Luận Văn Thiết kế và thi công hệ thống giám sát điện năng tiêu thụ kết hợp với điều khiển thiết bị điện từ xa thông qua Internet và Lora

NGă H SPKT TP. H CHÍ MINH
C NGăHọAăXẩăH IăCH ăNGH AăVI TăNAM
KHOAă I N- I NăT
CăL Pă- T ăDOă- H NHăPHÚC
B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Păậ Y SINH
----o0o---TR

Tp. HCM, ngày 10 tháng 06 n mă2019

NHI M V
H ătênăsinhăviên:
Chuyên ngành:

VõăH ngăS n

MSSV: 15141268

Nguy năLơmăHoƠngăMinhăTu n

MSSV: 15141320

K ăthu t i năt - Truy năthông

H ăđƠoăt o:
Khóa:

ÁN T T NGHI P

iăh căchínhăquy
2015

I.ăTểNă

Mã ngành: 141
Mưăh :

1

L p:

15141DT

ăTẨI: THI Tă K ă VẨă THIă CỌNGă H ă TH NG GIÁMă SÁTă I Nă
N NGăTIểUăTH ăK TăH Pă V Iă I Uă KHI NăTHI TăB ă
I NăT ăXA THÔNG QUA INTERNET VÀ LORA

II.ăNHI MăV ă
1. Cácăs ăli uăbanăđ u:
-

Cácălo iăviăđi uăkhi n:ăArmăSTM32F103,ăArduinoăNano,ăEspă8266ăV12

-

Cácălo iăModule:ăLoraăậ E32 TTL 100, đoăđi năn ngăPZEM004T,ăsimă800L

-

MƠnăhìnhăhi năth :ăLCDă16x02,ăLCD_TFTă2.4ăinch

-

C măbi năkhíăgasăMQ2

-

i uăkhi năthi tăb ăđi n:ărelay,ătransistor,ădiode
Ngu n:ămoduleăh ăápăACăậ DC,ăpinăd ăphòngăvƠăm chăs căpin

2. N iădungăth căhi n
-

Tìmăhi uăvƠăthamăkh oăcácătƠiăli u,ăgiáoătrình,ănghiênăc uăcácăch ăđ , cácăn iă

dungăliênăquanăđ năđ ătƠi.
-

Tìmăhi uăv ăcôngăngh ăLora,ăIoT.

-

Thi tăk ,ăthiăcôngăh ăth ngăđi uăkhi n.

-

Thi tăk ă ngăd ngăđi uăkhi nătrênăh ăđi uăhƠnhăAndroid

-

Ch yăth ănghi măh ăth ng

-

Ch nhăs aăl iăxu tăhi n

-

ánhăgiáăk tăqu ăth căhi n
Vi tăbáoăcáoălu năv n
i


-

Báoăcáoăđ ătƠiăt tănghi p

III.ăNGẨYăGIAOăNHI MăV :

18/02/2019

IV.ăNGẨYăHOẨNăTHẨNHăNHI MăV : 10/06/2019
V.ăăH ăVẨăTểNăCÁNăB ăH
CÁNăB ăH

NGăD N

NGăD N:

ThS. Nguy năDuyăTh o

BM.ă I NăT ăCỌNGăNGHI Păậ Y SINH

ii


NGă H SPKT TP. H CHÍ MINH
C NGăHọAăXẩăH IăCH ăNGH AăVI TăNAM
KHOAă I N- I NăT
CăL Pă- T ăDOă- H NHăPHÚC
B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI Păậ Y SINH
----o0o---Tp. HCM, ngày 10 tháng 06 n mă2019
TR

L CH TRÌNH TH C HI Nă

ÁN T T NGHI P

H ătênăsinhăviênă1:ăVõăH ngăS n
L p:

15141DT1C

MSSV:15141268

H ătênăsinhăviênă2:ăNguy năLơmăHoƠngăMinhăTu n
L p:

15141DT1A

MSSV:15141320

Tênăđ ătƠi: THI TăK ăVẨăTHIăCỌNGăH ăTH NG GIÁMăSÁTă I NăN NGă
TIểUăTH ăK TăH PăV Iă I UăKHI NăTHI TăB ă I NăT ăXAă
QUA INTERNET VÀ LORA
Xác nh n

Tu n/ngày

N i dung

Tu nă1,2

G păGVHD đ ăl aăch năđ ătƠi t tănghi păvà

GVHD

18/02-03/03

vi tăđ ăc

Tu nă3,4,5

Tìmăhi uăcácălinhăki năs ăd ngătrongăm ch.

04/03-24/03

Thi tăk ăs ăđ ănguyênălí

Tu nă6,7,8,9

L pătrình viăđi uăkhi năđi uăkhi năvƠăgiaoăti pă

25/03-21/04

v iăcácămoduleătrongăm ch

Tu nă10,11

Thi tă k ă Appă Android,ă truy nă nh nă d ă li uă

22/04-05/05

gi aăFirebaseăv iăAppăvƠăv iăEsp8266

Tu nă12
06/05-12/05
Tu nă13,14,15
13/05-09/06

ngăchiăti t

óngăh pămôăhình,ăki mătraăho tăđ ngăc aăh ă
th ng
Ki mă traă vƠă s aă l iă h ă th ng.ă Vi tă báoă cáoă
hoƠnăch nh
GVăH NGăD N
(KỦăvƠăghiărõăh ăvƠătên)

iii

L IăCAMă OAN
ătƠiănƠyălƠădoăchúng tôi t ăth căhi năd aăvƠoăm tăs ătƠiăli u tr
không saoăchépăt ătƠiăli uăhayăcôngătrìnhăđưăcóătr
Ng

căđóăvƠă

c đó.
iăth căhi năđ ătƠi
VõăH ngăS n

Nguy năLơmăHoƠngăMinhăTu n

iv


L I C Mă N
Chúngăemăxinăg iăl iăc mă năsơuăs căđ năThS.ăNguy năDuyăTh o đưătr căti pă
h

ng d n,ăgópăỦ,ăchiaăs ănhi uăkinhănghi măquỦăbáu,ăt nătìnhăgiúpăđ ăvƠăt oăđi uă

ki năđ chúngăemăhoƠnăthƠnhăt tăđ ătƠi.
Chúngăemăxinăg iăl iăchơnăthƠnhăc mă năcácăth yăcôătrongăKhoaă i nă-

i nă

T ăđư t oănh ngăđi uăki năt tănh tăchoăemăhoƠnăthƠnhăđ ătƠi.
Chúngăemăc ngăg iăl iăđ ngăc mă năđ năcácăb năl pă15141DTăđưăchiaăs ătraoă
đ i ki năth căc ngănh ănh ngăkinhănghi măquỦăbáuătrongăth iăgianăth căhi năđ ătƠi.

C mă năđ năchaăm ăđưăt o đi uăki năt tănh tăv ăkinhăt ăvƠătinhăth năđ ăconăhoƠn
thƠnhăt tăđ ătƠiănƠy.
XinăchơnăthƠnhăc mă n!

