lOMoARcPSD| 58737056
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Môn học: Mạng cảm biến
Họ và tên
: Trần Huy Đạt - B20DCDT050
: Trần Mạnh Điệp - B20DCDT051
: Nguyễn Thành Đô - B20DCDT052
: Bùi Ngọc Đức - B20DCDT053
: Nguyễn Minh Đức -
B20DCDT001
Nhóm bài tập
: 03
Nhóm lớp
: 02
Giảng viên
: ThS. Trần Thị Thanh Thuỷ
Hà Nội – 2023
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚP
lOMoARcPSD| 58737056
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
lOMoARcPSD| 58737056
MỞ ĐẦU
Hiện nay, việc bảo đảm tiết kiệm năng ợng là một ưu tiên quan trọng trên toàn
cầu. Việc tiêu tốn lượng lớn điện năng đchiếu sáng các phòng học, phòng thư viện
khu vực khác tạo ra một thách thức đáng kể cho việc tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi
trường. Sử dụng hệ thống cảm biến để điều chỉnh ánh sáng dựa trên mức độ tự nhiên của
ánh sáng trong môi trường không chỉ giúp giảm lượng điện tiêu thụ một cách đáng kể
còn tạo ra một môi trường chiếu sáng tối ưu. Ánh sáng tự nhiên là nguồn tài nguyên
giá mà chúng ta có sẵn mỗi ngày, và việc tận dụng nó một cách hiệu quả có thể đóng góp
đáng kể vào mục tiêu bảo vệ môi trường và giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái.
Sử dụng hệ thống cảm biến để điều chỉnh ánh sáng dựa trên mức đtự nhiên của ánh
sáng trong môi trường sẽ giúp giảm lượng điện tiêu thụ một cách đáng kể.
Một môi trường học tập thoải mái tối ưu thể tác động tích cực đến sự tập
trung hiệu suất học tập của học sinh sinh viên. Môi trường quá tối hoặc quá sáng
thể gây mệt mỏi gây sự phân tâm. Sử dụng cảm biến ánh sáng để điều chỉnh đèn
theo cách thông minh sẽ giúp tạo ra môi trường học tập tưởng, thích hợp với hoạt động
học tập và tương tác giữa giảng viên và học sinh. Điều này có thể cải thiện hiệu suất học
tập, giảm căng thẳng cho học sinh giảng viên, tạo ra một môi trường học tập hấp
dẫn hơn.
những do trên nên nhóm chúng em chọn đề tài Nghiên cứu ứng dụng mạng
cảm biến cho hệ thống chiếu sáng thông minh trong trường họckhông chỉ tiết
kiệm năng lượng là một ưu tiên quan trọng trên toàn cầu, mà còn vì hiệu suất học tập và
sự phát triển của học sinh cũng yếu tố quan trọng không thể bỏ qua. Trường học không
chỉ nơi để truyền đạt kiến thức, còn môi trường hình thành duy, sự sáng tạo
và phát triển cá nhân.
Chúng em hy vọng rằng thông qua nghiên cứu này, chúng ta có thể đóng góp vào
việc xây dựng các trường học thông minh, bảo vệ môi trường, thúc đẩy sự phát triển
toàn diện của thế hệ trẻ.
lOMoARcPSD| 58737056
MỤC LỤC
lOMoARcPSD| 58737056
DANH MỤC HÌNH ẢNH
lOMoARcPSD| 58737056
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG CẢM
BIẾN KHÔNG DÂY
1.1. Giới thiệu về mạng cảm biến
Mạng cảm biến (Sensor Network) một hệ thống gồm nhiều thiết bị cảm biến
được phân bố trong một khu vực hoặc môi trường cụ thể để thu thập, ghi nhận và truyền
tải thông tin về môi trường xung quanh. Mạng cảm biến được thiết kế để tự động thu thập
dữ liệu và gửi chúng về một trạm cơ sở hoặc điểm tập trung để xử lý, phân tích hoặc hiển
thị.
Hình 1.1: Mạng cảm biến (Sensor Network)
1.2. Những ứng dụng nổi bật của mạng cảm biến
a. Giám sát và điều khiển công nghiệp
Phục vụ việc thu thập thông tin, giám sát trạng thái hoạt động của hệ thống, như
trạng thái các van, trạng thái thiết bị, nhiệt độ và áp suất của nguyên liệu được lưu trữ; hệ
thống điều khiển không dây ánh sáng quảng cáo.
lOMoARcPSD| 58737056
b. Tự động hoá gia đình và điện dân dụng
Mục đích lớn của các mạng cảm biến không dây trong gia đình được mong chờ là
mức tiêu thụ điện thấp. Ứng dụng khác trong gia đình là việc hỗ trợ các dịch vụ gia đình
trên ôtô: ổ khoá không dây, các cảm biến cửa ra vào và cửa sổ, và các bộ điều khiển bóng
đèn không dây, chnhà một thiết bị tương tự như một key-fob với một nút bấm. Khi
bấm nút, thiết bị khoá tất cả các cửa ra vào và cửa sổ trong nhà, tắt hầu hết các bóng đèn
trong nhà (trừ một vài bóng đèn ngủ), bật các bóng đèn an toàn ngoài nhà, và thiết lập hệ
thống HVAC đến chế độ ngủ. Người sử dụng nhận một tiếng beep một lần hồi đáp thể
hiện tất cả đã thực hiện thành công, nghỉ ngơi hoàn toàn, như vậy ngôi nhà an toàn.
Khi một cánh cửa hỏng không thể mở, hoặc vấn đề tồn tại, một màn hình hiển thị trên
thiết bị chỉ thị nơi bị hỏng.
c. Trong quân sự
các mạng cảm biến dựa trên sở triển khai dày đặc với các nút giá rẻ chỉ
dùng một lần, việc bị địch phá huỷ một số nút không ảnh hưởng tới hoạt động chung như
các cảm biến truyền thống nên chúng tiếp cận chiến trường tốt hơn. Một số ứng dụng của
mạng cảm biến là: kiểm tra lực lượng, trang bị, đạn dược, giám sát chiến trường, trinh sát
vùng và lực lượng địch, tìm mục tiêu, đánh giá thiệt hại trận đánh, trinh sát và phát hiện
các vũ khí hóa học - sinh học - hạt nhân.
