20 trang 14 lượt tải

Báo cáo BTL IoT Nhóm 02 - Cảm biến Nhiệt Độ với Arduino | Iot và ứng dụng | Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

28

IoT là sự kết nối của nhiều các thiết bị (vật thể) trong một mạng lưới Internet, tất cả các thiết bị đều được quản lý, kiểm soát thông qua kết nối không dây. Công nghệ Internet of Things(IoT) nói chung và công nghệ cảm biến không dây (Wireless Sensor) nói riêng được tích hợp từ các kỹ thuật điện tử, tin học và viễn thông tiên tiến vào trong nhiều mục đích như nghiên cứu, giải trí, sản xuất kinh doanh,… phạm vi này ngày càng mở rộng để đáp ứng phục vụ cho các nhu cầu của con người. Tài liệu được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!

Môn: IoT và ứng dụng 143 tài liệu

Trường: Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông 1.8 K tài liệu

Tác giả:

Profile

Mai Nguyệt

2 tuần trước
Tải xuống
Báo cáo
Danh sách Quiz
Tải xuống
/20
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1
BÀI TẬP LỚN/ BÀI TẬP DỰ ÁN HỌC PHẦN
IOT VÀ ỨNG DỤNG
TÊN ĐỀ TÀI: CẢM BI N NHI VẾ ỆT ĐỘ ỚI ARDUINO UNO
Hà Nội, tháng 11 năm 2022
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA AN TOÀN THÔNG TIN
TÊN ĐỀ TÀI: CẢM BI N NHI VẾ ỆT ĐỘ ỚI ARDUINO UNO
Nhóm: 02 Gi ng d n: TS. Nguy n Tài Tuyên ảng viên hướ ẫ ễ
Trưởng nhóm: Nguyễn Kiều Trinh – B19DCAT197
Thành viên:
1. Nguy ễn M ng B19DCAT021 ậu Cườ –
2. Phan Th B19DCAT0 ế Hưng –
3. Nguy ễn Minh H ng B19DCAT061 ằ –
Hà Nội, tháng 11 năm 2022
Lời cam đoan
1. Chúng em xin cam đoan đề tài: CẢM ỨNG NHIỆT ĐỘ VỚI ARDUINO UNO
do nhóm 2 chúng em nghiên c u và th c hi n. ứ ự ệ
2. Chúng em đã kiể theo quy địm tra dữ liệu nh hiện hành.
3. Kết qu bài làm c tài này là trung th c và không sao chép t b t k bài t p ả ủa đề ự ừ ấ ỳ ậ
của nhóm khác.
4. Các tài li d ng trong ti u lu n có nguệu được sử ụ ể ậ ồn g c, xu t x rõ ràng. ố ấ ứ
Lời cảm ơn
Chúng em xin c c m y TS. Nguy n Tài Tuyên gi ng viên môn IoT và ng đượ ả ơn thầ ễ – ả ứ
dụng, đã tạo u ki n h tr , giúp nhóm 2 chúng em trong suđiề ệ ỗ ợ đỡ ốt quá trình học tập và
nghiên c u tài này. ứ đề
Đề ủ tài nghiên cứu c a chúng em, mặc dù có cố gắng, nh không thưng sẽ ể tránh khỏi
những h n ch và thi u sót, nhóm 2 chúng em mong nh n ạ ế ế ậ được nh ng ý ki n óng góp ữ ế đ
quý báu c a th y ki n th c c a chúng em trong l nh v c này c hoàn thi n h . ủ ầ để ế ứ ủ ĩ ự đượ ệ ơn
MỤC LỤC
I. Ph ần mở đầu............................................................................................................ 1
II. Ph ần n i dung.......................................................................................................... 2ộ
1. Khái quát v Arduino ESP32 và ESP8266............................................................ 2ề
1.1. ESP32 ............................................................................................................. 2
1.2. ESP8266 ......................................................................................................... 2
III. Yêu c u cầ ủa h th ng .............................................................................................. 3ệ ố
1. Các thi t b mà nhóm s d ng ............................................................................... 3ế ị ử ụ
2. Các ng dứ ụng mà nhóm s d ng ........................................................................... 5ử ụ
2.1. Arduino IDE ................................................................................................... 5
2.2. Blynk .............................................................................................................. 6
IV. Xây dựng h th ng .................................................................................................. 8ệ ố
1. Lưu đồ thuật toán .................................................................................................. 8
V. Mã ngu n ................................................................................................................. 8ồ
VI. K ết qu ................................................................................................................... 11ả
1. Hệ th ng IoT ....................................................................................................... 11ố
2. m/nhi Blynk c p nh t thô ậ ậ ng tin độ ẩ ệt độ ............................................................ 14
VII. Ph ần k t lu n .................................................................................................. 15ế ậ
1. Vấn đề ải và hướ gặp ph ng giải quyết .................................................................. 15
1.1. Vấn đề ........................................................................................................... 15
1.2. Hướng gi i quy t .......................................................................................... 15ả ế
2. Nh ững điều chưa đạt được .................................................................................. 15
3. Nh ững điều đạt được ........................................................................................... 15
TÀI LI U THAM KH O ........................................................................................... 16Ệ Ả
PHỤ L C ..................................................................................................................... 16Ụ
1
I. Phần m ở đầu
IoT là s k t n i c a nhi u các thi t b (v t th ) trong m t m i Internet, t t ự ế ố ủ ề ế ị ậ ể ộ ạng lướ ấ
cả các thiết b c quị đều đượ ản lý, ki m soát thông qua k t n i không dây. Công ngh ể ế ố ệ
Internet of Things (IoT) nói chung và công ngh c m bi n không dây (Wireless Sensor) ệ ả ế
nói riêng được tích h p t các k thu n t , tin h c và vi n thông tiên ti n vào trong ợ ừ ỹ ật điệ ử ọ ễ ế
nhiều mục đích như nghiên c u, gi i trí, s n xuứ ả ả ất kinh doanh,… ph m vi này ngày càng ạ
mở r ng phộng để đáp ứ ục vụ cho các nhu c u cầ ủa con người.