Ng

iăth căhi năđ ătƠi
VõăH ngăS n

Nguy năLơmăHoƠngăMinhăTu n

v


M CL C
NHI MăV ă

Trang
ăÁNăT TăNGHI P ........................................................................... i

L CHăTRỊNHăTH CăHI Nă

ăÁNăT TăNGHI P ...............................................iii

L IăCAMă OAN ..................................................................................................... iv
L IăC Mă N ............................................................................................................ v
LI TăKểăHỊNH .......................................................................................................viii
LI TăKểăB NG ...................................................................................................... xii
TịMăT T ...............................................................................................................xiii
CH

NGă1.ăT NGăQUAN .................................................................................... 1
TăV Nă

1.1.

.............................................................................................. 1

1.2. M CăTIểU ................................................................................................... 2
1.3. N IăDUNGăNGHIểN C U ........................................................................ 2
1.4. GI IăH N .................................................................................................... 3
1.5. B ăC C ....................................................................................................... 4
CH

NGă2.ăC ăS ăLụăTHUY T........................................................................ 5

2.1. T MăQUANăTR NGăC AăVI CăQU NăLụă I NăN NG .................... 5
2.2. CỌNGăNGH ăIOT ....................................................................................... 5
2.3. GI IăTHI UăPH NăC NG ........................................................................ 6
2.3.1.

Viăđi uăkhi n ...................................................................................... 6

2.3.2.

Module WiFi ESP 8266...................................................................... 9

2.3.3.

Module Lora E32 ậ TTL ậ 100 ........................................................ 11

2.3.4.

Moduleăđoăđi năn ngăPZEMăậ 004T ................................................ 13

2.3.5.

Module Sim 800L ............................................................................. 15

2.3.6.

Moduleăchuy năđ iăngu năđi năACăậ DC ........................................ 16

2.3.7.

Moduleăhi năth ................................................................................. 17

2.3.8.

C măbi năkhíăGasăMQ-2................................................................... 20

2.3.9.

Relayăti păđi măc ăkhí ...................................................................... 21

2.3.10.

PinăvƠăm chăs c ................................................................................ 22

2.4. CÁCăCHU NăTRUY NăD ăLI U .......................................................... 23

CH

2.4.1.

Chu nătruy năthôngăUART .............................................................. 23

2.4.2.

Chu nătruy năthôngăSPI.................................................................... 25

2.4.3.

Chu năgiaoăti păI2C .......................................................................... 26

NGă3.ăTệNHăTOÁNăVẨăTHI TăK ........................................................ 28

3.1. GI IăTHI U ............................................................................................... 28
3.2. TệNHăTOÁNăVẨăTHI TăK ăH ăTH NG ............................................... 28
vi


CH

3.2.1.

Thi tăk ăs ăđ ăkh iăh ăth ng ............................................................ 28

3.2.2.

Tínhătoánăm chăđi n ......................................................................... 30

3.2.3.

Thi tăk ăt ngăkh i............................................................................. 32

3.2.4.

S ăđ ănguyênălíătoƠnăm ch ............................................................... 40

NGă4.ăTHIăCỌNGăH ăTH NG ............................................................... 42

4.1. GI IăTHI U ............................................................................................... 42
4.2. THIăCỌNGăH ăTH NG ............................................................................ 42
4.2.1.

Thiăcôngăboardăm ch ........................................................................ 42

4.2.2.

L părápăvƠăki mătra ........................................................................... 44

4.2.3.

Thiăcông,ăđóngăgóiămôăhình ............................................................. 45

4.3. L PăTRỊNHăH ăTH NG .......................................................................... 48
4.3.1.

L uăđ ăgi iăthu t............................................................................... 48

4.3.2.

Ph năm măl pătrìnhăchoăviăđi uăkhi n .............................................. 63

4.3.3.

Ph năm măl pătrìnhăgiaoădi năđi uăkhi n ......................................... 66

4.4. VI TăTẨIăLI UăH

NGăD NăS ăD NG,ăTHAOăTÁC ....................... 68

4.4.1.

Vi tătƠiăli uăh

ngăd năs ăd ng ....................................................... 68

4.4.2.

Qui trình thao tác .............................................................................. 69

CH

NGă5.ăK TăQU _NH NăXÉT_ ÁNHăGIÁ ........................................... 72

5.1. GI IăTHI U ............................................................................................... 72
5.2. K TăQU ă

Tă

C ............................................................................. 72

5.3. K TăQU TH CăNGHI M...................................................................... 74
5.3.1.

C păngu năvƠăk tăn iăWifiăchoăboardăm chăchínhă(Master) ............ 74

5.3.2.

K tăn iăMasterăv iăcácăSlave ............................................................ 76

5.3.3.

ngănh pă ngăd ngătrênăđi nătho i ................................................ 77

5.3.4.

CƠiăđ tăcácăthôngăs ăchoă ngăd ng ................................................... 82

5.3.5.

GiámăsátăvƠăđi uăkhi nătr căti păt iăcácăboardăm ch ........................ 83

5.3.6.

C nhăbáoăròăr ăkhíăGasăquaătinănh năSMSăvƠăcu căg i .................... 85

5.3.7.

H ăth ngăho tăđ ngăkhiăm tăđi n ..................................................... 87

5.4. NH NăXÉTăậ ÁNHăGIÁ ........................................................................ 88

CH

5.4.1.

Nh năxét ............................................................................................ 88

5.4.2.

ánhăgiá ............................................................................................ 88

NGă6.ăK TăLU N VẨăH

NGăPHÁTăTRI N..................................... 90

6.1. K TăLU N ................................................................................................ 90
6.2. H

NGăPHÁTăTRI N ............................................................................. 90

TẨIăLI UăTHAMăKH O ..................................................................................... 91
PH ăL C ................................................................................................................ 92
vii


LI T KÊ HÌNH

Hình

Trang

Hình 2.1: Board STM32F103C8T6 BlueBill .............................................................6
Hình 2.2: Board STM32F103C8T6 BlueBill v i các GPIO ......................................7
Hình 2.3: Board Arduino Nano .................................................................................8
Hình 2.4: Arduino Nano GPIO .................................................................................8
Hình 2.5: ESP ậ 12 ...................................................................................................10
Hình 2.6: Module Lora E32 ậ TTL ậ 100 ................................................................11
Hình 2.7: M ch nguyên lý n i dây v iăviăđi u khi n...............................................12
Hình 2.8: D ng sóng khi module truy n d li uăquaăviăđi u khi n .........................12
Hình 2.9: D ng sóng khi module nh n d li u không dây.......................................12
Hình 2.10: Module PZEM - 004T ............................................................................13
Hình 2.11: S ăđ n iădơyăđ s d ng module PZEM 004T .....................................14
Hình 2.12: Module SIM800L ...................................................................................15
Hình 2.13: Các chân k t n i c a module SIM800L .................................................15
Hình 2.14: Module Hi-Link chuy năđ i ngu n AC-DC ..........................................16
Hình 2.15: LCD 16x02 .............................................................................................17
Hình 2.16: Module chuy năđ i I2C cho LCD 16x02 ...............................................18
Hình 2.17: Màn hình LCD TFT 2.4inch ..................................................................19
Hình 2.18: Module c m bi n khí gas MQ2 ..............................................................20
Hình 2.19: Relay 5V.................................................................................................21
Hình 2.20: Pin lipo 2000 mAh 3.7v .........................................................................22
Hình 2.21: M ch s c pin TP4056 .............................................................................22
Hình 2.22: Gói d li u truy n c a UART ................................................................23
Hình 2.23: Sóng truy n UART ................................................................................24
Hình 2.24: Quá trình truy n UART .........................................................................24
Hình 2.25: Quá trình nh n UART ............................................................................24
Hình 2.26: Truy n d li u SPI .................................................................................26