d. Trong y tế và giám sát sức khoẻ
Một số ứng dụng trong y tế của mạng cảm biến không dây cung cấp khả ng
giao tiếp cho người khuyết tật; kiểm tra tình trạng của bệnh nhân; chẩn đoán; quản
dược phẩm trong bệnh viện; kiểm tra sự di chuyển và các chế sinh học bên trong của
côn trùng các loài sinh vật nhỏ khác; kiểm tra từ xa các số liệu về sinh con người;
giám sát, kiểm tra các bác sĩ và bệnh nhân bên trong bệnh viện.
lOMoARcPSD| 58737056
e. Với môi trường và ngành nông nghiệp
Theo dõi sự di chuyển của các loài chim, loài thú nhỏ, côn trùng; kiểm tra các điều
kiện môi trường ảnh hưởng tới mùa màng và vật nuôi; tình trạng nước tưới; các công cụ
cho việc giám t mặt đất phạm vi rộng thám hiểm các hành tinh; phát hiện
hóa học, sinh học; tính toán trong nông nghiệp; kiểm tra môi trường không khí, đất trồng,
biển; phát hiện cháy rừng; nghiên cứu khí tượng địa lý; phát hiện lũ lụt; vẽ bản đồ sinh
học phức tạp của môi trường nghiên cứu ô nhiễm môi trường. Các ng dụng của các
mạng cảm biến không dây cũng được sử dụng trên các trang trại chăn nuôi.
1.3. Ứng dụng trong hệ thống chiếu sáng thông minh trong trường học
Hệ thống chiếu sáng thông minh trong trường học có thể được nâng cấp và tối ưu
hóa thông qua việc ứng dụng mạng cảm biến. Dưới đây một số cách mạng cảm
biến có thể được áp dụng trong lĩnh vực này:
Điều chỉnh ánh sáng tự động: Mạng cảm biến có thể được sử dụng để theo
dõi mức độ tự nhiên của ánh sáng trong từng phòng học và điều chỉnh đèn
theo cách thông minh. Khi ánh sáng tự nhiên đủ, hệ thống thể tắt hoặc
giảm ánh ng điện để tiết kiệm năng lượng. Ngược lại, khi cần thêm ánh
sáng, hệ thống có thể tăng cường đèn.
Tạo cài đặt ánh sáng tùy chỉnh: Hệ thống thể cho phép giảng viên
quản trường học tạo ra cài đặt ánh sáng y chỉnh cho từng phòng học.
Một phòng thể một cài đặt ánh sáng phù hợp cho giảng dạy trong
buổi sáng và một cài đặt khác cho buổi tối
Giảm căng thẳng tạo môi trường học tập tốt hơn: Ánh sáng thể ảnh
hưởng đến tâm trạng và hiệu suất học tập của học sinh. Mạng cảm biến có
thể được sử dụng để cân nhắc mức độ ánh sáng thích hợp cho từng hoạt
động học tập, giúp giảm căng thẳng và tạoi trường học tập tối ưu.
Tích hợp với hệ thống quản tòa nhà thông minh: Mạng cảm biến thể
được tích hợp với các hệ thống quản tòa nhà thông minh để tối ưu hóa
việc sử dụng năng lượng và quản lý các thiết bị khác trong tòa nhà.
lOMoARcPSD| 58737056
1.4. Kết luận
Các mạng cảm biến không dây với chi phí đầu thấp, tiêu thụ ít điện năng, cho
phép triển khai trong nhiều điều kiện địa hình khí hậu phức tạp, đặc biệt là khả năng tự
tổ chức mạng, khả năng xử cộng tác và chịu được các hư hỏng sự cố đã tạo ra một triển
vọng ứng dụng đầy tiềm năng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Tuy nhiên để triển khai
mạng cảm biến không dây, người thiết kế hệ thống cần phải nắm bắt được những nhân tố
tác động đến mạng, những nhược điểm của mạng cần phải được khắc phục, cần quan tâm
đến các tham số mạng, … cần có sự mô phỏng đánh giá để từ đó có thể thiết kế hệ thống
theo cách tối ưu nhất.
lOMoARcPSD| 58737056
CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG CHIẾU
SÁNG THÔNG MINH TRONG TRƯỜNG HỌC
2.1. Giới thiệu về các linh kiện
2.1.1. Vi điều khiển ESP 32 WROOM 32U
a. Giới thiệu chung về ESP32
Hình 2.1: Kit ESP32 WROOM 32u
ESP32 là một dòng vi điều khiển hệ thống trên chip (SoC) giá rẻ, tiết kiệm
năng lượng với Wi-Fi Bluetooth tích hợp. ESP32 được tạo phát triển bởi
Espressif Systems, một công ty Trung Quốc trụ sở tại Thượng Hải, được sản
xuất bởi TSMC sử dụng quy trình 40 nm của họ
1
. người kế nhiệm của vi
điều khiển ESP8266.
Các tính năng của ESP32 bao gồm :
Bộ xử lý: CPU Xtensa hai nhân (hoặc một nhân) 32 bit LX6, hoạt động
160 hoặc 240 MHz và thực hiện lên đến 600 DMIPS.
lOMoARcPSD| 58737056
Bộ nhớ: 520 KiB RAM, 448 KiB ROM.
Kết nối không dây: Wi-Fi: 802.11 b/g/n, Bluetooth: v4.2 BR/EDR và BLE
(chia sẻ radio với Wi-Fi).
Giao diện ngoại vi: 34 × GPIO thể lập trình, ADC SAR 12 bit n đến
18 kênh, 2 × DAC 8 bit, 10 × cảm biến cảm ứng (GPIO cảm biến điện
dung), 4 × SPI, 2 × giao diện I²S, 2 × giao diện I²C, 3 × UART, SD / SDIO
/ CEATA / MMC / eMMC host controller, SDIO/SPI slave controller,
Ethernet MAC interface với DMA chuyên dụng hỗ trợ giao thức thời
gian chính xác IEEE 1588 đã được lên kế hoạch.