Hiện nay, m c dù khái ni m IoT và công ngh c m bi nên ặ ệ ệ ả ến không dây đã trở
khá quen thu c ng d ng khá nhi c c a i s i, ộc và đượ ứ ụ ều trong lĩnh vự ủ đờ ống cong ngườ
đặ ởc biệt các nước phát triển có nền khoa học công nghệ tiên tiến. Tuy nhiên, những
công ngh c áp d ng m t cách r ng rãi u ki n v ệ này chưa đượ ụ ộ ộ ở nước ta, do những điề ế ề
kinh t , k thu t, nhu c u s d ng. Song nó v n h n là m n tiêu bi u cho ế ỹ ậ ầ ử ụ ẫ ứa hẹ ột đích đế ể
các nhà nghiên c u, cho nh ng m y ti ứ ữ ục đích phát triển đầ ềm năng.
Với s phát tri n nhanh chóng c c phát triự ể ủa các nướ ển và các nước đang phát
triển v n n công nghi p hóa ề ề ệ – hi i hóa, v ện đạ ấn đề thay đổi khí h u luôn làm các nhà ậ
khoa h c ph u. Ô nhi ng d n nhi u h u quọ ải đau đầ ễm môi trườ ẫn đế ề ậ ả như thiên tai, lũ
lụt, ô nhi i khí h u và vi c nóng lên toàn cễm nhà kính, thay đổ ậ ệ ầu. Nhóm chúng em đã
đưa ra một phương pháp đo cả ệt độ môi trườ ệt độm biến nhi ng bằng cảm biến nhi độ
ẩm, và đưa ra màu sắc củ ộa đèn báo khi nhiệt đ vượt quá mức cho phép.
2
II. Phần nội dung
1. Khái quát v Arduino ESP32 và ESP8266 ề
ESP8266 và ESP32 là hai b u khi n giá r c s d ng làm ộ vi điề ể ẻ thường đượ ử ụ
thiết bị IoT. C u có chả hai đề ức năng tương tác với các n n t ng IoT khác. Hai thi t ề ả ế
bị này đề ủa IoT nhưng mỗ ưu vu là những công cụ rất quan trọng c i cái có à nhược
điểm riêng.
1.1. ESP32
ESP32 là một dòng vi điều khiển h th ng trên chip giá r . ESP32 là phiên b n ệ ố ẻ ả
nâng cao c a dòng ESP8266. Dòng c t o ra và phát tri n b i Espressif ủ ESP đượ ạ ể ở
Systems. ESP32 có b ng x lý lõi kép và công su t c c thộ đồ ử ấ ự ấp. Nó được phát triển
vì s thi u b o m t trong ESP2866. ự ế ả ậ
ESP32 có ưu điể core 160MHZ đếm cung cấp dual- n 240MHZ, có thể điều
khiển và giám sát thi t bế ị với s trự ợ giúp c a Wifi ho c Blutooth vủ ặ ới m c giá r . ứ ẻ
ESP32 cung cấp nhi p cho t cao 150Mbps. ều GPIO hơn ESP8266; cung cấ ốc độ
1.2. ESP8266
ESP8266 là m t h th ng hoàn ch nh ho c khép kín trên m ch chíp (SOC), ộ ệ ố ỉ ặ ạ
module Wifi v p giao th c IP/TCP. ESP8266 cho phép truy c p vào b t ới ngăn xế ứ ậ ấ
kỳ bộ vi điề ức năng chính u khiển nào thông qua kết nối wifi. Một trong những ch
của ESP8266 là lưu trữ bất kỳ ứng d ng nào ho c giụ ặ ảm t i tả ất cả các chức năng
mạng wifi. Nó có độ bền cao và có th ho ng nh ngay c ể ạt độ ổn đị ả trong môi trường
công nghi p kh c nghi u này là do ph m vi nhi ho ng r ng c a nó. ệ ắ ệt. Điề ạ ệt độ ạt độ ộ ủ
Nó cũng cung cấp kiế ến trúc ti t ki ng và bệm năng lượ ộ xử lý Tensilica 32-bit.
