Đồ án hệ thống giám sát môi trường ứng dụng AWS iot và raspberry pi 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

Hệ thống giám sát môi trường ứng dụng AWS IoT
và Raspberry Pi 3

Hà Nội, 5/2018


Đồ án tốt nghiệp

2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

Hệ thống giám sát môi trường ứng dụng AWS IoT
và Raspberry Pi 3

Hà Nội, 5/2018

Page 3


Đồ án tốt nghiệp

2018
Đánh giá quyển đồ án tốt nghiệp
(Dùng cho giảng viên hướng dẫn)

Giảng viên đánh giá:.................................................................................................................
Họ và tên Sinh viên:................................................ MSSV:…………………………………
Tên đồ án:.................................................................................................................................
………………………………………………………………………………………………………...

Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây:
Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)
Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)
Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và các giả
1
thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như phạm vi ứng
dụng của đồ án
2
Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế)
3
Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề
Có kết quả mô phỏng/thưc nghiệm và trình bày rõ ràng kết quả đạt
4
được

Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)
Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương pháp thực
5
hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một cách có hệ thống
Kết quả được trình bày một cách logic và dễ hiểu, tất cả kết quả đều
6
được phân tích và đánh giá thỏa đáng.
Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa kết
7
quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung cấp lập luận
để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện trong tương lai.
Kỹ năng viết (10)
Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương logic
và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, được đánh số
8
thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong đồ án, có căn lề, dấu
cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương và kết luận
chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có trích dẫn đúng quy định
Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập
9
luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.)
Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)
Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải
SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học
10a
(quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng phát minh
sáng chế
Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên
nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở lên/Đạt
10b

giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc gia và quốc tế khác về
chuyên ngành như TI contest.
10c Không có thành tích về nghiên cứu khoa học
Điểm tổng

1

2

3

4

5

1
1

2
2

3
3

4
4

5
5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

5

2
0
/50

Điểm tổng quy đổi về thang 10

Page 4


Đồ án tốt nghiệp

2018

3. Nhận xét thêm của Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét về thái độ và tinh thần
làm việc của sinh viên)
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
Ngày:
/
/201
Người nhận xét

(Ký và ghi rõ họ tên)

Page 5


Đồ án tốt nghiệp

2018
Đánh giá quyển đồ án tốt nghiệp
(Dùng cho cán bộ phản biện)

Giảng viên đánh giá: ................................................................................................................
Họ và tên Sinh viên: ............................................... MSSV:…………………………………
Tên đồ án: ................................................................................................................................
………………………………………………………………………………………………..
Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây:
Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)
Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)
Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và các giả
1
thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như phạm vi ứng
dụng của đồ án
2
Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế)
3
Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề
Có kết quả mô phỏng/thưc nghiệm và trình bày rõ ràng kết quả đạt
4
được
Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)
Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương pháp thực
5

hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một cách có hệ thống
Kết quả được trình bày một cách logic và dễ hiểu, tất cả kết quả đều
6
được phân tích và đánh giá thỏa đáng.
Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa kết
7
quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung cấp lập luận
để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện trong tương lai.
Kỹ năng viết (10)
Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương logic
và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, được đánh số
8
thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong đồ án, có căn lề, dấu
cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương và kết luận
chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có trích dẫn đúng quy định
Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập
9
luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.)
Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)
Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải
SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học
10a
(quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng phát minh
sáng chế
Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên
nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở lên/Đạt
10b
giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc gia và quốc tế khác về
chuyên ngành như TI contest.
10c Không có thành tích về nghiên cứu khoa học

Điểm tổng

1

2

3

4

5

1
1

2
2

3
3

4
4

5
5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

5

2

0
/50

Điểm tổng quy đổi về thang 10

Page 6


Đồ án tốt nghiệp

2018

3. Nhận xét thêm của Thầy/Cô
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
Ngày:
/
/201
Người nhận xét

(Ký và ghi rõ họ tên)

Page 7


Đồ án tốt nghiệp

2018

LỜI NÓI ĐẦU
Với sự phát triển ngày càng nhanh chóng của công nghệ, Internet of Things
trí tuệ nhân tạo (AI) và Big Data đã đang và sẽ là nòng cốt cho cuộc cách mạng
công nghiệp 4.0. Các nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ này vào cuộc sống ngày
càng trở nên đa dạng hơn, mở ra nhiều hướng nghiên cứu chuyên sâu vào từng lĩnh
vực ứng dụng đặc thù với những đặc trưng riêng.
Đời sống con người phát triển, nhu cầu về việc kết nối tập trung các thiết
bị, cập nhật trạng thái theo thời gian thực ngày càng tăng cao. Điều này đã thúc đẩy
sự phát triển của IoT.
Trong nội dung môn học Đồ án tốt nghiệp này, em xin chọn tìm hiểu về
“IoT Gateways”. Cụ thể, em sẽ tìm hiểu các nội dung tổng quan về IoT và đi sâu
tìm hiểu hạ tầng điện toán đám mây AWS IoT, phục vụ thiết kế một hệ thống giám
sát môi trường với hạ tầng này.
Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua
từng tuần, thảo luận về đề tài trong quá trình em tìm hiểu và thực hiện đề tài này.
Mặc dù đã được thầy chỉ bảo và bản thân đã cố gắng nhưng chắc chắn không tránh
khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy để
đề tài được hoàn thiện khi em thưc hiện Đồ án tốt nghiệp.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy.