b. Cấu tạo
Hình 2.2 : chíp ESP32
SPI flash: 64 Mbits, 3.3V
Chip xử lí: ESP32-D0WD
Crystal: 40 MHz
Bộ nhớ: 448KByte ROM, 520 Kbyte SRAM
Antenna: đầu nối U.FL (giúp kết nối với anten IPEX bên ngoài)
Network protocols: IPv4, IPv6, SSL, TCP/UDP/HTTP/FTP/MQTT
User configuration: AT instruction set, cloud server, Android/iOS app
lOMoARcPSD| 58737056
Downloaded by Bao Ngoc (baongoc32@gmail.com)
WiFi:
o Wi-Fi mode: Station/SoftAP/SoftAP+Station/P2P o Wi-Fi
Security: WPA/WPA2/WPA2-Enterprise/WPS o Các giao thức:
802.11 b/g/n (802.11n up to 150 Mbps)
A-MPDU and A-MSDU aggregation and 0.4 µs guard
interval support
o Phạm vi tần số: 2.4 ~ 2.5 GHz
Bluetooth: o Các giao thức: Bluetooth v4.2 BR/EDR and BLE
specification o Radio:
NZIF receiver with –97 dBm sensitivity
Class-1, class-2 and class-3 transmitter
AFH
o Audio: CVSD and SBC
Encryption: AES/RSA/ECC/SHA
Firmware upgrade: UART Download / OTA
Software development: Supports Cloud Server Development / SDK for
custom firmware development
Module interface: SD card, UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, Motor
PWM, I2S, IR
On-chip sensor: Hall sensor
On-board clock: 40 MHz crystal
Điên áp hoạt động: 2.7 ~ 3.6
Dòng điên hoạt động: trung bình: 80 m
Dòng điên tối thiểu lấy từ nguồn điệ n: 500 m
Nhiêt độ hoạt động: –40°C ~ +85°C
Tùy chọn cung cấp điê
Có các tùy chọn sau để cung cấp nguồn điên cho bo mạch này:
lOMoARcPSD| 58737056
Downloaded by Bao Ngoc (baongoc32@gmail.com)
o Cổng Micro USB, đây là kết nối cấp nguồn mặc
định o Chân tiêu đề 5V / GND o Chân tiêu đề 3V3 /
GND o Cảnh báo:
Các tùy chọn trên loại trừ lẫn nhau, tức nguồn điên
thể được cung cấp chỉ bằng một trong các tùy chọn trên. Cố
gắng cấp nguồn cho bo mạch bằng nhiều kết nối cùng một lúc
có thể làm hỏng bo mạch và / hoặc nguồn cấp điên.
c. Mục đích sử dụng trong ứng dụng
Sử dụng ESSP32 làm các nút và sink nút để thực hiện thu thập dữ liệu để phục vụ
cho ứng dụng điều khiển ánh sáng
2.1.2. Giới thiệu về ANTEN 2.4G Wifi PIEX SMA
a. Giới thiệu chung
Loại anten đầu kết nối dạng SMA giúp tăng khả năng thu phát sóng của ESP32.
Hình 2.3 : ANTEN 2.4G Wifi PIEX SMA
Thông số kỹ thuật:
Băng tần: 2400-2500
lOMoARcPSD| 58737056
Downloaded by Bao Ngoc (baongoc32@gmail.com)
Chỉ số chi tiết: hiệu suất điện điện Thông số kỹ thuật
Dải băng tần (MHz) 2400-2500
Gain Gain (dBi)> 2,5
VSWR VSWR<1,5
Phân cực phân cực dọc
Tròn không tuần hoàn (dB) ± 0,5
Trở kháng (Ω) 50
Sét bảo vệ chống sét trực tiếp mặt đất
Tối đa sức mạnh công suất tối đa đầu vào (W) 50
Hình thức kết nối Loại SMA
Nhiệt độ hoạt động nhiệt độ () -40 ~ + 70
b. Mục đích sử dụng trong ứng dụng
Mục đích sử dụng Anten là để tăng khoảng cách giữa các nút và sink nút với nhau.
Đảm bảo việc kết nối được liện tục ko bị gián đoạn.
2.1.3. Cảm biến ánh sáng(có đầu ra analog)
a. Giới thiệu chung về cảm biến ánh sáng
Cảm biến ánh sáng với đầu ra analog một thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh
sáng (photon) thành năng lượng điện tử (electron). Cảm biến này cũng quan sát sự thay
đổi trong các yếu tố bên ngoài như cường độ ánh sáng, tốc độ gió, bức xạ mặt trời
những yếu tố khác
lOMoARcPSD| 58737056
Downloaded by Bao Ngoc (baongoc32@gmail.com)
Hình 2.4: Mô-đun cảm biến ánh sáng
b. Cấu tạo
-đun cảm biến ánh sáng LDR có 4 chân:
Chân VCC: nối chân này với nguồn điện (trong khoảng từ 3.3V đến 5V).
Chân GND: nối chân này với đất
Chân D0: Đây chân đầu ra kỹ thuật số. cho tín hiệu cao kho trời tối
và thấp khi trời sáng . có thể tuỳ chỉnh ngưỡng giữa tối và sáng bằng chiết
áp tích hợp.
Chân A0: Đây chân đầu ra analog. Giá trị giảm khi ánh sáng ng hơn
và tăng khi ánh sáng tối hơn.
Hình 2.5: đồ chân của cảm biến ánh sáng
Ngoài ra, mô-đun cảm biến ánh sáng LDR được trang bị hai đèn
LED:
lOMoARcPSD| 58737056
Downloaded by Bao Ngoc (baongoc32@gmail.com)
Đèn báo PWR-LED hiển thị trạng thái nguồn.
Đèn báo DO-LED phản ánh trạng thái ánh sáng trên chân DO: nó sáng khi
có ánh sáng và tắt khi tối.
c. Mục đích sử dụng trong ứng dụng
Sử dụng cảm biến áng sáng có đầu ra tương tự (Analog) để đọc cường độ sáng của
ánh sang ngoài môi trường để giúp điều chỉnh độ sáng của đèn để tạo môi trường sáng
thích hợp.
2.1.4. Đèn Led
a. Giới thiệu về đèn led
Đèn LED đơn thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ chiếu
sáng nền trên màn hình điện tử đến đèn báo trạng thái trong thiết bị điện tử, và thậm chí
trong các dự án DIY (làm đồ thủ công) hoặc trong công việc sửa chữa.
Hình 2.5: Led đơn
Nguyên tắc hoạt động: Đèn LED đơn hoạt động dựa trên nguyên tắc phát quang
điện tử của các đèn LED. Khi một dòng điện đi qua đèn LED, nó kích thích các electron
trong chất bán dẫn (semiconductor) bên trong, làm cho chúng chuyển động phát ra
ánh sáng.
Ứng dụng phổ biến:
lOMoARcPSD| 58737056
Downloaded by Bao Ngoc (baongoc32@gmail.com)
Đèn báo trạng thái: Đèn LED đơn thường được sử dụng để hiển thị trạng
thái của các thiết bị, ví dụ, đèn báo nguồn hoặc đèn báo Wi-Fi trên thiết bị
điện tử.