Ưu điể hơn ESP32. Module năng m của ESP8266 là rẻ ESP8266 cung cấp khả
xử lý và lưu trữ tích hợp mạnh mẽ, cho phép nó tích hợp với các cảm biến và các
ứng dụng khác, có m tích hức độ ợ ợp trên chip cao và tích h p trên chip cho phép
người dùng sử dụng rất ít mạch tham chiếu bên ngoài.
ESP8266 đi kèm với APSD cho các giao diện cùng tồn tài của các ứng dụng
Blutooth và VoIP. Nó cũng chứ ựa mộ ốt tần s vô tuyến t hiệu chuẩn (RF) cho phép
3
nó ho ng v i m u ki n ho ng và không yêu c u b t k b ph n t n s ạt độ ớ ọi điề ệ ạt độ ầ ấ ỳ ộ ậ ầ ố
vô tuy n nào. ế
Nhược điểm của ESP8266 là không có kết nối Bluetooth giống với module
ESP32. GPIO trong ESP8266 cũng ít hơn.
III. Yêu c u c a h th ng ầ ủ ệ ố
1. Các thi t b mà nhóm s d ng ế ị ử ụ
a) Kit wifi ESP8266 CH340
Lí do s d ng ESP8266: do giá thành c a ESP8266 r ; yêu c u bài toán ch ử ụ ủ ẻ ầ ỉ
đơn giản đo nhiệt độ thêm độ ẩm), điề (có thể u này thì ESP8266 hoàn toàn có thể
xử c mà không c n nhi u ch a ESP32. lý đượ ần đế ề ức năng khác củ
Hình 1: Module ESP8266
b) Cảm bi n nhi - ế ệt độ độ m DHT11 ẩ
DHT11 là m t c m bi n k thu t s giá r c m nh n nhi m. ộ ả ế ỹ ậ ố ẻ để ả ậ ệt độ và độ ẩ
Cảm bi n này có th d dàng giao ti p v i b t k b ế ể ễ ế ớ ấ ỳ ộ vi điều khiển nào như Arduino,
Rasperry Pi m và nhi ngay l p t c. DHT11 là m t c m bi n ,… để đo độ ẩ ệt độ ậ ứ ộ ả ế độ
ẩ ếm nhi m biệt độ tương đối. Đề đô không khí xung quanh, cả n này sử dụng một
điệ ởn tr nhiệt và một cảm biến độ ẩm điện dung.
Sơ đồ chân DHT11 (gồm có 3 chân):
4
Hình 2: Sensor nhi - m ệt độ độ ẩ
(1) Vcc Ngu n 5.5V – ồn 3.5V đế
(2) Data – Đầu ra c nhiả ệt độ và độ
ẩm thông qua dữ liệ ếu nối ti p.
(3) Ground – Chân n t. ối đấ
Cảm bi n Nhi m DHT11 là c m bi n r t thông d ng hi n nay vì ế ệt độ và độ ẩ ả ế ấ ụ ệ
chi phí rẻ và r t d l y d li u thông qua giao ti p 1 wire (giao ti p 1 dây truy n d ấ ễ ấ ữ ệ ế ế ề ữ
liệu duy nh t). B ti n x lý tín hi u tích h p trong c m bi c d li u ấ ộ ề ử ệ ợ ả ến giúp có đượ ữ ệ
chính xác mà không ph i qua b t k tính toán nào. So v i c m bi i mả ấ ỳ ớ ả ến đờ ới hơn là
DHT22 thì DHT11 cho khoảng đo và độ chính xác kém hơn rất nhiều.
c) Dây breadboard
Dây breadboard là dây dùng n i gi a breadboard v i các m ch khác. Nó để ố ữ ớ ạ
gồm 3 lo - âm) và female ại: male to male (dương dương); male to female (dương –
to female (âm âm). –
Trong bài này bọn em s d ng dây c ử ụ ắm dương – dương
5
Hình 3: Dây n - ối dương dương
d) Đèn led
Hình 4: èn led Đ
2. Các ng d ng mà nhóm s d ng ứ ụ ử ụ
2.1. Arduino IDE
Arduino IDE là m t ph n m m mã ngu n m ch yộ ầ ề ồ ở ủ ếu được s dử ụng để vi t và ế
biên dịch mã vào module Arduino. Đây là một phần mềm Arduino chính th c, giúp ứ
cho vi c biên d ch mã tr nên d dàng. ng IDE ch y u ch a hai phệ ị ở ễ Môi trườ ủ ế ứ ần cơ
6
bản: Trình ch nh s a và trình biên d ch, ph u s d vi c yêu c u ỉ ử ị ần đầ ử ụng để ết mã đượ ầ
và ph c s d biên d ch và t ng ần sau đượ ử ụng để ị ải mã lên module Arduino. Môi trườ
này h tr c ngôn ng C và C++. ỗ ợ ả ữ
Hình 5: Arduino IDE
2.2. Blynk
Blynk là m t n n t ng v i các ng d n tho i thông minh cho phép d ộ ề ả ớ ứ ụng điệ ạ ễ
dàng tương tác với b u khiộ vi điề ển như Arduino, ESP8266, ESP32 hoặc Raspberry