Page 8


Đồ án tốt nghiệp

2018

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................................................. 8
MỤC LỤC ........................................................................................................................................................ 9
DANH SÁCH HÌNH VẼ ............................................................................................................................... 11
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ......................................................................................................................................... 13
NỘI DUNG ..................................................................................................................................................... 14
Chương 1. Tổng quan .................................................................................................................................... 14
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................................................ 15
1.2. Mục tiêu đạt được ................................................................................................................................ 16
1.3. Kết luận ................................................................................................................................................ 16
Chương 2. Kiến trúc nền tảng IoT ............................................................................................................... 17
2.1. Các thành phần cấu tạo nên IoT .......................................................................................................... 17
2.1.1. Kết nối và đồng bộ hóa ................................................................................................................. 17
2.1.2. Quản lý thiết bị ............................................................................................................................. 17
2.1.3. Cơ sở dữ liệu ................................................................................................................................ 18
2.1.4. Quản lý và xử lý hoạt động .......................................................................................................... 18
2.1.5. Phân tích ....................................................................................................................................... 18
2.1.6. Dữ liệu trực quan .......................................................................................................................... 18
2.1.7. Công cụ bổ sung ........................................................................................................................... 18
2.1.8. Các giao diện bên ngoài ............................................................................................................... 18
2.2. Các loại nền tảng IoT........................................................................................................................... 19
2.2.1. Connectivity/M2M platforms ....................................................................................................... 19
2.2.2. IaaS backends ............................................................................................................................... 19
2.2.3. Hardware-specific software platforms.......................................................................................... 19
2.2.4. Consumer/Enterprise software extensions .................................................................................... 19
2.3. Kết luận ................................................................................................................................................ 20
Chương 3. Điện toán đám mây AWS IoT .................................................................................................... 21
3.1. Các thành phần của AWS IoT .............................................................................................................. 21
3.1.1. Device gateway ............................................................................................................................ 21
3.1.2. Message broker ............................................................................................................................ 21

3.1.3. Rules engine ................................................................................................................................. 21
3.1.4. Security and Identity service ........................................................................................................ 21
3.1.5. Registry ........................................................................................................................................ 21
3.1.5. Group registry .............................................................................................................................. 22
3.1.6. Device shadow ............................................................................................................................. 22
3.1.7. Device Shadow service ................................................................................................................ 22
3.1.8. Device Provisioning service ......................................................................................................... 22
3.1.9. Custom Authentication service..................................................................................................... 22
3.1.10. Jobs Service ................................................................................................................................ 22
3.2. Hoạt động của AWS IoT ....................................................................................................................... 23
3.3. Kết luận ................................................................................................................................................ 24
Chương 4. Tìm hiểu về các thành phần sử dụng trong hệ thống ............................................................... 25

Page 9


Đồ án tốt nghiệp

2018

4.1. Máy tính Raspberry Pi 3 Model B ........................................................................................................ 25
4.1.1. Giới thiệu về máy tính nhúng Raspberry Pi ................................................................................. 25
4.1.2. Đặc điểm, tính năng của Raspberry Pi 3 Model B ....................................................................... 26
4.1.3. Sơ đồ chân GPIO Raspberry Pi 3 Model B .................................................................................. 28
4.2. Module cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT11 ............................................................................................ 29
4.2.1. Đặc điểm, tính năng của Module DHT11..................................................................................... 29
4.2.2. Cách thức truyền dữ liệu .............................................................................................................. 29
4.3. Module Camera cho Raspberry Pi V2 ................................................................................................. 30
4.3.1. Đặc điểm, tính năng của Module Camera cho Raspberry Pi V2 .................................................. 30
4.4. Các công cụ phần mềm cần sử dụng .................................................................................................... 32

4.4.1. PuTTY .......................................................................................................................................... 32
4.4.2. VNC Viewer ................................................................................................................................. 33
4.4.3. Advanced IP Scanner ................................................................................................................... 33
4.5. Kết luận ................................................................................................................................................ 33
Chương 5. Thực hiện hệ thống ..................................................................................................................... 34
5.1. Thiết kế sơ đồ khối hệ thống................................................................................................................. 34
5.1.1. Sơ đồ khối hệ thống ...................................................................................................................... 34
5.1.2. Chi tiết các khối ............................................................................................................................ 34
5.2. Cài đặt hệ điều hành và kết nối để điều khiển Raspberry Pi................................................................ 35
5.2.1. Cài đặt hệ điều hành ..................................................................................................................... 35
5.2.2. Kết nối để điều khiển Raspberry Pi từ máy tính Windows........................................................... 36
5.3. Đọc dữ liệu từ cảm biến DHT11 và gửi lên Cloud............................................................................... 42
5.3.1. Kết nối DHT11 với Raspberry Pi ................................................................................................. 42
5.3.2. Tạo Cefiticate trên AWS ............................................................................................................. 42
5.3.3. Đọc dữ liệu từ cảm biến và gửi lên cloud ..................................................................................... 46
5.4. Stremming video từ camera lên Cloud ................................................................................................. 48
5.4.1. Kết nối Module Camera với Raspberry Pi ................................................................................... 48
5.4.2. Tạo luồng Stream trên Kinesis AWS ........................................................................................... 50
5.4.3. Cài đặt Kinesis video streams SDK và stream video lên Cloud ................................................... 54
5.5. Hoạt động của hệ thống thực tế ........................................................................................................... 60
5.5.1. Chức năng đo nhiệt độ, độ ẩm và gửi thông số lên cloud ............................................................. 60
5.5.2. Chức năng stream video lên cloud ............................................................................................... 61
5.6. Kết luận ................................................................................................................................................ 61
KẾT LUẬN CHUNG ..................................................................................................................................... 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................................. 63

