ thuật đóng gói dữ liệu và bổ sung một dãy bit
mang thông tin đồng bộ hóa vào phần đầu mỗi gói dữ liệu. Lưu ý rằng, bên gửi và
bên nhận chỉ cần hoạt động đồng bộ trong khi trao đổi dữ liệu. Với chế độ truyền
không đồng bộ, bên gửi và bên nhận không làm việc theo một nhịp chung. Dữ liệu
trao đổi thường được chia thành từng nhóm 7 hoặc 8 bit, gọi là ký tự. Các ký tự
được chuyển đi vào những thời điểm không đồng đều, vì vậy cần thêm hai bit để
đánh dấu khởi đầu và kết thúc cho mỗi ký tự. Việc đồng bộ hóa được thực hiện với
từng ký tự.

15