qua Internet. Blynk App là m t bộ ảng điều khi n k thu t s cho phép xây d ng giao ể ỹ ậ ố ự
diện đồ họa cho dự án của mình bằng cách kéo và thả widget khác nhau mà nhà
cung c p thi t k s n. ấ ế ế ẵ
Blynk không b ràng bu c v i m t s bo ho c shield c th . ị ộ ớ ộ ố ặ ụ ể Thay vào đó, nó
hỗ tr ph n c c Rasberry Pi liên k t v i Internet qua Wifi, ợ ầ ứng như Arduino hoặ ế ớ
Ethernet hoặc chip ESP8266. Blynk Server – ch u trách nhi m v t t c các giao ti p ị ệ ề ấ ả ế
giữa điện thoại thông minh và phần cứng. Có thể sử dụng Blynk Cloud hoặc chạy
cục b máy ch Blynk riêng c a mình. Nó là mã ngu n m , có thộ ủ ủ ồ ở ể dễ dàng x lý ử
hàng nghìn thi t b . ế ị
Thư viện Blynk dành cho t t c các n n t ng ph n c ng ph bi n – ấ ả ề ả ầ ứ ổ ế – cho phép
giao ti p v i máy ch và x lý t t c các l n và l i khi nh n m t nút ế ớ ủ ử ấ ả ệnh đế ệnh đi. Mỗ ấ ộ
7
trong ứng dụng Blynk, thông điệp sẽ truyền đến không gian của đám máy Blynk, và
tìm đường đế ần đển phần cứng của bạn. Mọi thứ c xây dựng và quản lý phần cứng
đượ ị ớc kết nối: cung cấp thiết b , hiển thị dữ liệu cảm bi u khiến, điề ển từ xa v i các
ứng d ng, cụng web và di độ ậ ạp nh qua mật chương trình cơ sở ng, bả ậo m t, phân
tích d li u, qu i dùng và truy c p, c nh báo, t ng hóa và nhi u th ữ ệ ản lý ngườ ậ ả ự độ ề ứ
khác hơn,…
Hình 6: Cách ho ng c a Blynk ạt độ ủ
8
IV. Xây dựng h th ng ệ ố
1. Lưu đồ thuật toán
Hình 7: L thu t toán h th ng IoT t ưu đồ ậ ệ ố đo độ ẩm/nhiệ độ
V. Mã ngu n ồ
- Điền thông tin template blynk
- Gọi các th n c n thiư việ ầ ết
- Sử d ng chân D5 ụ để k t n i vế ố ới sensor DHT11
- Sử d ng 3 chân D6, D7, D8 ụ để g n ắ đèn LED
- Đặt t c truyố độ ền
9
- Thiết t chân ledPin là OUTPUTđặ
- Khai báo các bi n c nhi t , ế đọ ệ độ độ ẩm
- Hàm x lý d li u sensor thu c, bao g m thông báo và u khi n ử ữ ệ đượ ồ điề ể đèn LED
10
11
VI. Kết qu ả
1. Hệ th ng IoT ố
1.1. Mô ph ng ỏ
Hình 8. H th ng IoT mô ph ng ệ ố ỏ
1.2. Th ực tế
Hình 9. H th ng IoT th ệ ố ực tế
12
2. K ết qu ả đầu ra
2.1. Trên terminal
Hình 10. Arduino thông báo k t qu t trên terminal ế ả độ ẩm/nhiệ độ
2.2. H ệ th ng ố đèn
a) Đèn xanh b t khi nhi t ậ ệ độ thấp
13
Hình 11. èn xanh b t khi nhi t th p Đ ậ ệ độ ấ
b) Đèn vàng b t khi nhi t ậ ệ độ trung bình
Hình 12. èn vàng b t khi nhi t trung bình Đ ậ ệ độ
c) Đèn đỏ bật khi nhi t cao ệ độ
Hình 13. èn b t khi nhi t cao Đ đỏ ậ ệ độ
14
3. Blynk c p nh t thông tin t ậ ậ độ ẩm/nhiệ độ
Hình 9. Blynk c p nh t k t qu lên h thậ ậ ế ả ệ ống
15
VII. Phần k t lu n ế ậ
1. Vấn đề g p ph i và hặ ả ướng gi i quy t ả ế
1.1. Vấn đề
- Cần nghiên c u, phát tri n h th ng IoT s d ng Arduino Uno k t hứ ể ệ ố ử ụ ế ợp sensor để
đo nhiệt độ và cập nhật kết quả lên ứng dụng Blynk
1.2. Hướng gi i quy t ả ế
- Dựa vào các ki c hến th c ký thuy t ã ứ ế đ đượ ọc và tìm hi u trên l p chu n b linh ể ớ để ẩ ị
kiện, đề tài sao cho phù hợp với điều ki n th c t , bao g m ki n th c và kinh phí ệ ự ế ồ ế ứ
của nhóm sinh viên.
- Nhóm ch ng trong vi c phân công công vi m mua linh ki n, l p t, ủ độ ệ ệc, bao gồ ệ ắ đặ
tìm tài li u h ng d n cách tri n khai m t h th ng IoT bao g m Arduino Uno, s ệ ướ ẫ ể ộ ệ ố ồ ử
dụng sensor DHT11 đơn giản.