Page 10


Đồ án tốt nghiệp

2018

DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ khối hoạt động của hệ thống giám sát môi trường. ...................16
Hình 2.1. Các thành phần của một nền tảng IoT....................................................17
Hình 2.2. Minh họa hoạt động của IoT. ..................................................................19
Hình 3.1. Sơ đồ khối hoạt động của hạ tầng AWS IoT. ..........................................23
Hình 4.1. Cấu trúc phần cứng Raspberry Pi 3 Model B. ........................................26
Hình 4.2. Sơ đồ chân GPIO Raspberry Pi 3 Model B. .............................................28
Hình 4.3. Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11...........................................................29
Hình 4.4. Module Camera cho Raspberry Pi V2. ...................................................31
Hình 5.1. Sơ đồ khối hệ thống. ................................................................................34
Hình 5.2. Format thẻ nhớ. .......................................................................................35
Hình 5.3. Ghi file ISO lên thẻ nhớ. ...........................................................................36
Hình 5.4. Kích hoạt SSH trên Raspberry Pi. ...........................................................36
Hình 5.5. Kết nối mạng cho Raspberry Pi. .............................................................37
Hình 5.6. Scan IP. .....................................................................................................38
Hình 5.7. PuTTY. ......................................................................................................38
Hình 5.8. Thiết lập cổng điều khiển. .......................................................................39
Hình 5.9. Đăng nhập vào Raspbian. ........................................................................39
Hình 5.10. Kích hoạt VNC server ............................................................................40
Hình 5.11. Đăng nhập vào Raspbian trên VNC server. .........................................41
Hình 5.12. Giao diện đồ họa điều khiển Raspberryy Pi bằng VNC server. ..........41
Hình 5.13. Sơ đồ kết nối Raspberry Pi 3 và DHT11. .............................................42
Hình 5.14. Truy cập AWS IoT Console. ..................................................................43
Hình 5.15. Creat a certificate...................................................................................43
Hình 5.16. Download và lưu các file key. ...............................................................43
Hình 5.17. Create a policy. ......................................................................................44
Hình 5.18. Thiết lập thông số cho Policy. ...............................................................44

Hình 5.19. Attach policy. .........................................................................................45
Hình 5.20. Cài đặt AWS IoT Python SDK. ...............................................................46
Hình 5.21. Chương trình đọc dữ liệu và gửi lên Cloud hoạt động. ......................47
Hình 5.22. Camera Port trên Raspberry Pi. ...........................................................48
Hình 5.23. Raspberry Pi Configuration. .................................................................49
Hình 5.24. Enabled Camera trên Raspberry Pi......................................................49
Hình 5.25. Truy cập Kinesis video streams. ..........................................................50
Hình 5.26. Creat Kinesis video stream. ..................................................................50
Hình 5.27. Truy cập vào IAM...................................................................................51
Page 11


Đồ án tốt nghiệp

2018

Hình 5.28. Add user. ................................................................................................51
Hình 5.29. Create Policy. .........................................................................................52
Hình 5.30. Policy đã được tạo thành công. ............................................................53
Hình 5.31. Attach Policy và User.............................................................................53
Hình 5.32. User được tạo thành công. ....................................................................53
Hình 5.33. Thiết lập để Camera hoạt động. ...........................................................54
Hình 5.34. Cài đặt Git. ..............................................................................................54
Hình 5.35. Cài đặt Java. ............................................................................................55
Hình 5.36. Thiết lập môi trường Java. ....................................................................55
Hình 5.37. Cài đặt Cmake. .......................................................................................56
Hình 5.38. Download SDK. ......................................................................................57
Hình 5.39. Biên dịch SDK. ........................................................................................57
Hình 5.40. Chương trình Stream Video từ Camera lên Cloud hoạt động. ...........58
Hình 5.41. Thanh công cụ điều khiển luống Stream. ............................................59

Hình 5.42. Hệ thống thực tế. ...................................................................................60
Hình 5.43. Cửa sổ Terminal đọc dữ liệu cảm biến và gửi lên Cloud. ...................60
Hình 5.44. Dữ liệu gửi lên được truy cập trên Cloud. ...........................................61
Hình 5.45. Xem Stream trên Web. ..........................................................................61

Page 12


Đồ án tốt nghiệp

2018

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Thiết kế hệ thống giám sát môi trường ứng dụng AWS IoT và Raspberry Pi
với các chức năng:
 Đo đạc và gửi các thông số môi trường (nhiệt độ, độ ẩm) lên Cloud.
 Stream video lên Cloud.
Tóm tắt nội dung các chương:
 Chương 1: Tổng quan.
Nội dung chương này trình bày về vấn đề được đặt ra, mục tiêu mong
muốn đạt được của đồ án.
 Chương 2: Kiến trúc nền tảng IoT.
Nội dung chương này trình bày lý thuyết về nền tảng IoT gồm có: các
thành phần cấu tạo nên IoT và các loại nền tảng IoT.
 Chương 3. Điện toán đám mây AWS IoT
Nội dung chương này giới thiệu về nền tảng điện toán đám mây AWS
IoT: các thành phần của AWS IoT, hoạt động của AWS IoT.
 Chương 4. Tìm hiểu về các thành phần sử dụng trong hệ thống.
Nội dung chương này trình bày về thiết bị phần cứng và các công cụ
phần mềm sử dụng để thực hiện hệ thống.

 Chương 5. Thực hiện hệ thống.
Nội dung chương này trình bày quá trình xây dựng và kiểm thử chức
năng của hệ thống.

Page 13


Đồ án tốt nghiệp

2018

NỘI DUNG
Chương 1. Tổng quan
Trong suốt quá trình lịch sử phát triển của xã hội loài người, những cuộc
cách mạng công nghiệp có vai trò vô cùng quan trọng, chúng là những bước ngoặt
làm thay đổi hoàn toàn phương thức sản xuất, thay đổi cuộc sống của con người
theo hướng hiện đại hơn.Những ngày gần đây, khái niệm “Cách mạng công nghiệp
4.0” liên tục xuất hiện trên các phương tiện truyền thông, từ các báo đài cho đến các
mạng xã hội.
Tại sao lại gọi là “Cách mạng công nghiệp 4.0”?
Năm 1784, James Watt đã cải tiến thành công động cơ hơi nước và đó là nền
tảng cho cuộc cách mạng công nghiệp đầu tiên trên thế giới khi con người dần thay
thế các biện pháp sản xuất thủ công sang sử dụng máy móc. Điều này đã mang đến
năng suất lao động mà xã hội loài người chưa bao giờ được chứng kiến. Năm 1870,
động cơ điện được phát minh với hiệu suất cao hơn rất nhiều so với động cơ hơi
nước, điều này đã dẫn tới cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai khi mà điện năng
được đưa vào sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt và sản xuất, mang lại cho con người
rất nhiều tiện nghi, xã hội loài người từ đây có những bước tiến vượt bậc. Gần 100
năm sau đó, cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3 đã xảy ra khi con người phát
minh ra bóng bán dẫn thay thế cho đèn điện tử. Phát minh ra bóng bán dẫn là tiền đề

