thiết kế hệ thống iots chăm sóc vườn cây ăn quả sử dụng pin năng lượng mặt trời

Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa Điện đã nhiệt tình giúp đỡ em về các kiến thức liên quan tới lĩnh vực nghiên cứu của đề tài trong thời gian thực hiện đề tài, cũng như các kiến thức mà các thầy cô đã truyền đạt cho em trong suốt thời gian học tập tại trường.Trong nhiều năm qua ngành nông nghiệp nước ta có nhiều những thành tựu vượt bậc, không chỉ đủ cung cấp nguồn lương thực, thực phẩm cho đất nước mà còn xuất khẩu ra thị trường thế giới. Với thành tựu to lớn đó, chúng ta phải kể đến ngành nông nghiệp đã góp phần quan trọng cho nền kinh tế quốc dân. Sự phát triển của ngành nông nghiệp nói đã đem lại lợi ích kinh tế cho các hộ nông dân, từng bước xoá đói giảm nghèo và ngày càng có nhiều hộ gia đình làm giàu trên mảnh đất của mình. Bên cạnh đó, ở khu vực đô thị không gian xanh với những vườn cây nhỏ xanh mát trong vườn nhà đang là xu thế của rất nhiều hộ gia đình. Tuy nhiên, với cuộc sống hiện thì việc chăm sóc cho vườn cây cũng là một trở ngại và với bà con nông dân thì việc đảm bảo cho cây trồng của mình luôn đủ nước để phát triển đang là một vấn đề. Chính vì vậy, để giúp bà con nông dân có thể chăm sóc cây trồng hiệu quả đạt năng suất cao và mọi gia đình có thể dễ dàng tạo cho mình một không gian xanh mà không cần mất nhiều công sức chăm sóc. Em đã quyết định chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống IoTs chăm sóc vườn cây ăn quả sử dụng pin năng lượng mặt trời’’ cho đồ án tốt nghiệp của mình

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Tình hình nghiên cứu trong nước và quốc tế

1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước ngoài. Ở nước ngoài đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng về hệ thống chăm sóc cây tự động Đầu những năm 80, Liên Xô (cũ) đã chế tạo ra một loại máy tự động ứng dụng trong nông nghiệp Khi làm việc loại máy này có thể quan sát được độ ẩm của thổ nhưỡng, nhiệt độ không khí, sức gió Nó có thể xác định được phương pháp tưới và tiến hành tưới cho cây trồng, nhờ một loại máy làm mưa nhân tạo khác.

Hãng robot Droplet giới thiệu robot tưới cây tích hợp những công nghệ tự động mới nhất, điện toán đám mây và một số dịch vụ kết nối khác cho phép Droplet có khả năng tự động ngắm hướng vòi phun, lượng nước và tần suất tưới để tự động tưới nước cho cây theo những lịch trình tự tính toán dựa trên phân tích các dữ liệu đầu vào Droplet là 1 chiếc vòi phun tự động có khả năng tự điều chinh hướng dòng nước phun ra từ ống đến thân cây trong bán kính 9.14 mét Trước khi robot tự động vận hành, người dùng chi cân khai báo tên của các loại cây có mặt trong vườn thông qua điện thoại, máy tính bảng, được kết nối không dây với robot.

Dựa trên thông tin về tên các loại cây, Droplet sẽ tự tra cứu thông tin trên mạng nhằm xác định lượng nước cũng như tần số tưới cho phù hợp với từng loại cây Bên cạnh đó, Droplet cũng tự tra cứu dữ liệu về tình hình thời tiết của địa điểm làm việc để xác định mưa/năng nhằm đưa ra lịch làm việc thích hợp Bộ điều khiển tưới cây tự động Israel dễ dàng được lập trình theo yêu cầu tưới của người sử dụng Chỉ cần vài thao tác lập trình, cung cấp cho hệ thống một nguồn nước đầu vào và dẫn các đầu tưới đến các vị trí cần tưới là đã hoàn tất việc lắp đặt hệ thống tưới tự động theo công nghệ tưới tiên tiến.