2. Những điều ch t ưa đạ được
- Nhóm có mong mu n phát tri n h th ng IoT có kh n ng d ng vào th ố ể ệ ố ả ăng ứ ụ ực tế
nhiều h ơn, như tự động b c khi môi trơm nướ ường đạt độ ẩm ho t ặc nhiệ độ ở m c ứ
nhất định, nh ó ưng chưa c điều ki n ệ để hoàn thành.
3. Những điều đạt được
- Nhóm ã p c n v i nh ng linh ki n IoT ngoài i và dâ t ác, tìm đ được tiế ậ ớ ữ ệ đờ ương t
hiểu để tri n khai, c g ng phát tri n trong ng d ng ngoài dể ố ắ ể ứ ụ ời th c. Ngoài ra ự
nhóm ã có ki n th n v c u trúc m t h th ng IoT n t ó làm đ ế ức cơ bả ề ấ ộ ệ ố đơn giả để ừ đ
nền t ng m rả ở ộng nh ng h thữ ệ ống mang tính ng dứ ụng h ào thơn v ực tế.
16
TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả
[1]
Đ. t. t. lai, "So sánh esp32 và esp8266," [Online]. Available:
https://dientutuonglai.com/esp32-va-esp8266.html.
[2]
auduinikit, "Giám sát nhiệt độ, độ ẩm b ng App Blynk s d ng NodeMCU ESP8266," ằ ử ụ
2020. [Online]. Available: https://arduinokit.vn/cam-bien-nhiet-do-dht11-su-dung-
blynk/?fbclid=IwAR1lI8ypQK5lxk9e7AvKn0NAej54OE__oxvcprMpz2R5Mii-
VuJpXeb9R7Q.
[3]
Đ. t. t. lai, "Cả ến độ ệt độm bi ẩm và nhi ," [Online]. Available:
https://dientutuonglai.com/cam-bien-nhiet-do-va-do-am-dht11.html.
[4]
arduinokit, "Hướ ớng d t ESP8266 và kẫn cài đặ ết nối v i Blynk," 2022. [Online].
Available: https://arduinokit.vn/cai-dat-esp8266-voi-blynk/.
[5]
N.-. l. k. đ. tử, "Hướ ẫn cài đặng d t và sử dụng Blynk New 2.0 trên Arduino IDE với
ESP8266," [Online]. Available: https://nshopvn.com/blog/huong-dan-cai-dat-va-su-
dung-blynk-new-2-0-tren-arduino-ide-voi-esp8266/.
PHỤ L C Ụ
Hình 1: Module ESP8266 .................................................................................................... 3
Hình 2: Sensor nhiệt độ- m ........................................................................................... 4 độ ẩ
Hình 3: Dây nối dương - dương .......................................................................................... 5
Hình 4: Đèn led .................................................................................................................... 5
Hình 5: Arduino IDE ........................................................................................................... 6
Hình 6: Cách hoạt động của Blynk ...................................................................................... 7

Tài liệu khác của Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

Preview text:

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1
BÀI TẬP LỚN/ BÀI TẬP DỰ ÁN HỌC PHẦN
IOT VÀ ỨNG DỤNG
TÊN ĐỀ TÀI: CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ VỚI ARDUINO UNO NHÓM: 02
Hà Nội, tháng 11 năm 2022
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA AN TOÀN THÔNG TIN
TÊN ĐỀ TÀI: CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ VỚI ARDUINO UNO Nhóm: 02
Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Tài Tuyên
Trưởng nhóm: Nguyễn Kiều Trinh – B19DCAT197 Thành viên:
1. Nguyễn Mậu Cường – B19DCAT021
2. Phan Thế Hưng – B19DCAT0
3. Nguyễn Minh Hằng – B19DCAT061
Hà Nội, tháng 11 năm 2022 Lời cam đoan
1. Chúng em xin cam đoan đề tài: CẢM ỨNG NHIỆT ĐỘ VỚI ARDUINO UNO
do nhóm 2 chúng em nghiên cứu và thực hiện.
2. Chúng em đã kiểm tra dữ liệu theo quy định hiện hành.
3. Kết quả bài làm của đề tài này là trung thực và không sao chép từ bất kỳ bài tập của nhóm khác.
4. Các tài liệu được sử dụng trong tiểu luận có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng. Lời cảm ơn
Chúng em xin được cảm ơn thầy TS. Nguyễn Tài Tuyên – giảng viên môn IoT và ứng
dụng, đã tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ nhóm 2 chúng em trong suốt quá trình học tập và
nghiên cứu đề tài này.
Đề tài nghiên cứu của chúng em, mặc dù có cố gắng, nhưng sẽ không thể tránh khỏi
những hạn chế và thiếu sót, nhóm 2 chúng em mong nhận được những ý kiến đóng góp
quý báu của thầy để kiến thức của chúng em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơ . n
MỤC LỤC
I. Phần mở đầu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
II. Phần nội dung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1. Khái quát về Arduino ESP32 và ESP8266. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1. ESP32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2. ESP8266 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
III. Yêu cầu của hệ thống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. Các thiết bị mà nhóm sử dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2. Các ứng dụng mà nhóm sử dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1. Arduino IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2. Blynk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
IV. Xây dựng hệ thống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1. Lưu đồ thuật toán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
V. Mã nguồn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
VI. Kết quả . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1. Hệ thống IoT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2. Blynk cập nhật thông tin độ ẩm/nhiệt độ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 VII.
