Bài tập lớn môn thiết kế ngoại vi và kĩ thuật ghép nối (1)

NHÓM 13 Hinh Thành Khải Thanh Tiệp Thiết kế hệ thống IoT nhỏ dựa vi điều khiển ESP32 Thiết kế hệ thống IoT nhỏ dựa Nội dung đề tài vi điều khiển ESP32 Cơ sở lý thuyết Nguyên lý hoạt động Kết thu NỘI DUNG ĐỀ TÀI Với đề tài “Xây dựng hệ thống IoT nhỏ”, ứng dụng công nghệ IoT vào đời sống, giúp bật tắt thiết bị nhà lúc nơi Đây đề tài không mới, cịn nhiều điểm cần cải thiện tốc độ đáp ứng điều khiển thiết bị giao diện điều khiển thiết bị Vì đề tài nhóm em trọng tâm thực việc cải thiện tốc độ điều khiển thiết bị lên mức tối đa có thể, xây dựng giao diện điều khiển thiết bị có tính thẩm mỹ thân thiện với người dùng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Hệ điều hành FreeRTOS RTOS viết tắt cụm từ Real-time operating system Đây hệ điều hành (OS) dùng để phục vụ ứng dụng thời gian thực với khả xử lý liệu siêu nhanh (vì khơng có chậm trễ đệm) Đặc điểm RTOS độ quán với thời gian cần thiết để tiếp nhận, hoàn thành tác vụ 2.1 Hệ điều hành FreeRTOS RTOS thường phân đoạn chương trình Tại có nhiệm vụ giải điều phối tác vụ (task), lập lịch phân mức ưu tiên cho chúng Việc thực chế Hướng kiện (Event- Cách hoạt driven) Chia sẻ thời gian (Time-sharing) động Cơ chế Hướng kiện điều hướng tác vụ dựa mức độ ưu tiên Chia sẻ thời gian làm nhiệm vụ chuyển đổi tác vụ RTOS kèm theo thuật Pre-emptive scheduling (Đặt lịch trước) 2.1 Hệ điều hành FreeRTOS Ưu điểm lớn RTOS xử lý nhanh chóng dành cho thiết bị đòi hỏi khả xử lý có độ trễ thấp Lợi ích đem lại bao gồm đa nhiệm tốt, ưu tiên nhiệm vụ quản lý chia sẻ tài nguyên Ưu điểm Ngồi khơng địi hỏi nhiều tài nguyên hay nhớ RAM quá lớn Hệ điều hành RTOS sử dụng phổ biến nhiều ngành công nghiệp, thiết bị chăm sóc sức khỏe IoT (như  smartwatch) hay ngành hàng không 2.2 Chuẩn giao tiếp One Wire Giống chuẩn giao tiếp khác, 1-Wire cho phép truyền Chính sử dụng dây nên giao OneWire hệ thống bus giao tiếp tiếp có tốc độ truyền thấp thiết kế Dallas liệu lại truyền khoảng cách xa Semiconductor Corp Giống tên gọi, hệ thống bus sử dụng dây để truyền nhận liệu nhận liệu với nhiều Slave OneWire chủ yếu sử dụng để giao đường truyền Tuy nhiên có tiếp với thiết bị nhỏ, thu thập thể có Master ( điểm giống truyền nhận liệu thời tiết, với SPI) nhiệt độ,… công việc không yêu cầu tốc độ cao • Ứng dụng Do sử dụng dây để truyền liệu, nên thường ứng dụng vào thiết bị, cảm biến không yêu cầu tốc độ cao cảm biến nhiệt độ DS18B20, cảm biến độ ẩm • Cách hoạt động 2.2 Chuẩn giao tiếp One Wire So với chuẩn giao tiếp UART, SPI, I2C, cách thức hoạt động OneWire có khách chút, theo hình ảnh mô bên dưới, đường dây giữ mức cao (High) • Các thao tác hoạt động bus quy định thời gian kéo đường truyền xuống mức thấp (Low) Chuẩn Wifi 802.11n Chuẩn 802.11n xây dựng chuẩn 82.11 trước cách thêm vào anten MIMO, kênh 40 MHz kết hợp khung lớp MAC Chức ghép kênh phân chia theo không gian (SDM) cho Các kênh 40 MHz, gấp đôi băng thông gấp đôi kênh 20 MHz Anten MIMO sử dụng nhiều anten để gửi nhiều thông phép ghép nhiều luồng liệu độc lập kênh sử dụng chuẩn 802.11a/g trước đó, kết hợp tin so với sử dụng anten MIMO SDM làm tăng đáng kể tốc độ liệu số vào chuẩn 802.11n Điều cho phép tăng gấp đôi tốc độ luồng liệu không gian tăng lên   liệu kênh đơn 20 MHz 2.3 Chuẩn Wifi 802.11n Tuy nhiên, chuẩn 802.11n được kỳ Bộ đinh tuyến 100-300 Mb/s chuẩn 802.11n giúp cho việc truy nhập internet nhanh người sử dụng có đường kết nối 10 Mb/s vọng giúp ích cho việc kinh doanh giáo dục nơi mà hàng trăm người phải dùng chung một điểm truy cập cho phép chia file xử lý liệu nhanh hơn… 2.3 Chuẩn Wifi 802.11n Ưu điểm • tốc độ tối đa nhanh phạm vi tín hiệu tốt nhất; khả chống nhiễu tốt từ Nhược điểm nguồn bên • giá thành đắt 802.11g; việc sử dụng nhiều tín hiệu gây nhiễu với mạng dựa chuẩn 802.11b 802.11g gần 3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Nguyên lý hoạt động Khi nạp xong firmware vào vdk esp32 thì: - esp32 chạy chế độ wifi station (chuẩn 802.11n) để kết nối với wifi có ssid password đc định nghĩa code - sau kết nối đc wifi esp đc cấp phát địa ip (đọc cmd) địa đc router cấp phát giao thức dhcp - esp32 chạy web server trang web đc nhúng vào firmware esp32 truy cập vào trang web gg chrome (đây client) đường dẫn: địa ip/get vd: 192.168.1.110/get - sau chạy web server, esp32 tạo task để get post liệu thu thập từ cảm biến lên web ngược lại get liệu điều khiển từ web điều khiển màu led rgb dimmer led đơn 3 Nguyên lý hoạt động - cấu hình chạy wifi station hàm: wifi_station - web đc nhúng vào esp32 câu lệnh file CmakeList.txt - esp32 giao tiếp với dht11 giao thức onewire, dimmer led pwm, điều khiển màu led rmt (điều chế sóng theo tần số sóng mang 38kHz) - Giao thức truyền liệu qua mạng local giao thức http 1.1 (không bắt tay bước) nhanh k có bảo mật so với http 2.0 4 KẾT QUẢ THU ĐƯỢC ceo THANKS FOR LISTENING! Bùi Đức Hinh – B18DCDT081 Đỗ Thị Thành – B18DCDT232 Trần Duy Khải – B18DCDT106 Nguyễn Văn Thanh – B18DCDT231 Trịnh Đức Tiệp – B18DCDT215 ... Thành Khải Thanh Tiệp Thiết kế hệ thống IoT nhỏ dựa vi điều khiển ESP32 Thiết kế hệ thống IoT nhỏ dựa Nội dung đề tài vi điều khiển ESP32 Cơ sở lý thuyết Nguyên lý hoạt động Kết thu NỘI DUNG ĐỀ... hoạt động Khi nạp xong firmware vào vdk esp32 thì: - esp32 chạy chế độ wifi station (chuẩn 802.11n) để kết nối với wifi có ssid password đc định nghĩa code - sau kết nối đc wifi esp đc cấp phát địa... kỳ Bộ đinh tuyến 100-300 Mb/s chuẩn 802.11n giúp cho vi? ??c truy nhập internet nhanh người sử dụng có đường kết nối 10 Mb/s vọng giúp ích cho vi? ??c kinh doanh giáo dục nơi mà hàng trăm người phải