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước.

Công trường thực vật là căn cứ địa sản xuất nông nghiệp của hiện đại hóa Toàn bộ quá trình đều có thể điều khiển tự động để giảm bớt sức người, nâng cao sản lượng

Mặc dù tự động hóa ứng dụng từ rất lâu cho việc tưới tiêu, song nó chỉ phát triển ở một số nước phát triển, còn đối với các nước chậm phát triển tuy nền nông nghiệp chiếm tỉ lệ lớn nhưng việc ứng dụng tự động hóa cho việc tưới cây vẫn còn rất chậm Hiện nay, được sự trợ giúp của nước ngoài các nước đang phát triển đã đưa dần tự động hóa vào đời sống và sản xuất, đặc biệt là các nước đông nam á trong đó có Việt Nam.

Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo thiết bị tự động hóa, kết hợp với thành tựu trong công nghệ vi điện tử và công nghệ thông tin, đã cho phép tạo nên một giải pháp tự động hóa trong mọi lĩnh vực.

Có thể nói tự động hóa trở thành xu hướng tất yếu cho mọi lĩnh vực cho bất kì quốc gia, vùng lãnh thổ nào.

Đặt vấn đề nghiên cứu

Việt Nam là một trong những nước sản xuất nông nghiệp lớn trên thế giới, với sản lượng hàng năm luôn duy trì ở mức cao và ổn định Tuy nhiên,hiện nay Việt Nam lại cũng là một trong những nước đang chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu, thêm vào đó là quy trình sản xuất nông nghiệp tại các khu vực khác nhau trên đất nước vẫn chưa có sự đồng bộ, nhất quán.Vậy nên sản phẩm nông nghiệp Việt Nam đang gặp nhiều khó khăn trong việc tiếp cận những thị trường có tiêu chuẩn cao Nếu muốn vươn lên trở thành một quốc gia xuất khẩu nông sản chất lượng cao ra thế giới, Việt Nam cần có những thay đổi trong quy trình sản xuất nông nghiệp để tối ưu chất lượng sản phẩm, cũng như có những giải pháp để hoạt động nông nghiệp không còn quá phụ thuộc vào yếu tố môi trường và thời tiết Và một trong những giải pháp được thế giới đưa ra hiện nay, đó là ứng dụng IoT vào trong hoạt động sản xuất nông nghiệp, đây cũng là xu hướng đang dần xuất hiện ở Việt Nam, nhằm thực hiện công nghiệp hoá và ứng dụng các thành tựu của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 vào trong sản xuất và đời sống.

Mặt khác, việc nhu cầu sử dụng điện rất nhiều dẫn đến việc khai thác cũng phải đáp ứng đủ nhu cầu của người tiêu dùng Do vậy, việc khai thác điện ảnh hưởng rất nhiều tới môi trường xung quanh như:

+ Ô nhiễm không khí: việc khai thác nguồn điện truyền thống, như than và dầu Nó tạo ra các nguồn như carbon dioxide, sulfur dioxide, nitơ dioxide, bụi hạt và thủy ngân.

+ Ô nhiễm nguồn nước: các nguồn năng lượng than và hạt nhân tạo ra những tác hại đến môi trường nhất là đường thủy Một tính toán hiện nay cho thấy tất cả các nguồn nước bị ô nhiễm đến từ nguồn than đá và nhà sản xuất asen, selen, boron, cadmium và thủy ngân được thải ra đường thủy.

Chính vì vậy để đáp ứng được nhu cầu thiết thực trên em đã nghiên cứu “ Thiết kế hệ thống IoTs chăm sóc vườn cây ăn quả sử dụng pin năng lượng mặt trời ”

Với đề tài này, em hi vọng rằng sẽ góp được phần nào giúp người nông dân cải thiện được năng suất lao động và có một cuộc sống tốt hơn.