Phần kết luận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1. Vấn đề gặp phải và hướng giải quyết . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.1. Vấn đề . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2. Hướng giải quyết . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2. Những điều chưa đạt được . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3. Những điều đạt được . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
TÀI LIỆU THAM KHẢO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
PHỤ LỤC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
I. Phần mở đầu
IoT là sự kết nối của nhiều các thiết bị (vật thể) trong một mạng lưới Internet, tất
cả các thiết bị đều được quản lý, kiểm soát thông qua kết nối không dây. Công nghệ
Internet of Things (IoT) nói chung và công nghệ cảm biến không dây (Wireless Sensor)
nói riêng được tích hợp từ các kỹ thuật điện tử, tin học và viễn thông tiên tiến vào trong
nhiều mục đích như nghiên cứu, giải trí, sản xuất kinh doanh,… phạm vi này ngày càng
mở rộng để đáp ứng phục vụ cho các nhu cầu của con người.
Hiện nay, mặc dù khái niệm IoT và công nghệ cảm biến không dây đã trở nên
khá quen thuộc và được ứng dụng khá nhiều trong lĩnh vực của đời sống cong người,
đặc biệt ở các nước phát triển có nền khoa học công nghệ tiên tiến. Tuy nhiên, những
công nghệ này chưa được áp dụng một cách rộng rãi ở nước ta, do những điều kiến về
kinh tế, kỹ thuật, nhu cầu sử dụng. Song nó vẫn hứa hẹn là một đích đến tiêu biểu cho
các nhà nghiên cứu, cho những mục đích phát triển đầy tiềm năng.
Với sự phát triển nhanh chóng của các nước phát triển và các nước đang phát
triển về nền công nghiệp hóa – hiện đại hóa, vấn đề thay đổi khí hậu luôn làm các nhà
khoa học phải đau đầu. Ô nhiễm môi trường dẫn đến nhiều hậu quả như thiên tai, lũ
lụt, ô nhiễm nhà kính, thay đổi khí hậu và việc nóng lên toàn cầu. Nhóm chúng em đã
đưa ra một phương pháp đo cảm biến nhiệt độ môi trường bằng cảm biến nhiệt độ độ
ẩm, và đưa ra màu sắc của đèn báo khi nhiệt độ vượt quá mức cho phép. 1
II. Phần nội dung
1. Khái quát về Arduino ESP32 và ESP8266
ESP8266 và ESP32 là hai bộ vi điều khiển giá rẻ thường được sử dụng làm
thiết bị IoT. Cả hai đều có chức năng tương tác với các nền tảng IoT khác. Hai thiết
bị này đều là những công cụ rất quan trọng của IoT nhưng mỗi cái có ưu và nhược điểm riêng. 1.1. ESP32
ESP32 là một dòng vi điều khiển hệ thống trên chip giá rẻ. ESP32 là phiên bản
nâng cao của dòng ESP8266. Dòng ESP được tạo ra và phát triển bởi Espressif
Systems. ESP32 có bộ đồng xử lý lõi kép và công suất cực thấp. Nó được phát triển
vì sự thiếu bảo mật trong ESP2866.
ESP32 có ưu điểm cung cấp dual-core 160MHZ đến 240MHZ, có thể điều
khiển và giám sát thiết bị với sự trợ giúp của Wifi hoặc Blutooth với mức giá rẻ.
ESP32 cung cấp nhiều GPIO hơn ESP8266; cung cấp cho tốc độ cao 150Mbps. 1.2. ESP8266
ESP8266 là một hệ thống hoàn chỉnh hoặc khép kín trên mạch chíp (SOC),
module Wifi với ngăn xếp giao thức IP/TCP. ESP8266 cho phép truy cập vào bất
kỳ bộ vi điều khiển nào thông qua kết nối wifi. Một trong những chức năng chính
của ESP8266 là lưu trữ bất kỳ ứng dụng nào hoặc giảm tải tất cả các chức năng
mạng wifi. Nó có độ bền cao và có thể hoạt động ổn định ngay cả trong môi trường
công nghiệp khắc nghiệt. Điều này là do phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng của nó.
Nó cũng cung cấp kiến trúc tiết kiệm năng lượng và bộ xử lý Tensilica 32-bit.
Ưu điểm của ESP8266 là rẻ hơn ESP32. Module ESP8266 cung cấp khả năng
xử lý và lưu trữ tích hợp mạnh mẽ, cho phép nó tích hợp với các cảm biến và các
ứng dụng khác, có mức độ tích hợp trên chip cao và tích hợp trên chip cho phép
người dùng sử dụng rất ít mạch tham chiếu bên ngoài.
ESP8266 đi kèm với APSD cho các giao diện cùng tồn tài của các ứng dụng
Blutooth và VoIP. Nó cũng chứa một tần số vô tuyến tự hiệu chuẩn (RF) cho phép 2
nó hoạt động với mọi điều kiện hoạt động và không yêu cầu bất kỳ bộ phận tần số vô tuyến nào.