Chiếu sáng nền màn hình: Trong các màn hình điện tử như TV, điện thoại
di động hoặc máy tính, đèn LED đơn thường được sử dụng để tạo ánh sáng
nền và hiển thị hình ảnh trên màn hình.
Ưu điểm:
Tiết kiệm năng lượng: Đèn LED đơn tiêu thụ ít năng lượng hơn so với các
loại đèn truyền thống.
Tuổi thọ cao: Các đèn LED đơn có tuổi thọ dài, thường kéo dài hàng ngàn
giờ sử dụng.
Khả năng hiển thị nhiều màu sắc: Đèn LED có khả năng tạo ra nhiều màu
sắc khác nhau mà không cần sử dụng bộ lọc màu.
b. Mục đích sử dụng trong ứng dụng
Vì đề tài dừng ở mức độ mô hình nên sử dụng đèn Led đơn để thực hiện.
2.1.5. Nguồn
a. Giới thiệu về nguồn
Nguồn cung cấp 5V 2A thông qua cổng Micro USB một loại nguồn phổ biến
được sử dụng để cung cấp nguồn cho nhiều thiết bị di động điện tử khác nhau, bao
gồm điện thoại di động, máy tính bảng, Raspberry Pi, các loại board phát triển n
Arduino, ESP32, và nhiều thiết bị khác
lOMoARcPSD| 58737056
Hình 2.6: nguồn 5V-2A microusb
Điện áp và Dòng điện: Nguồn này cung cấp điện áp 5V (Volts) và dòng điện 2A
(Amperes). Điện áp 5V điện áp tiêu chuẩn cho nhiều thiết bị điện tử, dòng
điện 2A thường đủ để cung cấp nguồn cho c thiết bị đòi hỏi năng lượng cao hơn.
Loại cổng kết nối: Nguồn 5V 2A Micro USB có một cổng Micro USB ở một đầu
để kết nối với thiết bị cần cung cấp nguồn. Đây một loại cổng phổ biến được sử
dụng trong nhiều thiết bị di động và board phát triển.
b. Mục đích sử dụng trong ứng dụng
Sử dụng để cấp nguồn cho các nút cảm biến và sink nút
2.2. Giao thức
2.2.1. Giới thiệu về giao thức
a. Giao thức MAC
Media Access Control hay Medium Access Control (tiếng Anh, viết tắt:MAC) có
nghĩa "điều khiển truy nhập môi trường") tầng con, một phần của tầng liên kết dữ
lOMoARcPSD| 58737056
liệu trong hình 7 tầng OSI. Tầng liên kết dữ liệu (tầng nhì) được chia thành 2 tầng
con: MAC nằm ở dưới, trên tần con LLC. MAC cung cấp các chế đánh địa chỉ
điều khiển (channel access), các chế này cho phép các trạm cuối (terminal) hoặc
các nút mạng liên lạc với nhau trong một mạng, điển hình là mạng hoặc MAN. Giao thức
MAC không cần thiết trong liên lạc điểm-tới-điểm song công (full-duplex).
Tầng con MAC hoạt động với vai trò một giao diện giữa tầng con điều khiển liên
kết lôgic LLC và tầng vật lý của mạng.
Tầng MAC cung cấp một chế đánh địa chđược gọi địa chỉ vật hoặc địa
chỉ MAC. Đây là một con số được cấp một cách phân biệt cho từng card mạng, cho phép
chuyển giao các gói dữ liệu tới đích trong một mạng con, nghĩa là một mạng vật không
có các thiết bị định tuyến, ví dụ một mạng Ethernet.
MAC - Media access control thường được dùng như một từ đồng nghĩa với giao
thức đa truy nhập (multiple access protocol), do tầng con MAC cung cấp giao thức
các cơ chế điều khiển cần thiết cho một phương pháp truy nhập kênh nhất định (channel
access method). Việc này cho phép nhiều trạm kết nối tới cùng một môi trường vật
dùng chung môi trường đó. Ví dụ về các môi trường vật dùng chung bus network,
ring network, hub network, mạng không dây các liên kết điểm-tới-điểm bán song công
(half-duplex).
b. Giao thức ESP-NOW
ESP-NOW là một giao thức được phát triển bởi Espressif, cho phép nhiều thiết
bị giao tiếp với nhau không cần sử dụng Wi-Fi. Giao thức này tương tự như kết nối
không dây 2.4GHz công suất thấp (…) . Việc ghép nối giữa các thiết bị là cần thiết trước
khi giao tiếp. Sau khi ghép nối xong, kết nối sẽ an toànngang hàng, không cần bắt tay
.
Điều này có nghĩa sau khi ghép nối một thiết bị với nhau, kết nối sẽ được duy
trì. Nói cách khác, nếu đột nhiên một trong các bảng của bạn bị mất điện hoặc khởi động
lại, khi khởi động lại, sẽ tự động kết nối với bảng ngang ng của mình để tiếp tục
liên lạc.
lOMoARcPSD| 58737056
ESP-NOW hỗ trợ các tính năng sau:
Giao tiếp unicast được mã hóa và không được mã hóa;
Các thiết bị ngang hàng được mã hóa và không được mã hóa hỗn hợp;
Có thể tuyền dữ liệu lên tới 250 byte ;
Gửi chức năng gọi lại có thể được thiết lập để thông báo cho lớp ứng dụng về
việc truyền thành công hay thất bại.
Công nghệ ESP-NOW cũng có những hạn chế sau:
Các Board ESP32 được hóa hạn chế. Tối đa 10 Board ESP32 được mã hóa
được hỗ trợ chế đTrạm; nhiều nhất 6 chế độ SoftAP hoặc SoftAP +
Station;
Nhiều Board ESP32 không được hóa được hỗ trợ, tuy nhiên, tổng số của
chúng phải nhỏ hơn 20, bao gồm cả Board ESP32 được hóa; Dung lượng
dữ liệu truyền tải được giới hạn ở 250 byte .
Nói một cách đơn giản, ESP-NOW một giao thức truyền thông nhanh thể
được sử dụng để trao đổi các thông báo nhỏ (tối đa 250 byte) giữa các bảng ESP32.
ESP-NOW rất linh hoạt bạn thể giao tiếp một chiều hoặc hai chiều trong các
thiết lập khác nhau.
Hình 2.7: mô hình ESP-NOW

Preview text:

lOMoAR cPSD| 58737056
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚP
Môn học: Mạng cảm biến Họ và tên
: Trần Huy Đạt - B20DCDT050
: Trần Mạnh Điệp - B20DCDT051
: Nguyễn Thành Đô - B20DCDT052
: Bùi Ngọc Đức - B20DCDT053 : Nguyễn Minh Đức - B20DCDT001 Nhóm bài tập : 03 Nhóm lớp : 02 Giảng viên
: ThS. Trần Thị Thanh Thuỷ Hà Nội – 2023 lOMoAR cPSD| 58737056
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
.............................................................................................................................. lOMoAR cPSD| 58737056 MỞ ĐẦU
Hiện nay, việc bảo đảm tiết kiệm năng lượng là một ưu tiên quan trọng trên toàn
cầu. Việc tiêu tốn lượng lớn điện năng để chiếu sáng các phòng học, phòng thư viện và
khu vực khác tạo ra một thách thức đáng kể cho việc tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi
trường. Sử dụng hệ thống cảm biến để điều chỉnh ánh sáng dựa trên mức độ tự nhiên của
ánh sáng trong môi trường không chỉ giúp giảm lượng điện tiêu thụ một cách đáng kể mà
còn tạo ra một môi trường chiếu sáng tối ưu. Ánh sáng tự nhiên là nguồn tài nguyên vô
giá mà chúng ta có sẵn mỗi ngày, và việc tận dụng nó một cách hiệu quả có thể đóng góp
đáng kể vào mục tiêu bảo vệ môi trường và giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái.
Sử dụng hệ thống cảm biến để điều chỉnh ánh sáng dựa trên mức độ tự nhiên của ánh
sáng trong môi trường sẽ giúp giảm lượng điện tiêu thụ một cách đáng kể.
Một môi trường học tập thoải mái và tối ưu có thể tác động tích cực đến sự tập
trung và hiệu suất học tập của học sinh và sinh viên. Môi trường quá tối hoặc quá sáng
có thể gây mệt mỏi và gây sự phân tâm. Sử dụng cảm biến ánh sáng để điều chỉnh đèn
theo cách thông minh sẽ giúp tạo ra môi trường học tập lý tưởng, thích hợp với hoạt động
học tập và tương tác giữa giảng viên và học sinh. Điều này có thể cải thiện hiệu suất học
tập, giảm căng thẳng cho học sinh và giảng viên, và tạo ra một môi trường học tập hấp dẫn hơn.
Vì những lý do trên nên nhóm chúng em chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng mạng
cảm biến cho hệ thống chiếu sáng thông minh trong trường học” không chỉ vì tiết
kiệm năng lượng là một ưu tiên quan trọng trên toàn cầu, mà còn vì hiệu suất học tập và
sự phát triển của học sinh cũng là yếu tố quan trọng không thể bỏ qua. Trường học không
chỉ là nơi để truyền đạt kiến thức, mà còn là môi trường hình thành tư duy, sự sáng tạo và phát triển cá nhân.
Chúng em hy vọng rằng thông qua nghiên cứu này, chúng ta có thể đóng góp vào
việc xây dựng các trường học thông minh, bảo vệ môi trường, và thúc đẩy sự phát triển
toàn diện của thế hệ trẻ. lOMoAR cPSD| 58737056 MỤC LỤC lOMoAR cPSD| 58737056 DANH MỤC HÌNH ẢNH lOMoAR cPSD| 58737056
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
1.1. Giới thiệu về mạng cảm biến
Mạng cảm biến (Sensor Network) là một hệ thống gồm nhiều thiết bị cảm biến
được phân bố trong một khu vực hoặc môi trường cụ thể để thu thập, ghi nhận và truyền
tải thông tin về môi trường xung quanh. Mạng cảm biến được thiết kế để tự động thu thập
dữ liệu và gửi chúng về một trạm cơ sở hoặc điểm tập trung để xử lý, phân tích hoặc hiển thị.
Hình 1.1: Mạng cảm biến (Sensor Network)
1.2. Những ứng dụng nổi bật của mạng cảm biến
a. Giám sát và điều khiển công nghiệp
Phục vụ việc thu thập thông tin, giám sát trạng thái hoạt động của hệ thống, như
trạng thái các van, trạng thái thiết bị, nhiệt độ và áp suất của nguyên liệu được lưu trữ; hệ
thống điều khiển không dây ánh sáng quảng cáo. lOMoAR cPSD| 58737056
b. Tự động hoá gia đình và điện dân dụng
Mục đích lớn của các mạng cảm biến không dây trong gia đình được mong chờ là
mức tiêu thụ điện thấp. Ứng dụng khác trong gia đình là việc hỗ trợ các dịch vụ gia đình
trên ôtô: ổ khoá không dây, các cảm biến cửa ra vào và cửa sổ, và các bộ điều khiển bóng
đèn không dây, chủ nhà có một thiết bị tương tự như một key-fob với một nút bấm. Khi
bấm nút, thiết bị khoá tất cả các cửa ra vào và cửa sổ trong nhà, tắt hầu hết các bóng đèn
trong nhà (trừ một vài bóng đèn ngủ), bật các bóng đèn an toàn ngoài nhà, và thiết lập hệ
thống HVAC đến chế độ ngủ. Người sử dụng nhận một tiếng beep một lần hồi đáp thể
hiện tất cả đã thực hiện thành công, và nghỉ ngơi hoàn toàn, như vậy ngôi nhà an toàn.
Khi một cánh cửa hỏng không thể mở, hoặc vấn đề tồn tại, một màn hình hiển thị trên
thiết bị chỉ thị nơi bị hỏng. c. Trong quân sự
Vì các mạng cảm biến dựa trên cơ sở triển khai dày đặc với các nút giá rẻ và chỉ
dùng một lần, việc bị địch phá huỷ một số nút không ảnh hưởng tới hoạt động chung như
các cảm biến truyền thống nên chúng tiếp cận chiến trường tốt hơn. Một số ứng dụng của
mạng cảm biến là: kiểm tra lực lượng, trang bị, đạn dược, giám sát chiến trường, trinh sát
vùng và lực lượng địch, tìm mục tiêu, đánh giá thiệt hại trận đánh, trinh sát và phát hiện
các vũ khí hóa học - sinh học - hạt nhân.
