NTTU NCKH 04 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH BÁO CÁO TÔNG KẾT ĐÈ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP co SỞ NĂM 2020 2021 Tên đề tài NGHIÊN CỨU THIẾT KÉ VÀ THI CÔNG BỘ GATEWAY GSM LORA.
NTTU-NCKH-04 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH BÁO CÁO TÔNG KẾT ĐÈ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP co SỞ NĂM 2020 -2021 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KÉ VÀ THI CÔNG BỘ GATEWAY GSM - LORA số hợp đồng: 2021.01.103 HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: ThS Hồ A Lil Đơn vị cơng tác: Khoa Cơ Khí - Điện - Điện Tử - Tô Thời gian thực hiện: tháng TP Hồ Chí Minh, ngày 25 thảng 08 năm 2021 MỤC LỤC MỞ ĐÀU 10 CHƯƠNG TÓNG QUAN 11 1.1 Đặt vấn đề 11 1.2 Tống quan tình hình nghiên cứu, luận giải mục tiêu nội dung nghiên cứu 13 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 16 2.1 Nội dung nghiên cứu 16 2.1.1 Công nghệ LoRa 16 2.1.2 Nguyên lý truyền nhận dừ liệu LoRa 17 2.1.3 Các thông số hoạt động LoRa 19 2.1.4 Úng dụng mạng LoRa 21 2.1.5 Cấu trúc mạng LoRa 22 2.1.6 Vi xử lý ARM Cortex-M3 23 2.1.7 Module Sim GSM 25 2.2 Phương pháp nghiên cứu 27 2.2.1 Lý thuyết lựa chọn linh kiện 27 2.2.2 Thiết kế phần cứng 32 2.2.2.1 Cổng chuyển đổi LoRa - GSM 32 2.2.2.2 Thiết kế nguyên lý cổng chuyển đổi LoRa - GSM 34 2.2.2.3 Thiết kế mạch cổng chuyển đổi LoRa - GSM 37 2.2.2.4 Nút cảm biến đầu cuối 39 2.2.2.5 Nút điều khiển đầu cuối 40 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 Kết thực nghiệm hoạt động cùa cổng chuyển đổi 42 3.1.1 Ket thực nghiệm truyền - nhận tín hiệu cong chuyến đoi với nút42 3.1.2 Kết thiết kế giao diện GUI HMI 45 3.1.3 Ket đưa liệu lên máy chủ loT 46 CHƯƠNG KẾTLUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48 4.1 Kết luận 48 4.2 Kiến nghị 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO .49 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHŨ VIẾT TẮT Tiếng anh Viết tắt Tiếng việt loT Internet of Things Kết nối vạn vật mạng LoRa Long range Tẩm xa RF Radio Frequency Tẩn số vô tuyến IP Internet Protocol Giao thúc mạng GSM Global System for Mobile Communications Hội đồng mạng di đồng toàn cầu LAN Local Area Network Mạng cục MAN Metropolitan Area Network Mạng đô thị WAN Wide area network Mạng diện rộng IEEE I2C IEC ISO MCU UART Institute of Electrical and Electronics Engineers Inter-Integrated Circuit International Viện kỳ sư Điện - Điện từ Giao thức truyền thông Electrotechnical Commission International Organization for Standardization Úy ban kỳ thuật điện quốc tế Tố chức Quốc tế Tiêu chuẩn hoá Bộ vi xử lý Microprocessor Control Unit Universal asynchronous receiver Bộ giao tiểp không đông bộ/ đông transmitter chuyển giao TX Transmitter Truyền liệu RX Receiver Nhận dừ liệu CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm BW Bandwidth Băng thông