để con người liên tục cải tiến các thiết bị điện tử. Máy tính cá nhân, mạng Internet,
Smartphone lần lượt ra đời làm cuộc sống của con người thay đổi với tốc độ chóng
mặt. Tự động hóa, công nghệ thông tin được áp dụng vào sản xuất mang đến hiệu
quả lao động rất cao. Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 thực chất là sự kế thừa
những công nghệ con người đã có được từ cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3
nhưng nó sẽ đẩy mạnh sự giao tiếp giữa các thiết bị hơn nữa, kết hợp các công nghệ
lại với nhau. IoT cùng với trí tuệ nhân tạo (AI) và Big Data sẽ là ba mũi nhọn của
cuộc cách mạng 4.0 này.
IoT là gì?
“Internet of Things (IoT) là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật,
mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có
khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không
cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính. IoT đã
phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử và
Internet.”
Thực chất khái niệm IoT đã có từ lâu tuy nhiên thời gian gần đây với sự
bùng nổ của mạng Internet, các công nghệ kết nối không dây thì IoT mới phát triển
và thực sự len lỏi vào mọi khía cạnh của đời sống con người, hứa hẹn cho một thế
giới mà mọi vật đều được kết nối với nhau, mang lại năng suất lao động cao cũng
như cải thiện cuộc sống của con người.
Page 14


Đồ án tốt nghiệp

2018

1.1. Đặt vấn đề
Giám sát môi trường là các hoạt động thu thập các số liệu về môi trường như
nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ các chất… để từ đó có thể đưa ra những đánh giá về tác

động của môi trường đối với con người cũng như của con người đối với môi trường,
đưa ra những dự báo để con người đối phó với những thay đổi của môi trường.
Việc thu thập các số liệu này phải thực hiện bằng các phép đo lường. Tuy nhiên, các
phép đo lường đơn (đo lường một lần) hoặc việc đo lường cách quãng được thực
hiện trực tiếp bởi con người không thể mang lại số mẫu đủ lớn để thực hiện những
công tác đánh giá, dự đoán. Điều này dẫn đến yêu cầu về một thiết bị điện tử cho
phép thực hiện các phép đo một cách tự động, liên tục, thay thế con người thu thập
các số liệu này. Với xu hướng Internet of Thing như hiện nay thì các thiết bị này
không chỉ làm công việc đo lường thu thập các số liệu mà còn phải kết nối với
mạng Internet, truyền các số liệu này lên đám mây (Cloud) để người sử dụng có thể
truy cập vào và làm việc các dữ liệu này từ những địa điểm khác, cách xa khu vực
được đo đạc.
Các mạch điện tử kết nối với cách mạng thực hiện việc đo đạc và truyền
nhận số liệu không phải là khái niệm mới. Các hệ thống M2M (Machine to
Machine) cổ điển đã thực hiện điều này trong suốt những thập kỷ vừa qua. Tuy
nhiên, theo thời hạn các hệ thống này đã bộc lộ những điểm yếu của mình, không
đáp ứng được sự phát triển của công nghệ như:
 Phải tạo ra các hạ tầng mạng chuyên dụng cho mỗi loại thiết bị dẫn
đến sự hạn chế trong việc trao đổi thông tin giữa các thiết bị khác
nhau, không tận dụng được tối đa lợi ích của hạ tầng mạng.
 Mỗi thiết bị chỉ thực hiện được việc đo đạc các số liệu nhất định, dẫn
đến khi có yêu cầu cần đo đạc thêm các thông số khác thì rất khó để
tích hợp thêm vào hệ thống những chức năng mới.
 Không tận dụng được hết các dữ liệu do các thiết bị tạo ra.
IoT khắc phục tất cả những điểm yếu này của các hệ thống M2M kiểu cổ
điển với việc tìm kiếm, kết nối những thứ mà chúng ta tương tác vào Internet, thậm
chí cả những thứ mà chúng thường không được kết nối vào mạng (network). IoT tận
dụng các IP đã tồn tại trên mạng thay vì tạo ra các hạ tầng mạng chuyên dụng như
cách làm thế hệ hiện tại của M2M, vì vậy chúng tạo ra một mạng lưới toàn cầu của
các thiết bị (Things). Và một Cloud được tạo ra sẽ là nơi lưu trữ một lượng lớn

thông tin, xử lý trích xuất cho con người những dữ liệu có giá trị nhất. Tuy nhiên,
IoT cũng đặt ra một thử thách đó là kết nối các thiết bị vào mạng khi mà có quá
nhiều IoT node có giới hạn về bộ nhớ, khả năng lưu trữ và tính toán và không thể
kết nối đến IP network một cách trực tiếp.
Tạo ra IoT Gateways với khả năng làm cầu nối cho các thiết bị và mạng IP
đang chính là vấn đề cần giải quyết để có thể tiến tới Internet of Things.

