Xe hỗ trợ di chuyển dành cho người đi lại khó khăn điều khiển bằng giọng nói

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬTKHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: XE HỖ TRỢ DI

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI:

XE HỖ TRỢ DI CHUYỂN DÀNH CHO NGƯỜI

ĐI LẠI KHÓ KHĂN ĐIỀU KHIỂN BẰNG

GIỌNG NÓI

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Điền

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI:

CHO NGƯỜI ĐI LẠI KHÓ KHĂN ĐIỀU

KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI

Người hướng dẫn: ThS Phan Ngọc Kỳ

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Điền

Msv:1811505120106 Lớp: 18D3

Đà Nẵng, … /2022

Tên đề tài: XE HỖ TRỢ DI CHUYỂN DÀNH CHO NGƯỜI ĐI LẠI KHÓ KHĂN ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI

Giảng viên hướng dẫn : ThS Phan Ngọc Kỳ

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Điền Mã SV : 1811505120106 Lớp: 18D3

Trần Quang Lĩnh Mã SV : 1811505120128 Lớp: 18D3

Nhóm thực hiện đề tài “Xe hỗ trợ di chuyển dành cho người đi lại khó khăn điềukhiển bằng giọng nói” sử dụng module nhận dạng giọng nói VR3 giao tiếp với vi điềukhiển STM32 để điều khiển động cơ

Kết quả đạt được của Xe hỗ trợ di chuyển dành cho người đi lại khó khăn điều khiểnbằng giọng nói với mục đích giúp cho người bệnh, người khuyết tật di chuyển dễ dàngthuận tiện và êm ái, tiết kiệm sức lực

Nội dung thực hiện bao gồm: nghiên cứu tổng quan, cơ sở lý thuyết và các moduleliên quan, thiết kế hệ thống bao gồm phần cứng, phần mềm để liên kết giữa phần cứng

và phần mềm Sau đó thực hiện và kiểm tra từng phần, kiểm tra tín hiệu giữa phầncứng và phần mềm rồi sau đó mới thực hiện kết nối toàn bộ thành một hệ thống điềukhiển từ phần cứng sang phần mềm và ngược lại

Trong khuôn khổ đề tài này, nhóm sẽ đề xuất ra các phương án kỹ thuật để thiết kế

Xe hỗ trợ di chuyển dành cho người đi lại khó khăn điều khiển bằng giọng nói

Đề tài gồm có ba chương:

Chương 1: Tổng quan:

- Tình hình nghiên cứu khoa học kỹ thuật trong và ngoài nước

- Lý do chọn đề tài

- Tính cấp thiết của đề tài

- Mục tiêu của đề tài

- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Chương 2 : Cơ sở lý thuyết:

- Giới thiệu sơ đồ khối hệ thống

- Giới thiệu lưu đồ thuật toán

- Tính toán và thiết kế hệ thống

- Thi công sản phẩm

- Kết quả

Mục đích mà nhóm mong muốn đạt được sau khi hoàn thành sản phẩm là:

Biết cách sử dụng phần mềm STM32CubeIDE để lập trình cho vi điều khiển, biếtđược phương pháp để điều khiển, giám sát động cơ

Giao tiếp giữa Module Nhận Dạng Giọng Nói VR3 với kít STM32F103C8T6Giúp chúng ta có được kỹ năng tìm kiếm tài liệu, nghiên cứu

Chương 4: Thiết kế và thi công

- Giới thiệu sơ đồ khối

- Tính toán và thiết kế hệ thống

- Thi công sản phẩm

- Mô hình sản phẩm và quá trìnhhoạt động

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: ThS Phan Ngọc Kỳ

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Điền Mã SV: 1811505120106

Trần Quang Lĩnh Mã SV: 1811505120128

1 Tên đề tài: XE HỖ TRỢ DI CHUYỂN DÀNH CHO NGƯỜI ĐI LẠI KHÓ KHĂN

ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

Số liệu :

- Sử dụng các giao thức để truyền dẫn

- Sử dụng STM32F103C8T6 để làm board điều khiển

- Sử dụng module nhận dạng giọng nói VR3 để điều khiển động cơ

- Sử dụng Modun MP1584 để hạ áp

- Sử dụng LCD 20x4 để hiển thị

Tài liệu ban đầu:

- Tìm hiểu các thông tin qua các trạng mạng,và thao khảo các tài liệu

- Tra cứu thông tin tin linh kiện

- Tài liệu về STM32

3 Nội dung chính của đồ án:

Xe hỗ trợ di chuyển dành cho người đi lại khó khăn điều khiển bằng giọng nói

Chương 1 : Tổng Quan chung

Trình bày về đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài , mục tiêu , nội dung nghiên

cứu, bố cục đổ án

Chương 2 : Cơ Sở Lý Thuyết

Trình bày về các lý thuyết có liên quan đến các vấn đề của để tài sẽ dùng để thực

hiện thiết kế, thi công cho đề tài

Chương 3 : Thiết Kế và Thi Công

Giới thiệu tổng quan về các yêu cầu của đề tài mà mình thiết kế thiết kế gồm những

phần nào Thiết kế sơ đồ khối hệ thống, sơ đồ nguyên lý toán mạch, tính toán thiết kế

mạch

Trình bày về quá trình vẽ mạch in lắp ráp các thiết bị , đo kiểm tra mạch , lắp ráp

mô hình Thiết kế lưu để giải thuật cho chương trình và viết chương trình cho hệ thống

Hướng dẫn quy trình sử dụng hệ thống

4 Các sản phẩm dự kiến

- Báo cáo tổng kết đồ án tốt nghiệp

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: ThS Phan Ngọc Kỳ

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Điền Mã SV: 1811505120202

Trần Quang Lĩnh Mã SV: 1811505120301

1 Tên đề tài: XE HỖ TRỢ DI CHUYỂN DÀNH CHO NGƯỜI ĐI LẠI KHÓ KHĂN

ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI

Thời gian thực hiện: Từ ngày: 25/10/2021 đến ngày: 31/01/2022.

2 Mục tiêu

- Ứng dụng các kiến thức đã học được vào thực tế để thiết kế chế tạo nên “ Xe hỗ trợ dichuyển dành cho người đi lại khó khăn điều khiển bằng giọng nói” Sản phẩm tạo ra cóchức năng điều khiển bằng giọng nói để hoạt động

- Cụ thể hệ thống được sử dụng Kít STM32F103C8T6 làm khối vi điều khiển chính cho

hệ thống, dùng module nhận dạng giọng nói VR3 thông qua Kít STM32F103C8T6 đểđiều khiển hệ thống “ Xe hỗ trợ di chuyển dành cho người đi lại khó khăn điều khiểnbằng giọng nói” có thiết kế gọn gàng thẩm mỹ, hoạt động tốt với tải trọng lên đến 90kg, dichuyển nhẹ nhàng êm ái, an toàn cho người sử dụng, tiết kiệm năng lượng, đặc biệt là giáthành rẻ

3 Nội dung chính

- Tìm hiểu Kít STM32F103C8T6

- Tìm hiểu và sử dụng phần mềm STM32CubeIDE để lập trình cho khối vi điều khiển

- Tìm hiểu về Module Nhận Dạng Giọng Nói VR3 và kết nối giao tiếp với Kít

STM32F103C8T6

- Tính toán, thiết kế và thi công

- Chạy thử, kiểm tra, tối ưu hệ thống

- Đánh giá kết quả thực hiện

- Bảo vệ luân văn tốt nghiệp.

4 Kết quả dự kiến đạt được

- Sản phẩm thực tế “ Xe hỗ trợ di chuyển dành cho người đi lại khó khăn điều khiển bằng giọng nói ”

5 Tiến độ thực hiện

TT Thời gian Nội dung công việc Kết quả dự kiến đạt được

2 Tuần 2 Tìm hiểu các đề tài có liên quan. Tìm đọc các đề tài có liên

thực hiện

Thiết kế được phần khungsườn, thiết kế được mạchcho hệ thống

giáo viên phản biện đề tài.

Báo cáo mục tiêu, tính cấpthiết, ý nghĩa đề tài, tínhnăng, cơ chế hoạt động,demo sản phẩm, kết luận

Đà Nẵng, ngày 16 tháng 11 năm 2021.

BỘ MÔN DUYỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN SINH VIÊN

Để hoàn thành đề tài nghiên cứu này, lời đầu tiên cho phép chúng em được gửilời cảm ơn chân thành đến toàn thể quý thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật

Đà Nẵng nói chung và các thầy cô trong Khoa Điện – Điện Tử nói riêng , những

người đã tận tình chỉ dạy góp ý, trang bị cho chúng em những kiến thức nền tảng vàkiến

thức chuyên ngành quan trọng, giúp nhóm chúng em có được cơ sở lý thuyết vữngvàng và đã luôn tạo điều kiện giúp đỡ tốt nhất cho chúng em trong quá trình học tập

và nghiên cứu

Đặc biệt, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Ngoc Kỳ đã tâm huyết truyềnđạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em, tận tình giúp đỡ, đưa ra những định hướngnghiên cứu cũng như hướng giải quyết một số vấn đề để chúng em có thể thực hiện tốt

đề tài Trong thời gian làm việc với thầy, chúng em đã không ngừng tiếp thu thêmnhiều kiến thức được chỉ dạy từ thầy, luôn thể hiện một thái độ nghiên cứu nghiêm túc,hiệu quả và đây cũng là điều rất cần thiết trong quá trình học tập và làm việc sau nàyđối với chúng em

Đề tài được thực hiện trong khoảng thời gian 14 tuần, do vậy chắc chẳn không thếtránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu củaquý thầy cô và các bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Người thực hiện đề tài Nguyễn Hữu Điền – Trần Quang Lĩnh

Đề tài này là do nhóm em tự thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy Phan Ngọc Kỳdựa vào một số tài liệu trước đó và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã cótrước đó.

Những số liệu ,thông số trong đồ án chưa từng được bảo vệ hay báo cáo trước đó.Những số liệu , hình ảnh , trích dẫn trong đồ án đã được ghi rõ tên và nguồn gốc rõràng

Chúng em cam đoan những lời ở trên là đúng sự thật và trung thực , nếu có bất kìphát giác nào thì nhóm xin chịu trách nhiệm

Người thực hiện đề tàiNguyễn Hữu Điền – Trần Quang Lĩnh

TÓM TẮT i

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP vii

LỜI CẢM ƠN x

CAM ĐOAN xi

MỤC LỤC xii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ xiv

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT xvi

MỞ ĐẦU xvii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Tình hình nghiên cứu 1

1.1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu ngoài nước hiên nay 1

1.1.2 Giới thiệu tình hình khoa học công nghệ trong nước 1

1.1.3 Ứng dụng 7

1.2 Tìm hiểu về Smart Factory 8

1.2.1 Khái niệm 8

1.2.2 Tính năng 8

1.2.3 Đặc trưng của nhà máy thông minh 9

1.3 Lý do chọn đề tài 12

1.4 Mục tiêu đề tài 12

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 12

1.6 Bố cục đồ án 13

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ 14

2.1 Tổng quan về IoT trong công nghiệp 14

2.1.1 Khái niệm 14

2.1.2 IoT trong công nghiệp 14

2.2 Tổng quan về Web Server 15

2.2.1 Web Server 15

2.2.2 Giao thức MQTT 15

2.3 Phương thức Modbus RTU (RS485) 16

2.3.1 Modbus là gì? 16

2.2.3 Ưu điểm và nhược điểm 18

2.4 Phần mềm Adruino 19

2.4.1 Adruino là gì? 19

2.4.2 Phần mềm Visual Studio 21

2.5 Giới thiệu phần cứng 22

2.5.1 Giới thiệu về STM32F103C8T6 22

2.5.2 Giới thiệu về thiết bị giao tiếp Internet(ESP 8266 Node MCU) 24

2.5.3 Relay 26

2.5.4 Module Mp1584EN 27

2.5.5 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 28

2.5.6 Cảm biến điện áp ZMPT101B 29

Chương 3 : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 31

3.1 Sơ đồ khối hệ thống 31

3.1.1 Yêu cầu hệ thống 31

3.1.2 Sơ đồ khối 31

3.1.3 Chức năng các khối 31

3.2 Tính toán và thiết kế hệ thống 32

3.2.1 Tính toán , thiết kế cảm biến 32

3.2.2 Tính toán, thiết kế khối xử lý 33

3.2.3 Khối giao tiếp RS-485 35

3.2.4 Khối trung tâm dữ liệu(Web server) 36

3.3 Thi công sản phẩm 37

3.3.1 Mạch in 37

3.3.2 Mạch sau khi thi công 39

3.4 Mô hình sản phẩm và quá trình hoạt động 42

3.4.1 Mô hình sản phẩm 42

3.4.2 Quá trình hoạt động của hệ thống 43

KẾT LUẬN 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

PHỤ LỤC 49

BẢNG 2.1: Thông số kỹ thuật của ESP8266.

BẢNG 2.2: Thông số kỹ thuật Relay [13]

BẢNG 2.3: Thông số kỹ thuật Module Mp1584EN

BẢNG 2.4: Thông số kỹ thuật cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 [16]

BẢNG 2.5: Thông số kỹ thuật cảm biến điện áp ZMPT101B [17]

BẢNG 3.1: Bảng tiêu thụ điện năng của linh kiện

…….…… HÌNH 1.1 Trí tuệ nhân tạo (AI) [1]

HÌNH 1.2 Tốc độ tăng năng suất lao động của Việt Nam 2006-2015 [3]

HÌNH 1.3 Tổng chi quốc gia cho nghiên cứu và phát triển [3]

HÌNH 1.4 Ứng dụng khoa học công nghệ vào đời sống [4]

HÌNH 1.5 Hình ảnh lắp đặt thực tế giải pháp SEEACT tại nhà máy sản xuất [6].HÌNH 1.6 Những đặc trưng của Smart Factory [7]

HÌNH 1.7 Nhà máy thông minh là sự kết hợp đa chiều giữa máy móc và con người [7]

HÌNH 1.8 Phương thức truyền Modbus [14]

HÌNH 2.1 Khái niệm về IoT [9]

HÌNH 2.2 MQTT trong IoT [13]

HÌNH 2.3 Mô hình kết nối tín hiệu Modbus rtu đưa lên internet [14]

HÌNH 2.4 Các modbus slave nhận dữ liệu từ analog truyền về máy tính thông qua 2 dây RS485 [14]

HÌNH 2.5 Biểu tượng phần mềm Adruino [15]

HÌNH 2.6 Giao diện khi khởi tạo

HÌNH 2.7 Tạo file mới

HÌNH 2.8 Biểu tượng phần mềm Visual Studio [16]

HÌNH 2.9 Cấu tạo của STM32 [17]

HÌNH 2.10 Hình ảnh ESP8266 node MCU [18]

HÌNH 2.11 Một số Relay thông dụng [19]

HÌNH 2.13 Cảm biến nhiệt độ ,độ ẩm DHT11 [23].

HÌNH 2.14 Cảm biến điện áp ZMPT101B [24]

HÌNH 2.15 Cấu tạo của cảm biến điện áp ZMPT101B [24]

HÌNH 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống

HÌNH 3.2 Lưu đồ thuật toán cảm biến

HÌNH 3.3 Cửa sổ làm việc của phần mềm STM32 cubeide.HÌNH 3.4 Sơ đồ nguyên lý STM32 đọc cảm biến và điều khiển.HÌNH 3.5 Sơ đồ nguyên lý ESP8266 dùng Modbus RTU RS-485.HÌNH 3.6 Lưu đồ thuật toán Getway

HÌNH 3.7 Mức điện áp của tín hiệu RS-485 và UART.[25]

HÌNH 3.8 Sơ đồ mạch UART TTL RS-485

HÌNH 3.9 Lưu đồ thuật toán của Web server

HÌNH 3.10 Mạch in khối xử lý

HÌNH 3.11 Mạch in khối giao tiếp từ STM lên Webserver

HÌNH 3.12 Mạch 1 sau khi thi công

HÌNH 3.13 Mạch 2 sau khi thi công

HÌNH 3.13

HÌNH 3.14

HÌNH 3.15

IoT: Internet of Things.

MQTT: Message Queuing Telemetry Transport là một giao thức theo cơ chế xuất bản/đăng ký

DHT11: Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm

MES:Hệ thống máy tính được sử dụng trong sản xuất

SPI: Serial Peripheral Bus

ESP8266: Mudule MCU

STM32: STM32F103C8T6

Trong thời kì công nghệ phát triển không ngừng hiện nay, nền khoa học kĩ thuậtcủa nước ta đang phát triển và bắt kịp xu hướng chung của thế giới Với sự ra đời của

xe lăn đã tạo ra một bước ngoặt lớn đối với những người bị hạn chế khả năng đi lại,bắt đầu từ những chiếc xe lăn đơn sơ chạy bằng sức người cho đến những chiếc xe lănhiện đại chạy bằng điện hiện nay, với sự kết hợp giưa cơ khí và điện tử đã hỗ trợ tối đacho người sử dụng

Nước ta hiện nay trong giai đoạn đang phát triển, với nguồn nhân công dồi dàoNội dung thực hiện bao gồm: nghiên cứu tổng quan, cơ sở lý thuyết và các moduleliên quan, thiết kế hệ thống bao gồm phần cứng, phần mềm và sever để liên kết giữaphần cứng và phần mềm Sau đó thực hiện và kiểm tra từng phần, kiểm tra tín hiệugiữa phần cứng và sever, phần mềm và sever rồi sau đó mới thực hiện kết nối toàn bộthành một hệ thống điều khiển từ phần cứng sang phần mềm và ngược lại

Trong khuôn khổ đề tài này, nhóm sẽ đề xuất ra các phương án kỹ thuật để thiết kế

hệ thống giám sát và điều khiển động cơ trong công nghiệp Tuy nhiên với kiến thứcđược học hỏi và tìm hiểu còn nhiều mặt hạn chế, những phương án mà nhóm đưa racũng có thể chưa phải là những phương án tối ưu nhất đối với hệ thống và cũng khó cóthể mà tránh khỏi những thiếu sót, nên nhóm rất mong nhận được những đống góp và

ý kiến đánh giá từ quý thầy cô, bạn bè và các công ty doanh nghiệp từ đó nhóm có thểhoàn thiện sản phẩm một cách tối ưu và tốt hơn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tình hình nghiên cứu

1.1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu ngoài nước hiên nay.

Ở những năm trở lại đây, các ngành kỹ thuật của các nước trong khu vực cũng nhưthế giới có những bước chuyển mình và phát triển mạnh mẽ Khoa học công nghệ củathế giới thay đổi từng ngày từng giờ và tạo ra những sản phẩm ứng dụng đột phá đápứng nhu cầu sử dụng cho con người như : Trí tuệ nhân tạo, Người máy, công nghệnano , tự động hoá , lưu trữ dữ liệu Big Data ,…

Hình 1.1 Trí tuệ nhân tạo (AI) [1]

1.1.2 Giới thiệu tình hình khoa học công nghệ trong nước.

Trong những năm trở lại đây, các ngành kỹ thuật của các nước ta đã thay đổi rõ vàđang bước vào giai đoạn phát triển mạnh mẽ , cùng mức sống của con người thì đãnâng cao nên nhu cầu sử dụng những thiết bị thông minh và giám sát có tính chính xáccao để phục vụ cho công việc cá nhân hoặc tập thể công ty lớn nhưng chúng ta vẫn cònđang phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ của ngoài nước nên nhóm em thực hiện đề tài

đã quyết định lựa chọn đề tài “ Giám sát và điều khiển thiết bị điện trong công nghiệp

sử dụng phương thức MODBUS RTU ” bằng giao thức MQTT dựa trên phần mềm lậptrình arduino và kit vi xử lý arduino để chọn những phương pháp tối ưu nhất, hạn chế

những khuyết điểm để hoàn thành đề tài một cách tốt nhất từ đó ứng dụng vào thực tếmột cách linh hoạt Như chúng ta đã biết việc quản lý dữ liệu và giám sát thiết bị là rấtquan trọng trong đời sống Hiện nay, chúng ta cũng đã có rất nhiều công cụ để làmviệc đó với giá thành tương đối và kết quả thu được cũng rất đáng được chú ý, ở đề tàinày nhóm em sử dụng các cảm biến để giám sát thiết bị, cụ thể ở đây là giám sát tốc độ, nhiệt độ, độ ẩm , đo dòng ,đo điện áp của động cơ và dựa vào những thiết bị giám sát

để điều khiển thiết bị theo từng mục đích của người sử dụng

Có rất nhiều nhân tố quyết định đến quá trình gia tăng năng suất lao động xã hội,trong đó có vai trò quyết định của trình độ khoa học công nghệ Trong đó chiến lượcphát triển kinh tế - xã hội của Việt Nam giai đoạn 2011-2020 xác định: “Phát triểnkhoa học và công nghệ là quốc sách hàng đầu, giữ vai trò then chốt trong việc pháttriển lực lượng sản xuất hiện đại, bảo vệ tài nguyên, môi trường, nâng cao năng suấtlao động, tốc độ phát triển và sức cạnh tranh của nền kinh tế” Bài viết bàn đến khíacạnh phát triển khoa học công nghệ nhằm tạo động lực tăng năng suất lao động củaViệt Nam trong điều kiện Cách mạng công nghiệp 4.0

Đóng góp của khoa học và công nghệ vào tăng năng suất lao động ở Việt Nam [2]:

Ở “BÁO ĐIỆN TỬ CHÍNH PHỦ NƯỚC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM” có viết năng suất lao động (NSLĐ) của toàn bộ nền kinh tế Việt Namnăm 2015 tăng 6,4% so với năm 2014, bình quân giai đoạn 2006-2015 tăng 3,9%/nămtính theo giá hiện hành đạt 79,3 triệu đồng/lao động (tương đương 3.657 USD/laođộng)

h 1.2 Tốc độ tăng năng suất lao động của Việt Nam 2006-2015 [3]

Theo Nguyễn Thị Minh Thu viết ở tạp chí tài chính online thì khoảng cách tươngđối về NSLĐ của Việt Nam với các nước ASEAN dần được thu hẹp Tuy nhiên,NSLĐ của nước ta hiện vẫn còn ở mức thấp so với các nước trong khu vực

Nếu xét trong từng lĩnh vực cụ thể, NSLĐ của Việt Nam so với các quốc gia kháccũng có sự thua kém nhiều Trong lĩnh vực nông, lâm, thủy sản, NSLĐ của ngành nàycủa Hàn Quốc cao gấp 6,7 lần của Việt Nam, NSLĐ của Malaysia cao gấp 12,9 lầncủa Việt Nam

NSLĐ ngành nông, lâm, thủy sản của Thái Lan, Indonesia, Philippines cao hơnViệt Nam từ 1,7 đến 2 lần Cũng như vậy, NSLĐ trong ngành công nghiệp chế biến,chế tạo của Việt Nam cũng thấp hơn nhiều so với các nước

Có thể nói, NSLĐ quốc gia sau 30 năm đổi mới, tốc độ tăng còn khá chậm và sựchênh lệch NSLĐ giữa Việt Nam và các nước khác trong khu vực và trên thế giới cónguy cơ bị nới rộng, đẩy Việt Nam đứng trước nguy cơ tụt hậu xa hơn mặc dù đã đượccải thiện khá nhiều

Một trong những nguyên nhân làm tình trạng NSLĐ tăng chậm ở đây là sựchậm phát triển trình độ KHCN, dẫn đến đóng góp của KHCN vào sự gia tăng NSLĐcủa Việt Nam trong thời gian qua là khá thấp Theo số liệu của Tổ chức Năng suất

châu Á (APO), giai đoạn 2010 - 2013, tốc độ tăng NSLĐ của Việt Nam khoảng 4,3%/năm, trong đó đóng góp của năng suất yếu tố tổng hợp (TFP) là 26% và đóng góp củatăng cường vốn là 74% So với các nước châu Á, đóng góp của tăng TFP vào tăngNSLĐ của Việt Nam ở thời gian này còn ở mức thấp.

Thực trạng phát triển khoa học và công nghệ của Việt Nam:

Qua các giai đoạn phát triển, thành tựu về kinh tế - xã hội trên thế giới đã chứngminh phát triển KHCN có tác động quan trọng tới việc nâng cao NSLĐ theo 2 phươngdiện: Thứ nhất là tạo ra nguyên liệu mới, sản phẩm mới giúp khả năng cạnh tranh tốthơn, giá trị gia tăng cao hơn hoặc thay thế việc nhập khẩu sản phẩm, hàng hóa từ nướcngoài với chi phí thấp hơn Thứ hai là cải tiến, tối ưu hóa các quá trình sản xuất, kinhdoanh, từ đó giải phóng sức lao động của con người bằng máy móc, thiết bị để giảmbớt lao động nặng nhọc, thủ công, đồng thời rút ngắn thời gian làm việc và nâng caoNSLĐ

Nhận thức được tầm quan trọng của phát triển KHCN tới quá trình tăng NSLĐ ởViệt Nam, Đảng và Nhà nước đã ban hành nhiều chính sách, chủ trương, pháp luậtnhằm khuyến khích phát triển KHCN Chiến lược Phát triển KHCN giai đoạn 2011-

2020 quy định, việc tăng đầu tư cho KHCN ở mức 1,5% GDP vào năm 2015 và trên2% vào năm 2020 Đồng thời, Nhà nước cũng ban hành các Luật để tạo nguồn nhânlực KHCN, hỗ trợ chuyển giao công nghệ,

Một trong những mục tiêu đặt ra bao gồm: làm chủ công nghệ sản xuất tiên tiến vàđào tạo 80.000 kỹ sư , nâng cấp công nghệ với tốc độ 15% mỗi năm, kỹ thuật viên vànhà quản lý đang làm việc trong các DN nhỏ trong quản lý công nghệ và quản trị Bêncạnh đó, Luật KHCN (2013) quy định việc hỗ trợ tài chính từ ngân sách nhà nước đểthực hiện các hoạt động KHCN

DN có thể nhận được hỗ trợ tài chính lên tới 30% tổng vốn đầu tư nếu họ thực hiệncác dự án ứng dụng các kết quả khoa học để tạo ra các sản phẩm mới hoặc để tăngnăng suất, chất lượng sản phẩm và khả năng cạnh tranh sản phẩm

Chủ trương chính sách ưu tiên phát triển đã có nhưng trong thực tế, quá trình thựcthi các chính sách trên vẫn còn nhiều bất cập và năng lực KHCN của Việt Nam sau 30năm đổi mới chỉ ghi nhận được những tiến bộ khá hạn chế so với các quốc gia kháctrong khu vực và trên thế giới

Thứ nhất, tổng chi quốc gia cho nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ cònthấp trong tương quan so sánh với các quốc gia khác trong khu vực và trên thế giới.Theo Điều tra nghiên cứu và phát triển 2014, tỷ trọng tổng chi quốc gia choKHCN/GDP năm 2013 là 0,87%, trong đó chi cho nghiên cứu và phát triển chiếm43%

Hình 1.3 Tổng chi quốc gia cho nghiên cứu và phát triển [3].

Theo thống kê năm 2013, thì tỷ lệ chi quốc gia cho nghiên cứu và phát triển/GDPđạt 0,37% Tỷ lệ chi cho nghiên cứu và phát triển/GDP của Việt Nam so với các nước

là rất thấp Đặc biệt trong tổng chi quốc gia cho nghiên cứu và phát triển, NSNNchiếm hơn một nửa (56,7%), nguồn đầu tư từ DN đạt 41,8%, còn lại chỉ có 1,5% là từnguồn vốn nước ngoài [2]

Thứ hai, đội ngũ cán bộ KHCN của Việt Nam tuy tăng về số lượng nhưng so vớitổng dân số thì tỷ lệ này còn thấp so với các nước trong khu vực Bình quân cán bộnghiên cứu trên vạn dân năm 2013 tính theo đầu người của Việt Nam là 14,3 người

Tỷ lệ này bằng 1/5 của Nhật Bản (70,2), thấp hơn của Trung Quốc năm 2012(15,3), 1/6 của Hàn Quốc (82,0) và gần 1/5 của Singapore (74,8) Bên cạnh đó, chấtlượng nguồn nhân lực nghiên cứu của Việt Nam chưa cao, thiếu hụt nhiều cán bộ đầungành, chuyên gia giỏi, đặc biệt là các chuyên gia về công nghệ

Điều này dẫn đến chất lượng nghiên cứu KHCN của Việt Nam năm 2014 xếp hạng

89, trong khi ở chỉ tiêu này, Indonesia 46, Thái Lan 60, Malaysia xếp thứ 27,Philippines 91 Tỷ lệ bằng sáng chế và ứng dụng (trên một triệu dân) của nước ta năm

2014 xếp thứ 92 thế giới, trong khi tỷ lệ này của Thái Lan 71, Malaysia xếp thứ 31,Philippines 84

Thứ ba, trình độ công nghệ thấp, không đồng bộ và chậm được đổi mới Tỷ lệ ứngdụng KHCN vào sản xuất và đời sống còn hạn chế Theo kết quả điều tra “Công nghệ

và cạnh tranh ngành chế biến, chế tạo giai đoạn 2009-2012”, chỉ có khoảng 11% số

DN đã phát triển những loại hình công nghệ mới

Về hoạt động nghiên cứu phát triển, thì có 8% số DN có hoạt động và khoảng 5%chỉ là cải tiến công nghệ sẵn có Đáng chú ý, 84% DN cho biết là không hề có bất cứ

chương trình cải tiến hoặc phát triển công nghệ nào Mức độ sẵn sàng về công nghệmới, đặc biệt là công nghệ thông tin được coi là nền tảng của phương thức phát triểnmới.

Tuy nhiên, theo thống kê năm 2014 của Diễn đàn Kinh tế thế giới (WEF), ViệtNam chỉ đứng khiêm tốn ở vị trí thứ 102 thế giới, trong đó, giai đoạn 2008-2014, mức

độ sẵn sàng trong áp dụng công nghệ mới của Việt Nam đã giảm từ vị trí 71/134 trongnăm 2008-2009 xuống vị trí 134/148 năm 2013-2014, thấp hơn rất nhiều so vớiPhilippines (47), Indonesia (60), Malaysia (vị trí 37), Thái Lan (75)

Thứ tư, mặc dù Việt Nam đã ban hành nhiều chính sách thúc đẩy chuyển giao côngnghệ nhưng hiệu quả và chuyển giao công nghệ từ các DN FDI còn thấp Chuyển giaocông nghệ ở Việt Nam chủ yếu diễn ra giữa các DN trong nước Để có những nỗ lựcchính sách bổ sung trong việc thu hút và quản lý FDI để có được hiệu ứng lan tỏa dẫnđến việc thiếu học hỏi giữa các DN nước ngoài và trong nước [3]

Sau 35 năm thay đổi và phát triển, Việt Nam đã đạt được những thành tựu quantrọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, đưa nước ta từ mộttrong những quốc gia thuộc dạng rất nghèo trở thành quốc gia có thu nhập trung bìnhthấp và ngày càng hội nhập sâu rộng với khu vực và thế giới , đời sống của người dânngày càng được đi lên và cải thiện, vị thế và uy tín của đất nước ta trên trường quốc tếngày càng được nâng cao Đóng góp vào những thành quả to lớn này của phát triển đấtnước có vai trò hết sức quan trọng của ngành Công Thương với việc Việt Nam đã vàdần khẳng định được vị thế là một trong những trung tâm sản xuất công nghiệp củađông nam á nói riêng và của thế giới nói chung

Chúng ta đã vươn lên trở thành một trong những quốc gia có nền công nghiệp cónăng lực cạnh tranh toàn cầu (CIP) ở mức khá cao, thuộc vào nhóm các quốc gia cónăng lực cạnh tranh công nghiệp trung bình cao với vị trí thứ 44 trên thế giới vào năm

2018 theo đánh giá của UNIDO Theo thống kê trong giai đoạn 1990-2018 đã tăng 50bậc và giai đoạn 2010-2018 tăng 23 bậc, tăng nhanh nhất trong các nước thuộc khuvực ASEAN), tiến gần hơn với nhóm 4 nước có năng lực cạnh tranh mạnh nhất trongkhối và đã tiệm cận vị trí thứ 5 của Philipphin (chỉ thua 0.001 điểm

Công nghiệp là ngành có tốc độ tăng trưởng cao nhất trong các ngành kinh tế quốcdân Theo thống kê thì nó đóng góp xấp xỉ 30% GDP và trở thành ngành xuất khẩuchủ lực của đất nước, góp phần đưa Việt Nam lên vị trí thứ 22 quốc gia xuất khẩu lớnnhất thế giới vào năm 2018 Một số ngành công nghiệp ưu tiên, công nghiệp mũi nhọntheo định hướng chiến lược của ta đã trở thành các ngành công nghiệp lớn nhất đấtnước, qua đó đưa nước ta cơ bản đã hội nhập thành công vào chuỗi giá trị toàn cầu với

sự dẫn dắt của một số doanh nghiệp công nghiệp lớn như dệt may, điện tử, da giày…

Trong tổng số 32 mặt hàng xuất khẩu có kim ngạch trên 1 tỷ USD vào năm 2019hàng công nghiệp chiếm 29/32 mặt hàng và 5/5 mặt hàng có kim ngạch xuất khẩu trên

10 tỷ USD (da giày, đồ gỗ,điện tử, dệt may, máy móc, thiết bị) Một số ngành côngnghiệp hiện có vị trí vững chắc trên thị trường thế giới hiện nay như dệt may (đứng thứ

7 về xuất khẩu), da giày (đứng thứ 2 về xuất khẩu và đứng thứ 3 về sản xuất), điện tử(đứng thứ 12 về xuất khẩu, trong đó mặt hàng điện thoại di động đứng thứ 2 về xuấtkhẩu), đồ gỗ đứng thứ 5 về xuất khẩu

Theo xếp hạng doanh nghiệp lớn nhất Việt Nam năm 2019, trong số 10 doanhnghiệp lớn nhất thì có tới 8/10 doanh nghiệp trong lĩnh vực công nghiệp thì có tới 7/10doanh nghiệp nội địa , chiếm 5/10 doanh nghiệp tư nhân lớn nhất cả nước Các doanhnghiệp công nghiệp lớn của Việt Nam chủ yếu tập trung vào lĩnh vực dầu khí, điện, ô

tô, thép, khoáng sản, sữa và thực phẩm

Trong quá trình tái cơ cấu ngành công nghiệp gắn với đổi mới mô hình tăngtrưởng, nâng cao năng suất lao động đã đi vào thực chất hơn, ngày càng hướng vào lõicông nghiệp hóa Theo đó, công nghiệp tiếp tục duy trì là ngành có năng suất lao độngcao nhất trong các ngành kinh tế quốc dân với tỷ trọng trong GDP tăng từ 26,63% năm