SF Spreading Factor Hệ sồ lan toả CR Coding Rate Tốc độ mã hoá CRC Cyclic Redundancy Check Kiêm tra theo chu kỳ HMI Human - Machine Interface Giao diện người dùng máy SPI Serial Peripheral Interface Giao tiếp nối tiểp với ngoại vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: úng dụng hệ thống loT - LoRa 12 Hình 1.2: Mơ hình hệ thống 13 Hình 1.3: (a) Mơ hình hệ thống có Gateway, (b) Mơ hình truyền thống 14 Hình 1.4: Các cổng chuyển đoi sử dụng phố biến 15 Hình 2.1: Một số đặc điểm công nghệ LoRa 16 Hình 2.2: Tần số khoảng cách kết nối LoRa 17 Hình 2.3: Nguyên lý truyền liệu LoRa 18 Hình 2.4: Nguyên lý nhận dừ liệu LoRa 19 Hình 2.5: Fix mode cài đặt địa cho LoRa 20 Hình 2.6: Broadcast mode cài đặt địa cho nhiều LoRa 21 Hình 2.7: Các ứng dụng cùa mạng LoRa [3] 21 Hình 2.8: cấu trúc mạng LoRa [3] 23 Hình 2.9: Moudule Sim808 .25 Hình 2.10: Sơ đồ chân moudule Sim808 26 Hình 2.11: Mơ hình thiết kế đề tài 27 Hình 2.12: Màn hình cảm ứng HMI Nextion 28 Hình 2.13: Module chuyển đổi USB - UART 29 Hình 2.14: MCU STM32F103RCT6 .29 Hình 2.15: Datasheet STM32F103RCT6 30 Hình 2.16: LoRa Ra-02 31 Hình 2.17: Sơ đồ chân LoRa Ra-02 31 Hình 2.18: Mạch nạp ST-Link V2 32 Hình 2.19: Sơ đồ cong chuyển đoi 33 Hình 2.20: Sơ đồ nguyên lý khối MCU-STM32F1 34 Hình 2.21: Sơ đồ nguyên lý 35 Hình 2.22: Sơ đồ cong chuyển đoi 35 Hình 2.23: Sơ đồ cổng chuyển đổi 36 Hình 2.24: Sơ đồ cổng chuyển đổi 36 Hình 2.25 sơ đồ nguyên lý thiết kế kết nối 37 Hình 2.26: Thiết kế 3D mạch 38 Hình 2.27: cổng chuyển đổi LoRa - GSM hàn lắp hoàn thiện 38 Hình 2.28: cổng chuyển HMI hoàn thiện 39 Hình 2.29: PCB nút cảm biến LoRa dùng pin 39 Hình 2.30: Nút cảm biến LoRa dùng pin 39 Hình 2.31: PCB nút điều khiển qua LoRa .40 Hình 2.32: Nút điều khiển qua LoRa .40 Hình 3.1: Đo đạc khoảng cách truyền đô thị 43 Hình 3.2: Đo đạc khoảng cách truyền nơng thôn 44 Hình 3.3: Giao diện trang 45 Hình 3.4: Giao diện giám sát thông số nút cảm biến HMI 45 Hình 3.5: Giao diện điều khiến tải .46 Hình 3.6: Giao diện cài đặt số điện thoại 46 Hình 3.7: Truyền liên tục thơng số cảm biến lên Internet 47 Hình 3.8: Truyền liên tục thơng số cảm biến lên Internet 47 DANH MỤC BẢNG BIẾU Bảng 3.1: Ket thực nghiệm đo đạc Gateway LoRa môi truờng đô thị 47 Bảng 3.2: Ket thực nghiệm đo đạc Gateway LoRa mơi trường nơng thơn 47 TĨM TẤT KỂT QUẢ NGHIÊN cứu Kết quà đạt Công việc thực STT - Thuyết minh tồng quan Nội dung - Tống quan tình hình nghiên cứu, lý chọn đề tài - Phương pháp nghiên cứu - Thuyết minh sở lý thuyết - Cơ sở lý thuyểt liện quan: + IoT; + GSM; + LoRa; + HMI; + STM32 - Lựa chọn linh kiện phù họp; Nội dung - Thiết kế mạch nghiên lý - Chọn phương án thiết ke hợp Gateway; lý- - Thiết kế mạch in Gateway - Lập trình giao diện HMI - Chọn phương án thiết kể hợp lý, thấm mỹ Nextion: + Lập trình giao diện giám sát; + Lập trình giao diện điều khiến - Lập