Page 15


Đồ án tốt nghiệp

2018

1.2. Mục tiêu đạt được
Thiết kế một IoT Gateway phục vụ hệ thống giám sát môi trường với các
chức năng:
 Kết nối với IoT Cloud.
 Kết nối với các thiết bị như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, camera.
 Thực hiện việc giao tiếp, truyền dữ liệu từ cảm biến lên Cloud. Cụ thể
ở đây là gửi các thông số như nhiệt độ, độ ẩm lên Cloud, streamming
hình ảnh từ camera lên web.
 Cho phép người sử dụng có thể truy cập và sử dụng các dữ liệu này.

Cảm biến
(nhiệt độ, độ ẩm,
camera)

Dữ liệu

Gateway

Dữ liệu

IoT Cloud

Hình 1.1. Sơ đồ khối hoạt động của hệ thống giám sát môi trường.
Một số ứng dụng có thể có của hệ thống:
 Theo dõi tình hình thời tiết (nhiệt độ, độ ẩm).
 Ứng dụng làm hệ thống cảnh báo cháy. VD: khi nhiệt độ cao và độ
ẩm thấp, thiết bị có thể phát cảnh báo cháy bằng tín hiệu hoặc gửi lên
web cảnh báo. Kèm theo đó là hình ảnh cụ thể được streamming, giúp
đánh giá chính xác tình hình. Có thể sử dụng trong các cửa hàng, các
khu vực dễ xảy ra cháy nổ, các khu vực rừng vào mùa khô,…
 Có thể ứng dụng trong nông nghiệp, theo dõi điều khiển các thiết bị
để duy trì điều kiện nhiệt độ độ ẩm đảm bảo cho cây trồng, vật nuôi
luôn có điều kiện phát triển tốt nhất, tăng năng suất cho việc sản xuất.
 Kết hợp hệ thống với một UAV, ta sẽ có một flycam với chức năng
giám sát môi trường. Khi đó hệ thống không chỉ hoạt động tại một địa
điểm cố định mà có thể thay đổi tùy theo ý muốn của người sử dụng.

1.3. Kết luận
Vấn đề được đặt ra ở đây là thiết kế một IoT Gateway phục vụ hệ thống giám
sát môi trường, bao gồm:
 Phần cứng (Hardware): các cảm biến (nhiệt độ, độ ẩm, camera), các
thiết bị nhúng.
 Phần mềm(Software): các chương trình điều khiển hệ thống, giúp kết
nối cảm biến với Gateway, Gateway với Cloud.
Page 16

Đồ án tốt nghiệp

2018

Chương 2. Kiến trúc nền tảng IoT
Trong chương này ta xem xét các lý thuyết cơ bản về IoT, các thành phần
cấu tạo nên IoT, vai trò của chúng trong IoT và các loại nền tảng IoT.

2.1. Các thành phần cấu tạo nên IoT

Giao diện bên ngoài
Phân tích
Cơ
sở
dữ
liệu

Công cụ bổ sung

Dữ liệu trực quan
Quản lý và xử lý hoạt động
Quản lý thiết bị
Kết nối vào đồng bộ hóa
Hình 2.1. Các thành phần của một nền tảng IoT.

Một nền tảng IoT đơn giản có thể chỉ cho phép kết nối giữa “sự vật” hoặc
thiết bị. Kiến trúc cũng có thể bao gồm một nền tảng phần mềm, một nền tảng phát
triển ứng dụng hoặc một nền tảng phân tích. Tuy nhiên xét trên tổng thể thì một hệ
thống IoT hiện đại bao gồm 8 thành phần quan trọng:

2.1.1. Kết nối và đồng bộ hóa
Thành phần này là tác nhân và thư viện để đảm bảo sự kết nối cho các thiết
bị và cơ sở dữ liệu, có chức năng tích hợp đồng bộ các giao thức khác nhau và các
định dạng dữ liệu khác nhau vào một giao diện “phần mềm” đảm bảo việc truyền dữ
liệu chính xác và tương tác với tất cả các thiết bị.
2.1.2. Quản lý thiết bị
Thành phần này là công cụ để quản lý tình trạng thiết bị, phát triển, update
phần mềm từ xa đảm bảo kết nối “mọi thứ” hoạt động bình thường, chạy các bản vá
và cập nhật phần mềm cũng như ứng dụng đang chạy trên thiết bị hoặc các
gateways ngoại biên (EDGE gateway).
Page 17


Đồ án tốt nghiệp

2018

2.1.3. Cơ sở dữ liệu
Đây là thành phần được coi quan trọng nhất của một nền tảng IoT, là nơi lưu
trữ tất cả dữ liệu cho hệ thống. Ngoài lưu trữ dữ liệu quan trọng của thiết bị, nó phải
có khả năng mở rộng đáp ứng các yêu cầu cho các cơ sở dữ liệu dựa trên đám mây.
Cơ sở dữ liệu cần đáp ứng được yêu cầu mở rộng không gian lưu trữ, sự đa dạng,
vận tốc và độ tin cậy của dữ liệu.
2.1.4. Quản lý và xử lý hoạt động
Thành phần này quy định các hành động của hệ thống dựa vào dữ liệu từ
cảm biến và dữ liệu thiết bị (theo thời gian thực) dựa trên nguyên tắc Event-ActionTriggers.
2.1.5. Phân tích
Đây chính là những thuật toán cho việc tính toán nâng cao và tự học của hệ
thống, có thể coi là bộ não của nền tảng IoT. Thành phần này có chức năng thực
hiện hàng loạt các phân tích phức tạp từ việc phân cụm dữ liệu cơ bản và khả năng

tự học để tự phân tích, dự đoán, trích xuất những dữ liệu giá trị nhất trong luồng dữ
liệu IoT.
2.1.6. Dữ liệu trực quan
Đây là công cụ cho phép con người xem xét các mẫu và quan sát các xu
hướng từ bảng điều khiển trực quan, nơi dữ liệu được miêu tả sinh động qua biểu đồ
đường thẳng, hình họa mô phỏng.
2.1.7. Công cụ bổ sung
Thành phần này cho phép các nhà phát triển IoT thử nghiệm và trước khi đưa
sản phẩm ra thị trường với các trường hợp sử dụng được biểu diễn trên hệ sinh thái
mô phỏng dùng để hiển thị, quản lý và kiểm soát thiết bị kết nối.
2.1.8. Các giao diện bên ngoài
Đây là nơi cho phép tích hợp với các hệ thống của bên thứ ba và phần còn lại
của hệ thống CNTT thông qua các giao diện lập trình ứng dụng (API), các bộ phát
triển phần mềm (SDK) và các Gateways.