Giới thiệu về mô hình trồng rau trong nhà kính hiện nay

Hiện nay, việc trồng rau sạch đang nhận được nhiều sự quan tâm từ công đồng Nhu cầu sử dụng rau sạch đang ngày càng tăng cao Điều này, thôi thúc sự phát triển của các mô hình trồng rau sạch Do đó mô hình trồng rau trong nhà kính nhà màng đang được nông dân sử dụng phổ biến trong đó nổi bật là 2 loại hình chính.

1.3.1 Mô hình nhà màng nhà kính kín. Đây là loại nhà kính nhà màng được bao phủ hoàn toàn bằng lưới giúp che chắn cũng như ngăn ngừa các loại côn trùng như bọ cánh cứng hay các loại côn trùng như bọ cánh cứng hay các loại có thể bay vào thâm nhập vườn rau. Đối với mô hình này phù hợp với quy mô với diện tích từ 500 – 1.000 m 2 , với độ cao khoảng 2- 4m, thường được sử dụng chủ yếu từ 6-8 tháng.

Hình 1.1: Mô hình nhà màng nhà kính kín

1.3.2 Mô hình nhà màng nhà kính hở. Đây là loại nhà kính nhà màng chỉ được bao phủ chủ yếu trên mái hoặc một phần bao xung quanh được áp dụng chủ yếu vào mùa mưa nhằm tăng sự phát triển của vườn rau.

Do phần mái che nửa vời nên không gian bên trong trang trại luôn trở nên thông thoáng giúp cây trồng có thể dễ dàng hấp thụ chất dinh dưỡng.

Hình 1.2: Mô hình nhà màng nhà kính hở

Ngoài ra, đây là một trong những loại thiết kê có chi phí rẻ hơn nhiều so với các loại thiết kế nhà màng kính hiện nay.

1.3.3 Ưu điểm mô hình nhà màng nhà kính hiện nay.

+ Điều hoà nhiệt độ: Nhà kính giúp duy trì sự ổn định của nhiệt độ bên trong nhà kính khi khí hậu thay đổi Thế nên hoàn toàn có thể chủ động trong việc trồng trọt và chăm sóc cây trồng.

+ Giữ ẩm: Nhà lưới có tác dụng hạn chế sự bốc hơi nước, giữ hơi nước hiệu quả Từ đó, giúp môi trường xung quanh luôn ẩm ướt thuận lợi cho cây trồng phát triển Đồng thời cũng giúp tiết kiệm nước tưới tiêu.

+ Phòng – ngừa côn trùng, sâu bệnh: Nhà màng được dựng nên từ các loại lưới tránh côn trùng Đài Loan nên giúp ngăn ngừa mầm bệnh phát tán trong không khí, côn trùng, sâu bọ phá hoại lá cây, các loại mối, mọt… phá hoại mùa vụ.

+ Hạn chế ảnh hưởng của thời tiết: giúp hạn chế các tác động của môi trường bên ngoài như gió, mưa, bão,… Do đó mà cây rau có thể sinh trưởng và phát triển một cách tốt nhất có thể.

+ Chống tia tử ngoại (UV): Hạn chế được tia cực tím chiếu trực tiếp vào cây rau, giúp cây có màu sắc đẹp hơn và phát triển tốt hơn

1.3.4 Nhược điểm của nhà kính nhà màng hiện nay.

Tuy rằng có những ưu điểm không thể phủ nhận nhưng các mô hình ở trên vẫn còn nhiều điểm hạn chế như:

+ Trong loại nhà lưới kín sẽ tạo ra môi trường có nhiệt độ và độ ẩm cao hơn so với bên ngoài từ đó nếu không có biện pháp giám sát chặt chẽ sẽ rất dễ bị nấm mốc…

+ Trong loại hình nhà lưới hở thì do không được che chắn kỹ sẽ rất dễ côn trùng tấn công.