trình STM32: - Xây dựng giải thuật giao tiếp, + Xử lý dừ liệu trung tâm; xử lý liệu; + Kết nối với HMI; - Lập trình hồn thiện chức + Giao tiếp ngoại vi với LoRa qua SPI; + Giao tiếp ngoại vi với GSM - Thiết kế vỏ hộp cho Gateway - Thiết kế vỏ hộp cho Gateway phần mền thiết kế khí Tiến hành in 3D vỏ hộp - Thử nghiệm khả kết nối - Đánh giá tình bày thơng số kết tầm xa qua LoRa; thực nghiệm - Thử nghiệm khả kêt nôi với GSM; - Thử nghiệm kết nối với HMI - Đánh giá kết thử nghiệm - Tình trạng hoạt đơng Gateway truyền nhận liệu qua HMI, LoRa, GSM; - Đánh giá mức tiêu thụ luợng; - Đánh giá khả ứng dụng thực tế Nội dung - Lắp ráp, hàn lắp thử nghiệm mơ hình - Mục đích: - Kết nối, thử nghiệm mơ hình - Phương pháp nghiên cứu: - Kết nối hàn linh kiện mạch điện; - Tiến hành đo kiểm tra khoản cách truyền nhận dừ liệu - Lắp ráp hàn lắp linh kiện; - Thực chạy thử tiến hành đo - Các công việc thực hiện: Nội dung - Xây dựng tập thực hành mơ hình - Mục đích: - Lựa chọn tập thí nghiệm - Sản phâm dự kiến: - Các tập ứng dụng viết chng trình cho ARM 32 bit STT Sản phẩm đạt Sản phẩm đăng ký Gateway loT GSM - LoRa HMI (250x250) Tài liệu huớng dẫn sử dụng dùng để giảng dạy Bài báo đăng tạp chí thiết bị giáo dục tạp chí trường Thời gian thực hiện: tháng Thời gian nộp báo cáo: 25/08/2021 1 MỞĐẢƯ Trong giai đoạn phát triến vượt bật cùa công nghệ số, thiết bị Điện - Điện tử giao tiếp với thông qua thiết bị truyền thơng khơng dây Vì vậy, mạch vi xử lý thiết kế tích hợp hình thức tiện dụng Thường giao tiếp Wifí, Bluetooth thông qua điện thoại, song RF Đối với khu vực khơng có wifi thiết bị nằm rải rác người dùng muốn thu thập tín hiệu từ cảm biến điều khiển đối tượng tầm xa vấn đề không khả thi Giai đoạn công nghiệp 4.0 với hàng trăm triệu thiết bị kết nối mạng, bắt buộc phải tìm giải pháp tối ưu để truyền tín hiệu xa cách hiệu Trong đó, chi phí lượng phải giảm đáng kể so với phương pháp truyền thong điều đáng quan tâm Qua nhu cầu thực tiễn đó, thực nghiên cứu thiết kế thi công Gateway GSM - LoRa Bộ Gateway nhận tín hiệu điều cảm biến từ xa thơng qua LoRa mạng diện rộng tiết kiệm lượng, truyền tin nhắn đến điện thoại người dùng liên kết máy chủ chuẩn GPRS/3G/4G Cùng với Gateway the lên hình cảm ứng chồ Người dùng có the gửi tín nhắn điều khiến thơng qua Gateway Chúng tơi thiết kế lập trình Firmware thành cơng cho Gateway GSM - LoRa với mục đích thu thập, giám sát điều khiến đối tượng khoảng cách xa, tiêu tốn lượng thấp đạt hiệu cao truyền thông Cùng với Gateway giám sát cảm biến khơng dây tầm xa (Long range), điều khiển không dây qua LoRa, gửi dừ liệu bang GSM on định, kết hợp hình cảm ứng HMI trực tiếp Gateway Bộ Gateway trợ giúp nhiều cho cơng trình nghiên cứu ứng dụng, hệ sinh thái loT đề tài tốt nghiệp tương lai 10 CHƯƠNG TỐNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Trong bối cảnh công nghiệp