Page 18


Đồ án tốt nghiệp

2018

Hình 2.2. Minh họa hoạt động của IoT.

2.2. Các loại nền tảng IoT
Hiện nay trên thế giới, các nền tảng IoT có thể chia vào 4 loại như sau:
2.2.1. Connectivity/M2M platforms
Nền tảng này chủ yếu tập trung vào việc kết nối các thiết bị IoT kết nối thông
qua mạng viễn thông (ví dụ: thẻ SIM) nhưng hiếm khi có hoạt động xử lý và làm
giàu dữ liệu.

2.2.2. IaaS backends
Nền tảng dịch vụ cơ sở hạ tầng cung cấp không gian lưu trữ và khả năng xử
lý cho các ứng dụng và dịch vụ. Những backends được sử dụng để tối ưu hóa cho
các ứng dụng dành cho máy tính để bàn và di động, tuy nhiên hiện tại nó vẫn được
coi là một nền tảng IoT tập trung.
2.2.3. Hardware-specific software platforms
Một số công ty sản xuất các thiết bị phục vụ kết nối đã thiết kế các phần
mềm độc quyền đầu cuối của riêng họ. Các sản phẩm này có phải IoT hay không
vẫn đang gây tranh cãi bởi vì chúng là các nền tảng đóng.
2.2.4. Consumer/Enterprise software extensions
Các gói phần mềm doanh nghiệp hiện tại và các hệ điều hành như Microsoft
Windows ngày càng cho phép mở rộng, tích hợp các thiết bị IoT. Tuy chưa đủ để
coi chúng là một nền tảng IoT đầy đủ - nhưng trong tương lai không xa đây hoàn
toàn có thể phát triển thành các nền tảng IoT phục vụ cho con người.
Page 19


Đồ án tốt nghiệp

2018

2.3. Kết luận
Xét trên tổng thể, IoT được cấu tạo bởi 8 thành phần:
 Kết nối và đồng bộ hóa.
 Quản lý thiết bị.
 Cơ sở dữ liệu.
 Quản lý và xử lý hoạt động .
 Phân tích.
 Dữ liệu trực quan.
 Công cụ bổ sung.

 Các giao diện bên ngoài.
Hiện nay, các nền tảng IoT có thể chia vào 4 loại như sau:
 Connectivity/M2M platforms.
 IaaS backends.
 Hardware-specific software platforms.
 Consumer/Enterprise software extensions.

Page 20


Đồ án tốt nghiệp

2018

Chương 3. Điện toán đám mây AWS IoT
AWS IoT là gì?
AWS IoT là hạ tầng điện toán đám mây cung cấp giao tiếp an toàn, hai chiều
giữa các thiết bị kết nối Internet như cảm biến, thiết bị truyền động, bộ điều khiển vi
mô nhúng hoặc các thiết bị thông minh và AWS Cloud. Điều này cho phép thu thập
dữ liệu từ xa từ nhiều thiết bị, và lưu trữ và phân tích dữ liệu hoặc cũng có thể tạo
các ứng dụng cho phép người dùng kiểm soát những thiết bị này từ điện thoại hoặc
máy tính bảng của họ.
Nội dung chương này trình bày về các thành phần của AWS IoT và cơ chế
hoạt động của chúng.

3.1. Các thành phần của AWS IoT
AWS IoT bao gồm các thành phần sau:
3.1.1. Device gateway
Thành phần này giúp các thiết bị giao tiếp an toàn và hiệu quả với AWS IoT.
3.1.2. Message broker

Cung cấp một cơ chế an toàn cho các thiết bị và ứng dụng AWS IoT để gửi
và nhận tin nhắn. Sử dụng trực tiếp giao thức MQTT hoặc MQTT qua WebSocket
để gửi và đăng ký, cũng có thể sử dụng giao diện HTTP REST để gửi.
3.1.3. Rules engine
Cung cấp xử lý tin nhắn và tích hợp với các dịch vụ AWS khác. Sử dụng
ngôn ngữ dựa trên SQL để chọn dữ liệu từ luồng dữ liệu, sau đó xử lý và gửi dữ liệu
đến các dịch vụ khác, chẳng hạn như Amazon S3, Amazon DynamoDB và AWS
Lambda hoặc chuyển tiếp dữ liệu đến những người đăng ký khác.
3.1.4. Security and Identity service
Chịu trách nhiệm về bảo mật trong AWS Cloud. Thiết bị cần có các chứng
chỉ an toàn để có thể gửi dữ liệu. Công cụ thông báo sử dụng các tính năng bảo mật
AWS để gửi dữ liệu an toàn đến các thiết bị hoặc các dịch vụ AWS khác.
3.1.5. Registry
Tổ chức các tài nguyên liên quan đến từng thiết bị trong AWS Cloud. Các
thiết bị được đăng ký và liên kết tối đa ba thuộc tính tuỳ chỉnh với mỗi thuộc tính.
Cũng có thể liên kết chứng chỉ và ID khách hàng MQTT với mỗi thiết bị để nâng
cao khả năng quản lý và khắc phục sự cố của chúng.

