THIẾT kế và THI CÔNG mô HÌNH hệ THỐNG KIỂM SOÁT QUÁ TRÌNH sản XUẤT ANDON

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1.

ĐẶT VẤN ĐỀ
Andon là một thuật ngữ sản xuất đề cập đến một hệ thống để thông báo cho

quản lý, bảo trì và các công nhân khác về vấn đề chất lượng hoặc quy trình.
Hệ thống Andon theo quan niệm cũ là nhân viên quản lý phải ghi chép bằng tay
và thống kê các sự cố xảy ra. Hệ thống Andon thế hệ tiếp theo được thiết kế dựa trên
công nghệ Vi xử lý, giao tiếp trực tuyến với máy tính thông qua một hệ thống được
thiết kế chuyên dụng, gởi thông tin mọi sự cố trong suốt quá trình sản xuất. Các thông
tin về sự cố sẽ được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu sản xuất chung.
Hệ thống được thiết kế để ghi nhận chi tiết các sự kiện ở từng công đoạn quan
trọng, trong quá trình sản xuất. Hệ thống làm việc theo thời gian thực (Realtime) có
khả năng cảnh báo tức thời những sự cố gián đoạn quá trình như: thiết bị có sự cố,
thiếu nguyên vật liệu, bán thành phẩm, phát hiện lỗi trên sản phẩm bởi nhân viên –
công nhân tham gia sản xuất.
Nhờ xử lý và truyền số liệu trên mạng và bởi khả năng kết nối trực tuyến, người
quản lý dễ dàng kiểm soát mọi sự cố xảy ra trong sản xuất ngay trên màn hình máy
tính ngoài bảng hiển thị và cảnh báo ngay tại xưởng. Hệ thống có thể cho ra những
báo cáo chi tiết hoặc tổng kết về các sự cố xảy ra

1.2.

MỤC TIÊU
Thiết kế và thi công mô hình mô hình hệ thống kiểm soát quá trình sản xuất

Andon.
Báo sự cố tại nơi xảy ra sự cố thông qua nút nhấn hoặc remote.
Hiển thị, cảnh báo lỗi trong quá trình sản xuất theo thời gian thực.

1.3.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

 NỘI DUNG 1: Nghiên cứu về lý thuyết Andon
 NỘI DUNG 2: Tìm hiểu cách để hệ thống Andon có thể truyền dữ liệu qua
mạng.
 NỘI DUNG 3: Thiết kế, tính toán và lắp đặt mô hình với chi phí phù hợp.
1


 NỘI DUNG 4: Thiết kế Web.
 NỘI DUNG 5: Đánh giá kết quả thực hiện.

1.4.
-

GIỚI HẠN
Hệ thống phải đảm bảo luôn được kết nối với mạng WiFi để tối ưu trong việc

điều khiển, gởi – nhận dữ liệu từ hệ thống tới trang Web.
-

Mạng WiFi của hệ thống cần được cố định và tránh thay đổi sau khi thiết lập.

-

Mô hình kiểm soát trong các công đoạn lắp ráp, may,… đơn giản.

-

Mô hình áp dụng cho ít hơn 3 công đoạn.

1.5.

BỐ CỤC

 Chương 1: Tổng Quan
Chương này trình bày về vấn đề chọn đề tài, các giới hạn của đề tài, mục tiêu
của đề tài, nội dung nghiên cứu cũng như bố cục của quyển báo cáo.
 Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết.
Chương này trình bày về vấn đề nền tảng lý thuyết có liên quan tới đề tài.
 Chương 3: Thiết Kế và Tính Toán
Chương này trình bày về vấn đề thiết kế, lựa chọn các phương án sao cho phù
hợp nhất với mục tiêu đề tài đưa ra dựa vào sơ đồ khối và chức năng của từng
khối.
 Chương 4: Thi Công
Chương này nói về vấn đề thi công hệ thống từ phần cứng tới phần mềm dựa
trên các tiêu chí lựa chọn đã được tính toán và thiết kế ở chương trước.
 Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá
Chương này trình bày về kết quả đã thực hiện được qua đó đánh giá, khắc phục
những mặt còn hạn chế.
 Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển
Chương này trình bày về kết luận chung của hệ thống sau khi khắc phục lỗi và
hướng phát triển trong tương lai của hệ thống.

2


Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1

TỔNG QUAN VỀ ANDON

2.1.1 Khái niệm
Andon là một thuật ngữ sản xuất đề cập đến một hệ thống để thông báo cho quản
lý, bảo trì và các công nhân khác về vấn đề chất lượng hoặc quy trình. Cảnh báo có
thể được kích hoạt bằng tay bởi một công nhân sử dụng dây kéo hoặc nút hoặc có thể
được kích hoạt tự động bởi chính thiết bị sản xuất. Hệ thống có thể bao gồm một
phương tiện để ngừng sản xuất để vấn đề có thể được khắc phục. Một số hệ thống
cảnh báo hiện đại kết hợp báo động âm thanh, văn bản hoặc màn hình khác.

Hình 2.1 Minh họa hệ thống Andon
2.1.2 Lịch sử phát triển
Hệ thống Andon là một trong những yếu tố chính của phương pháp kiểm soát
chất lượng Jidoka do Toyota tiên phong là một phần của Hệ thống sản xuất Toyota
và do đó hiện là một phần của phương pháp Lean. Nó cung cấp cho người lao động
khả năng, và hơn nữa là trao quyền, ngừng sản xuất khi phát hiện ra lỗi và ngay lập
tức gọi trợ giúp. Các lý do phổ biến để kích hoạt Andon thủ công là sự thiếu hụt một
phần, lỗi được tạo hoặc tìm thấy, trục trặc công cụ hoặc sự tồn tại của vấn đề an toàn.
Công việc được dừng lại cho đến khi một giải pháp đã được tìm thấy. Các cảnh báo
3


có thể được ghi vào cơ sở dữ liệu để chúng có thể được nghiên cứu như là một phần
của quá trình cải tiến liên tục.
2.1.3 Lợi ích
Hệ thống ANDON mang lại nhiều lợi ích cho nhà máy trong sản xuất và công tác
quản lý. Trong sản xuất, hệ thống ANDON đảm bảo an toàn sản xuất cho người và
kéo dài tuổi thọ thiết bị sử dụng. Hệ thống ANDON cũng ngăn sản phẩm lỗi đến tay

khách hàng, đồng thời tránh để xảy ra hiện tượng sai sót hàng loạt trên nhiều sản
phẩm. Thêm nữa, người hỗ trợ khi nhận biết có sự cố, họ biết chính xác cần đến khu
vực nào và giải quyết vấn đề gì, tiết kiệm thời gian khắc phục sự cố.
Trong quản lý, ANDON trước tiên cho phép nhóm vận hành sản xuất tiêu tốn ít
thời gian và ít công sức hơn để ngồi trực bên cạnh máy móc theo dõi tình hình. Thay
vào đó, họ có nhiều thời gian hơn để xử lý sự cố. Tiếp theo, hệ thống cảnh báo sản
xuất chỉ ra những chỗ bất hợp lý trong dây chuyền sản xuất hiện tại. Khắc phục những
sự bất thường xảy ra là cơ hội để giảm sai sót thể hiện qua tần suất dừng lại khắc phục
sự cố. Nhờ cập nhật quá trình sử dụng thiết bị và quá trình sửa chữa, bảo trì, nhóm
vận hành có thể theo dõi thiết bị và nhân viên sửa chữa chính xác. Cuối cùng, hệ
thống cảnh báo sản xuất như là một chương trình giao tiếp hai chiều: khi đèn báo
chuyển về màu xanh, có nghĩa là hệ thống hoạt động bình thường.
Ngược lại, có một số hiểu nhầm về khả năng của hệ thống ANDON. Thứ nhất,
hệ thống cảnh báo sản xuất ANDON có thể thông báo lỗi phát sinh nhưng không thể
tự giải quyết lỗi phát sinh đó. Thứ hai, hệ thống cảnh báo sản xuất không thể tự loại
các khiếm khuyết hiện có trên dây chuyền cũng như trên sản phẩm mà phải được con
người loại bỏ. Nếu không trong những lần vận hành tiếp theo, hệ thống cảnh báo sản
xuất tiếp tục báo lỗi và cho dừng dây chuyền. Thứ ba, mặc dù có thể thông báo tình
trạng lỗi hay bình thường của dây chuyền, hệ thống cảnh báo sản xuất ANDON không
nên được coi là công cụ giao tiếp giữa con người với con người. Nếu công nhân và
người giám sát cần trao đổi với nhau, họ vẫn cần liên lạc với nhau. Cuối cùng, hệ
thống ANDON không thể đảm bảo hàng hóa sản xuất ra đáp ứng nhu cầu khách hàng.

4


GIỚI THIỆU DÂY CHUYỀN MAY ÁO SƠ MI

2.2

Dây chuyền may còn gọi là hệ thống sản xuất. Dây chuyền may là một tổ chức
sản xuất bao gồm người và máy có nhiệm vụ may và lắp ráp các chi tiết thành sản
phẩm may theo một quy trình và phương pháp sản xuất nhất định.
Dây chuyền nhiều hàng áp dụng cho sản phẩm có các chi tiết đối xứng, quy trình may
trung bình như quần âu, áo sơ mi.
Dây chuyền may nhiều hàng tập hợp nhiều hàng dọc. Gồm nhiều hàng riêng biệt
may cụm chi tiết dẫn tới vị trí tập trung kiểm tra sau đó chuyển đến hàng láp ráp. Mỗi
hàng dọc may một cụm chi tiết hay cụm láp ráp sản phẩm như hàng may cụm thân
trước, cụm thân sau, cụm bâu, cụm lắp ráp áo…
Nhóm áp dụng đề tài cho dây chuyền nhiều hàng may áo sơ mi, ít hơn ba công đoạn:
hàng may bâu; hàng may thân sau, tay; hàng may thân trước.

Hình 2.2: Dây chuyền nhiều hàng may áo sơ mi
 Một số lỗi thường gặp trong sản xuất áo sơ mi:






Máy may không hoạt động.
Hết nguyên liệu.
Bỏ mũi.
Gãy kim.
May nhăn, co rút.
5


 Đứt chỉ.
 May không đều.

TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY WIFI

2.3

2.3.1 Khái niệm
WiFi là phương thức kết nối không dây sử dụng sóng vô tuyến, được triển khai
trên hầu hết các thiết bị điện tử thông minh hiện nay để có thể kết nối với nhau và kết
nối Internet. WiFi được triển khai với mục đích truyền dữ liệu không dây tốc độ cao,
không cần đấu nối dây hay cáp mạng, triển khai hạ tầng mạng một cách nhanh chóng.
WiFi hiện tại đang sử dụng chuẩn kết nối IEEE 802.11.
2.3.2 Nguyên lý họa động
Mạng Internet sẽ được các ISP (Internet Services Provider – nhà cung cấp dịch
vụ internet) truyền đến bộ giải mã tín hiệu số (Modem), thông qua bộ định tuyến
(Router) hay chúng ta thường gọi là “bộ phát Wifi” chuyển tín hiệu hữu tuyến thành
kết nối vô tuyến và đưa đến các thiết bị di động không dây thông qua chuẩn kết nối
WiFi.
Các thiết bị không dây tiếp nhận sóng WiFi thông qua một thiết bị chuyển đổi tín
hiệu gọi là Adapter (card WiFi) được cài đặt trực tiếp trên các thiết bị. Tín hiệu vô
tuyến sẽ được giải mã ngay trên thiết bị, từ đây người dùng có thể trực tiếp truy cập
Internet như bình thường.

Hình 2.3: Nguyên lý hoạt động của WiFi
6


2.3.3 Một số chuẩn kết nối Wifi phổ biến
Các chuẩn mạng Wi-Fi mà chúng ta sử dụng hiện nay đều thuộc bộ tiêu chuẩn
IEEE 802.11 đi kèm một hoặc nhiều chữ cái phía sau. IEEE là chữ viết tắt cho
Institute of Electrical and Electronics Engineers, tạm dịch là Hiệp hội các kĩ sư Điện

và Điện Tử, cơ quan có trách nhiệm phê chuẩn cấu hình cũng như thúc đẩy sự phát
triển của Wi-Fi. Từ năm 1999 đến nay, các chuẩn mạng Wi-Fi được sử dụng rộng rãi
bao gồm:


802.11: Wi-Fi thế hệ thứ nhất, có thể mang lại tốc độ 1Mb/s và 2Mb/s, sử dụng
băng tần 2,4GHz của sóng radio hoặc hồng ngoại.



802.11b: Wi-Fi thế hệ thứ hai, có khả năng mang lại tốc độ 11Mb/s ở băng tần
2.4 GHz trên sóng radio.



802.11A: Wi-Fi thế hệ thứ ba, tuy nhiên nó lại ra mắt cùng thời điểm với
802.11b. Chuẩn A mang lại tốc độ truyền tải nhanh hơn, lên đến 54Mb/s vì sử
dụng băng tần 5GHz nhưng lại bị hạn chế về tầm phủ sóng so với 802.11b.



802.11g: Wi-Fi thế hệ thứ ba, tốc độ truyền tải 54Mb/s và sử dụng băng tần
2,4GHz. Đây là chuẩn mạng vẫn còn xuất hiện ở nhiều thiết bị đến tận ngày
hôm nay.



802.11n: Wi-Fi thế hệ thứ tư, tốc độ tối đa 600Mb/s (trên thị trường phổ biến
có các thiết bị 150Mb/s, 300Mb/s và 450Mb/s). Chuẩn này có thể hoạt động
trên cả hai băng tần 2,4GHz lẫn 5GHz và nếu router hỗ trợ thì hai băng tần

này có thể cùng được phát sóng song song nhau.



802.11ac: tốc độ tối đa hiện là 1730Mb/s (sẽ còn tăng tiếp) và chỉ chạy ở băng
tần 5GHz. Một số mức tốc độ thấp hơn (ứng với số luồng truyền dữ liệu thấp
hơn) bao gồm 450Mb/s và 900Mb/s.

Hình 2.4: Một số chuẩn WiFi phổ biến
7


2.4

GIAO TIẾP GIỮA HAI ESP8266 THÔNG QUA SOCKET

2.4.1 Giới thiệu về socket
a. Khái niệm
Góc độ mạng: Socket là 1 trong 2 điểm cuối của đường nối kết hai chiều giữa hai
chương trình thực thi trên mạng.
Góc độ người lập trình: Socket là giao diện lập trình ứng dụng dùng để kết nối
với một chương trình khác chạy trên một máy tính khác trên Internet. Chương trình
mạng có thể sử dụng nhiều. Socket cùng một lúc, nhờ đó nhiều chương trình có thể
sử dụng Internet cùng một lúc.
b. Các chế độ giao tiếp
TCP (Transmission Control Protocol): có nối kết.
UDP (User Datagram Protocol): không nối kết.
c. Cơ chế giao tiếp
Một trong hai quá trình phải công bố số hiệu cổng của socket mà mình sử dụng
để nhận và gởi dữ liệu.

Các quá trình khác có thể giao tiếp với quá trình đã công bố cổng cũng bằng cách
tạo ra một socket.

Hình 2.5: Mô hình kết nối socket
d. Port
Để có thể thực hiện các cuộc giao tiếp, một trong hai quá trình phải công bố số
hiệu cổng của socket mà mình đang sử dụng. Mỗi công giao tiếp phải thể hiện một
địa chỉ xác định trong hệ thống. Khi quá trình được gán một số hiệu cổng, nó có thể
nhận dữ liệu gửi đến chỗ này từ quá trình khác.
2.4.2 Khái niệm về địa chỉ và cổng (Address, Port)

8


Khi cần trao đổi dữ liệu cho nhau thì 2 ứng dụng cần phải biết thông tin tối thiểu
là IP và sô hiểu cổng của ứng dụng kia.
 Hai ứng dụng có thể nằm cùng trên một máy.
 Hai ứng dụng cùng nằm trên một máy không được cùng số hiệu cổng.

2.5 LẬP TRÌNH PHP VÀ MYSQL
2.5.1 Giới thiệu ngôn ngữ PHP
Hiện nay có rất nhiều ngôn ngữ lập trình web, trong đó có thể kể đến các ngôn
ngữ nổi tiếng như PHP, Perl, Ruby, Python, ASP.net… Các ngôn ngữ lập trình kể
trên đều có vị thế riêng trong lĩnh vực thiết kế web, nổi bật trong số đó, PHP là một
ngôn ngữ lập trình mã nguồn mở, với cộng đồng hỗ trợ mạnh mẽ ở khắp mọi nơi trên
thế giới. Việc tìm hiểu ngôn ngữ lập trình này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí một
cách đáng kể, kèm theo đó đây là ngôn ngữ lập trình web mạnh mẽ và thông dụng
nhất hiện nay.
PHP - viết tắt hồi quy của "Hypertext Preprocessor", là một ngôn ngữ lập trình
kịch bản được chạy ở phía server nhằm sinh ra mã HTML trên client. PHP đã trải qua

rất nhiều phiên bản và được tối ưu hóa cho các ứng dụng web. Do được tối ưu hóa
cho các ứng dụng web, tốc độ nhanh, nhỏ gọn, cú pháp giống C và Java, dễ học và
thời gian xây dựng sản phẩm tương đối ngắn hơn so với các ngôn ngữ khác nên PHP
đã nhanh chóng trở thành một ngôn ngữ lập trình web phổ biến nhất thế giới.
PHP chạy trên môi trường Webserver và lưu trữ dữ liệu thông qua hệ quản trị cơ sở
dữ liệu nên PHP thường đi kèm với Apache, MySQL và hệ điều hành Linux (LAMP).
 Apache là một phần mềm web server có nhiệm vụ tiếp nhận request từ trình duyệt
người dùng sau đó chuyển giao cho PHP xử lý và gửi trả lại cho trình duyệt.
 MySQL cũng tương tự như các hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác (Postgress, Oracle,
SQL server...) đóng vai trò là nơi lưu trữ và truy vấn dữ liệu.
Linux: Hệ điều hành mã nguồn mở được sử dụng rất rộng rãi cho các webserver.
Thông thường các phiên bản được sử dụng nhiều nhất là RedHat Enterprise Linux,
Ubuntu...
9


2.5.2 Cú pháp của PHP
PHP chỉ phân tích các đoạn mã nằm trong những dấu giới hạn của nó. Bất cứ mã
nào nằm ngoài những dấu giới hạn đều được xuất ra trực tiếp không thông qua xử lý
bởi PHP. Các dấu giới hạn thường dùng nhất là <?php và ?> , tương ứngvới dấu
giới hạn mở và đóng.
Các dấu giới hạn <script language="php"> và </script> cũng đôi
khi được sử dụng. Cách viết dấu giới hạn dạng thẻ ngắn cũng có thể được dùng để
thông báo bắt đầu đoạn mã PHP, là (echo) các xâu ký tự hay biến) với thẻ thông báo kết thúc đoạn mã PHP là ?> .
Những thẻ này thường xuyên được sử dụng, tuy nhiên giống với những thẻ
kiểu ASP ( <% hay <%= và %> ), chúng không có tính di động cao bởi có thể bị vô
hiệu khi cấu hình PHP. Bởi vậy, việc dùng các thẻ dạng ngăn hay các thẻ kiểu ASP
không được khuyến khích. Mục đích của những dấu giới hạn này là ngăn cách mã
PHP với những đoạn mã thuộc ngôn ngữ khác, gồm cả HTML. Mọi đoạn mã bên

ngoài các dấu này đều bị hệ thống phân tích bỏ qua và được xuất ra một cách trực
tiếp.
Các biến được xác định bằng cách thêm vào trước một dấu đô la ($) và không
cần xác định trước kiểu dữ liệu. Không giống với tên hàm và lớp, tên biến là trường
hợp nhạy cảm. Cả dấu ngoặc kép ( "" ) và ký hiệu đánh dấu văn bản ( <<EOF; ) đều có thể dùng để truyền xâu và giá trị biến. PHP coi xuống dòng như
một khoảng trắng theo kiểu như một ngôn ngữ dạng tự do (free-form language) (trừ
khi nó nằm trong trích dẫn xâu), và các phát biểu được kết thúc bởi một dấu chấm
phẩy. PHP có ba kiểu cú pháp chú thích: /* */ cho phép một đoạn chú thích tùy ý,
trong khi đó // và # cho phép chú thích trong phạm vi một dòng. Phát
biểu echo là một trong những lệnh của PHP cho phép xuất văn bản (vd. ra một trình
duyệt web).
Về cú pháp các từ khóa và ngôn ngữ, PHP tương tự hầu hết các ngôn ngữ lập
trình bậc cao có cú pháp kiểu C. Các phát biểu điều kiện If , vòng
10


lặp for và while , các hàm trả về đều tương tự cú pháp của các ngôn ngữ
như C, C++, Java và Perl.

Hình 2.6: Một đoạn code PHP
2.5.3 Giới thiệu JSON
JSON là một dạng dữ liệu tuân theo một quy luật nhất định mà hầu hết các ngôn
ngữ lập trình hiện nay đều có thể đọc được, dữ liệu có thể sử dụng lưu nó vào một
file, một record trong CSDL rất dễ dàng. JSON có định dạng đơn giản, dễ dàng sử
dụng và truy vấn hơn XML rất nhiều nên tính ứng dụng của nó hiện nay rất là phổ
biến.
Cú pháp của JSON rất đơn giản là mỗi thông tin dữ liệu sẽ có 2 phần đó là key
và value, điều này tương ứng trong CSDL là tên field và giá trị của nó ở một record
nào đó. Chính vì sự thuận tiện này, khi truyền tải dữ liệu từ web server xuống ứng

dụng trên điện thoại, có thể dễ dàng lấy được dữ liệu và lưu trữ lại vào cơ sở dữ liệu.
2.5.4 Giới thiệu MYSQL
MySQL là hệ quản trị cơ sở dữ liệu tự do nguồn mở phổ biến nhất thế giới và
được các nhà phát triển rất ưa chuộng trong quá trình phát triển ứng dụng. Vì MySQL
là cơ sở dữ liệu tốc độ cao, ổn định và dễ sử dụng, có tính khả chuyển, hoạt động trên
nhiều hệ điều hành cung cấp một hệ thống lớn các hàm tiện ích rất mạnh. Với tốc độ
và tính bảo mật cao, MySQL rất thích hợp cho các ứng dụng có truy cập CSDL trên
internet. MySQL miễn phí hoàn toàn cho nên bạn có thể tải về MySQL từ trang chủ.
Nó có nhiều phiên bản cho các hệ điều hành khác nhau: phiên bản Win32 cho các hệ
điều hành dòng Windows, Linux, Mac OS X, Unix, FreeBSD, NetBSD, Novell
NetWare, SGI Irix, Solaris, SunOS,...
11


MySQL là một trong những ví dụ rất cơ bản về Hệ Quản trị Cơ sở dữ liệu quan
hệ sử dụng Ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc (SQL).
MySQL được sử dụng cho việc bổ trợ PHP, Perl, và nhiều ngôn ngữ khác, nó làm
nơi lưu trữ những thông tin trên các trang web viết bằng PHP hay Perl,...
 Ưu điểm của MySQL:
Tốc độ: MySQL rất nhanh. Những nhà phát triển cho rằng MySQL là cơ sở dữ
liệu nhanh nhất mà bạn có thể có.
Dễ sử dụng: MySQL tuy có tính năng cao nhưng thực sự là một hệ thống cơ sở
dữ liệu rất đơn giản và ít phức tạp khi cài đặt và quản trị hơn các hệ thống lớn.
Giá thành: MySQL là miễn phí cho hầu hết các việc sử dụng trong một tổ chức.
Hỗ trợ ngôn ngữ truy vấn: MySQL hiểu SQL, là ngôn ngữ của sự chọn lựa cho
tất cả các hệ thống cơ sở dữ liệu hiện đại. Bạn cũng có thể truy cập MySQL bằng
cách sử dụng các ứng dụng mà hỗ trợ ODBC (Open Database Connectivity -một giao
thức giao tiếp cơ sở dữ liệu được phát triển bởi Microsoft).
Năng lực: Nhiều client có thể truy cập đến server trong cùng một thời gian. Các
client có thể sử dụng nhiều cơ sở dữ liệu một cách đồng thời. Bạn có thể truy cập

MySQL tương tác với sử dụng một vài giao diện để bạn có thể đưa vào các truy vấn
và xem các kết quả: các dòng yêu cầu của khách hàng, các trình duyệt Web…
Kết nối và bảo mật: MySQL được nối mạng một cách đầy đủ, các cơ sở dữ liệu
có thể được truy cập từ bất kỳ nơi nào trên Internet do đó bạn có thể chia sẽ dữ liệu
của bạn với bất kỳ ai, bất kỳ nơi nào. Nhưng MySQL kiểm soát quyền truy cập cho
nên người mà không nên nhìn thấy dữ liệu của bạn thì không thể nhìn được.
Tính linh động: MySQL chạy trên nhiều hệ thống UNIX cũng như không phải
UNIX chẳng hạn như Windows hay OS/2. MySQL chạy được các với mọi phần cứng
từ các máy PC ở nhà cho đến các máy server.
Sự phân phối rộng: MySQL rất dễ dàng đạt được, chỉ cần sử dụng trình duyệt web
của bạn. Nếu bạn không hiểu làm thế nào mà nó làm việc hay tò mò về thuật toán,
bạn có thể lấy mã nguồn và tìm tòi nó. Nếu bạn không thích một vài cái, bạn có thể
thay đổi nó.
12


Sự hỗ trợ: Bạn có thể tìm thấy các tài nguyên có sẵn mà MySQL hỗ trợ. Cộng
đồng MySQL rất có trách nhiệm. Họ trả lời các câu hỏi trên mailing list thường chỉ
trong vài phút. Khi lỗi được phát hiện, các nhà phát triển sẽ đưa ra cách khắc phục
trong vài ngày, thậm chí có khi trong vài giờ và cách khắc phục đó sẽ ngay lập tức có
sẵn trên Internet.

Hình 2.7: Nguyên lý hoạt động của PHP
Thông thường khi học MySQL thì chúng ta sẽ được học những câu truy vấn TSQL như select, insert, update, delete. Chúng ta hãy xem PHP như là một con người
bình thường, nghĩa là nó có thể viết ra các câu truy vấn và thực thi các câu truy vấn
đó giống như bạn vậy. Nhưng điểm khác biệt ở đây là bạn sẽ bắt PHP thực hiện những
câu truy vấn chứ không phải tự nó nghĩ ra.
Ví dụ: Mình muốn lấy danh sách tất cả sinh viên trong trường thì sẽ viết câu
truy vấn như sau.

Kết quả ta thực thi câu truy vấn này trong PHP MY ADMIN là danh sách các
sinh viên.

13


Như ta biết MySQL là một hệ quản trị CSDL nên nó có tính an toàn về bảo mật,
nghĩa là nó có chức năng quản lý User, phân quyền User. Vì vậy trước khi vào PHP
MY ADMIN cần phải đăng nhập.
Như vậy với PHP thì cũng phải có bước đăng nhập, sau đó sẽ là bước định nghĩa
câu truy vấn và cuối cùng là thực thi và lấy kết quả.

Hình 2.8: Câu lệnh tạo đăng nhập trong MySQL
Tóm lại PHP sẽ có nhiệm vục kết nối MySQL và yêu cầu MySQL thực thi các
câu truy vấn và trả kết quả về cho PHP để từ đó PHP lấy kết quả để xử lý.
2.5.5 Giới thiệu HTTP
Trong toàn bộ quá trình, dữ liệu được client gửi tới web server thông qua HTTP
request và được server trả lời lại thông qua các HTTP response. Đây là hai loại thông
điệp của giao thức HTTP cho phép client và server có thể giao tiếp được với nhau.
Thông tin trong một HTTP request bao gồm: request url, header, body (phần body có
thể rỗng). Các method được hỗ trợ trong một HTTP request bao gồm:
 GET: phương thức hay dùng để lấy tài nguyên từ URL truy vấn. Khi truy vấn
dùng phương thức này thì các tham số sẽ được nối thẳng vào URL. Phương thức GET
không có phần thân hay phần thân rỗng. Phương thức này có nhiều hạn chế như việc
bảo mật thông tin kém vì dữ liệu được hiển thị ngay trong URL, độ dài dữ liệu hạn
chế (tối đa là 1024 byte).
 HEAD: lấy phần đầu của truy vấn, tức thông tin về tài nguyên.

14

 POST: gửi dữ liệu với độ dài không giới hạn tới web server. Khác với phương
thức GET, phương thức POST dùng phần thân của câu truy vấn gửi dữ liệu lên web
server.
 PUT: dùng để chỉ định thay thế hay upload một file…lên web server theo URL
cung cấp.
 DELETE: xoá tài nguyên ở máy chủ được định vị bởi URL.
 OPTIONS: trả về các phương thức mà server cung cấp cho một URL xác định
 TRACE: trả về thông tin truy vấn mà máy chủ nhận được. Phương thức này
cho phép theo dõi một truy vấn để xem có những thay đổi hay thêm vào nào nếu có
do nhưng máy chủ chung gian (intermidate server) thực hiện.
Trong đề tài người thực hiện sử dụng phương thức POST để truyền tải dữ liệu với
server, dữ liệu được nhóm lại với nhau kèm theo các tag và một số thông tin như: tên
host, kiểu mã hóa, ngôn ngữ, độ dài dữ liệu … Một chuỗi Hearder HTTP request có
dạng như sau:
POST / HTTP/1.1
User-Agent:
Host: www.giamsatsuckhoe.tk
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: length
Accept-Language: en-us
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: Keep-Alive.
2.5.6 Giới thiệu HTML
HTML là viết tắt của từ “Hyper Text Markup Language”, ngôn ngữ đánh dấu
siêu văn bản này chỉ rõ một trang Web sẽ được hiển thị như thế nào trong một trình
duyệt. HTML không phải là ngôn ngữ lập trình, đây là ngôn ngữ đánh dấu (markup
language), bao gồm tập hợp của một nhóm các thẻ đánh dấu (các tag) để mô tả trang
web. Một tài liệu HTML tạo thành một mã nguồn của trang Web. Khi được xem trên
trình soạn thảo, tài liệu này là một chuỗi các thẻ và các phần tử, mà chúng xác định

trang web hiển thị như thế nào. Trình duyệt đọc các file có đuôi .htm hay .html và
15


hiển thị trang web đó theo các lệnh có trong đó. Tất cả các trang web dù xử lý phức
tạp đến đâu đều phải trả về dưới dạng mã nguồn HTML để trình duyệt có thể hiểu và
hiển thị lên được.
Cấu trúc của một tài liệu HTML bao gồm 3 thành phần cơ bản:
 Phần HTML: Mọi tài liệu HTML phải bắt đầu bằng thẻ mở HTML <html> và
kết thúc bằng thẻ đóng HTML </html>. Thẻ HTML báo cho trình duyệt biết nội dung
giữa hai thẻ này là một tài liệu HTML.
 Phần tiêu đề: Phần tiêu đề bắt đầu bằng thẻ <head> và kết thúc bởi thẻ </head>.
Phần này chứa tiêu đề mà được hiển thị trên thanh điều hướng của trang Web. Tiêu
đề nằm trong thẻ title, bắt đầu bằng thẻ <title> và kết thúc là thẻ </title>. Tiêu đề là
phần khá quan trọng. Khi người dùng tìm kiếm thông tin, tiêu đề của trang Web cung
cấp từ khóa chính yếu cho việc tìm kiếm.
 Phần thân: phần này nằm sau phần tiêu đề. Phần thân bao gồm văn bản, hình
ảnh và các liên kết hiển thị trên trang web. Phần thân bắt đầu bằng thẻ <body> và kết
thúc bằng thẻ </body>.
HTML được tạo thành từ rất nhiều các thẻ khác nhau, các thẻ này ghép nối với nhau
để tạo thành một trang web hoàn chỉnh. Một trang web được thiết kế thường bao gồm
các loại thẻ thông dụng: thẻ tiêu đề (heading) gồm 6 loại từ thẻ h1 đến h6, thẻ đoạn
văn (paragraph) và các loại thẻ định dạng văn bản khác.
Trong nội dung đề tài, nhóm thực hiện đã sử dụng kết hợp ngôn ngữ lập trình
PHP và HTML để thiết kế Web Application dành cho bác sĩ, cũng như thiết kế Web
server cho toàn bộ hệ thống.

2.6

GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG

2.6.1 Khối điều khiển
Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp trên một chíp, nó thường được sử
dụng để điều khiển các thiết bị điện tử.
Một số loại vi điều khiển có trên thị trường:
- ATMEL: 89Cxx, AT89Cxx5, …
- PIC: 16F887, 17C4, …
16


- Arduino: UNO, Mega, ….
Trong mô hình này, những người thực hiện sử dụng Module Wifi ESP8266
NodeMCU Lua V3 CH340 có kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ. Bên trong
Module ESP8266 có sẵn một vi điều khiển Wifi SoC ESP8266EX được tích hợp sẵn
Wifi 2.4GHz nên có thể trực tiếp lập trình mà không cần thêm vi xử lý khác.

Hình 2.9: Module Wifi NodeMCU ESP8266
 Một vài đặc điểm của Module ESP8266.
 Điện áp hoạt động: 3.3-5VDC, có thể sử dụng nguồn từ cáp USB.
 Dòng tiêu thụ: 10-200mA.
 Sử dụng giao thức không dây 802.11b/g/n.
 Bộ nhớ Flash: 4Mbyte.
 Hỗ trợ STA / AP / STA + AP ba chế độ hoạt động.
 Tích hợp giao thức TCP / IP để hỗ trợ nhiều kết nối TCP Client (5 MAX).
 RAM: 32K + 80K.
 Số chân GPIOs: 17 (ghép với một số chức năng khác).
 Chân D0 ~ D8, SD1 ~ SD3: sử dụng như GPIO, PWM, I2C.
 Chân A0 là kênh ADC với độ phân giải 1024 bước.
 Dòng đầu ra tối đa trên mỗi trân IO: 15mA.
 Sử dụng module kết nối USB-TTL CH340 cho sự ổn định cao trên tất cả các

nền tảng được hỗ trợ, tương thích Arduino IDE.
 Hỗ trợ bảo mật: WPA/WPA2.

17


Hình 2.10: Sơ đồ chân Module ESP8266
 Các chân năng lượng:
 Vin: cấp nguồn ngoài cho Module ESP8266.
 3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra.
 GND (Ground): cực âm của nguồn điện.
 Bộ nhớ của ESP8266
 36kB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến khai báo
khi lập trình sẽ lưu ở đây. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.
 Không có ROM được lập trình trong SoC. Do đó, chương trình người dùng
được lưu trữ trong flash SPI bên ngoài.
 Module này được gắn với đèn flash SPI ngoài 4 MB để lưu trữ các chương
trình người dùng.

2.6.2 Bàn phím ma trận 4x4
Ma trận phím 4x4 gồm có 16 nút bấm được sắp xếp theo ma trận 4 hàng, 4 cột.
Các nút bấm trong cùng một hàng và một cột được nối với nhau, vì vậy ma trận
phím 4x4 sẽ có tổng cộng 8 ngõ ra.
18


Ma trận phím 4x4 cho phép các bạn nhập các chữ số, chữ cái, ký hiệu vào bộ điều
khiển qua đó dùng để điều khiển một thiết bị ngoại vi nào đó. Các bạn có thể mắc
thêm trở treo (thông thường là 10K) cho các nút bấm để nút bấm hoạt động ổn định
hơn.

Hình 2.11: Bàn phím ma trận 4x4
 Thông số kỹ thuật:
 Module bàn phím ma trận 4x4 loại phím mềm.
 Độ dài cáp: 88mm.
 Nhiệt độ hoạt động 0 ~ 70oC.
 Đầu nối ra 8 chân.
 Kích thước bàn phím 77 x 69 mm.
2.6.3 LED 7 đoạn
LED 7 đoạn được dùng khá nhiều trong các ứng dụng để hiển thị số, ký tự, chỉ
thị các trạng thái trong các loại thiết bị từ dân dụng đến công nghiệp.
Cấu tạo: gồm các bóng LED (8 bóng, trong đó 1 bóng LED được dùng làm dấu chấm)
được ghép lại thành các nét của các chữ số và các ký tự. Có 2 loại: dương chung
(Common Anode) và âm chung (Common Cathode).

19


Hình 2.12: LED 7 đoạn Cathode chung và Anode chung
Nguyên lý hoạt động: muốn LED nào sáng thì LED đó phải được phân cực thuận.
Do đó muốn tạo ra chữ số nào ta chỉ cần cho LED ở các vị trí tương ứng sáng lên.
Bảng mô tả cách tạo ra các chữ số để hiển thị lên LED 7 đoạn duơng chung:
Bảng 2.1. Bảng hiển thị số LED 7 đoạn
Số nhị phân
Số

7

6

5

4

3

2

1

0

HEX

dp

g

f

e

d

c

b

a

0

1

1

0

0

0

0

1

0

C0S

1

1

1

1

1

1

0

1

1

F9

2

1

0

1

0

0

1

1

0

A4

3

1

0

1

1

0

0

1

0

B0

4

1

0

0

1

1

0

1

1

99

5

1

0

0

1

0

0

1

0

92

6

1

0

0

0

0

0

1

0

82

7

1

1

1

1

1

0

0

0

8F

8

1

0

0

0

0

0

0

0

80

9

1

0

0

1

0

0

0

0

90

A

1

0

0

0

1

0

0

0

88

B

1

0

0

0

0

0

1

1

83

C

1

1

0

0

0

1

1

0

C6
20


D

1

0

1

0

0

0

0

1

A1

E

1

0

0

0

0

1

1

0

86

F

1

0

0

0

1

1

1

0

8E

2.6.4 IC 7447
7447 là IC giải mã giành riêng cho LED 7 đoạn anode chung. IC chuyển đổi từ
mã BCD sang mã LED 7 đoạn anode chung.
Ứng dụng khi ta cần hiện thị số trên LED 7 đoạn trong mạch số mà không cần
dùng vi điều khiển, hoặc muốn tiết kiệm chân cho vi điều khiển.

Hình 2.13: IC giải mã 7447

 Sơ đồ chân:
 VCC: Chân nguồn 5V.
 GND: Chân nguồn 0V.
 A, B, C, D: Ngõ vào BCD.
 a, b, c, d, e, f, g: Ngõ ra mã 7 đoạn.
 LT: Chân kiểm tra các đoạn của LED.

 IC 7447 có 4 chế độ hoạt động:

21


 Sáng bình thường đủ các trạng thái từ 0 ÷ 9 (thường dùng nhất). Chân BI/RBO
phải bỏ trống hoặc nối lên mức cao, chân RBI phải bỏ trống hoặc nối lên mức
cao, chân LT phải bỏ trống hoặc nối lên mức cao.
 Chân BI/RBO nối xuống mức thấp thì tất các các đoạn của LED đều không
sáng bất chấp trạng thái của các ngõ vào còn lại.
 Bỏ trạng thái số 0 (khi giá trị BCD tại ngõ vào bằng 0 thì tất cả các đoạn của
LED 7 đoạn đều tắt). Chân RBI ở mức thấp và chân BI/RBO phải bỏ trống (và
nó đóng vai trò là ngõ ra).
 Chân BI/RBO phải bỏ trống hoặc nối lên mức cao và chân LT phải nối xuống
mức thấp. Tất cả các thanh của LED 7 đoạn đều sáng, bất chấp các ngõ vào
BCD. Dùng để Kiểm tra các đoạn của LED 7 đoạn (còn sáng hay đã chết).
2.6.5 IC 74HC595
IC 74HC595 là một IC thông dụng với khả năng dịch bit và ghi nhớ tạm thời 8
bit, đầu vào nối tiếp, đầu ra song song. Với khả năng đó, IC 74HC595 có khả năng
mở rộng số lượng chân vốn đã ít của Board mạch.

Hình 2.14: IC ghi dịch 74HC595
Bảng 2.2. Chức năng các chân IC 74HC595

Chân

Kí hiệu

Giải thích

1

Q1

Ngõ ra dữ liệu song song (bit 1)

2

Q2

Ngõ ra dữ liệu song song (bit 2)
22


3

Q3

Ngõ ra dữ liệu song song (bit 3)

4

Q4

Ngõ ra dữ liệu song song (bit 4)

5

Q5

Ngõ ra dữ liệu song song (bit 5)

6

Q6

Ngõ ra dữ liệu song song (bit 6)

7

Q7

Ngõ ra dữ liệu song song (bit 7)

8

GND

Chân nối đất

9

Q7’

Ngõ ra dữ liệu nôí tiếp. Khi dùng nhiều 74HC595 mắc nối tiếp
nhau thì chân này đưa vào đầu vào (DS) của IC tiếp theo khi đã
dịch đủ 8 bit

10

/MR

Master Reset (tích cực mức thấp)

11

SH-CP

Ngõ vào xung clock. Khi có 1 xung clock tích cực ở sườn dương
(từ 0 lên 1) thì 1 bit được dịch vào IC.

12

ST-CP

Xung clock chốt dữ liệu. Khi có 1 xung clock tích cực ở sườn
dương (từ 0 lên 1) thì cho phép xuất dữ liệu trên các chân
output.

13

/OE

Chân cho phép tích cực ở mức thấp (0). Khi ở mức cao, tất cả

các đầu ra của 74HC595 trở về trạng thái tổng trở cao, không
có ngõ ra nào được cho phép.

14

DS

Ngõ vào dữ liệu nối tiếp. Tại 1 thời điểm xung clock chỉ đưa
vào được 1 bit.

15

Q0

Ngõ ra dữ liệu song song (bit 8)

16

VCC

Chân cấp nguồn

23


Hình 2.15: Sơ đồ khối IC ghi dịch 74HC595
Ta đặt dữ liệu vào chân DS, và tạo một xung SHCP thì dữ liệu tại chân DS sẽ
được dịch vào thanh ghi 8-STAGE SHIFT REGISTER. Lần lượt làm như trên 8 lần
(dịch bit cao trước), thì ta được 8 bit trong thanh ghi 8-STAGE SHIFT REGISTER.
Sau đó ta tạo một xung STCP thì 8 bit trong thanh ghi 8-STAGE SHIFT

REGISTER sẽ được sao chép sang thanh ghi 8-BIT STORAGE REGISTER. Lúc này
nếu chân OE ở mức thấp thì ngõ ra sẽ bằng với giá trị thanh ghi 8-BIT STORAGE
REGISTER, còn nếu chân OE ở mức cao thì ngõ ra ở trạng thái tổng trở cao (Hi-Z).
Khi dịch dữ liệu vào thanh ghi 8-STAGE SHIFT REGISTER, và chưa tạo xung
STCP thì thanh ghi 8-BIT STORAGE REGISTER sẽ giữ nguyên trạng thái và ngõ ra
cũng giữ nguyên trạng thái.
Khi chân MR ở mức 0 thì dữ liệu trên thanh ghi 8-STAGE SHIFT REGISTER
sẽ bị xóa, còn thanh ghi 8-BIT STORAGE REGISTER sẽ giữ nguyên trạng thái và
ngõ ra cũng giữ nguyên trạng thái.
2.6.6 Mạch giảm áp DC LM2596 3A
Mạch giảm áp DC LM2596 3A là module giảm áp có khả năng điều chỉnh được
dòng ra đến 3A. LM2596 là IC nguồn tích hợp đầy đủ bên trong.
 Thông số kỹ thuật:
 Module nguồn không sử dụng cách ly.
 Nguồn đầu vào từ 4V - 35V.
 Nguồn đầu ra: 1V - 30V.
 Dòng ra Max: 3A
 Kích thước mạch: 53 (mm) x26 (mm).

24


Hình 2.16: Mạch giảm áp DC LM2596 3A
Hướng dẫn sử dụng: Module có 2 đầu vào IN, OUT, 1 biến trở để chỉnh áp đầu
ra. Khi cấp điện cho đầu vào (IN) thì người dùng vặn biến trở và dùng VOM để đo
mức áp ở đầu ra (OUT) để đạt mức điện áp mà mình mong muốn. Điện áp đầu vào
từ 4-35V, điện áp ra từ 1,25-30V, dòng ra tối đa 3A.

2.6.7 Module Hiển Thị RGB WS2812
WS2812 là một đèn LED RGB 5050, đã được tích hợp sẵn con chip Ws2812

ngay bên trong. LED RGB WS2812 có thể giao tiếp với Arduino hoặc một số
microcontroller khác để điều khiển qua giao tiếp một dây. Với khả năng hiển thị 16
triệu màu với 256 mức độ sáng khác nhau, Module phù hợp với rất nhiều ứng dụng
trang trí, hiển thị.

Hình 2.17: Module Hiển Thị LED RGB WS2812
25