hóa đại hố mạnh mẽ đất nước giới với phát triển cùa khoa học kỳ thuật phần cứng lần phần mềm Sự kết hợp Điện - Điện tử công nghệ thông tin tạo điều kiện phát trien nhanh cho cơng nghiệp 4.0 Xu hướng chung thuật ngừ “Internet of things” (viết tắt loT) xuất lần đầu năm 1999 xuất nhiều gần gũi hon với nhiều người, thu hút nhiều quan tâm ý giới khoa học công nghệ Các công ty đầu tư nghiên cứu, phát triển công nghệ Trong mạng cảm biến đại, đáp ứng tự động hóa nơng nghiệp quan trắc môi trường đất, nước Dần đến việc quản lý liệu lớn thông số cảm biến sè phức tạp khó khăn phần cứng cách thức tong hợp sàng lọc liệu Trong phát triển tảng cổng chuyển đối giao thức chuẩn tín hiệu cần thiết loT có ứng dụng rộng rãi để quan trắc, theo dõi số lĩnh vực sau: - Quản lý chất thải; - Quản lý lập kế hoạch quản lý đô thị; - Quản lý môi trường; - Phản hồi tinh khấn cấp; - Mua sắm thông minh; - Quản lý thiết bị cá nhân; - Đồng hồ đo thông minh; - Tự động hóa ngơi nhà; - Nơng nghiệp thơng minh; - Chăm sóc y tế 11 Hình 2.26: Thiết kế 3D mạch Hình 2.26 mạch mơ 3D phần mềm Altium Designer Đe việc tính tốn kích thước bố trí phù hợp với khn mầu Hình 2.27: cổng chuyển đổi LoRa - GSM hàn lắp hoàn thiện Hình 2.28 cống chuyến đổi kết nối hình cảm ứng HMI giao tiếp tốt với vi điều khiến, tùy biến nhiều trang hiến thị chức điều khiến 38 Hình 2.28: cổng chuyển HMI hồn thiện 2.2.2.4 Nút cảm biến đầu cuối Hình thành hệ thống mạng lưới LoRa phục vụ thu thập liệu cho cống chuyển đổi không the thiếu nút cảm biến thu thập thông số vật lý nhiệt độ, độ âm, pH Hình 2.29: PCB nút cảm biến LoRa dùng pin Hình 2.30: Nút cảm biến LoRa dùng pin 39 Hình 2.28: cổng chuyển HMI hồn thiện 2.2.2.4 Nút cảm biến đầu cuối Hình thành hệ thống mạng lưới LoRa phục vụ thu thập liệu cho cống chuyển đổi không the thiếu nút cảm biến thu thập thông số vật lý nhiệt độ, độ âm, pH Hình 2.29: PCB nút cảm biến LoRa dùng pin Hình 2.30: Nút cảm biến LoRa dùng pin 39 Trong hình 2.29 2.30 nút cảm biến dùng Pin tiết kiệm lượng, dòng vi điều khiển ARM F0 LO lượng thấp sử dụng đạt xuống 37pA [18] Vi điều khiến tối ưu lượng chế độ ngủ, điều khiển tắt mở nguồn cho cảm biến LoRa Khối LoRa Ra02 chịu trách nhiệm kết nối truyền nhận với cổng chuyển đổi qua dãy tần 433MHz Cảm biến dùng loại tương tự chuyển đổi thông số vật lý điện áp dòng điện 2.Z.2.5 Nút điều khiển đầu cuối Một hệ thống mạng lưới LoRa phục vụ nhận thực lệnh điều khiển từ cổng chuyển đổi gửi cần có nút điều khiển tải trực tiếp Hình 2.31: PCB nút điều khiển qua LoRa Hình 2.32: Nút điều khiến qua LoRa Hình 2.31 2.32 nút điều khiến tải trực tiếp cách ly khí qua Rơ le Vi điều khiển dùng dòng ARM 32bit F0 với số lượng chân kết nối tối ưu giao tiếp phù họp, 40 hồ trợ chuân SPI Tương tự LoRa Ra02 chịu trách nhiệm kết nối nhận lệnh từ cổng chuyển đổi qua dãy tần 433MHz Khối sử dụng trực tiếp nguồn pha 