Page 21


Đồ án tốt nghiệp

2018

3.1.5. Group registry
Nhóm (Group) cho phép ta quản lý nhiều thiết bị cùng một lúc bằng cách
phân loại chúng thành các nhóm. Các nhóm cũng có thể chứa các nhóm nhỏ hơn có thể xây dựng thành một hệ thống phân cấp các nhóm. Bất kỳ hành động nào
được thực hiện trong nhóm bố mẹ sẽ áp dụng cho các nhóm con của nó và tất cả các
thiết bị trong tất cả các nhóm con của nó. Các quyền được cấp cho một nhóm sẽ áp

dụng cho tất cả các thiết bị trong nhóm và trong tất cả các nhóm con của nó.
3.1.6. Device shadow
Tài liệu JSON được sử dụng để lưu trữ và truy xuất thông tin trạng thái hiện
tại cho thiết bị.
3.1.7. Device Shadow service
Cung cấp các cập nhật liên tục của các thiết bị trong AWS Cloud, có thể gửi
thông tin trạng thái cập nhật lên cloud và thiết bị có thể đồng bộ hóa trạng thái của
nó khi nó được kết nối. Thiết bị cũng có thể gửi trạng thái hiện tại của chúng vào
cloud để các ứng dụng hoặc các thiết bị khác sử dụng.
3.1.8. Device Provisioning service
Cho phép tạo thiết bị bằng cách sử dụng mẫu mô tả các tài nguyên cần thiết
cho thiết bị của ta: một mục nhập trong registry chứa các thuộc tính mô tả một thiết
bị, một chứng chỉ và một hoặc nhiều quy tắc. Thiết bị sử dụng các chứng chỉ để
thẩm định với AWS IoT. Các quy tắc xác định các hoạt động mà một thiết bị có thể
thực hiện trong AWS IoT.
Các mẫu chứa các biến được thay thế bởi các giá trị trong một từ điển (bản
đồ). Có thể sử dụng cùng một mẫu để tạo nhiều thiết bị chỉ bằng cách truyền các giá
trị khác nhau cho các biến mẫu trong từ điển.
3.1.9. Custom Authentication service
Cung cấp khả năng xác thực và ủy quyền. Người ủy quyền tuỳ chỉnh cho
phép AWS IoT xác thực các thiết bị và ủy quyền cho các hoạt động sử dụng các
hành động ủy quyền và xác thực.
Người ủy quyền tùy chỉnh có thể thực hiện các hoạt động xác thực khác nhau
(ví dụ: xác minh JWT, nhà cung cấp OAuth gọi...) .
3.1.10. Jobs Service
Cho phép xác định một tập hợp các hoạt động từ xa được gửi đến và thực
hiện trên một hoặc nhiều thiết bị kết nối với AWS IoT. Ví dụ, có thể hướng dẫn một
loạt các thiết bị tải về và cài đặt cập nhật phần mềm hoặc ứng dụng, khởi động lại
hoặc thực hiện các thao tác khắc phục sự cố từ xa, ta chỉ cần mô tả về các hoạt động
và một danh sách các thiết bị cần thực hiện chúng có thể là các thiết bị cá nhân,

nhóm hoặc cả hai.
Page 22


Đồ án tốt nghiệp

2018

3.2. Hoạt động của AWS IoT
AWS IoT cho phép các thiết bị kết nối Internet kết nối với đám mây AWS và
cho phép ứng dụng trong đám mây tương tác với các thiết bị kết nối Internet. Các
ứng dụng IoT thông thường thu thập và xử lý từ xa từ thiết bị hoặc cho phép người
dùng kiểm soát thiết bị từ xa.

Hình 3.1. Sơ đồ khối hoạt động của hạ tầng AWS IoT.
Thiết bị báo cáo trạng thái của chúng bằng cách gửi các tin nhắn, ở định
dạng JSON, về các MQTT. Mỗi MQTT có một tên phân cấp xác định thiết bị có
trạng thái đang được cập nhật. Khi một thông báo được gửi trên một MQTT, thông
điệp sẽ được gửi tới AWS IoT MQTT, chịu trách nhiệm gửi tất cả các tin nhắn được
gửi trên một MQTT cho tất cả các khách hàng đã đăng ký chủ đề đó.
Giao tiếp giữa thiết bị và AWS IoT được bảo vệ thông qua việc sử dụng
chứng chỉ X.509. AWS IoT có thể tạo ra một chứng chỉ cho người dùng hoặc người
dùng có thể sử dụng riêng của mình. Trong cả hai trường hợp, chứng chỉ phải được
đăng ký và kích hoạt với AWS IoT, và sau đó sao chép vào thiết bị của người dùng.
Khi thiết bị của người dùng giao tiếp với AWS IoT, nó hiển thị chứng chỉ cho AWS
IoT làm chứng chỉ.
Tất cả thiết bị kết nối với AWS IoT đều có một mục trong dữ liệu đăng ký.
Dữ liệu đăng ký chứa thông tin về một thiết bị và các chứng chỉ được sử dụng bởi
thiết bị để bảo đảm truyền thông với AWS IoT.
Người dùng có thể tạo các quy tắc xác định một hoặc nhiều hành động để

thực hiện dựa trên dữ liệu trong một tin nhắn. Ví dụ, người dùng có thể chèn, cập
nhật, hoặc truy vấn một bảng DynamoDB hoặc gọi một hàm Lambda. Rule sử dụng
để lọc tin nhắn. Khi một rule phù hợp với một thông báo, hàng động sẽ được thực
hiện bằng cách sử dụng các thuộc tính đã chọn. Rule cũng chứa vai trò cấp phép
AWS IoT cho các tài nguyên AWS được sử dụng để thực hiện hành động.
Page 23


Đồ án tốt nghiệp

2018

Mỗi thiết bị đều có một vùng nhớ để lưu trữ và truy xuất thông tin trạng thái.
Thông tin trạng thái có hai mục: trạng thái cuối cùng được báo cáo bởi thiết bị và
trạng thái mong muốn được yêu cầu bởi một ứng dụng. Một ứng dụng có thể yêu
cầu thông tin trạng thái hiện tại cho một thiết bị. AWS IoT đáp ứng yêu cầu bằng
cách cung cấp tài liệu JSON với thông tin trạng thái (cả báo cáo và mong muốn),
siêu dữ liệu và số phiên bản. Ứng dụng có thể kiểm soát thiết bị bằng cách yêu cầu
thay đổi trạng thái của thiết bị. AWS IoT chấp nhận yêu cầu thay đổi trạng thái, cập
nhật thông tin trạng thái, và gửi một tin nhắn cho biết thông tin trạng thái đã được
cập nhật. Thiết bị nhận tin nhắn, thay đổi trạng thái, và sau đó báo cáo trạng thái
mới của nó.