Nhược điểm của ESP8266 là không có kết nối Bluetooth giống với module
ESP32. GPIO trong ESP8266 cũng ít hơn.
III. Yêu cầu của hệ thống
1. Các thiết bị mà nhóm sử dụng
a) Kit wifi ESP8266 CH340
Lí do sử dụng ESP8266: do giá thành của ESP8266 rẻ; yêu cầu bài toán chỉ
đơn giản đo nhiệt độ (có thể thêm độ ẩm), điều này thì ESP8266 hoàn toàn có thể
xử lý được mà không cần đến nhiều chức năng khác của ESP32.
Hình 1: Module ESP8266
b) Cảm biến nhiệt độ - độ ẩm DHT11
DHT11 là một cảm biến kỹ thuật số giá rẻ để cảm nhận nhiệt độ và độ ẩm.
Cảm biến này có thể dễ dàng giao tiếp với bất kỳ bộ vi điều khiển nào như Arduino,
Rasperry Pi,… để đo độ ẩm và nhiệt độ ngay lập tức. DHT11 là một cảm biến độ
ẩm nhiệt độ tương đối. Đề đô không khí xung quanh, cảm biến này sử dụng một
điện trở nhiệt và một cảm biến độ ẩm điện dung.
Sơ đồ chân DHT11 (gồm có 3 chân): 3
(1) Vcc – Nguồn 3.5V đến 5.5V
(2) Data – Đầu ra cả nhiệt độ và độ
ẩm thông qua dữ liệu nối tiếp.
(3) Ground – Chân nối đất.
Hình 2: Sensor nhiệt độ- độ ẩm
Cảm biến Nhiệt độ và độ ẩm DHT11 là cảm biến rất thông dụng hiện nay vì
chi phí rẻ và rất dễ lấy dữ liệu thông qua giao tiếp 1 wire (giao tiếp 1 dây truyền dữ
liệu duy nhất). Bộ tiền xử lý tín hiệu tích hợp trong cảm biến giúp có được dữ liệu
chính xác mà không phải qua bất kỳ tính toán nào. So với cảm biến đời mới hơn là
DHT22 thì DHT11 cho khoảng đo và độ chính xác kém hơn rất nhiều.
c) Dây breadboard
Dây breadboard là dây dùng để nối giữa breadboard với các mạch khác. Nó
gồm 3 loại: male to male (dương - dương); male to female (dương – âm) và female to female (âm – âm).
Trong bài này bọn em sử dụng dây cắm dương – dương 4
Hình 3: Dây nối dương - dương
d) Đèn led
Hình 4: Đèn led
2. Các ứng dụng mà nhóm sử dụng 2.1. Arduino IDE
Arduino IDE là một phần mềm mã nguồn mở chủ yếu được sử dụng để viết và
biên dịch mã vào module Arduino. Đây là một phần mềm Arduino chính thức, giúp
cho việc biên dịch mã trở nên dễ dàng. Môi trường IDE chủ yếu chứa hai phần cơ 5
bản: Trình chỉnh sửa và trình biên dịch, phần đầu sử dụng để viết mã được yêu cầu
và phần sau được sử dụng để biên dịch và tải mã lên module Arduino. Môi trường
này hỗ trợ cả ngôn ngữ C và C++. Hình 5: Arduino IDE 2.2. Blynk
Blynk là một nền tảng với các ứng dụng điện thoại thông minh cho phép dễ
dàng tương tác với bộ vi điều khiển như Arduino, ESP8266, ESP32 hoặc Raspberry
qua Internet. Blynk App là một bảng điều khiển kỹ thuật số cho phép xây dựng giao
diện đồ họa cho dự án của mình bằng cách kéo và thả widget khác nhau mà nhà
cung cấp thiết kế sẵn.
Blynk không bị ràng buộc với một số bo hoặc shield cụ thể. Thay vào đó, nó
hỗ trợ phần cứng như Arduino hoặc Rasberry Pi liên kết với Internet qua Wifi,
Ethernet hoặc chip ESP8266. Blynk Server – chịu trách nhiệm về tất cả các giao tiếp
giữa điện thoại thông minh và phần cứng. Có thể sử dụng Blynk Cloud hoặc chạy
cục bộ máy chủ Blynk riêng của mình. Nó là mã nguồn mở, có thể dễ dàng xử lý hàng nghìn thiết bị.