Hình 2.27: Bus I2C và các thi t b ngo i vi .............................................................26
Hình 2.28: Trình t truy năbitătrênăđ

ng truy n ....................................................27

Hình 3.1: S ăđ kh i c a h th ng ...........................................................................28
Hình 3.2: BJTăđi u khi n Relay ...............................................................................30
Hình 3.3: M ch Enable ngu năđi n dùng Mosfet FDN340P ...................................31
Hình 3.4: TransistorăBJTăđi u khi n Buzzer 5 VDC ...............................................31
Hình 3.5: K t n i PZEM v i ARM ..........................................................................32
Hình 3.6: K t n i PZEM v i Arduino......................................................................32
viii


Hình 3.7: K t n i c m bi n khí Gas v i Arduino Nano ...........................................33
Hình 3.8: K t n i Module SIM800L v iăviăđi u khi n ARM .................................33
Hình 3.9: K t n i ESP8266 V12E v iăviăđi u khi n ARM .....................................34
Hình 3.10: K t n i LORA v i ARM........................................................................34
Hình 3.11: K t n i LORA v i Arduino ...................................................................34
Hình 3.12: Kh iăđi u khi n công su t ngõ ra c a Board m ch chính......................35
Hình 3.13: Kh iăđi u khi n công su t ngõ ra c a Board m ch ph ........................36
Hình 3.14: K t n i LCD TFT v i ARM ..................................................................36
Hình 3.15: K t n i LCD 1602 v i Arduino .............................................................36
Hình 3.16: M ch chuy n ngu n ...............................................................................37
Hình 3.17: Kh i ngu n và pin d phòng ..................................................................38
Hình 3.18: M chăđi u khi n ph (Slave) .................................................................40
Hình 4.1: B trí linh ki n m t trên c a Board m ch chính (Master) .......................42
Hình 4.2: B trí linh ki n m tăd

i c a Board m ch chính (Master) ......................42

Hình 4.3: B trí linh ki n m t trên cho Board m ch ph (Slave) ............................43
Hình 4.4: M tăphíaăd

i Board m ch ph (Slave) ...................................................44

Hình 4.5: Hình nh th c t Board m ch chính sau khi hàn linh ki n ......................44
Hình 4.6: Hình nh th c t Board m ch ph sau khi hàn linh ki n .........................45
Hình 4.7: Hình nh h p b o v các Board m ch......................................................45
Hình 4.8: Hình nh th c t bên trong h p Board m ch chính (Master) ..................46
Hình 4.9: Hình nh th c t bên trong h p Board m ch ph (Slave)........................46
Hình 4.10: Hình nh th c t các h p nút nh năđi u khi n b ng tay ........................47
Hình 4.11: Hình nh hoàn ch nh c a b giámăsátăvƠăđi u khi n..............................47
Hình 4.12: L uăđ ch

ngătrìnhăchínhăc a Board m ch chính...............................48

Hình 4.13: L uăđ ch

ngătrìnhăconăkh i t o h th ng...........................................51

Hình 4.14: L uăđ ch

ngătrìnhăconăg i và nh n d li u v i Slave .......................52

Hình 4.15: L uăđ ch

ngătrìnhăconăđ c c m bi n PZEM......................................52

Hình 4.16: L uăđ ch

ngătrìnhăchínhăArduinoăNano ............................................53

Hình 4.17: L uăđ ch

ngătrìnhăconăki m tra nút nh n ..........................................54

Hình 4.18: L uăđ ch

ngătrìnhăconăki m tra c m bi n khí gas .............................55

Hình 4.19: Ch

ngătrìnhăconăg i d li u qua Board m ch chính ...........................55

Hình 4.20: Ch

ngătrìnhăconănh n d li u t Board m ch chính ............................56

Hình 4.21: L uăđ ch

ngătrìnhăconăESPă8266 ......................................................57

Hình 4.22: L uăđ ch

ngătrìnhăconăt o d li u g i lên Firebase ...........................58

Hình 4.23: Ch

ngătrìnhăchínhăc a ng d ngăđi n tho i.........................................59

ix


Hình 4.24: Ch

ngătrìnhăphòngăkhách .....................................................................60

Hình 4.25: Ch

ngătrìnhăconăcƠiăđ t thông s tính ti n ...........................................61

Hình 4.26: Ch

ngătrìnhăconătínhăti năđi n .............................................................62

Hình 4.27: Giao di n ph n m m STM32 CubeMx ..................................................63
Hình 4.28: Giao di n ph n m m Keil ARM ............................................................64
Hình 4.29: Giao di n ph n m m Arduino IDE ........................................................65
Hình 4.30: Giao di n ph n m m Android Studio ....................................................66
Hình 4.31: Giao di n ph n l p trình giao di n .........................................................67
Hình 4.32: Giao di n ph n l p trình Java .................................................................67
Hình 4.33: Màn hình giám sát

board m ch chính .................................................69

Hình 4.34: MƠnăhìnhăgiámăsátăvƠăđi u khi n

board m ch chính ..........................69

Hình 4.35: MƠnăhìnhăđ ngănh p trên ng d ng .......................................................70

Hình 4.36: Màn hình giám sát các thi t b đi n .......................................................70
Hình 4.37: MƠnăhìnhăđi u khi n các thi t b đi n trên ng d ng ............................71
Hình 4.38: MƠnăhìnhăMenuăcƠiăđ t ..........................................................................71
Hình 5.1: Màn hình thông báo c u hình k t n i wifi ...............................................74
Hình 5.2: Màn hình c u hình k t n íăwifiăđi n tho i ...............................................75
Hình 5.3: Màn hình lúc h th ngăđưăkh iăđ ng xong ..............................................75
Hình 5.4: K t n i tín hi u gi a phòng khách và phòng b p ....................................76
Hình 5.5: K t n i tín hi u gi a phòng khách và phòng ng ....................................76
Hình 5.6: MƠnăhìnhăđ ngănh p .................................................................................77
Hình 5.7: Nh p tài kho n ho c m t kh u sai ...........................................................77
Hình 5.8: Màn hình giám sát đi năn ngăc a phòng khách .......................................78
Hình 5.9: MƠnăhìnhăđi u khi n thi t b đi n c a phòng khách ................................78
Hình 5.10: MƠnăhìnhăMenuăcƠiăđ t ..........................................................................79
Hình 5.11: MƠnăhìnhăgiámăsátăvƠăđi u khi n thi t b đi n c a phòng ng ..............79
Hình 5.12: Ch c p nh t d li u khi n thi t b ........................................................80
Hình 5.13: Thi t b 2ăđưăđ
Hình 5.14: Thi t b 2

phòngăkháchăđưăđ

Hình 5.15: B t 2 thi t b
Hình 5.16: Thi t b 3

c b t ............................................................................80
c b t ....................................................80

board m ch ph .............................................................81
phòng b p ...........................................................................82