3.3. Kết luận
Các thành phần cấu tạo nên AWS IoT:
 Device gateway.
 Message broker.
 Rules engine.
 Security and Identity service.
 Registry.

 Group registry.
 Device shadow.
 Device Shadow service.
 Device Provisioning service.
 Custom Authentication service.
 Jobs Service.
AWS IoT cho phép các thiết bị kết nối Internet kết nối với đám mây AWS và
cho phép ứng dụng trong đám mây tương tác với các thiết bị kết nối Internet.
Giao tiếp giữa thiết bị và AWS IoT được bảo vệ thông qua việc sử dụng
chứng chỉ X.509. AWS IoT có thể tạo ra một chứng chỉ cho người dùng hoặc người
dùng có thể sử dụng riêng của mình.

Page 24


Đồ án tốt nghiệp

2018

Chương 4. Tìm hiểu về các thành phần sử dụng
trong hệ thống
Trong chương này ta xem xét các thiết bị phần cứng sử dụng cho hệ thống
(về đặc điểm, tính năng, thông số kỹ thuật, cách thức giao tiếp với thiết bị khác),
các công cụ phần mềm hỗ trợ để thực hiện hệ thống.

4.1. Máy tính Raspberry Pi 3 Model B
4.1.1. Giới thiệu về máy tính nhúng Raspberry Pi
Raspberry Pi là từ để chỉ các máy tính chỉ có một board mạch (hay còn gọi là
máy tính nhúng) kích thước chỉ bẳng một thẻ tín dụng, được phát triển tại Anh bởi
Raspberry Pi Foundation với mục đích ban đầu là thúc đẩy việc giảng dạy về khoa

học máy tính cơ bản trong các trường học và các nước đang phát triển.
Raspberry Pi và Raspberry Pi 2 được sản xuất theo nhiều cấu hình khác
nhau thông qua các thỏa thuận cấp phép sản xuất với Newark element14 (Premier
Farnell), RS Components và Egoman. Các công ty này bán Raspberry Pi trực tuyến.
Egoman sản xuất một phiên bản phân phối duy nhất tại Đài Loan, có thể được phân
biệt với Pi khác bởi màu đỏ của chúng và thiếu dấu FCC/CE. Phần cứng là như
nhau đối với tất cả các nhà sản xuất.
Raspberry Pi ban đầu được dựa trên hệ thống trên một vi mạch (SoC)
BCM2835 của Broadcom, bao gồm một vi xử lý ARM1176JZF-S 700 MHz,
VideoCore IV GPU, và ban đầu được xuất xưởng với 256 MB RAM, sau đó được
nâng cấp (model B và B +) lên đến 512 MB. Board này cũng có socket Secure
Digital (SD) (model A và B) hoặc MicroSD (model A + và B +) dùng làm thiết bị
khởi động và bộ lưu trữ liên tục.
Trong năm 2014, Raspberry Pi Foundation đã phát hành Compute Module,
đóng gói một BCM2835 với 512 MB RAM và một flash chip eMMC vào một
module để sử dụng như một phần của hệ thống nhúng.
Foundation này cung cấp Debian và Arch Linux ARM để người dùng
download về. Các công cụ có sẵn cho Python như là ngôn ngữ lập trình chính, hỗ
trợ cho BBC BASIC (thông qua RISC OS image hoặc Brandy Basic clone cho
Linux), C, C++, Java, Perl và Ruby.
Tính đến ngày 08/06/2015, khoảng 5-6.000.000 board Raspberry Pi đã được
bán. Vào đầu tháng 2 năm 2015, thế hệ tiếp theo của Raspberry Pi, Raspberry Pi 2,
đã được phát hành. Board máy tính mới này đầu tiên chỉ có một cấu hình (model B)
và trang bị SoC Broadcom BCM2836, với một nhân ARM Cortex-A7 CPU 4 lõi và
một VideoCore IV dual-core GPU; 1 GB bộ nhớ RAM với thông số kỹ thuật còn lại
tương tự như của các thế hệ model B+ trước đó. Raspberry Pi 2 vẫn giữ nguyên giá
$35 so với model B, với model A+ giá $20 vẫn còn được bán.

Page 25

Đồ án tốt nghiệp

2018

4.1.2. Đặc điểm, tính năng của Raspberry Pi 3 Model B
Raspberry Pi 3 Model B là thế hệ thứ 3 và mới nhất tính đến thời điểm hiện
tại của gia đình Raspberry Pi, ra đời vào tháng 2 năm 2016. Đặc biệt, phiên bản này
không chỉ hỗ trợ đầy đủ các tính năng tương tự các thế hệ trước mà còn có thêm kết
nối Wifi, Bluetooth.

Hình 4.1. Cấu trúc phần cứng Raspberry Pi 3 Model B.
Thông số kĩ thuật:
 Bộ xử lý: Broadcom BCM2387 chipset với 4 nhân ARM Cortex-A53
1.2GHz, hỗ trợ 802.11 b/g/n Wireless LAN and Bluetooth 4.1
(Bluetooth Classic and LE).
 GPU: ES 2.0, độ phân giải cao 1080p, 30fps, H.264.
 Bộ nhớ RAM: 1GB LPDDR2.

Page 26