+ Phương pháp trồng tại gia đình thì có quy mô và diện tích nhỏ, khó lắp đặt hiệu quả.

+ Năng lượng sử dũng vẫn là bằng điện lưới nên phải tiêu tốn một số tiền nhất định mỗi tháng.

Tổng quan đối tượng nghiên cứu

Ở nước ta việc phát triển trồng cà chua còn có ý nghĩa quan trọng về mặt luân canh, tăng vụ và tăng năng suất trên đơn vị diện tích, do đó cà chua là loại rau được khuyến khích phát triển Tuy nhiên, việc trồng cà chua chưa được phát triển mạnh theo mong muốn vì cà chua trồng trong điều kiện nóng và ẩm ở nước ta dễ mắc nhiều bệnh gây hại đáng kể như héo tươi, virus khó phòng trị Do vậy nhóm em quyết định chọn cây cà chua làm đối tượng nghiên cứu

1.4.1 Mô Tả Sơ Bộ Cây Cà Chua.

Cà chua là cây hằng niên, tuy nhiên trong điều kiện tối hảo nhất định cà có thể là cây nhiều năm

Rễ: Rễ chùm, ăn sâu và phân nhánh mạnh, khả năng phát triển rễ phụ rất lớn Trong điều kiện tối hảo những giống tăng trưởng mạnh có rễ ăn sâu 1 - 1,5m và rộng 1,5 - 2,5m vì vậy cà chua chịu hạn tốt

Thân: Thân tròn, thẳng đứng, mọng nước, phủ nhiều lông, khi cây lớn gốc thân dần dần hóa gỗ.

Lá: Lá thuộc lá kép lông chim lẻ, mỗi lá có 3 - 4 đôi lá chét, ngọn lá có 1 lá riêng gọi là lá đỉnh Rìa lá chét đều có răng cưa nông hay sâu tùy giống. Phiến lá thường phủ lông tơ Đặc tính lá của giống thường thể hiện đầy đủ sau khi cây có chùm hoa đầu tiên.

Hoa: Hoa mọc thành chùm, lưỡng tính, tự thụ phấn là chính Sự thụ phấn chéo ở cà chua khó xảy ra vì hoa cà chua tiết nhiều tiết tố chứa các alkaloid độc nên không hấp dẫn côn trùng và hạt phấn nặng không bay xa được Số lượng hoa trên chùm thay đổi tùy giống và thời tiết, thường từ 5 - 20 hoa.

Trái: Trái thuộc loại mọng nước, có hình dạng thay đổi từ tròn, bầu dục đến dài Vỏ trái có thể nhẵn hay có khía Màu sắc của trái thay đổi tùy giống

Hình 1.3 : Hình ảnh cây cà chua và điều kiện thời tiết Thường màu sắc trái là màu phối hợp giữa màu vỏ trái và thịt trái

1.4.2 Đặc tính sinh trưởng và phát triển.

Nhiệt độ: Cà chua là cây chịu ấm, một trong những điều kiện cơ bản để có được sản lượng cao và sớm ở cà chua là tạo chế độ nhiệt độ tối hảo cho cây 21-24°C, nếu nhiệt độ đêm thấp hơn ngày 4-5°C thì cây cho nhiều hoa. Các thời kỳ sinh trưởng và phát triển khác nhau của cây đòi hỏi nhiệt độ không khí và đất nhất định. Ánh sáng: Cà chua là cây ưa sáng, không nên gieo cây con ở nơi bóng râm, cường độ tối thiểu để cây tăng trưởng là 2.000 - 3.000 lux, không chịu ảnh hưởng quang kỳ Ở cường độ ánh sáng thấp hơn hô hấp gia tăng trong khi quang hợp bị hạn chế, sự tiêu phí chất dinh dưỡng bởi hô hấp cao hơn lượng vật chất tạo ra được bởi quang hợp, do đó cây sinh trưởng kém.