Hình 5.17: B t thi t b 4

phòng ng ......................................................................82

Hình 5.18: MƠnăhìnhăMenuăcƠiăđ t và các ch căn ngăt

ngă ng ............................83

Hình 5.19: MƠnăhìnhăcƠiăđ tăliênăquanăđ n ti năđi n ...............................................83
Hình 5.20: i u khi n tr c ti p

phòng khách .......................................................83

x


Hình 5.21: i u khi n phòng ng t i b ngăđi u khi n c a phòng khách ................84
Hình 5.22: i u khi n tr c ti p

phòng ng ..........................................................85

Hình 5.23: Thi t b ho tăđ ngăkhiăch aăcóăkhíăgas ..................................................86
Hình 5.24: C nh báo có khí Gas trong không khí ....................................................86
Hình 5.25: Cu c g iăbáoăđ ng t board m ch chính ...............................................87
Hình 5.26: Tin nh n c nh báo t board m ch chính ................................................87
Hình 5.27: Hai board m chăđangăho tăđ ng v i ngu n t pin d phòng.................87

xi


LI T KÊ B NG

B ng 2.1: Thông s k ăthu t Arduino Nano ...............................................................8
B ng 2.2: Các Mode ho tăđ ng c a Module LORA E32-TTL-100.........................13
B ng 2.3: Các chân c a LCD 16x02 ........................................................................17
B ng 2.4:

a ch c a t ng kí t LCD 16x02...........................................................18

B ng 3.1: Tínhătoánădòngăđi n các linh ki n s d ng trong m ch Slave .................37
B ng 3.2: Tínhătoánădòngăđi n các linh ki n s d ng trong m ch Master...............38
B ng 5.1: S li u th c nghi m .................................................................................88

xii


TÓM T T
Nhuăc uăqu nălỦ,ăgiámăsátăc ngănh ăki măsoátăvi căđoăđi năn ng,ăcácăthôngăs :ă
đi n áp,ădòngăđi n,ăcácăch ătiêuăch tăl

ngăđi năn ngăt ăxaălƠăr tăc năthi tăchoăcácănhƠă

qu nălỦ, cácăcôngătyăđi năl căvƠăcáănhơn.ăM cădùăđưăđ tăđ năm tăm căđ ăthƠnhăcôngă
nh tăđ nh, tuy nhiênăcácăh ăth ngăqu nălỦăvƠăgiámăsátăđi năn ngăhi nănayăchiăphíăr tă
caoăvƠăh năch ăv vi cătruyăc păt ăxa.ăNgoƠiăra,ăxuăh

ngăhi nănayălƠăs ăd ngăcácă

thi tăb ăthôngăminh:ăđi n tho iăsmartăphone,ămáyătínhăb ngầ đ ătruyăc păvƠăgiámăsátă
t ăxa.ăTrong xuăth ăm iănƠy, h ăth ngăh ătr ăvi căqu nălỦ,ăgiámăsátăvi căđoăđi năn ngă
vƠăcácăthôngăs ăh ăth ngăđi năt xaăb ngăInternetălƠăc năthi tăđ ătìmăraăh

ngăti nă

nghiăvƠăkinhăt ăph căv ăcácănhƠăqu nălỦ, cácăcôngătyăđi năl c.
Khôngănh ngăh ătr ăđ

căv năđ ăgiám sátăt ăxa,ăvi c đi uăkhi năcácăthi tăb ăt ă

xaăc ngăđangălƠăm tăxuăth ăr tăphátătri năhi nănayăgiúpăconăng

iăti tăki măth iăgiană

vƠăs ăd ngăthi tăb ăm tăcáchăt iă uăh n.ăV iămongămu năk tăh păgiámăsátăvƠăđi uă
khi năthi tăb ăt ăxa,ăchúngăemăđưăb tătayăvƠoăth căhi năđ ătƠiăắThi t k và thi công h
th ng giám sát đi n n ng tiêu th k t h p v i đi u khi n thi t b đi n t xa thông qua
Internet và Lora”.ă i măn iăb tăc aăđ ătƠiănƠyălƠăch ăc nă m tăthi tăb ăch ăk tăn iă
Internetăđ ăt

ngătácătr căti păv iăng

iădùng,ăcòn cácăthi tăb ăt ăs ăđ

căthi tăb ăch ă

đi uăkhi năthôngăquaăLoraănênăchúngăkhôngăc năInternet.ăV iătínhăn ngănƠyăthìăng

iă

s ăd ngăcóăth ăđi uăkhi năvƠăgiámăsátănh ngăkhuăv căkhôngăcóăInternet.

xiii

CH

NGă1.ăT NGăQUAN

CH
1.1.

NGă1.ăT NG QUAN
TăV Nă

Côngăngh ăInternetăofăThingsă(IOT)ănóiăchungăvƠăcôngăngh ăc măbi năkhôngă
dây (WirelessăSensor)ănóiăriêngăđ

cătíchăh păt ăcácăk ăthu tăđi năt ,ătinăh căvƠăvi nă

thông tiênăti năvƠoătrongăm căđíchănghiênăc u,ăgi iătrí,ăs năxu t,ăkinhădoanh,ăv.v...,ă
ph măviănƠy ngƠyăcƠngăđ

căm ăr ng,ăđ ăt oăraăcácă ngăd ngăđápă ngăchoăcácănhuă

c uătrênăcácăl nh v căkhácănhau.ăHi nănay,ăm cădùăkháiăni măIOTăvƠăcôngăngh c mă
bi năkhôngădơyăđư tr ănênăkháăquenăthu căvƠăđ
c aăđ iăs ngăcon ng

i,ăđ căbi tă ăcácăn

că ngăd ngănhi uătrongăcácăl nhăv că

căphátătri năcóăn năkhoaăh căcôngăngh ă

tiênăti n.ăTuyănhiên, nh ngăcôngăngh ănƠyăch aăđ
n

căápăd ngăm tăcáchăr ngărưiă ă

căta,ădoănh ngăđi u ki năv ăk ăthu t,ăkinhăt ,ănhuăc uăs ăd ng.ăSongănóăv năh aă

h nălƠăm tăđíchăđ nătiêuăbi u choăcácănhƠănghiênăc u,ăchoănh ngăm căđíchăphátătri nă
đ yăti măn ng.
Trênăc ăs ătìmăhi uăv ăIoTănh m giám sát đi năn ngăvƠăcácăthôngăs ăkhácăc aă
h ăth ngăđi năt ăxaăquaăinternet,ăđó c ngălƠăm tănhu c uăcóăth tăvƠăđangăt ngăcaoă
trongăth iăgianăg năđơy.ă

căbi tălƠăsauănh ngăđ tăgiáăđi n t ng,ănhi uănhƠămáyăđưă

ti tăki măđi năn ngăhi uăqu ăsauăkhiăcóăk tăqu ătheoădõi.ăV iăthi t biăquanăsátăđi n
n ngăt ăxa,ăchúngătaăcóăth ănhìnăth yăcácăthôngăs ăc aăh ăth ngăđi nănh đi năáp,ă
dòngăđi n,ăt năs ,ăcôngăsu t,ăh ăs ăcôngăsu t,ăc aănhƠămáyăho căcácăb ăph năb t c ă
lúcănƠoămƠătaăkhôngăc năph iăcóăm tăt iănhƠămáy.ăChúngătaăch ăc n thi tăb ădiăđ ngă
smartphone lƠăcóăth ăquanăsátăđ

căcácăthôngăs ăc aăh th ngăđi nănhƠămáyăc aămình.ă

H ăth ngăqu nălỦăđi năn ngăgiúpănhƠăqu nălỦăđánhăgiáăs tiêuăth ăđi năn ngăđ ăth că
hi năti tăki măchiăphíăvƠăn ngăl

ng.