Thư viện Blynk – dành cho tất cả các nền tảng phần cứng phổ biến – cho phép
giao tiếp với máy chủ và xử lý tất cả các lệnh đến và lệnh đi. Mỗi khi nhấn một nút 6
trong ứng dụng Blynk, thông điệp sẽ truyền đến không gian của đám máy Blynk, và
tìm đường đến phần cứng của bạn. Mọi thứ cần để xây dựng và quản lý phần cứng
được kết nối: cung cấp thiết bị, hiển thị dữ liệu cảm biến, điều khiển từ xa với các
ứng dụng web và di động, cập nhật chương trình cơ sở qua mạng, bảo mật, phân
tích dữ liệu, quản lý người dùng và truy cập, cảnh báo, tự động hóa và nhiều thứ khác hơn,…
Hình 6: Cách hoạt động của Blynk 7
IV. Xây dựng hệ thống
1. Lưu đồ thuật toán
Hình 7: Lưu đồ thuật toán hệ thống IoT đo độ ẩm/nhiệt độ V. Mã nguồn
- Điền thông tin template blynk
- Gọi các thư viện cần thiết
- Sử dụng chân D5 để kết nối với sensor DHT11
- Sử dụng 3 chân D6, D7, D8 để gắn đèn LED
- Đặt tốc độ truyền 8
- Thiết đặt chân ledPin là OUTPUT
- Khai báo các biến đọc nhiệt độ, độ ẩm
- Hàm xử lý dữ liệu sensor thu được, bao gồm thông báo và điều khiển đèn LED 9 10
VI. Kết quả
1. Hệ thống IoT
1.1. Mô phỏng
Hình 8. Hệ thống IoT mô phỏng
1.2. Thực tế
Hình 9. Hệ thống IoT thực tế 11
2. Kết quả đầu ra 2.1. Trên terminal
Hình 10. Arduino thông báo kết quả độ ẩm/nhiệt độ trên terminal
2.2. Hệ thống đèn
a) Đèn xanh bật khi nhiệt độ thấp 12
Hình 11. Đèn xanh bật khi nhiệt độ thấp
b) Đèn vàng bật khi nhiệt độ trung bình
Hình 12. Đèn vàng bật khi nhiệt độ trung bình
c) Đèn đỏ bật khi nhiệt độ cao
Hình 13. Đèn đỏ bật khi nhiệt độ cao 13
3. Blynk cập nhật thông tin độ ẩm/nhiệt độ
Hình 9. Blynk cập nhật kết quả lên hệ thống 14
VII. Phần kết luận
1. Vấn đề gặp phải và hướng giải quyết
1.1. Vấn đề
- Cần nghiên cứu, phát triển hệ thống IoT sử dụng Arduino Uno kết hợp sensor để
đo nhiệt độ và cập nhật kết quả lên ứng dụng Blynk
1.2. Hướng giải quyết
- Dựa vào các kiến thức ký thuyết đã được học và tìm hiểu trên lớp để chuẩn bị linh
kiện, đề tài sao cho phù hợp với điều kiện thực tế, bao gồm kiến thức và kinh phí
của nhóm sinh viên.
- Nhóm chủ động trong việc phân công công việc, bao gồm mua linh kiện, lắp đặt,
tìm tài liệu hướng dẫn cách triển khai một hệ thống IoT bao gồm Arduino Uno, sử
dụng sensor DHT11 đơn giản.
2. Những điều chưa đạt được
- Nhóm có mong muốn phát triển hệ thống IoT có khả năng ứng dụng vào thực tế
nhiều hơn, như tự động bơm nước khi môi trường đạt độ ẩm hoặc nhiệt độ ở mức
nhất định, nhưng chưa có điều kiện để hoàn thành.
3. Những điều đạt được
- Nhóm đã được tiếp cận với những linh kiện IoT ngoài đời và dâ tương tác, tìm
hiểu để triển khai, cố gắng phát triển trong ứng dụng ngoài dời thực. Ngoài ra
nhóm đã có kiến thức cơ bản về cấu trúc một hệ thống IoT đơn giản để từ đó làm
nền tảng mở rộng những hệ thống mang tính ứng dụng hơn vào thực tế. 15
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Đ. t. t. lai, "So sánh esp32 và esp8266," [Online]. Available:
https://dientutuonglai.com/esp32-va-esp8266.html.
[2] auduinikit, "Giám sát nhiệt độ, độ ẩm bằng App Blynk sử dụng NodeMCU ESP8266,"
2020. [Online]. Available: https://arduinokit.vn/cam-bien-nhiet-do-dht11-su-dung-
blynk/?fbclid=IwAR1lI8ypQK5lxk9e7AvKn0NAej54OE__oxvcprMpz2R5Mii- VuJpXeb9R7Q.
[3] Đ. t. t. lai, "Cảm biến độ ẩm và nhiệt độ," [Online]. Available:
https://dientutuonglai.com/cam-bien-nhiet-do-va-do-am-dht11.html.
[4] arduinokit, "Hướng dẫn cài đặt ESP8266 và kết nối với Blynk," 2022. [Online].
Available: https://arduinokit.vn/cai-dat-esp8266-voi-blynk/.
[5] N.-. l. k. đ. tử, "Hướng dẫn cài đặt và sử dụng Blynk New 2.0 trên Arduino IDE với
ESP8266," [Online]. Available: https://nshopvn.com/blog/huong-dan-cai-dat-va-su-
dung-blynk-new-2-0-tren-arduino-ide-voi-esp8266/.
PHỤ LỤC
Hình 1: Module ESP8266 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Hình 2: Sensor nhiệt độ- độ ẩm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Hình 3: Dây nối dương - dương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Hình 4: Đèn led . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Hình 5: Arduino IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Hình 6: Cách hoạt động của Blynk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 16

Tài liệu liên quan: