BÁO CÁO Hệ thống nhúng Đề tài : THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH NHÀ THÔNG MINH

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNGKHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Nhóm môn học: 01

Hà Nội, tháng 5 năm 2021

LỜI MỞ ĐẦU

Vài năm trở lại đây, khi thế giới đang dần tiến vào kỷ nguyên Internet of Things (IoTs),

nhà thông minh trở thành một xu hướng công nghệ tất yếu và là tiêu chuẩn của nhà ở hiệnđại Mặc dù đều dựa trên nền tảng IOT, tuy nhiên có rất nhiều các tiếp cận khác nhau trong việc thiết kế các mô hình nhà thông minh Một số cách có thể kể đến là sử dụng các máy tính nhúng như Raspberry PI3, Orange Pi One, PIC hoặc Arduino Trong đề tài này,

nhóm em nghiên cứu: “Thiết kế chế tạo mô hình nhà thông minh”

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT41.1 Giới thiệu về IoT41.1.1Một số khái niệm về IoT41.1.2Cơ sở kỹ thuật của IoT41.1.3Xu hướng phát triển của thế giới với IoT51.1.4Ứng dụng của IoT61.1.5Thách thức trong việc nghiên cứu và triển khai IoT71.2 Tổng quan về nhà thông minh91.2.1Giới thiệu mô hình nhà thông minh91.2.2Nguyên tắc hoạt động của nhà thông minh91.2.3Xu hướng phát triển nhà thông minh10

CHƯƠNG 2: CÁC MODULE BỘ ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH112.1 Module wifi ESP8266112.1.1 Giới thiệu ESP8266112.1.2 Thông số kỹ thuật112.1.3 Các chân của ESP8266122.1.4 Ứng dụng ESP8266122.2 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT1112

3.4 Kết luận chương27

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 1 trình bày về xu hướng phát triển của Internet vạn vật (IoT) và các ứng dụng phổ biến hiện nay dựa trên nền tảng IoT Ngoài ra, nhà thông minh là một trong những ứng dụng rất được quan tâm hiện nay dựa trên nền tảng IoT cũng sẽ được trình bày trong chương này.

1.1 Giới thiệu về IoT

1.1.1 Một số khái niệm về IoT

Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là mạng lưới thiết bị kết nối internet viết tắt là IoT là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu quamột mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ không dây, công nghệ vicơ điện tử và Internet Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó.

Hay hiểu một cách đơn giản IOT là tất cả các thiết bị có thể kết nối với nhau Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wifi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G),

Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại… Các thiết bị có thể là điện thoại thông minh, máy pha cafe, máy giặt, tai nghe, bóng đèn, và nhiều thiết bị khác Cisco, nhà cung cấp giải pháp và thiết bị mạng hàng đầu hiện nay dự báo: Đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kếtnối vào Internet, thậm chí con số này còn gia tăng nhiều hơn nữa IoT sẽ là mạng khổng lồ kết nối tất cả mọi thứ, bao gồm cả con người và sẽ tồn tại các mối quan hệ giữa người và người, người và thiết bị, thiết bị và thiết bị Một mạng lưới IoT có thể chứa đến 50 đến 100 nghìn tỉ đối tượng được kết nối và mạng lưới này có thể theo dõi sự di chuyển của từng đối tượng Một con người sống trong thành thị có thể bị bao bọc xung quanh bởi 1000 đến 5000 đối tượng có khả năng theo dõi.

1.1.2 Cơ sở kỹ thuật của IoT

Điểm quan trọng của IoT đó là các đối tượng phải có thể được nhận biết và định dạng (identifiable) Nếu mọi đối tượng, kể cả con người, được "đánh dấu" để phân biệt bản thân đối tượng đó với những thứ xung quanh thì chúng ta có thể hoàn toàn quản lý

nhiều công nghệ, chẳng hạn như RFID, NFC, mã vạch, mã QR, watermark kĩ thuật số Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng

(3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại

Ngoài những kĩ thuật nói trên, nếu nhìn từ thế giới web, chúng ta có thể sử dụng các địa chỉ độc nhất để xác định từng vật, chẳng hạn như địa chỉ IP Mỗi thiết bị sẽ có một IP riêng biệt không nhầm lẫn Sự xuất hiện của IPv6 với không gian địa chỉ cực kì rộng lớn sẽ giúp mọi thứ có thể dễ dàng kết nối vào Internet cũng như kết nối với nhau.

1.1.3 Xu hướng phát triển của thế giới với IoT

Mặc dù đã manh nha từ lâu nhưng kỷ nguyên Internet of Things chỉ thực sự được sự được chú ý và bùng nổ trong những năm gần đây, sau sự phát triển của smartphone, tablet và những kết nối không dây… Và ngay sau khi nhận được sự chú ý của cộng đồng,IoT đã cho thấy tiềm năng của mình với những số liệu đáng kinh ngạc.

Là “một trong những phát kiến quan trọng và quyền lực nhất của loài người”, Cisco IBSG, nhà cung cấp giải pháp và thiết bị mạng hàng đầu hiện nay dự báo: Đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối vào Internet, bao gồm hàng tỷ thiết bị di động, tivi, máy giặt, … Để thấy được sự phát triển của lĩnh vực này, họ cũng đưa ra số liệu vàonăm 1984, khi mà Cisco mới thành lập mới chỉ có khoảng 1.000 thiết bị được kết nối mạng toàn cầu, đến năm 2010, con số này đã lên mức 10 tỷ.

Intel, đơn vị mới tham gia vào thị trường sản xuất chip cho các thiết bị thông minh phục vụ IoT cũng đã thu về hơn 2 tỷ USD trong năm 2014 từ lĩnh vực này, tăng trưởng 19% so với năm 2013.

Những con số khẳng định IOT là xu hướng của tương lai

Internet of Things đến năm 2020 dự kiến sẽ đạt đến:

+ 4 tỷ người kết nối với nhau+ 4 ngàn tỷ USD doanh thu+ Hơn 25 triệu ứng dụng

+ Hơn 25 tỷ hệ thống nhúng thông minh+ 50 ngàn tỷ Gigabytes dữ liệu

Tác động của IoT rất đa dạng, trên các lĩnh vực: quản lý hạ tầng, y tế, xây dựng và tự động hóa, giao thông….

Cụ thể với lĩnh vực sản xuất - chế tạo, hiện theo thống kê của PwC, đã có 35% nhà sản xuất sử dụng cảm biến thông minh, 10% dự kiến sẽ sử dụng và 8% có kế hoạch sử dụng các thiết bị thông minh này trong 3 năm tới.

Trong lĩnh vực dầu khí, khai thác mỏ, dự kiến sẽ có 5,4 triệu thiết bị IoT được triển khai tại các cơ sở khai thác tới năm 2020 Chủ yếu sẽ là các bộ cảm biến kết nối Internet giúp cung cấp thông tin về môi trường Dầu khí là một trong những ngành công nghiệp chủ chốt ứng dụng IoT trên diện rộng tới năm 2020.

Trong khi đó, xe hơi kết nối đang là xu hướng nổi bật của thiết bị IoT hiện nay Dự tính tới năm 2020, sẽ có hơn 220 triệu xe kết nối lưu thông trên đường.

Về bảo hiểm, 74% lãnh đạo trong ngành bảo hiểm tin rằng IoT sẽ thay đổi cơ bản chính sách bảo hiểm trong 5 năm tới, 74% có kế hoạch đầu tư phát triển và thực hiện các chiến lược về IoT - theo một nghiên cứu của SMA Research.

Còn với quốc phòng, chi tiêu cho các thiết bị bay không người lái dự kiến sẽ đạt 8,7 tỉ USD vào năm 2020 Ngoài ra, theo dự báo của Frost & Sullivan, sẽ có khoảng 126.000 robot quân sự sẽ được triển khai vào năm 2020.

Về nhà kết nối, tới năm 2030, phần lớn các thiết bị trong gia đình sẽ được kết nối

Internet Các nhà sản xuất cũng sẽ trang bị tính năng kết nối cho bất cứ vật dụng nào mà họ sản xuất ra.

Lĩnh vực nông nghiệp cũng không nằm ngoài vòng xoáy IoT Dự kiến sẽ có 75 triệu thiếtbị IoT được triển khai trong lĩnh vực này vào năm 2020, với tỉ lệ tăng hàng năm đạt 20%.Chủ yếu đó sẽ là những bộ cảm biến đặt trong lòng đất để theo dõi độ axit, nhiệt độ và các thông số giúp canh tác vụ mùa hiệu quả hơn.

Trong lĩnh vực dịch vụ ăn uống, sẽ có 310 triệu thiết bị IoT được các công ty cung cấp dịch vụ ăn uống sử dụng vào năm 2020 Phần lớn các thiết bị này sẽ kết nối thông tin tới quầy bán thực phẩm và các công ty sản xuất đồ ăn nhanh.

Vì thế, Internet of Thing đang là chìa khóa của thành công trong tương lai.

Sự tăng trưởng nhanh chóng của IoT có thể được đẩy mạnh nhờ một loạt diễn tiến trong ngành công nghiệp như: Chi phí cho các hệ thống tích hợp, thiết bị cảm biến và ứng dụng giảm mạnh – giá thành của các hệ thống, thiết bị cảm biến và tích hợp ngày càng giảm do tác động của sự mở rộng về quy mô nền kinh tế và thị trường toàn cầu hóa Ví dụ như chi phí của một thẻ nhận dạng RFID đã giảm tới 40% xuống mức 10 cents (khoảng 2.200 đồng) trong năm ngoái

Bên cạnh đó, công nghệ không dây đáp ứng đa tiêu chuẩn đang giúp giảm giá thành các mặt hàng thiết bị kết nối không dây; và những giao thức Internet mới đã giúp hiện thực hóa việc kết nối hàng tỷ thiết bị vào mạng lưới Internet.

Hiện trên thị trường đang có ngày càng nhiều thiết bị di động giá rẻ, sự cải thiện về điều kiện kinh tế của nhóm khách hàng Châu Á đã dẫn đến sự gia tăng theo cấp số nhân về sử dụng thiết bị di động ở khu vực này.

Tác động của IoT rất đa dạng, trên các lĩnh vực: quản lý hạ tầng, y tế, xây dựng và tự động hóa, giao thông… Cụ thể trong lĩnh vực y tế, Thiết bị IoT có thể được sử dụng để cho phép theo dõi sức khỏe từ xa và hệ thống thông báo khẩn cấp Các thiết bị theo dõi sức khỏe có thể dao động từ huyết áp và nhịp tim màn với các thiết bị tiên tiến có khả năng giám sát cấy ghép đặc biệt, chẳng hạn như máy điều hòa nhịp hoặc trợ thính tiên tiến cảm biến đặc biệt cũng có thể được trang bị trong không gian sống để theo dõi sức khỏe và thịnh vượng chung là người già, trong khi cũng bảo đảm xử lý thích hợp đang được quản trị và hỗ trợ người dân lấy lại mất tính di động thông qua điều trị là tốt thiết bị tiêu dùng khác để khuyến khích lối sống lành mạnh, chẳng hạn như, quy mô kết nối hoặc máy theo dõi tim mặc.

1.1.5 Thách thức trong việc nghiên cứu và triển khai IoT

Hiện tại các doanh nghiệp tại Việt Nam thường áp dụng công nghệ thông tin trong

quản lí và sản xuất Việc áp dụng IoT còn rất hạn chế, tuy nhiên trong tương lai đây sẽ làxu hướng tất yếu khi mà thế giới đang bước vào cuộc “cách mạng công nghiệp lần thứ 4”thời đại của các liên kết thế giới thực và ảo Việt Nam hiện nay đang cố gắng bắt kịp cácxu hướng tiến bộ của thế giới, tuy vậy để áp dụng được công nghiệp IoT thì Việt Nam sẽphải đương đầu với bộn bề khó khăn và thách thức.

Những lợi ích của IoT sẽ có mặt tại khắp mọi nơi trong tất cả các lĩnh vực – đó là điềukhông thể phủ định Tuy vậy với một nền kinh tế đứng thứ 6 Đông Nam Á như Việt Namhiện nay ta cũng sẽ thấy được một số những thách thức như: giá thành thiết bị, vùng phủkết nối, sự linh hoạt, tính bảo mật, Hôm nay BKAII sẽ cùng các bạn thảo luận về nhữngkhó khăn của IoT tại Việt Nam nhé!

Chi phí đầu tư lớn dẫn tới các doanh nghiệp chưa sẵn sàng áp dụng.

Trên thực tế để tạo ra một sản phẩm không khó nhưng chi phí để tiếp thị, thuyết phụccộng đồng sử dụng lại là một vấn đề khó khăn Hơn nữa, chi phí để quảng bá sản phẩmkhông lớn nhưng chi phí để tạo ra sản phẩm mẫu lại rất cao Từ khi lên ý tưởng đến đi vàosản xuất cũng mất khá nhiều thời gian, mà hệ thống phần cứng, thiết bị phụ trợ tại ViệtNam nhiều khi chưa đủ để đáp ứng.

Vấn đề chính ở đây là do giá thành thiết bị khiến cho các doanh nghiệp còn rụt rè khi ápdụng IoT vào quá trình sản xuất và quản lí của mình.

Tiêu chuẩn chung

Việc thiếu các tiêu chuẩn trong khi lại có rất nhiều giao thức kết nối đang được sử dụngnhư hiện nay là một cản trở cho IoT phát triển Các giao thức với mức tiêu thụ năng lượng

thấp: LTE, Sigfox, onramp,…được sử dụng rộng rãi mà chưa có chuẩn giao thức rõ ràng.Hiện tại liên minh AllSeen đã được thành lập để xóa bỏ cản trở của việc phát triểnInternet of Thing, tuy vậy để Việt Nam có thể xóa bỏ được những khó khăn khi tiếp cậnIoT lại là cả một quá trình cần nhiều thời gian và sự nỗ lực bởi lẽ hiện tại Việt Nam cũngchưa có các quy chuẩn rõ ràng cho các thiết bị truyền thông trong IoT.

Nhu cầu của người dùng.

Việt Nam là một nước xã hội chủ nghĩa, đời sống người dân còn nghèo đói, và trình độhiểu biết khoa học công nghệ chưa thực sự đồng đều Bởi thế thuyết phục người dân sửdụng những ứng dụng công nghệ đòi hỏi tư duy và sáng tạo là một điều vô cùng khókhăn Với tư duy truyền thống và tâm lí ngại thay đổi, sợ tiếp cận cái mới thì việc xuhướng IoT có thể thâm nhập vào từng ngôi nhà Việt là một bài toán không hề dễdàng IoT sẽ là tốt hơn cho nhà sản xuất khi họ có thể dễ dàng có được dữ liệu về ngườidùng thông qua một loạt các ứng dụng, tuy nhiên người dùng phải thấy được những lợiích từ công nghệ này có thể đáp ứng trong thời gian dài, nếu không họ sẽ bỏ qua.

Vùng phủ kết nối.

Ngày nay những thiết bị thông minh như smart phone, ipad, macbook,…được sử dụng vôcùng phổ biến Người dùng các thiết bị có thể kết nối Internet này luôn hi vọng về vùngphủ hay dung lượng và họ sẽ hài lòng khi các ứng dụng được hoạt động tốt ở bất cứ đâu.Đó là với các kết nối đơn giản mà ta có thể hiểu được, đối với kết nối IoT thì mọi vấn đềtrở nên phức tạp hơn, đa dạng hơn với công suất và cường độ lớn hơn Như vậy một vấnđề cấp thiết đặt ra là các nhà cung cấp mạng phải có phương án nâng cao nỗ lực quản lí vàvận hành.

Tính linh hoạt và sự đa dạng.

Tính linh hoạt là rất cần thiết bởi khi có nhiều thiết bị IoT kết nối thì tốc độ kết nối diễn ranhanh hơn tốc độ kết nối của băng rộng di động hiện tại Mật độ kết nối thiếtbị IoT không đồng bộ sẽ tạo ra những lưu lượng lớn đột ngột Sự đa dạng cũng đặc biệtquan trọng khi công nghệ IoT yêu cầu sự tương thích giữa các thiết bị với nhau.

Năng lượng Pin.

Càng nhiều thiết bị thông minh ra đời sẽ đòi hỏi lượng tiêu thụ năng lượng lớn Các nhàsản xuất hiện nay đã quan tâm đến việc tiêu thụ năng lượng của các thiết bị để góp phầngiảm thiểu sự tiêu hao Tuy nhiên không phải bất cứ quốc gia nào cũng có thể đáp ứngyêu cầu về việc cung cấp năng lượng.

An ninh và bảo mật.

Với một thế giới kết nối như hiện nay thì việc chỉ ra các điểm yếu của thiết bị là điều vôcùng dễ dàng Đối với các thiết bị cá nhân có khả năng kết nối internet thì vẫn đề về anninh, bảo mật thông tin lại là mối quan tâm hàng đầu Khả năng giao tiếp tự động của cácthiết bị IoT làm cho việc đảm bảo sự riêng tư khó khăn hơn rất nhiều Đây cũng là vấn đềkhiến người dùng e ngại khi tiếp cận các phương pháp mới ứng dụng IoT Đơn giản như

chỉ với chiếc đồng hồ thông minh trong smarthome mà tất cả các hoạt động trong nhà bạnđều có thể bị ghi lại và kiểm soát.

1.2 Tổng quan về nhà thông minh

1.2.1 Giới thiệu mô hình nhà thông minh

Nhà thông minh (tiếng Anh: home automation, domotics, smart

home hoặc Intellihome) là kiểu nhà được lắp đặt các thiết bị điện, điện tử có thể được điều khiển hoặc tự động hoá hoặc bán tự động Thay thế con người trong thực hiện một hoặc một số thao tác quản lý, điều khiển Hệ thống điện tử này giao tiếp với người dùng thông qua bảng điện tử đặt trong nhà, ứng dụng trên điện thoại di động, máy tính

bảng hoặc một giao diện web.

Trong căn nhà thông minh, đồ dùng trong nhà từ phòng ngủ, phòng khách đến toilet đềugắn các bộ điều khiển điện tử có thể kết nối với Internet và điện thoại di động, cho phépchủ nhân điều khiển vật dụng từ xa hoặc lập trình cho thiết bị ở nhà hoạt động theo lịch.Thêm vào đó, các đồ gia dụng có thể hiểu được ngôn ngữ của nhau và có khả năng tươngtác với nhau…”

Nhìn ở góc độ công nghệ, nhà thông minh không chỉ là một kiến trúc đơn thuần nữa, màlà một cỗ máy được lập trình hoàn hảo, để đưa đến những tiện ích cho con người trongcuộc sống.

Có thể so sánh nôm na, nếu ở các ngôi nhà thông thường, mọi thao tác đều phải tiến hànhthủ công cơ học theo nguyên tắc mở/tắt thì Smart-home đã giúp cho gia chủ xử lý cácthiết bị một cách “thông minh”, tiện dụng, an toàn và đẳng cấp hơn rất nhiều, và khônghạn chế khoảng cách.

1.2.2 Nguyên tắc hoạt động của nhà thông minh

Một hệ thống nhà thông minh cơ bản sẽ được thiết kế gồm: Một trung tâm điều

khiển là bộ não của nhà thông minh, có nhiệm vụ kết nối các thiết bị lại với nhau và điều khiển toàn bộ hệ thống Các thiết bị điện đầu cuối là những vật dụng điện tử trong nhà như các hệ thống cửa nhà, cổng, điều hòa, rèm mành, các hệ thống ánh sáng, quạt thông gió, tivi, bếp gas, hệ thống camera giám sát, bảo vệ an ninh…

Bạn sẽ cài đặt các thiết bị sau đó bắt đầu cho trung tâm điều khiển học lệnh tất cả các thiếtbị đó Việc tạo lập một hệ thống nhà thông minh thế này không quá phức tạp, thậm chícho những người chưa thông thạo các thiết bị công nghệ lắm cũng có thể tự kết nối và họclệnh bằng tài liệu hướng dẫn mà không cần đến nhân viên kỹ thuật chuyên môn.

Sau khi cài đặt và kết nối tất cả, bạn sẽ bắt đầu tạo các ngữ cảnh thông minh riêng phùhợp với sở thích và hoàn cảnh gia đình bạn Chỉ như vậy thôi là hệ thống nhà thông minhđã hoàn tất và bạn sẽ tận hưởng cuộc sống với những ngữ cảnh do chính bạn tạo ra cũngnhư điều khiển tất cả các thiết bị đã được kết nối.

1.2.3 Xu hướng phát triển nhà thông minh

Với những tiềm năng phát triển đó, có nhiều nhà phát triển và xâm nhập thị trường nhà thông minh Việt Nam như Lumi, Bkav,… hay tới các nhà đầu tư nước ngoài khác.Tuy chỉ mới phát triển từ 3 -5 năm nay, nhưng nhiều đơn vị trong nước đã nắm được thị phần phân phối nhà thông minh tại Việt Nam khá lớn như Lumi, Bkav.

Các doanh nghiệp ở Việt Nam phần lớn cung cấp các giải pháp nhà thông minh thiên về giải pháp an ninh, an toàn, điều khiển thiết bị thông qua smartphone, điều khiển qua loa thông minh

Đối với các ông lớn về công nghệ thì cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 và công nghệ IoT được xem là cơ hội tỉ USD trên thị trường đầy tiềm năng này.

Theo một thống kê của công ty nghiên cứu thị trường Statista thì vào năm 2020 giá trị thị trường của Smarthome -nhà thông minh dự bảo đạt tới 43 tỷ USD Con số này tăng gấp 3 lần so với năm 2014 Xu hướng nhà thông minh được dự báo như một trong những ứng dụng công nghệ một cách toàn diện nhất vào cuộc sống, là cả một căn nhà chứ không chỉ là một thiết bị thông minh.

1.3 Kết luận chương

Chương 1 trình bày một cách tổng quát về IoT và nhà thông minh là một ứng dụng được quan tâm hiện nay dựa trên nền tảng IoT Qua đó, có thể thấy rằng việc thiết kế hệ thống nhà thông minh mặc dù cùng dựa trên nền tảng IoT nhưng có thể có nhiều cách tiếp cận khác nhau tùy theo mục đích

CHƯƠNG 2: CÁC MODULE BỘ ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH

Trong chương 2 của đồ án sẽ trình bày về các thành phần phần cứng của hệ thống nhà

thông minh, từ đó phân tích và lựa chọn giải pháp thiết kế mô hình nhà thông minh phục vụ các nhu cầu với giá thành thấp.

2.1 Module wifi ESP82662.1.1 Giới thiệu ESP8266

Sơ đồ nguyên lý của ESP8266

Kit thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 là kit phát triển dựa trên nền chip Wifi SoC ESP8266 với thiết kế dễ sử dụng và đặc biệt là có thể sử dụng trực tiếp trình biên dịch của Arduino để lập trình và nạp code, điều này khiến việc sử dụng và lập trình các ứng dụng trên ESP8266 trở nên rất đơn giản.

Kit thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 được dùng cho các ứng dụng cần kếtnối, thu thập dữ liệu và điều khiển qua sóng Wifi, đặc biệt là các ứng dụng liên quan đến IoT.

2.1.2 Thông số kỹ thuật

- Wifi 802.11 b/g/n

- Wifi 2.4 GHz, hỗ trợ WPA/WPA2- Chuẩn điện áp hoạt động 3.3v

- Chuẩn giao tiếp nối tiếp UART với tốc độ Baud lên đến 115200

- Có 3 chế độ hoạt động: Client, Access Point, Both Client and Access Point- Hỗ trợ các chuẩn bảo mật như: OPEN, WEP, WPA_PSK, WPA2_PSK,

- Hỗ trợ cả 2 giao tiếp TCP và UDP

- Tích hợp công suất thấp 32-bit CPU có thể được sử dụng như là bộ vi xử lý ứng dụng

- SDIO 1.1 / 2.0, SPI, UART

- Làm việc như các máy chủ có thể kết nối với 5 máy trạm.

