Báo cáo môn IoT và ứng dụng | Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

lOMoAR cPSD| 58647650 HỌC
VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ----- ---- -
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN IOT VÀ ỨNG DỤNG
Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Quốc Uy
Sinh viên thực
hiện: Đào Tùng Lâm
Mã sinh viên: B21DCCN 475
Nhóm IOT : 0 5 lOMoAR cPSD| 58647650 LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được báo cáo thực bài tập lớn môn học IOT và ứng dụng
nhóm lớp 05 thì em xin cảm ơn tới thầy Nguyễn Quốc Uy đã luôn nhiệt tình chỉ
dẫn, giảng dạy cho em những kiến thức về môn học để em có thể hoàn thiện tốt nhất .
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 23 tháng 10 năm 2024 lOMoAR cPSD| 58647650 LỜI CẢM ƠN 1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU BÀI TOÁN 2 1.1. Đặt vấn đề 2
CHƯƠNG 2 : CÁC CHỨC NĂNG 4
2.1 : Các chức năng cơ bản 4
2.2 : Các thiết bị sử dụng 4
CHƯƠNG 3 : GIAO DIỆN 5 3.1. Dashboard 5 3.2. Data Sensor 6 3.3. Device Activity 7 3.4. Profile 9
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG 13 9
4.3. Phần cứng 14 4.3.1 : Các thiết bị và các thành phần 10
4.3.2 : Lập trình cho mạch điều khiển ESP32 17 4.4. Backend 22
4.4.1 : Thiết kế cơ sở dữ liệu 22 4.5 : API Docs: 26
4.5.1 : Api lấy 4 dữ liệu gần nhất của DataSensor cho biểu đồ 26
4.5.2 : Api lấy lịch sử dữ liệu của Data Sensor 28
4.5.3 : Api lấy lịch sử hoạt động của Device 31
4.6 : Frontend (Html,Css,JavaScript): 35
4.6.1. Fetch dữ liệu từ Server 36
CHƯƠNG 5 : KẾT QUẢ 37
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU BÀI TOÁN
1.1. Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, sự phát triển vượt bậc của công nghệ đã tạo ra
những bước tiến đáng kể trong việc cải thiện chất lượng cuộc sống con người, với
sự hỗ trợ của các sản phẩm và ứng dụng thông minh. IoT (Internet of Things), hay
Internet vạn vật, nổi lên như một trong những công nghệ chủ chốt, cho phép kết
nối và giao tiếp giữa các thiết bị vật lý thông qua Internet. Các thiết bị IoT có khả lOMoAR cPSD| 58647650
năng thu thập, chia sẻ dữ liệu và tương tác với nhau mà không cần sự can thiệp của con người lOMoAR cPSD| 58647650
CHƯƠNG 2 : CÁC CHỨC NĂNG
2.1 : Các chức năng cơ bản
- Xem các thông tin nhiệt độ, độ ẩm , ánh sáng realtime qua cảm biến
- Điều khiển bật tắt 3 thiết bị socket và giao thức mqtt: Đèn, Quạt, Điều hòa
- Xem lịch sử data sensor: Tìm kiếm theo thời gian, Sắp xếp theo nhiệt độ,
độ ẩm, ánh sáng, thời gian
- Xem lịch sử bật tắt thiết bị: Tìm kiếm theo thời gian, loại thiết bị, hành
động. Sắp xếp theo thời gian
2.2 : Các thiết bị sử dụng - Phần cứng: - ESP32 Wroom - 32
- Cảm biến đo nhiệt độ , độ ẩm DHT11
- Cảm biến ánh sáng 4 pin - 3 đèn Led - Phần mềm:
- Font-end: Html,Css,Javascript
- Back end : Nodejs, Express.js - Database: Mysql - MQTT broker: Mosquitto lOMoAR cPSD| 58647650 CHƯƠNG 3 : GIAO DIỆN 3.1. Dashboard:
Trang Dashboard thể hiện thông số của các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng.
Hiển thị một biểu đồ chart cho biết sự biến thiên các giá trị của cảm biến, và các action
để điều khiển thiết bị:
Hình 1 : Dashboard 3.2. Data Sensor:
- Hiển thị bảng dữ liệu của Data Sensor gồm 5 cột ID, Nhiệt Độ, Độ Ẩm, Ánh Sáng, Thời Gian . lOMoAR cPSD| 58647650
Hình 2 : Data Sensor
- Thanh tìm kiếm cho phép người dùng tìm kiếm theo ngày. Bộ lọc gồm sort, sort type.
Hình 3 : Bộ Lọc Và Thanh Tìm Kiếm lOMoAR cPSD| 58647650 3.3. Device Activity
Hiển thị danh sách lịch sử hoạt động của các thiết bị.
Thanh tìm kiếm cho phép người dùng tìm kiếm dữ liệu theo thời gian. Bộ lọc
gồm thiết bị, hành động. Sắp xếp theo thời gian lOMoAR cPSD| 58647650 lOMoAR cPSD| 58647650 3.4. Profile:
Giao diện hiển thị thông tin cá nhân và đường dẫn đến báo cáo.pdf, git project và api docs của dự án.
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG lOMoAR cPSD| 58647650 4.3. Phần cứng
4.3.1 : Các thiết bị và các thành phần
Mạch bao gồm các thành phần Thành phần Hình ảnh Mạch điều khiển Esp32
Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 Cảm biến ánh sáng 4 pin Led 5mm Breadboard lOMoAR cPSD| 58647650 Dây nối
4.3.2 : Thiết kế mạch:
Hình 11: Thiết kế mạch
4.3.3 : Lập trình cho mạch điều khiển ESP32
Sử dụng IDE Arduino Với Các Thư Viện PubSub, Wifi Với ESP32.
Các thành phần của mã nguồn:
- Inculde các thư viện, setup mqtt username,password. Define pin cho các chân lOMoAR cPSD| 58647650 - Hàm setup - Hàm Setup Wifi lOMoAR cPSD| 58647650 - Setup Pub and Sub lOMoAR cPSD| 58647650 lOMoAR cPSD| 58647650 lOMoAR cPSD| 58647650
Chương trình từ ESP32 được cài đặt để pub/sub tới Mosquitto Broker. Điều này giúp
giao tiếp giữa Backend Server và ESP32 thông qua giao thức mqtt (một giao thức phù
hợp cho các thiết bị IoT). 4.4. Backend
4.4.1 : Thiết kế cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu gồm 2 bảng lOMoAR cPSD| 58647650
Hình 12: Thiết kế cơ sở dữ liệu Các bảng trong database: lOMoAR cPSD| 58647650
- devicehistory: chứa lịch sử bật tắt các Led Mô tả Cột Kiểu dữ liệu Id INT (PK) id thietbi VARCHAR(255) tên của thiết bị hanhdong VARCHAR(255) ON, OFF thoigian DATETIME
- data sensor: lịch sử dữ liệu từ 3 độ đo cảm biến Cột Kiểu dữ liệu Mô tả Id INT (PK) id temp FLOAT nhiệt độ humidity FLOAT độ ẩm lux int ánh sáng Date_Time DATETIME 4.5 : API Docs:
Xây dựng API Docs sử dụng Postman: lOMoAR cPSD| 58647650
Hình 17: API Docs PostMan
4.5.1 : Api lấy 4 dữ liệu gần nhất của DataSensor cho biểu đồ:
+ http://127.0.0.1:3000/api/getdatacharts/