T ănh ngălíădoătrên,ănhómăchúngăemăquy tăđ nhăth căhi năđ tƠiăắThi t k và thi
công h th ng giám sát đi n n ng tiêu th k t h p v i đi u khi n thi t b đi n t xa
thông qua Internet và Lora”.ăNg

iădùngăcóăth ăgiámăsátăc ngănh ăđi uăkhi năthi tă

b ăđi năt ăxaă ăm iăn iăm iălúcămi nălƠăđi nătho iăph iăcóăh ăđi uăhành Android và
đ

căk tăn iăInternet.

B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

1


CH

NGă1.ăT NGăQUAN

1.2.

M CăTIểU
Thi tăk ăvƠăthiăcôngăđ

căh ăth ngăgiámăsátăđi năn ngătiêuăth ăk tăh păv iăđi uă

khi năthi tăb ăđi năt ăxaăthôngăquaăInternetăvƠăLora.ăH ăth ngănƠyăcóăkh ăn ngăgiámă
sát cácăthôngăs ăv ăđi năn ngănh :ăđi năáp,ădòngăđi n,ăcôngăsu t,ăl

ngăđi năn ngă

tiêuăth ătrongăh ăgiaăđìnhăvƠăcóăth ăđi uăkhi năt ăxaăquaăInternetăb ngă ngăd ngătrênă
đi nătho iăAndroidăcácăthi tăb ăđi nănh ăđèn,ăqu t,ătivi,ầăc nhăbáoăròăr ăkhíăgas,ăg iă
đi nă thôngă báoă kh nă c pă choă ng

iă s ă d ngă ngayă c ă khiă m tă đi nă nh ă vƠoă m chă

chuy năsangădùng ngu năt ăpinăd ăphòng.ăNgoƠiăra,ăh ăth ngănƠyăho tăđ ngătheoămôă
hình Master-Slaveăd aătrênăcôngăngh ăRFăLoraănênăkhôngăb ăh năch ăl păđ tătrongă
m tădi nătíchănh .
Thi tăk đ

1.3.
-

c ngăd ngăđi uăkhi năthi tăb ăđi nătrênăh ăđi uăhƠnhăAndroid.

N IăDUNGăNGHIểNăC U
Tìmăhi uăvƠăthamăkh oăcácătƠiăli u,ăgiáoătrình,ănghiênăc uăcácăch ăđ , cácăn iă

dungăliênăquanăđ năđ ătƠi
-

Tìmăhi uăv ăcôngăngh ăLora,ăIoT

-

L aăch năcácăthi tăb ătrongăvi căthi tăk ămôăhìnhăgiámăsátăvƠăđi uăkhi nă
+ăăViăđi uăkhi n:ăARM STM32F103, Arduino Nano

+ Các Module: Wifi ESP8266 v12, SIM800L,ăPZEM004Tă(đoăcácăthông s ă
đi năn ng), I2C sang LCD 16x2, module chuy năđ iăđi năn ngăAC-DC
+ăăMƠnăhìnhăhi năth :ăTFT,ăLCDă16x2
+ăăC măbi n:ăkhíăgas MQ-2
+ăăCácăthƠnhăph năkhác:ărelayăti păđi măc ăkhí,ăPinăs căd ăphòngăvƠăm chăs c

-

Tìmăhi uăcácăchu nătruy năthôngăUART,ăI2C,ăSPI

-

C uăhìnhăthôngăs ăchoămoduleătruy nănh năLora

-

Thi tăk và thiăcôngăh ăth ngăgiám sát, đi uăkhi n

-

Vi tăch

ngătrìnhăchoăARM STM32F103, Arduino Nano và MCU ESP8266

giaoăti păv iănhau
-

Thi tăk ă ngăd ngăgiám sát và đi uăkhi năchoăđi nătho iăh đi uăhƠnhăAndroid

-

Ch yăth ănghi măh ăth ng và ch nhăs aăl iăxu tăhi n

-

ánhăgiáăk tăqu ăth căhi n
Vi tăbáoăcáoălu năv n và báoăcáoăđ ătƠiăt tănghi p

B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

2


CH

NGă1.ăT NGăQUAN

1.4.

GI IăH N
ătƠiăắThi tăk ăvƠăthiăcôngăh ăth ngăgiámăsátăđi năn ngătiêuăth ăk tăh păv iă

đi uăkhi năthi tăb ăđi năt ăxaăthôngăquaăInternetăvƠăLora”ăcóănh ngăgi iăh năsau:
-

H ăth ngăg mă1ăboardăm chăchínhă(Master)ăvƠă2ăboardăm chăph ă(Slave)ăđi uă

khi năvƠăgiámăsátăth căhi năđ
-

Ch ăcóăth ăđoăđ

Dòngăđi năđoăđ

căchoă3ăphòng,ăđi uăkhi năt iăđaă12 thi tăb ăđi n.

căđi năápăxoayăchi uă1ăphaătrongăkho ngă80VACăậ 250VAC.

cătrongăgi iăh nă0ăậ 100A.ăCôngăsu tăđoăđ

cătrongăgi iăh nă0ă

ậ 22ăkW.ă i năn ngătiêuăth ătrongăgi iăh nă0ăậ 10000 kWh.
-

M iăboardăm chăđ

-

Kho ngăcáchăgi aăboardăm chăchínhăvƠăboardăm chăph ăt iăđaălƠă500 m.

-

căđ tătrongăh pănh aăcóăkíchăth

că16x9x6cm.

i uăkhi năcácăthi tăb ăqu t,ăđèn,ăầăcôngăsu tătiêuăth ăd

iă1000W.ăKhôngă

dùngăchoăt iăđ ngăc .
-

Hi năth ăcácăthôngăs ăđi năn ngătrênămƠnăhìnhăLCDăTFTă2.4inch,ăLCDă16x2.

-

Khiăm tăđi n,ăboardăm chăchínhăvƠăboardăm chăph ăth ănh tăs ăt ăchuy năsangă

dùngăpinăd ăphòng,ădungăl

ngă2000mAhăcóăth ăduyătrìăm chăho tăđ ngătrongă

kho ngă4hăchoăđ năkhiăcóăđi nătr ăl i.
-

H ăth ngăc nhăbáoăròăr ăkhíăgasăquaătinănh năSMSăvƠăcu căg iăb ngămoduleă

SIM800Lăch ăcóă ăboardăm chăph ăth ănh t.
-

S ăd ngăviăđi uăkhi năARM STM32F103C8T6, Arduino Nano và ESP8266

trongăvi căl pătrìnhăđi uăkhi n.
-

oăkhíăgasăs ăd ngăc măbi năMQ-2.

-

oăcácăthôngăs ăv ăđi năn ngăs ăd ngămoduleăchuyênăd ngăPZEM004T.

-

G iăd ăli uăv ăđi năn ngăvƠătr ngătháiăcácăthi tăb ălênăFirebaseăc aăGoogle.

-

H ăth ngăcóăth ăđi uăkhi năth ăcôngătr căti păt iăcácăboardăm chăb ngăcácănútă

nh năho căb ngă ngăd ngăđ
-

căvi tăriêngăchoăđi nătho iăthôngăminh Android.

H ăth ngăkhôngăth ăđápă ngăngayăl păt căthaoătácăl nhăc aăng

iădùngădoăph ă

thu cănhi uăvƠoăt căđ ăm ngăc ngănh ăt căđ ăx ălỦăc aăviăđi uăkhi năvƠăth iăgiană
truy nătínăhi uăgi aăcácăthi tăb ătrongăh ăth ng.
-

ăcóăth ăhi uărõăv ăcôngăngh ăLora,ăWifi,ăm ngăGSM c ngănh ăcác viăđi uă

khi năkhôngăph iălƠăchuy năd ,ăc n nhi uăth iăgian vƠăhi uăbi t. Cho nên trong
quáătrìnhăth căhi năđ ătƠiănhómăch ăd ngăl iă ăvi cănghiênăc u,ăbi tăcáchăs ăd ngă
các module này ph căv ăcho cácăch căn ngătrongăđ ătƠiăc aănhóm.
B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

3


CH

NGă1.ăT NGăQUAN

1.5.

B ăC C
Ch

ngă1.ăT ng Quan

Ch

ngănƠyătrìnhăbƠyăđ tăv năđ ăd nănh pălỦădoăch năđ ătƠi,ăm cătiêu,ănôiădungă

nghiênăc u,ăcácăgi iăh năthôngăs ăvƠăb ăc căđ ăán.
Ch

ngă2:ăC ăS ăLỦăThuy t.

Ch

ngănƠyătrìnhăbƠyăcácălỦăthuy tăcóăliênăquanăđ năcácăv năđ ămƠăđ ătƠiăs ă

dùng đ ăth căhi năthi tăk ,ăthiăcôngăchoăđ ătƠi.
Ch

ngă3:ăThi tăK ăvƠăTínhăTón

Ch

ngănƠyăgi iăthi uăt ngăquanăv ăcácăyêuăc uăc aăđ ătƠiăv thi tăk ăvƠăcácă

tính toánăliênăquanăđ năđ tƠi.
Ch

ngă4:ăThi công hêăth ng

Ch

ngănƠyăcóăth ăg măk tăqu ăthiăcôngăph năc ngăvƠănh ngăk tăqu ăhi năth

trên màn hình hay giaoădi năđi nătho i.

ph

Ch

ngă5: K tăqu _Nh n x́t_ ́nh gí

Ch

ngănƠyăđ aăraănh năxétăvƠăđánhăgiáăs năph mămôăhìnhăđư hoƠn thƠnh.

Ch

ngă6:ăK tăLu năvƠăH

Ch

ngănƠyătrìnhăbƠyăng năg nănh ngăk tăqu ăđưăthuăđ

ngăPh́tăTri n
căd aăvƠoănh ng

ng pháp,ăthu tătoánăđưăki năngh ăbanăđ u

B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

4


CH

NGă2.ăC ăS ăLụăTHUY T

CH
2.1.

NGă2.ăC ăS

LÝ THUY T

T MăQUANăTR NGăC AăVI CăQU NăLụă I NăN NG
Qu n lỦ vƠ giám sátăn ngăl

t ch căth

ngălƠ chìa khóaăđ ti t ki m n ngăl

ngătrong các

ngăm i,ăcôngănghi păvƠ chính ph trong nh ngăn măg năđơyăđangăph i

ch uănh ng ápăl căto l n v kinh t vƠ môiătr

ng. Giám sát vƠ qu n lỦ n ngăl

ngă

giúp gi m s ph thu căvƠoănhiênăli uăhóa th ch đangăngƠy cƠng tr nênăc năki t.ă
Khiătiêuăth ănhi u đi năn ng,ădoanhănghi păc ngănh các hôă giaăđình s ph i
đ iăm tăv i tìnhătr ngăthi u ngu n cung c pănghiêmătr ngăkèmătheoănguyăc ăt ngăgiá
đi n d năđ n nhăh

ng t i l i nhu năc a t ch c, b ng vi c qu n lỦ đi năn ngădoanhă

nghi păvƠ các hôă giaăđình có th gi mănguyăc ănƠy b ng cách ki m soát nhu c u đi nă
n ng, ti tăkiêmăđi nătrênădây chuy n s n xu t t ngăb

căt ngăhi u qu vi c đ uăt ă

vƠo giá thƠnh cho s n ph m.
L iăíchăc aăvi căgiámăsátăđi năn ng:
-

iăv iăh ăgiaăđình:ăgiámăsátăđ

căchiăti tăđi năn ngăt ngăkhuăv cămongămu nă

liênăt că24/24.ăT ăđóăđ aăraăgi iăphápăs ăd ngăh pălí,ăti tăki măđi n.
-

iăv iăcôngăty,ănhƠămáy:ăGi măchiăphíănhơnăcôngănh păli uăhƠngătháng,ătránhă

saiăsótăkhiăthuăth păd ăli uăb ngătay.

2.2.

CỌNGăNGH ăIOT
LƠ m ngăl

iăv năv tăk tăn iăInternetăvi tăt tălƠăIoTălƠăn n t ng công nghêăm i

c a th ăgi i,ăkhiămƠăm iăđ ăv t,ăconăng

iăđ

căcungăc păm tăđ nhădanhăc aăriêngă

mình, và t tăc ăcóăkh ăn ngătruy năt i,ătraoăđ iăthôngătin,ăd ăli uăquaăm tăm ngăduyă
nh tămƠăkhông c n đ năs ăt

ngătácătr căti păgi aăng

iăv iăng

i,ăhayăng

iăv iă

máyătính.ăIoTăđưăphát tri năt ăs ăh iăt ăc aăcôngăngh ăkhôngădơy,ăcôngăngh ăviăc ă
đi năt ăvƠăInternet.ăNóiăđ n gi nălƠăm tăt păh păcácăthi tăb ăcóăkh ăn ngăk tăn iăv iă
nhau,ăv iăInternetăvƠăv iăth ăgi i bênăngoƠiăđ ăth căhi năm tăcôngăvi cănƠoăđó.ăHayă
hi uăm tăcáchăđ năgi năIoTălƠăt tăc cácăthi tăb ăcóăth ăk tăn iăv iănhau.ă
Vi căk tăn iăthìăcóăth ăth căhi năquaăWi-Fi,ăm ng vi năthôngăb ngăr ngă(3G,ă
4G),ăBluetooth,ăZigBee,ăh ngăngo iầăCácăthi tăb ăcóăth ălƠ đi nătho iăthôngăminh,ă
máyăphaăcafe,ămáyăgi t,ătaiănghe,ăbóngăđèn,ăvƠănhi uăthi tăb ăkhác. Cisco, nhà cung
B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