2.1.3 Các chân của ESP8266

- URXD (RX): dùng để nhận tín hiệu trong giao tiếp UART với vi điều khiển- VCC: đầu vào 3.3v

- GPIO 0: kéo xuống thấp cho chế độ upload bootloader- RST: chân reset cứng của module, kéo xuống mass để reset

- GPIO 2: thường được dùng như một cổng TX trong giao tiếp UART để debug lỗi- CH_PD: kích hoạt chip, sử dụng cho Flash Boot và updating lại module, nối với

mức cao

- GND: nối với mass

- UTXD (TX): dùng để truyền tín hiệu trong giao tiếp UART với vi điều khiển

2.1.4 Ứng dụng ESP8266

Với các tính năng kết nối vượt trội ESP8266 được sử dụng rất nhiều trong cuộc sống

Thông qua kết nối wifi chúng ta có thể điều khiển thiết bị từ xa như bật tắt bóng đèn, bật quạt…Đặc biệt, hiện nay được sử dụng rất nhiều trong các mô hình nhà thông minh Qua đó chúng ta có thể dễ dàng quản lý và điều khiển tất cả các thiết bị trong nhà.

2.2 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11

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 digital 1-wire truyền dữ liệu duy nhất) Cảm biến được tích hợpbộ tiền xử lý tín hiệu giúp dữ liệu nhận về được chính xác mà không cần phải qua bất kỳ tính toán nào.

Thông số kỹ thuật

- Điện áp hoạt động: 3 > 5V

- Dải nhiệt độ đo: 0 -> 50°C với độ chính xác là ±2°C- Dải độ ẩm đo: 20 -> 80% với độ chính xác là 5%- Kích thước: 15.5mm x 12mm x 5.5mm

- Tần số lấy mẫu: 1Hz , nghĩa là 1 giây DHT11 lấy mẫu một lần.

- 4 chân: VCC( cực (+) nguồn ), DATA(chân tín hiệu), NC, GND(cực (-) nguồn)

2.3 Cảm biến lửa

Cảm biến phát hiện lửa (flame sensor) thường được sử dụng cho các ứng dụng phát hiện lửa như: xe robot chữa cháy, cảm biến lửa, Tầm phát hiện của cảm biến trong khoảng 80cm, góc quét là 60 độ, có thể phát hiện lửa tốt nhất là loại có bước sóng từ 760nm - 1100nm.

Cảm biến phát hiện lửa (flame sensor) có hai ngõ ra tín hiệu là Digital và Analog rất dễ sửdụng.

Thông số kỹ thuật:

- Nguồn cấp: 3.3V - 5VDC- Dòng tiêu thụ: 15mA

- Tín hiệu ra: Digital 3.3 - 5VDC tùy nguồn cấp hoặc Analog.- Khoảng cách : 80 cm

- Góc quét : 60 độ

- Kích thước : 3.2 x 1.4 cmNguyên lí hoạt động:

Khi module hoạt động các chân tín hiệu sẽ báo tín hiệu về thiết bị điều khiển Lúc đó tín hiệu chân Dout:

+ Tín hiệu mức cao là không có lửa.+ Tín hiệu thấp là có lửa.

Aout cho ra tín hiệu tương tự.

2.4 Cảm biến khí gas MQ2

MQ2 là cảm biến khí gas Nó được cấu tạo từ chất bán dẫn SnO2 Chất này có độ nhạy cảm thấp với không khí sạch Nhưng khi trong môi trường có chất ngây cháy, độ dẫn của nó thay đổi ngay Chính nhờ đặc điểm này người ta thêm vào mạch đơn gian để biến đổi từ độ nhạy này sang điện áp.

Khi môi trường sạch điện áp đầu ra của cảm biến thấp, giá trị điện áp đầu ra càng tăng khi nồng độ khí gây cháy xung quang MQ2 càng cao.

MQ2 hoạt động rất tốt trong môi trường khí hóa lỏng LPG, H2, và các chất khí gây cháy khác Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng do mạch đơn giản và chi phí thấp

Thông số kỹ thuật:- Điện áp hoạt động: 5V

- Phạm vi phát hiện: 300 10000ppmm- Độ nhạy sáng: R in air/Rin typical gas≥5- Cảm kháng: 1KΩ to 20KΩ / 50ppm- Thời gian đáp ứng: ≤10s

- Thời gian phục hồi: ≤ 30s- Trở kháng khi nóng: 31Ω ± 3Ω- Dòng tiêu thụ khi nóng: ≤ 180mA- Năng lượng khi nóng : ≤ 900Mw