220V Điều khiển tải cách ly qua rơ le 41 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Ket thực nghiệm hoạt động cổng chuyển đổi 3.1.1 Ket thực nghiệm truyền - nhận tín hiệu cổng chuyển đổi vói nút Đe thực nghiệm ổn định truyền tin giừa cong chuyển đoi nút thông qua LoRa, kiểm tra kết đo mơi truờng thị nhiều cơng trình vật cản nơng thơn cơng trình nhiều xanh dạng thấp, cổng chuyển đổi cố định nhận thông tin Phương pháp thực nghiệm đo đạc dựa nghiên cứu trước cơng bố ngồi nước [19] nước [20] Các nút điều khiển cảm biến không dây di động Người di chuyến nút dùng định vị GPS đe xác định vị trí đồng thời phản hoi trực quan trạng thái gửi, nhận, tín hiệu Đê đảm bảo thơng số giống môi trường thử nghiệm chọn thơng số trung bình cài đặt để đảm bảo khách quan thử nghiệm Thông số cài đặt thực nghiệm: ❖ SX1278_begin(&SX1278,SX1278_433MHZ,SX1278_POWER_17DBM,SX1278 _LORA_SF_8,SX 1278-LORA-B W-20 8KHZ, 16); ❖ Tần số hoạt động: 433MHz ❖ Công suất 17dBm ❖ SF: ❖ Băng thông LoRa BW 20.8KHZ, ❖ Độ dài gói tin: 16 byte ❖ CR cố định 4/8 ❖ Antenna loại 433MHz, 3DBĨ, chiều dài 52mm, trở kháng 50 Ohm Trong kịch thử nghiệm cho nút truyền tin cổng chuyển đổi sau mồi 10 giây, số lượng mầu lớn 500 mẫu Chúng sè tiến hành định vị nhùng khoảng cách đặt trưng thấy có thay đổi on định tín hiệu Kịch thực nghiệm mơi trường đô thị: thực nghiệm quận 12 thành phố Hồ Chí Minh, cổng chuyển đổi đặt cố định tầng độ cao khoảng 22m, nút cảm biến dùng pin di chuyển Người di chuyển định vị báo vị trí, trạng thái truyền tin 42 Bảng 3.1: Ket thực nghiệm đo đạc Gateway LoRa mơi trường thị Vị trí Khoản cách (m) Sai số định vị (m) A 400 - Tẩn số 433MHz B 520 - Công suất 17dBm c 700 D 850 - BW 20.8KHZ, E 985 - Gói tin: 16 byte Thông số cài đặt - SF: 5- 10 s ứ E Node 985,06m Node 850m HH NI ten Ví Trung Tâm Kiếm Xe Cơ G Node 700m Node 520m ãc I ô ãB A QChung c Node 400m I '^UBNDQuận12 c □ □ g Gateway GSM - LoRa Ihung cư Zen Tower X Đo khoảng cách Nhãp váo bán đồ đế thêm vào đường cũa bạn Tống khống cách: 985,06 mét (3.231,82 bộ) Hình 3.1: Đo đạc khoảng cách truyền đô thị Kết hình 3.1, vị trí nút truyền tin tăng dần khoảng cách so với cổng chuyển đổi nhận, khoảng cách thứ điểm A thứ điểm B 520m tin truyền liên tục, độ trề giây Người di chuyển nút dừng lại định vị khoảng cách cảm nhận thay đổi thời gian truyền tin khoảng cách diem c 700m tin truyền tốt, độ trễ - giây, môi trường đô thị nhiều vật cản khoảng cách lớn 850m - 1000m tin truyền có tượng trễ truyền không liên tục, thất lạc gói tin khoảng 10% - 15% Sau thí nghiệm thực tế môi trường đô thị 43 vần tối ưu khoảng cách tốt thay đôi thông số SF tối đa Antenna Kịch băn thực nghiệm môi trường nông thôn: thực nghiệm đồng Vĩnh Long với điều kiện phang, chủ yếu dạng thấp cam lúa nước Cổng chuyển đổi đặt cố định độ cao khoảng 4m, nút cảm biến dùng pin di chuyển Người di chuyến