Nước: Yêu cầu nước của cây trong quá trình dinh dưỡng không giống nhau Khi cây ra hoa đậu trái và trái đang phát triển là lúc cây cần nhiều nước nhất, nếu đất quá khô hoa và trái non dễ rụng; nếu đất thừa nước, hệ thống rễ cây bị tổn hại và cây trở nên mẫn cảm với sâu bệnh Nếu gặp mưa nhiều vào thời gian này trái chín chậm và bị nứt Lượng nước tưới còn thay đổi tùy thuộc vào liều lượng phân bón và mật độ trồng.

TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM VÀ PHẦN CỨNG

Phần mềm

2.1.1 Phần mềm lập trình (Arduino).

Arduino là một môi trường phát triển tích hợp đa nền tảng, làm việc cùng với một bộ điều khiển Arduino để viết, biên dịch và tải code lên bo mạch Phần mềm này cung cấp sự hỗ trợ cho một loạt các bo mạch Arduino như Arduino Uno, Nano, Mega, Esplora, Ethernet, Fio, Pro hay Pro Mini cũng như LilyPad Arduino.

Ngôn ngữ phổ quát cho Arduino C và C++, do đó phần mềm phù hợp cho những lập trình viên đã quen thuộc với cả 2 ngôn ngữ này Các tính năng như làm nổi bật cú pháp, thụt đầu dòng tự động làm cho nó trở thành một sự thay thế hiện đại cho các IDE khác.

Bọc bên trong giao diện đồ họa được sắp xếp hợp lý, Arduino sở hữu những chức năng để thu hút các nhà phát triển Arduino, mở đường đến một đầu ra thành công thông qua các mô-đun gỡ lỗi Tất cả các tính năng của nó được lưu trữ bên trong vài nút bấm, menu, giúp dễ dàng hiểu và điều hướng, đặc biệt là với các lập trình viên chuyên nghiệp Ngoài ra, việc tích hợp các bộ sưu tập ví dụ mẫu sẽ giúp cho những người lần đầu tiếp xúc với Arduino có thể làm quen và nắm bắt ứng dụng nhanh hơn.

Web Server có nghĩa là máy chủ web, là máy tính lớn được kết nối với tập hợp mạng máy tính mở rộng Máy chủ chứa toàn bộ dữ liệu mà nó được giao quyền quản lý Mỗi máy chủ có một IP riêng và có thể đọc đa dạng ngôn ngữ như HTML, HTM, File… Máy chủ có dung lượng lớn và tốc độ rất cao để có thể lưu trữ và vận hành tốt kho dữ liệu trên internet Thông qua cổng giao tiếp riêng biệt của mỗi máy chủ mà hệ thống máy tính có khả năng hoạt động trơn tru hơn Máy chủ phải đảm bảo hoạt động liên tục để có thể cung cấp dữ liệu cho mạng lưới máy tính của nó

Web Server có thể là phần cứng hoặc phần mềm cũng có thể bao gồm cả hai

Phần cứng: Máy chủ web là một máy tính lưu trữ các file ảnh, tài liệu HTML, CSS, file JavaScript của một website và chuyển chúng tới thiết bị của End-user Máy chủ được kết nối internet và truy cập thông qua một tên miền như Mozilla.org.

Phần mềm: Web server gồm một số phần điều khiển người dùng truy cập đến file lưu trữ trên một máy chủ HTTP Máy chủ HTTP là một phần

Hình 2.5 : Khái niệm web sever mềm, nó có khả năng hiểu được các địa chỉ website (URL) và giao thức trình duyệt sử dụng để xem các website (HTTP).

Bất cứ khi nào một trình duyệt cần đến file được lưu trữ trên máy chủ,trình duyệt gửi yêu cầu file đó thông qua HTTP Khi yêu cầu tới đúng máy chủ (phần cứng), HTTP (phần mềm) sẽ gửi tài liệu được yêu cầu trở lại thông qua HTTP

Các chuẩn giao tiếp

I2C là tên viết tắt của cụm từ tiếng anh “Inter-Integrated Circuit” Nó là một giao thức giao tiếp được phát triển bởi Philips Semiconductors để truyền dữ liệu giữa một bộ xử lý trung tâm với nhiều IC trên cùng một board mạch chỉ sử dụng hai đường truyền tín hiệu.

Do tính đơn giản của nó nên loại giao thức này được sử dụng rộng rãi cho giao tiếp giữa vi điều khiển và mảng cảm biến, các thiết bị hiển thị, thiết bị IoT, EEPROMs, v.v … Đặc điểm:

+ Chỉ cần có hai đường bus (dây) chung để điều khiển bất kỳ thiết bị / IC nào trên mạng I2C

+ Không cần thỏa thuận trước về tốc độ truyền dữ liệu như trong giao tiếp UART Vì vậy, tốc độ truyền dữ liệu có thể được điều chỉnh bất cứ khi nào cần thiết.

+ Cơ chế đơn giản để xác thực dữ liệu được truyền

+ Sử dụng hệ thống địa chỉ 7 bit để xác định một thiết bị / IC cụ thể trên bus I2C

+ Các mạng I2C dễ dàng mở rộng Các thiết bị mới có thể được kết nối đơn giản với hai đường bus chung I2C.

SPI (Serial Peripheral Bus) là một chuẩn truyền thông nối tiếp tốc độ cao do hãng Motorola đề xuất Đây là kiểu truyền thông Master-Slave, trong đó có 1 chip Master điều phối quá trình tuyền thông và các chip Slaves được điều khiển bởi Master vì thế truyền thông chỉ xảy ra giữa Master và Slave. SPI là một cách truyền song công (full duplex) nghĩa là tại cùng một thời điểm quá trình truyền và nhận có thể xảy ra đồng thời SPI đôi khi được gọi là chuẩn truyền thông “4 dây” vì có 4 đường giao tiếp trong chuẩn này đó là SCK (Serial Clock), MISO (Master Input Slave Output), MOSI (Master Ouput Slave Input) và SS (Slave Select)

+ MISO - Mang các dữ liệu từ các thiết bị SPI về arduino

+ MOSI - Mang các dữ liệu từ Arduino đến các thiết bị SPI

+ SS - Chọn thiết bị SPI cần làm việc

+ SCK - dòng đồng bộ Đối với Arduino Mega: MISO là chân 50, MOSI là chân 51, SCK là chân 52 và SS thường là chân 53.

Giới thiệu về mô hình hệ thống

Hệ thống gồm 4 phần chính :

Phần thứ nhất là khối thu thập dữ liệu gồm các cảm biến nhiệt độ-độ ẩmDHT-11, cảm biến mưa Các cảm biến này sẽ thu thập thông tin trong môi trường hiện tại sau đó sẽ gửi thông tin đến trung tâm xử lí bằng công nghệ truyền dẫn không dây.

Phần thứ hai là bộ điều khiển trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu gửi về từ khối thu thập dữ liệu xử lí Thông tin sẽ được gửi đến người dùng qua wifi.

Phần thứ ba là khối thiết bị gồm có máy bơm nước Khi đạt đủ điều kiện hệ thống điều khiển sẽ bật ( tắt ) máy bơm cung cấp nước cho cây trồng.Phần thứ 4 là khối hiển thị gồm có 1 màn hình LCD 16x2 để hiện thị thông số hiện tại tại nơi đặt thiết bị Ngoài ra, thông tin còn được hiển thị qua phần mềm android.

Thiết kế sơ đồ khối cho hệ thống

Hình 2.7: Sơ đồ khối của hệ thống

Chức năng của từng khối

 Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp trên một chip, nó thường được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử Vi điều khiển, thực chất, là một hệ thống bao gồm một vi xử lý có hiệu suất đủ dùng và giá thành thấp (khác với các bộ vi xử lý đa năng dùng trong máy tính) kết hợp với các khối ngoại vi như bộ nhớ, các module vào/ra, các module biến đổi số sang tương tự và tương tự sang số, Ở máy tính thì các module thường được xây dựng bởi các chip và mạch ngoài.

 Vi điều khiển thường được dùng để xây dựng các hệ thống nhúng Nó xuất hiện khá nhiều trong các thiết bị điện, điện tử, máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, đầu đọc DVD, thiết bị đa phương tiện, dây chuyền tự động,

KIT điều khiển ESP8266 NodeMCU

Kit RF 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.

Khả năng lưu trữ và xử lý mạnh mẽ cho phép nó được tích hợp với các bộ cảm biến, vi điều khiển và các thiết bị ứng dụng cụ thể khác thông qua GPIOs với chi phí tối thiểu và một PCB tối thiểu Với mức độ tích hợp cao trên chip, trong đó bao gồm các anten chuyển đổi balun, bộ chuyển đổi quản lý điện năng…Kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 được dùng cho các ứng dụng cần kết nối, thu thập dữ liệu và điều khiển qua sóng Wifi, đặc biệt là các ứng dụng liên quan đến IoT.

 ESP8266 cung cấp một giải pháp kết nối mạng Wi-Fi hoàn chỉnh và khép kín, cho phép nó có thể lưu trữ các ứng dụng hoặc để giảm tải tất cả các chức năng kết nối mạng Wi-Fi từ một bộ xử lý ứng dụng.

 Luôn phiên, phục vụ như một bộ chuyển đổi Wi-Fi, truy cập internet không dây có thể được thêm vào bất kỳ thiết kế vi điều khiển nào dựa trên kết nối đơn giản qua giao diện UART hoặc giao diện cầu CPU AHB.

 Khả năng lưu trữ và xử lý mạnh mẽ cho phép nó được tích hợp với các bộ cảm biến, vi điều khiển và các thiết bị ứng dụng cụ thể khác thông qua GPIOs với chi phí tối thiểu và một PCB tối thiểu Với mức độ tích hợp cao trên chip, trong đó bao gồm các anten chuyển đổi balun, bộ chuyển đổi quản lý điện năng

Hình 2.8: Hình ảnh ESP8266 NodeMCU

Chip điều khiển ESP8266EX

WiFi 2.4 GHz hỗ trợ chuẩn 802.11 b/g/n Điện áp hoạt động 3.3 V Điện áp đầu vào 5V (thông qua cổng USB)

Số chân I/O 11 (tất cả các chân I/O đều có Interrupt/PWM/

Input 1 (điện áp vào tối đa 3.3V)

Hỗ trợ bảo mật WPA/WPA2

Tích hợp giao thức TCP/IP

Lập trình trên các ngôn ngữ C/C++, Micropython, NodeMCU - Lua

Sơ đồ chân ESP8266 Node MCU

Chức năng của các chân:

Hình 2.9: Sơ đồ chân của ESP8266 NodeMCU

 Tx: Chân Tx của giao thức UART, kết nối đến chân Rx của vi điều khiển.

 Rx: Chân Rx của giao thức UART, kết nối đến chân Tx của vi điều khiển.

 RST: chân reset, kéo xuống mass để reset.

 10 chân GPIO từ D0 – D8, có chức năng PWM, IIC, giao tiếp SPI, 1- Wire và ADC trên chân A0.

Tính năng của NODEMCU ESP8266:

 WiFi: 2.4 GHz hỗ trợ chuẩn 802.11 b/g/n, hỗ trợ WPA/WPA2.

 Điện áp cung cấp : DC 5 ~ 9V.

 Chuẩn giao tiếp nối tiếp UART với tốc độ Baud lên đến115200

 Tích hợp ngăn xếp giao thứcTCP / IP.

 Tích hợp chuyển đổi TR, balun, LNA, bộ khuếch đại công suất và phù hợp với mạng.

 Hỗ trợ nhiều loại anten.

 Wake up và truyền các gói dữ liệu trong