d. Trong y tế và giám sát sức khoẻ
Một số ứng dụng trong y tế của mạng cảm biến không dây là cung cấp khả năng
giao tiếp cho người khuyết tật; kiểm tra tình trạng của bệnh nhân; chẩn đoán; quản lý
dược phẩm trong bệnh viện; kiểm tra sự di chuyển và các cơ chế sinh học bên trong của
côn trùng và các loài sinh vật nhỏ khác; kiểm tra từ xa các số liệu về sinh lý con người;
giám sát, kiểm tra các bác sĩ và bệnh nhân bên trong bệnh viện. lOMoAR cPSD| 58737056
e. Với môi trường và ngành nông nghiệp
Theo dõi sự di chuyển của các loài chim, loài thú nhỏ, côn trùng; kiểm tra các điều
kiện môi trường ảnh hưởng tới mùa màng và vật nuôi; tình trạng nước tưới; các công cụ
vĩ mô cho việc giám sát mặt đất ở phạm vi rộng và thám hiểm các hành tinh; phát hiện
hóa học, sinh học; tính toán trong nông nghiệp; kiểm tra môi trường không khí, đất trồng,
biển; phát hiện cháy rừng; nghiên cứu khí tượng và địa lý; phát hiện lũ lụt; vẽ bản đồ sinh
học phức tạp của môi trường và nghiên cứu ô nhiễm môi trường. Các ứng dụng của các
mạng cảm biến không dây cũng được sử dụng trên các trang trại chăn nuôi.
1.3. Ứng dụng trong hệ thống chiếu sáng thông minh trong trường học
Hệ thống chiếu sáng thông minh trong trường học có thể được nâng cấp và tối ưu
hóa thông qua việc ứng dụng mạng cảm biến. Dưới đây là một số cách mà mạng cảm
biến có thể được áp dụng trong lĩnh vực này:
• Điều chỉnh ánh sáng tự động: Mạng cảm biến có thể được sử dụng để theo
dõi mức độ tự nhiên của ánh sáng trong từng phòng học và điều chỉnh đèn
theo cách thông minh. Khi ánh sáng tự nhiên đủ, hệ thống có thể tắt hoặc
giảm ánh sáng điện để tiết kiệm năng lượng. Ngược lại, khi cần thêm ánh
sáng, hệ thống có thể tăng cường đèn.
• Tạo cài đặt ánh sáng tùy chỉnh: Hệ thống có thể cho phép giảng viên và
quản lý trường học tạo ra cài đặt ánh sáng tùy chỉnh cho từng phòng học.
Một phòng có thể có một cài đặt ánh sáng phù hợp cho giảng dạy trong
buổi sáng và một cài đặt khác cho buổi tối
• Giảm căng thẳng và tạo môi trường học tập tốt hơn: Ánh sáng có thể ảnh
hưởng đến tâm trạng và hiệu suất học tập của học sinh. Mạng cảm biến có
thể được sử dụng để cân nhắc mức độ ánh sáng thích hợp cho từng hoạt
động học tập, giúp giảm căng thẳng và tạo môi trường học tập tối ưu.
• Tích hợp với hệ thống quản lý tòa nhà thông minh: Mạng cảm biến có thể
được tích hợp với các hệ thống quản lý tòa nhà thông minh để tối ưu hóa
việc sử dụng năng lượng và quản lý các thiết bị khác trong tòa nhà. lOMoAR cPSD| 58737056 1.4. Kết luận
Các mạng cảm biến không dây với chi phí đầu tư thấp, tiêu thụ ít điện năng, cho
phép triển khai trong nhiều điều kiện địa hình khí hậu phức tạp, đặc biệt là khả năng tự
tổ chức mạng, khả năng xử lý cộng tác và chịu được các hư hỏng sự cố đã tạo ra một triển
vọng ứng dụng đầy tiềm năng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Tuy nhiên để triển khai
mạng cảm biến không dây, người thiết kế hệ thống cần phải nắm bắt được những nhân tố
tác động đến mạng, những nhược điểm của mạng cần phải được khắc phục, cần quan tâm
đến các tham số mạng, … cần có sự mô phỏng đánh giá để từ đó có thể thiết kế hệ thống theo cách tối ưu nhất. lOMoAR cPSD| 58737056
CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG CHIẾU
SÁNG THÔNG MINH TRONG TRƯỜNG HỌC
2.1. Giới thiệu về các linh kiện
2.1.1. Vi điều khiển ESP 32 WROOM 32U
a. Giới thiệu chung về ESP32
Hình 2.1: Kit ESP32 WROOM 32u
ESP32 là một dòng vi điều khiển hệ thống trên chip (SoC) giá rẻ, tiết kiệm
năng lượng với Wi-Fi và Bluetooth tích hợp. ESP32 được tạo và phát triển bởi
Espressif Systems, một công ty Trung Quốc có trụ sở tại Thượng Hải, và được sản
xuất bởi TSMC sử dụng quy trình 40 nm của họ1. Nó là người kế nhiệm của vi điều khiển ESP8266.
Các tính năng của ESP32 bao gồm :
• Bộ xử lý: CPU Xtensa hai nhân (hoặc một nhân) 32 bit LX6, hoạt động ở
160 hoặc 240 MHz và thực hiện lên đến 600 DMIPS. lOMoAR cPSD| 58737056
• Bộ nhớ: 520 KiB RAM, 448 KiB ROM.
• Kết nối không dây: Wi-Fi: 802.11 b/g/n, Bluetooth: v4.2 BR/EDR và BLE
(chia sẻ radio với Wi-Fi).
• Giao diện ngoại vi: 34 × GPIO có thể lập trình, ADC SAR 12 bit lên đến
18 kênh, 2 × DAC 8 bit, 10 × cảm biến cảm ứng (GPIO cảm biến điện
dung), 4 × SPI, 2 × giao diện I²S, 2 × giao diện I²C, 3 × UART, SD / SDIO
/ CEATA / MMC / eMMC host controller, SDIO/SPI slave controller,
Ethernet MAC interface với DMA chuyên dụng và hỗ trợ giao thức thời
gian chính xác IEEE 1588 đã được lên kế hoạch. b. Cấu tạo
Hình 2.2 : chíp ESP32 • SPI flash: 64 Mbits, 3.3V • Chip xử lí: ESP32-D0WD • Crystal: 40 MHz
• Bộ nhớ: 448KByte ROM, 520 Kbyte SRAM
• Antenna: đầu nối U.FL (giúp kết nối với anten IPEX bên ngoài)
• Network protocols: IPv4, IPv6, SSL, TCP/UDP/HTTP/FTP/MQTT
• User configuration: AT instruction set, cloud server, Android/iOS app lOMoAR cPSD| 58737056 WiFi:
o Wi-Fi mode: Station/SoftAP/SoftAP+Station/P2P o Wi-Fi
Security: WPA/WPA2/WPA2-Enterprise/WPS o Các giao thức:
802.11 b/g/n (802.11n up to 150 Mbps)
A-MPDU and A-MSDU aggregation and 0.4 µs guard interval support
o Phạm vi tần số: 2.4 ~ 2.5 GHz
• Bluetooth: o Các giao thức: Bluetooth v4.2 BR/EDR and BLE specification o Radio:
NZIF receiver with –97 dBm sensitivity
Class-1, class-2 and class-3 transmitter AFH o Audio: CVSD and SBC
• Encryption: AES/RSA/ECC/SHA
• Firmware upgrade: UART Download / OTA
• Software development: Supports Cloud Server Development / SDK for custom firmware development
• Module interface: SD card, UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, Motor PWM, I2S, IR
• On-chip sensor: Hall sensor
• On-board clock: 40 MHz crystal
• Điên áp hoạt động: 2.7 ~ 3.6Ṿ
• Dòng điên hoạt động: trung bình: 80 mẠ
• Dòng điên tối thiểu lấy từ nguồn điệ n: 500 mẠ
• Nhiêt độ hoạt động: –40°C ~ +85°C̣
• Tùy chọn cung cấp điêṇ
Có các tùy chọn sau để cung cấp nguồn điên cho bo mạch này:̣
Downloaded by Bao Ngoc (baongoc32@gmail.com) lOMoAR cPSD| 58737056
o Cổng Micro USB, đây là kết nối cấp nguồn mặc
định o Chân tiêu đề 5V / GND o Chân tiêu đề 3V3 / GND o Cảnh báo:
Các tùy chọn trên là loại trừ lẫn nhau, tức là nguồn điên
có ̣ thể được cung cấp chỉ bằng một trong các tùy chọn trên. Cố
gắng cấp nguồn cho bo mạch bằng nhiều kết nối cùng một lúc
có thể làm hỏng bo mạch và / hoặc nguồn cấp điên.̣
c. Mục đích sử dụng trong ứng dụng
Sử dụng ESSP32 làm các nút và sink nút để thực hiện thu thập dữ liệu để phục vụ
cho ứng dụng điều khiển ánh sáng
2.1.2. Giới thiệu về ANTEN 2.4G Wifi PIEX SMA
a. Giới thiệu chung
Loại anten có đầu kết nối dạng SMA giúp tăng khả năng thu phát sóng của ESP32.
Hình 2.3 : ANTEN 2.4G Wifi PIEX SMA Thông số kỹ thuật: Băng tần: 2400-2500
Downloaded by Bao Ngoc (baongoc32@gmail.com) lOMoAR cPSD| 58737056
• Chỉ số chi tiết: hiệu suất điện điện Thông số kỹ thuật
• Dải băng tần (MHz) 2400-2500 • Gain Gain (dBi)> 2,5 • VSWR VSWR<1,5
• Phân cực phân cực dọc
• Tròn không tuần hoàn (dB) ± 0,5 • Trở kháng (Ω) 50
• Sét bảo vệ chống sét trực tiếp mặt đất
• Tối đa sức mạnh công suất tối đa đầu vào (W) 50
• Hình thức kết nối Loại SMA
• Nhiệt độ hoạt động nhiệt độ (℃) -40 ~ + 70
b. Mục đích sử dụng trong ứng dụng
Mục đích sử dụng Anten là để tăng khoảng cách giữa các nút và sink nút với nhau.
Đảm bảo việc kết nối được liện tục và ko bị gián đoạn.
2.1.3. Cảm biến ánh sáng(có đầu ra analog)
a. Giới thiệu chung về cảm biến ánh sáng
Cảm biến ánh sáng với đầu ra analog là một thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh
sáng (photon) thành năng lượng điện tử (electron). Cảm biến này cũng quan sát sự thay
đổi trong các yếu tố bên ngoài như cường độ ánh sáng, tốc độ gió, bức xạ mặt trời và những yếu tố khác
Downloaded by Bao Ngoc (baongoc32@gmail.com) lOMoAR cPSD| 58737056
Hình 2.4: Mô-đun cảm biến ánh sáng b. Cấu tạo
Mô-đun cảm biến ánh sáng LDR có 4 chân:
• Chân VCC: nối chân này với nguồn điện (trong khoảng từ 3.3V đến 5V).
• Chân GND: nối chân này với đất
• Chân D0: Đây là chân đầu ra kỹ thuật số. nó cho tín hiệu cao kho trời tối
và thấp khi trời sáng . có thể tuỳ chỉnh ngưỡng giữa tối và sáng bằng chiết áp tích hợp.
• Chân A0: Đây là chân đầu ra analog. Giá trị giảm khi ánh sáng sáng hơn
và tăng khi ánh sáng tối hơn.
Hình 2.5: sơ đồ chân của cảm biến ánh sáng
Ngoài ra, mô-đun cảm biến ánh sáng LDR được trang bị hai đèn LED:
Downloaded by Bao Ngoc (baongoc32@gmail.com) lOMoAR cPSD| 58737056
• Đèn báo PWR-LED hiển thị trạng thái nguồn.
Đèn báo DO-LED phản ánh trạng thái ánh sáng trên chân DO: nó sáng khi
có ánh sáng và tắt khi tối.
c. Mục đích sử dụng trong ứng dụng
Sử dụng cảm biến áng sáng có đầu ra tương tự (Analog) để đọc cường độ sáng của
ánh sang ngoài môi trường để giúp điều chỉnh độ sáng của đèn để tạo môi trường sáng thích hợp. 2.1.4. Đèn Led
a. Giới thiệu về đèn led
Đèn LED đơn thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ chiếu
sáng nền trên màn hình điện tử đến đèn báo trạng thái trong thiết bị điện tử, và thậm chí
trong các dự án DIY (làm đồ thủ công) hoặc trong công việc sửa chữa. Hình 2.5: Led đơn
Nguyên tắc hoạt động: Đèn LED đơn hoạt động dựa trên nguyên tắc phát quang
điện tử của các đèn LED. Khi một dòng điện đi qua đèn LED, nó kích thích các electron
trong chất bán dẫn (semiconductor) bên trong, làm cho chúng chuyển động và phát ra ánh sáng.
Ứng dụng phổ biến:
Downloaded by Bao Ngoc (baongoc32@gmail.com) lOMoAR cPSD| 58737056 •
Đèn báo trạng thái: Đèn LED đơn thường được sử dụng để hiển thị trạng
thái của các thiết bị, ví dụ, đèn báo nguồn hoặc đèn báo Wi-Fi trên thiết bị điện tử. •
Chiếu sáng nền màn hình: Trong các màn hình điện tử như TV, điện thoại
di động hoặc máy tính, đèn LED đơn thường được sử dụng để tạo ánh sáng
nền và hiển thị hình ảnh trên màn hình. Ưu điểm: •
Tiết kiệm năng lượng: Đèn LED đơn tiêu thụ ít năng lượng hơn so với các
loại đèn truyền thống. •
Tuổi thọ cao: Các đèn LED đơn có tuổi thọ dài, thường kéo dài hàng ngàn giờ sử dụng. •
Khả năng hiển thị nhiều màu sắc: Đèn LED có khả năng tạo ra nhiều màu
sắc khác nhau mà không cần sử dụng bộ lọc màu.
b. Mục đích sử dụng trong ứng dụng
Vì đề tài dừng ở mức độ mô hình nên sử dụng đèn Led đơn để thực hiện. 2.1.5. Nguồn
a. Giới thiệu về nguồn
Nguồn cung cấp 5V 2A thông qua cổng Micro USB là một loại nguồn phổ biến
được sử dụng để cung cấp nguồn cho nhiều thiết bị di động và điện tử khác nhau, bao
gồm điện thoại di động, máy tính bảng, Raspberry Pi, các loại board phát triển như
Arduino, ESP32, và nhiều thiết bị khác
Downloaded by Bao Ngoc (baongoc32@gmail.com) lOMoAR cPSD| 58737056
Hình 2.6: nguồn 5V-2A microusb
Điện áp và Dòng điện: Nguồn này cung cấp điện áp 5V (Volts) và dòng điện 2A
(Amperes). Điện áp 5V là điện áp tiêu chuẩn cho nhiều thiết bị điện tử, và dòng
điện 2A thường đủ để cung cấp nguồn cho các thiết bị đòi hỏi năng lượng cao hơn.
Loại cổng kết nối: Nguồn 5V 2A Micro USB có một cổng Micro USB ở một đầu
để kết nối với thiết bị cần cung cấp nguồn. Đây là một loại cổng phổ biến được sử
dụng trong nhiều thiết bị di động và board phát triển.
b. Mục đích sử dụng trong ứng dụng
Sử dụng để cấp nguồn cho các nút cảm biến và sink nút 2.2. Giao thức
2.2.1. Giới thiệu về giao thức a. Giao thức MAC
Media Access Control hay Medium Access Control (tiếng Anh, viết tắt:MAC) có
nghĩa là "điều khiển truy nhập môi trường") là tầng con, một phần của tầng liên kết dữ lOMoAR cPSD| 58737056
liệu trong mô hình 7 tầng OSI. Tầng liên kết dữ liệu (tầng nhì) được chia thành 2 tầng
con: MAC nằm ở dưới, trên nó là tần con LLC. MAC cung cấp các cơ chế đánh địa chỉ
và điều khiển (channel access), các cơ chế này cho phép các trạm cuối (terminal) hoặc
các nút mạng liên lạc với nhau trong một mạng, điển hình là mạng hoặc MAN. Giao thức
MAC không cần thiết trong liên lạc điểm-tới-điểm song công (full-duplex).
Tầng con MAC hoạt động với vai trò một giao diện giữa tầng con điều khiển liên
kết lôgic LLC và tầng vật lý của mạng.
Tầng MAC cung cấp một cơ chế đánh địa chỉ được gọi là địa chỉ vật lý hoặc địa
chỉ MAC. Đây là một con số được cấp một cách phân biệt cho từng card mạng, cho phép
chuyển giao các gói dữ liệu tới đích trong một mạng con, nghĩa là một mạng vật lý không
có các thiết bị định tuyến, ví dụ một mạng Ethernet.
MAC - Media access control thường được dùng như là một từ đồng nghĩa với giao
thức đa truy nhập (multiple access protocol), do tầng con MAC cung cấp giao thức và
các cơ chế điều khiển cần thiết cho một phương pháp truy nhập kênh nhất định (channel
access method). Việc này cho phép nhiều trạm kết nối tới cùng một môi trường vật lý
dùng chung môi trường đó. Ví dụ về các môi trường vật lý dùng chung là bus network,
ring network, hub network, mạng không dây và các liên kết điểm-tới-điểm bán song công (half-duplex). b. Giao thức ESP-NOW
ESP-NOW là một “ giao thức được phát triển bởi Espressif, cho phép nhiều thiết
bị giao tiếp với nhau mà không cần sử dụng Wi-Fi. Giao thức này tương tự như kết nối
không dây 2.4GHz công suất thấp (…) . Việc ghép nối giữa các thiết bị là cần thiết trước
khi giao tiếp. Sau khi ghép nối xong, kết nối sẽ an toàn và ngang hàng, không cần bắt tay .
Điều này có nghĩa là sau khi ghép nối một thiết bị với nhau, kết nối sẽ được duy
trì. Nói cách khác, nếu đột nhiên một trong các bảng của bạn bị mất điện hoặc khởi động
lại, khi khởi động lại, nó sẽ tự động kết nối với bảng ngang hàng của mình để tiếp tục liên lạc. lOMoAR cPSD| 58737056
ESP-NOW hỗ trợ các tính năng sau:
• Giao tiếp unicast được mã hóa và không được mã hóa;
• Các thiết bị ngang hàng được mã hóa và không được mã hóa hỗn hợp;
• Có thể tuyền dữ liệu lên tới 250 byte ;
• Gửi chức năng gọi lại có thể được thiết lập để thông báo cho lớp ứng dụng về
việc truyền thành công hay thất bại.
Công nghệ ESP-NOW cũng có những hạn chế sau:
• Các Board ESP32 được mã hóa hạn chế. Tối đa 10 Board ESP32 được mã hóa
được hỗ trợ ở chế độ Trạm; nhiều nhất là 6 ở chế độ SoftAP hoặc SoftAP + Station;
• Nhiều Board ESP32 không được mã hóa được hỗ trợ, tuy nhiên, tổng số của
chúng phải nhỏ hơn 20, bao gồm cả Board ESP32 được mã hóa; Dung lượng
dữ liệu truyền tải được giới hạn ở 250 byte .
Nói một cách đơn giản, ESP-NOW là một giao thức truyền thông nhanh có thể
được sử dụng để trao đổi các thông báo nhỏ (tối đa 250 byte) giữa các bảng ESP32.
ESP-NOW rất linh hoạt và bạn có thể giao tiếp một chiều hoặc hai chiều trong các thiết lập khác nhau.
Hình 2.7: mô hình ESP-NOW