định vị báo vị trí, trạng thái truyền tin Bảng 3.2: Ket thực nghiệm đo đạc Gateway LoRa mơi trường nơng thơn Vị trí Khoản cách (m) A 472 - Tẩn số 433MHz B 650 - Công suất 17dBm c 1200 D 1530 Sai số định vị (m) 5- 10 Thông sồ cài đặt - SF: - BW 20.8KHZ, - Gói tin: 16 byte Hình 3.2: Đo đạc khoảng cách truyền nông thôn Trong kết hình 3.2 với thơng số cài đặt ban đầu, khoảng cách truyền môi trường nông thôn vật cản thấp khoảng cách truyền tốt 700m tin truyền liên tục không gói tin thời gian Is diem A, B Người di chuyển nút dừng lại định vị khoảng cách cảm nhận thay đoi thời gian truyền tin Khoảng cách 900m - 1100m điểm c tin vần truyền độ tin cậy tốt thời gian 2s - 3s, khoảng cách 1300m - 1500m diem D có tượng trề 8s - 10s, gói tin nhận có tượng thất lạc khoảng 10% Tối ưu SF Antenna cống 44 chuyển đổi kiểm sốt điều khiển trực tiếp khu vực có đuờng kính 3000m Rất phù họp cho việc giám sát mạng cảm biến diện rộng, điều khiển tưới tiêu nông nghiệp Trong kịch thực nghiệm này, không hướng tới việc điều chỉnh thông số để khoảng cách truyền tin xa cách tối ưu SF lên tối đa SF = 12, BW = 250kHz, công suất truyền lớn Antenna lên tới khoảng cách 3900m Trong thực tế trọng phạm vi đảm bảo tin cậy ổn định hệ thống phần cứng, đáp ứng yêu cầu hoạt động liên tục phạm vi diện tích phù song trực tiếp cùa cồng chuyển đoi 3.1.2 Kết thiết kế giao diện GUI HMI Cổng chuyển đổi thiết kế tối ưu tích hợp giao diện với người dùng đảm bảo máy chủ LoRa lưu trừ, xử lý liệu đồng thời hiển thị, giao tiếp trực tiếp với người dùng thơng qua hình cảm ứng HMI Một giao diện đồ họa thiết kế Nextion Editor cho hình cảm ứng gồm trang sau: Hình 3.3: Giao diện trang pH " nU Hình 3.4: Giao diện giám sát thông số nút cảm biến HMI 45 Controll Bom2 Boml Hình 3.5: Giao diện điều khiển tải Hình 3.6: Giao diện cài đặt số điện thoại 3.1.3 Ket đưa liệu lên máy chu loT Cổng chuyển đổi đóng vai trị vừa thu thập dừ liệu từ LoRa hiển thị GUI HMI, lưu trừ xử lý dừ liệu nhận Đồng thời cổng chuyển đổi đưa thông số nhận được, xử lý lưu trừ đám mây thông mạng GPRS 3G/4G Chúng sử dụng Sim808 cho nhiệm vụ gửi SMS đến người dùng đưa liệu lên máy chủ loT 46 Gateway Lora GSM Hình 3.7: Truyền liên tục thơng số cảm biến lên Internet hình 3.8 thông số cảm biến pH thu thập từ nút cảm biến không dây dùng pin thông qua LoRa cổng chuyển đổi thu nhận truyền liên tục lên hệ thong máy chù ThingSpeak sau mồi 30s, thông số cảm biến on định dao động nhỏ khoảng 0.02 đon vị, thời gian gửi tin phút, liên tục khơng gói tin Gateway Lora CSM 11:4300 11:43:30 11:43:15 Gateway Lora GSM 11:43:45 Date Date ThrtgSptiktMn Tbi-gSDtik tom Hình 3.8: Truyền liên tục thơng số cảm biến lên Internet Trong hình 3.9, chúng tơi thực nghiệm với thời gian gửi tin lên Internet nhanh hon, theo thời gian thực 15s Truyền đồng thời hai thông số độ dần điện cùa nước EC dung lượng pin nút cảm biến khơng dây Có the thấy cong chuyến đoi vần làm việc tốt với thông số từ cảm biến dao động 0.02 đon vị, thông số dung lượng pin ôn định không bị gói tin 47 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Ket luận Chúng thiết kế xây dựng thành công hệ thống sở phần cứng đầy đù, gồm: Cổng chuyển đổi; Các nút cảm biến theo dõi thông số dùng pin Nút điều khiển chuẩn truyền LoRa Thông qua HMI, việc giám sát điều khiên đối tượng dễ dàng khoảng cách xa Tất thiết bị hoạt động thực nghiệm ổn định đáp ứng yêu cầu Cong chuyển đối thu thập thông tin ổn định liên tục từ LoRa đường kính bao bao phủ 3000m Hiển thị giao tiếp HMI có giao diện tối ưu, giảm chi phí máy chủ cục Hệ thống chuyển đổi kết nối Internet thông qua mạng di đông hoạt động nhanh với tin cậy cao Phần cứng có the nhúng thuật tốn xử lý Logic mờ, mạng Neural để sàng lọc liệu, định điều khiển, cảnh báo lương lai Các thiết bị sau hoàn thiện hoạt động tốt suốt thời gian thử nghiệm, khả truyền nhận dừ liệu liên tục khu vực đô thị khu vực nông thôn thông qua LoRa Dề dàng sử dụng thân thiện với người dùng, có khả ứng dụng vào dự án triển khai thực tế 4.2 Kiến nghị Trong xu vi xử lý ARM thư viện cho LoRa phát triển mạnh, phải nắm bắt, lựa chọn thiết kế ứng dụng hợp lý, kinh tế tiết kiệm Đối với dự án đáp ứng nhu cầu truyền nhận dừ liệu từ xa ứng dụng LoRa sử dụng STM32F1 Tuy nhiên bên cạnh đề tài cần phải giải số vấn đề để cải tiến, tối ưu điểm sau: - Thiết kế hồn thiện nhiều giao diện cho hình hiến thị; - Tối ưu hóa để tiết kiệm lượng, sử dụng nhiều nguồn cấp cho mạch; - Có thể sử dụng dòng vi điều khiển nhỏ STMF0 để tiết kiệm chi phí Chủ nhiệm đề tài (Ký ghi rõ họ tên) Hồ A Lil 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO https://www.semtech.com/LoRa, LoRa by the Numbers 2021 Eridani, D., E.D Widianto, and R.D.O Augustinus Monitoring system in LoRa network architecture using smart gateway in simple LoRa protocol, in 2019 International Seminar on Research of Information Technology and Intelligent Systems (ISRITI) 2019 IEEE Zhou, Q., et al., Design and implementation of open LoRa for loT 2019 7: p 100649- 100657 Narendra, N., et al Goal-driven context-aware data filtering in IoT-based systems, in 2015 IEEE 18th International Conference on Intelligent Transportation Systems 2015 IEEE Islam, M.M., et al Smart poultry farm incorporating GSM and loT in 2019 International Conference on Robotics, Electrical and Signal Processing Techniques (ICREST) 2019 IEEE Sanchez-Iborra, R and M.