5


CH

NGă2.ăC ăS ăLụăTHUY T

c păgi iăphápăvƠăthi tăb ăm ngăhƠngăđ uăhi nănayăd ăbáo:ăđ năn mă2020, s ăcóăkho ngă
50ăt ăđ ăv tăk tăn iăvƠoăInternet,ăth măchíăconăs nƠyăcònăgiaăt ngănhi u h năn a.ă
IoTăs ălƠăm ngăkh ngăl ăk tăn iăt tăc ăm iăth ,ăbaoăg măc ăconăng
t iăcácăm iăquanăh ăgi aăng
m ng l
l

iăvƠăng

i,ăng

iăvƠăthi tăb ,ăthi tăb ăvƠăthi tăb .ăM tă

iăIoTăcóăth ăch aăđ nă50ăđ nă100ănghìnăt ăđ iăt

iănƠyăcó th ătheoădõiăs ădiăchuy năc aăt ngăđ iăt

2.3.

iăvƠăs ăt n

ngăđ

căk tăn iăvƠăm ngă

ng

GI IăTHI UăPH NăC NG

2.3.1. Viăđi uăkhi nă
STM32F103-Chip ARM Cortex-M3
TrongăvƠiăn măg năđơy,ăm tătrongănh ngăxuăh

ngăch ăy uătrongăcácăthi tăk ă

v iăviăđi uăkhi nălƠăs ăd ngă cácăchipăARM7ăvƠăARM9ănh ă m tăviăđi uăkhi năđaă
d ng.ăNgƠyănayăcácănhƠăs năxu tăICăđ aăraăth ătr

ngăh nă240ădòngăviăđi uăkhi năs ă

d ngălõiăARM.ăT păđoƠnăSTăMicroelectronicăv aăraăchoăraăm tădòngăSTM32,ăviăđi uă
khi năđ uătiênăd aătrênăn nălõiăARMăCortex-M3 th ăh ăm iădoăhangăARMăthi tăk ,ă
lõi ARM Cortex-M3ălƠăs ăc iăti năc aălõiăARM7ătruy năth ng. [11]
DòngăARMăCortexălƠăm tăb ăx ălíăth ăh ăm iăđ aăraăm tăki nătrúcăchu năchoă
nhuăc uăđaăd ngăv ăcôngăngh .ăKhôngăgi ngănh ăcácăchipăARMăkhác,ădòngăCortexă
là m tălõiăx ălíăhoƠnăthi n,ăđ aăraăm tăchu năCPUăvƠăki nătrúcăh ăth ngăchung.
Board STM32F103C8T6 Bluebill

Hình 2.1: Board STM32F103C8T6 BlueBill
B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

6


CH

NGă2.ăC ăS ăLụăTHUY T

- 1ăc ngăMiniăUSBădùngăđ ăc păngu năvƠăgiaoăti păUSB.
- Chơnăc păngu năngoƠiăriêngăchoăMCUăn uăkhôngăs ăd ngăngu năt ăUSB.
- Th chăanhăchínhă8Mhz.
- Th chăanhă32.768khzăchoăcácă ngăd ngăRealăTime.
- Chơnăn pădùngăchoăch ăđ ăn păbootăloader.
- Kităraăchơnăchoăviăđi uăkhi năđ yăđ .
- NútăResetăngoƠi,ă1ăledăhi năth ătrênăchơnăPC13ăvƠă1ăledăbáoăngu n.ă
- KităcóăICă năápă3.3Văc p choăviăđi uăkhi n.

Hình 2.2: Board STM32F103C8T6 BlueBill v i các GPIO
u đi m

-

GiáăthƠnhăchipăr ăsoăv iăcácădòngăchipăkhácăv iăcùngăs ătƠiănguyênănh ARM.

T căđ ăx ălỦăcao,ă năđ nh.
-

Ti tăki măn ngăl

ngăS ăl

ngătƠiănguyênăl n,ăphùăh păv iănhi uă ngăd ngă

khác nhau.
Nh

c đi m

-

Nhi uăthanhăghi,ăcơuăl nhăkháădƠi,ăgơyăkhóănh ăchoăng

-

Th ătr

iădùng,ăd nh măl n.

ngăARMă ăVi tăNamăch aăr ng,ăgơyăkhóătrongăvi cătìmăki m tƠiăli u

vƠăkhóăkh nătrongăvi căđ tămuaăchip,ădoăv yăvi cănghiênăc uăch a đ

B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

căsơu.

7


CH

NGă2.ăC ăS ăLụăTHUY T
Board Arduino Nano

Hình 2.3: Board Arduino Nano

Hình 2.4. Arduino Nano GPIO

Arduinoăcóănhi uălo iăđ
ArduinoăUnoăđ

căs ăd ngănhi u:ăUno,ăNano, Mega, ...ăTrongăđó,ă

căs ăd ngăph ăbi nănh tăvìăgiáăthƠnhăr ăsoăv iăArduinoăMega.ăCònă

ArduinoăNanoăthìăch căn ngăt

ngăt ănh ăUnoănh ngăcóă uăđi mălƠăkíchăth

cănh ,ă

giáăthƠnhăr ănh tănênăphùăh păs ăd ngătrongănh ngăthi tăb ănh ,ăg n.
B ng 2.1: Thông s k ăthu t Arduino Nano
Viăđi uăkhi n

ATmega328P (SMD)

i năápăho tăđ ng

5V

i năápăvào khuyên dùng

7-12V

i năápăgi iăh n

6-20V

Digital I/O Pin

14

PWM I/O Pin

6

Analog Input Pin

8

Dòngăđi nătrênăm iăI/OăPin

40 mA

Dòngăđi nătrênăm iă5VăPin

500 mA

Dòngăđi nătrênăm iă3,3VăPin

50 mA

Flash Memory
(2KBăđ

căs ăd ngăb iăbootloader)

32KB (ATmega328P)

SRAM

2KB (ATmega328P)

EEPROM

1KB (ATmega328P)

T năs

16 MHz

Chi uădƠi

4.3 cm

Chi uăr ng

1.85 cm

B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

8


CH

NGă2.ăC ăS ăLụăTHUY T
Arduino Nano có th đ

c c p ngu n 5V thông qua c ng miniUSB ho c c p

ngu n ngoài vào chân Vin v iăđi n áp khuyên dùng là 7 ậ 12 VDC và gi i h n là 6 20V.ăN uăc păngu năv
-

tăquáăng

ngăgi iăh nătrênăs ălƠmăh ngăArduinoăNano.

GNDă(Ground):ăc căơmăc aăngu năđi năc păchoăArduinoăNano.ăKhiădùngăcácă

thi tăb ăs ăd ngănh ngăngu năđi năriêngăbi tăthìănh ngăchơnănƠyăph iăđ

căn iă

v iănhau.
-

5V:ăc păđi năápă5V đ uăra.ăDòngăt iăđaăchoăphépă ăchơnănƠyălƠă500 mA.

-

3.3V:ăc păđi năápă3.3V đ uăra.ăDòngăt iăđaăchoăphépă ăchơnănƠyălƠă50 mA.

-

Vin (VoltageăInput):ăđ ăc păngu năngoƠiăchoăArduinoăNano,ăn iăc căd

ngă

c aăngu năv iăchơnănƠyăvƠăc căơmăc aăngu năv iăchơnăGND.
-

AREF:ăcóăth ăđ aăvƠoăđi năápăthamăchi uăkhiăs ăd ngăcácăchơnăanalog.

-

RESET:ă

ăresetăviăđi uăkhi n,ăchơnăRESETăđ

căn iăv iăGNDăquaă1ăđi nă

tr ă10ăK
-

I /O:ăArduinoăNanoăcóă14ăchơnădigitalădùngăđ ăđ căho căxu tătínăhi u.ăChúngă

ch ăcóă2ăm căđi năápălƠă0VăvƠă5Văv iădòngăvƠo /raăt iăđaătrênăm iăchơnălƠă40 mA.
Trongăđóăcóă6ăchơnăh ătr ăxu tăxungăPWMă(3, 5, 6, 9, 10, 11). Và 8 chân Analog
(A0ăđ năA7)ăv iăđ ăphơnăgi iă10 bit.
-

H ătr ăgiaoăti p:ăgiaoă ti păSerială(D0_Rx,ăD1_Tx),ăgiaoăti păSPIă(D10_SS,ă

D11_MOSI,ăD12_MISO,ăD13_SCK),ăgiaoăti păI2Că(SDA,ăSCL).

2.3.2. Module WiFi ESP 8266
Chip ESP 8266
ChipăESP8266ă đ

căphátă tri nă b iă Espressifă đ ă cungă c pă gi iă phápă giaoă ti pă

WiFiăchoăcácăthi tăb ăIoT.ă i măđ căbi tăc aădòngăESP8266ălƠănóăđ

cătíchăh păcácă

m chăRFănh ăbalun,ăantennaăswitches,ăTXăpowerăamplifierăvƠăRXă filterăngayăbênă
trongăchipăv iăkíchăth
c năkíchăth

căr tănh ăch ă5x5mmănênăcácăboardăs ăd ngăESP8266 không

căboardăl năc ngănh ăkhôngăc nănhi uălinhăki năxungăquanh.ăNgoƠiăra,ă

giáăthƠnhăc aăESP8266ăc ngăr tăth păđ ăđ ăh păd năcácănhƠăphátătri năs năph măIoT.
Hi năt iăcóăkháănhi uămoduleăkhácănhauăchoăESP8266ăđ
ty AI-Thinker.ă

căs năxu tăb iăcôngă

căđi măkhácănhauăgi aăcácămoduleănƠyăbaoăg m:

-

Lo iăantenăs ăd ngă(PCBăanten,ăchipăantenăho căg năantenăngoƠi)

-

Dungăl

ngăc aăchipăFlashăSPIătrênăboard

B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

9


CH

NGă2.ăC ăS ăLụăTHUY T

-

Kíchăth

căboardăc aămodule

-

Cóăg năkhungănhômăch ngănhi uăhayăkhông

-

S ăl

ngăpinăGPIOăđ aăraăchơnăk tăn i

Hi năt iăAI-Thinkerăs năxu tă14ălo iămoduleăchoăESPăt ămoduleăESP-01ăđ nă
ESP-14.ă ăth ătr

ngăVi tăNamăthìăcácămoduleălƠăESP-01, ESP-07 và ESP-12, ESP

NodeMCUăkháăph ăbi n [12].6
ESP – 12E

Hình 2.5: ESP ậ 12
-

S ăd ngăPCBăantenăon-board.

aăraă11ăchơnăGPIO,ă2ăchơnăTX/RXăchoăUART,ăcácăchơnăchoăSPI,ăchơnăRST

-

đ reset chip, 1 chân ADC.
-

Dungăl

ngăSPIăFlashălƠă4Mbyte

-

Cóăth ăhƠnăjumperăđ ăc mădơyăvƠoăcácăboardăkhácăho căhƠnătr căti pălênăboardă
ngăd ng
Thông s k thu t:

-

IC chính: ESP8266-12E Wifi SoC.

-

C păngu n:ă5VDCăMicroUSBăho căVin.

-

GIPOăgiaoăti păm că3.3ăVDC.

-

Tíchăh păLedăbáoătr ngăthái,ăFlash.

-

T

ngăthíchăhoƠnătoƠnăv iătrìnhăbiênăd chăArduino.

B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

10


CH

NGă2.ăC ăS ăLụăTHUY T

2.3.3. Module Lora E32 ậ TTL ậ 100

Hình 2.6: Module Lora E32 ậ TTL ậ 100
Ch c n ng:
Module thu phát RF UART Lora SX1278 433Mhz 3000m (E32-TTL-100)ăs ă
d ngă chipă SX1278ă c aă nhƠă s nă xu tă SEMTECHă chu nă giaoă ti pă LORAă (Longă
Range),ăchu năLORAă mangăđ nă haiă y uăt ăquanătr ngălƠăti tăki mă n ngăl

ngăvƠă

kho ngăcáchăphátăsiêuăxaă(Ultimateălongărange wireless solution), ngoài ra nó còn có
kh ăn ngăc uăhìnhăđ ăt oăthƠnhăm ngănênăhi năt iăđ

căphátătri năvƠăs ăd ngăr tănhi uă

trongăcácănghiênăc uăv ăIoT.
Moduleăđ

cătíchăh păph năchuy năđ iăgiaoăti păSPIăc aăSX1278ăsangăUARTă

giúpăvi căgiaoăti păvƠăs ăd ngăr tăd ădƠng,ăch ăc năk tăn iăv iăSoftwareăc aăhưngăđ ă
c uăhìnhăđ aăch , t căđ ăvƠăcôngăsu tătruy nălƠăcóăth ăs ăd ng.
Thông s k thu t:
-

Model: E32-TTL-100 RF

-

NhƠăs năxu tăEBYTE

-

ICăchính:ăSX1278ăt ăSEMTECH.

-

i năápăho tăđông:ă2.3ă- 5.5 VDC

-

i năápăgiaoăti p:ăTTL-3.3V

-

Giaoăti păUARTăDataăbitsă8,ăStopăbitsă1,ăParityănone,ăt căđ ăt ă1200ă- 115200.
baud

-

T năs :ă410ă- 441Mhz

-

Côngăsu t:ă20dbmă(100mW)

-

Kho ngăcáchătruy năt iăđaătrongăđi uăki nălỦăt

-

T căđ ătruy n:ă0.3ă- 19.2ăKbpsă(m căđ nhă2.4ăKbps)

B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

ng:ă3000m

11


CH

NGă2.ăC ăS ăLụăTHUY T

-

512 bytesăb ăđ m.

-

H ătr ă65536ăđ aăch ăc uăhình.

-

Kíchăth

c:ă21x36mm.

Giao ti p v i vi đi u khi n:

Hình 2.7: M ch nguyên lý n i dây v iăviăđi u khi n

Hình 2.8: D ng sóng khi module truy n d li uăquaăviăđi u khi n

Hình 2.9: D ng sóng khi module nh n d li u không dây
Khiă2ăchơnăM0ăvƠăM1ăđ

căc uăhìnhă ăcácăm călogicăkhácănhauăs ăquy tăđ nhă

cácăModeăho tăđ ngăkhácănhauăchoămodule

B ăMỌNă I NăT ăCỌNGăNGHI P ậ Y SINH

12