-D.J.S Cano, State of the art in LP-WAN solutions for industrial loT services 2016 16(5): p 708 Reynders, B., w Meert, and s Pollin Power and spreading factor control in low power wide area networks, in 2017 IEEE International Conference on Communications (ICC) 2017 IEEE Waret, A., et al., LoRa throughput analysis with imperfect spreading factor orthogonality 2018 8(2): p 408-411 Lan, L.J.C.n.T.t.v.T.t., LoRa: Giải pháp cho triển khai mạng IoT 2016: p 57-59 10 Raza, u., et al., Low power wide area networks: An overview 2017 19(2): p 855873 11 Pasolini, G., et al., Smart city pilot projects using LoRa and IEEE802 15.4 technologies 2018 18(4): p 1118 12 Liu, s., c Xia, and z Zhao A low-power real-time air quality monitoring system using LPWAN based on LoRa in 2016 13th IEEE International Conference on Solid- State and Integrated Circuit Technology (ICSICT) 2016 IEEE 49 13 Misran, N., et al loT based health monitoring system with LoRa communication technology, in 2019 International Conference on Electrical Engineering and Informatics (ICEEI) 2019 IEEE 14 Kodali, R.K., s Yerroju, and s Sahu Smart farm monitoring using LoRa enabled loT in 2018 second international conference on green computing and internet of things (ICGCIoT) 2018 IEEE 15 Usmonov, M and F Gregoretti Design and implementation of a LoRa based wireless control for drip irrigation systems, in 2017 2nd International Conference on Robotics and Automation Engineering (ICRAE) 2017 IEEE 16 Hou, L., et al., Internet of things cloud: Architecture and implementation 2016 54(12): p 32-39 17 Schaub, T.J.I.t.o.c., Spread frequency shift keying 1994 42(234): p 1056-1064 18 Kõkten, E., et al Low-Powered Agriculture loT Systems with LoRa in 2020 IEEE Microwave Theory and Techniques in Wireless Communications (MTTW) 2020 IEEE 19 Andrei, Marius Lucian, Liviu Alexandru Rădoi, and Dan $tefan Tudose "Measurement of node mobility for the LoRa protocol." 2017 16th RoEduNet Conference: Networking in Education and Research (RoEduNet) IEEE, 2017 20 Đưa, N.V., et al., Công nghệ LoRa ứng dụng nông nghiệp công nghệ cao 2019 50 PHỤ LỤC 3: MINH CHỨNG ĐI KÈM SẢN PHÀM DẠNG (hình ảnh sản phấm đạt ) - Phần cứng Gateway loT GSM - Lora - HMI bàn giao kèm nghiệm thu SẢN PHÀM DẠNG 2: (quy trình, sơ đồ, bảng vè, sở dừ liệu ) SẢN PHÀM DẠNG 3: (toàn văn báo, sách chuyên khảo ) - báo: THIẾT KẾ VÀ THỤC HIỆN CÓNG CHUYẾN ĐÓI LORA - GSM GIÁM SÁT CÁC NÚT DỤ A TRÊN CƠNG NGHỆ LORA - Đính kèm tài liệu hướng dẫn: Tài liệu hướng dẫn Gateway GSM Nguyễn Tất Thành SẢN PHÁM ĐÀO TẠO: 51 ... 36 2.1.2.3 Thi? ??t kế mạch cổng chuyển đổi LoRa - GSM Hình 2.25 sơ đồ nguyên lý thi? ??t kế kết nối Sau thi? ??t kế sơ đồ nguyên lý kết nối đảm bảo xác địa chân linh kiện, tiến hành thi? ??t kế mạch in... truyền thơng RS485, kết nối với với máy tính qua USB CAN đe hồ trợ giao tiếp với thi? ??t bị tự động hóa cần thi? ??t 2.2.2.2 Thi? ??t kế nguyên lý cổng chuyển đổi LoRa - GSM Tiến hành thi? ??t kế nguyên lý phần... + Kết nối với HMI; - Lập trình hồn thi? ??n chức + Giao tiếp ngoại vi với LoRa qua SPI; + Giao tiếp ngoại vi với GSM - Thi? ??t kế vỏ hộp cho Gateway - Thi? ??t kế vỏ hộp cho Gateway phần mền thi? ??t kế