2011 lên 27,81% năm 2015 và 28,55% năm 2019

Cơ cấu nội ngành công nghiệp đã chuyển dịch theo hướng giảm dần tỷ trọng côngnghiệp khai khoáng (từ 36,47% năm 2011 xuống còn 25,61% năm 2019) và tăng tỷtrọng công nghiệp chế biến chế tạo (từ 49,82% năm 2011 lên 54,57% năm 2019) và trởthành động lực tăng trưởng chính của ngành công nghiệp (ước VA tăng 10,99% giaiđoạn 011-2020 và 12,64% trong các năm 2016-2020)

Cơ cấu công nghệ trong ngành công nghiệp đã có nhiều thay đổi theo hướng tiếpcận công nghệ tiên tiến, hiện đại hơn với sự dịch chuyển mạnh từ các ngành thâmdụng lao động như dệt may, da giày sang các ngành công nghiệp công nghệ cao nhưsản phẩm điện tử, điện thoại và máy vi tính…

Đầu tư cho phát triển công nghiệp ngày càng được mở rộng, trong đó đầu tư FDItrở thành động lực chính của phát triển công nghiệp và chuyển dịch cơ cấu phát triểncác ngành công nghiệp nước ta theo hướng hiện đại (chiếm tỷ trọng xấp xỉ 70% tổngvốn đầu tư FDI vào các ngành kinh tế, trong đó, đầu tư vào công nghiệp chế biến, chếtạo chiếm tỷ trọng lớn nhất với xấp xỉ 60%)

Đầu tư FDI có vai trò to lớn trong việc hình thành một số ngành công nghiệp chủlực của nền kinh tế như viễn thông, điện tử, công nghệ thông tin, thép, xi măng, khaithác, chế biến dầu khí, dệt may, da giày tạo nền tảng quan trọng cho tăng trưởng dàihạn, cũng như thúc đẩy quá trình hiện đại hóa, công nghiệp hóa đất nước Chẳng hạn,các dự án đầu tư quan trọng của một số công ty đa quốc gia hàng đầu bao gồm Tập

đoàn Samsung, Tập đoàn Intel, LG… đã chọn Việt Nam làm nơi sản xuất các sảnphẩm điện tử như điện thoại di động và máy tính bảng để xuất khẩu trên toàn thế giới

đã đưa ngành điện tử Việt Nam với xuất phát điểm gần như bằng 0 vào những nămtrước 2010 lên thành ngành xuất khẩu lớn nhất của đất nước trong giai đoạn hiện nay(đứng thứ 2 thế giới về xuất khẩu điện thoại di động) Trong những năm gần đây, dòngvốn FDI đang dịch chuyển sang các ngành, nghề có giá trị gia tăng cao hơn trong cácngành, lĩnh vực ưu tiên là công nghệ cao, công nghệ thông tin và truyền thông (ICT),chế tạo, chế biến, công nghiệp hỗ trợ và nông nghiệp và giảm dần trong một sốngành thâm dụng lao động

Nhằm tiếp tục đẩy mạnh sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, vớimục tiêu của Việt Nam đến năm 2030 cơ bản trở thành nước công nghiệp theo hướnghiện đại, thuộc nhóm 3 nước dẫn đầu khu vực ASEAN về công nghiệp, trong đó một

số ngành công nghiệp có sức cạnh tranh quốc tế và tham gia sâu vào chuỗi giá trị toàncầu , tầm nhìn đến năm 2045, chúng ta trở thành nước công nghiệp phát triển hiện đại,

Bộ Chính trị đã ban hành Nghị quyết số 23-NQ/TW ngày 22/3/2018 về định hướngxây dựng chính sách phát triển công nghiệp quốc gia đến năm 2030, tầm nhìn đến năm2045

Theo những quan điểm chỉ đạo xuyên suốt của Đảng đối với chính sách côngnghiệp quốc gia là phải gắn liền với chính sách phát triển các ngành kinh tế khác, đặcbiệt là chính sách thương mại quốc gia, tài chính - tiền tệ, công nghệ, đào tạo, khoahọc, bảo vệ môi trường và ứng phó với biến đổi khí hậu Bảo đảm gắn kết chặt chẽgiữa quy hoạch phát triển các ngành công nghiệp với chiến lược tổng thể phát triểncông nghiệp, giữa chiến lược, quy hoạch phát triển các ngành công nghiệp với chiếnlược, quy hoạch phát triển các ngành kinh tế khác để hình thành các vùng công nghiệp,cụm liên kết ngành công nghiệp, khu công nghiệp, các mạng sản xuất, chuỗi giá trịcông nghiệp, trong đó cụm liên kết ngành công nghiệp là trọng tâm Kết hợp hài hoàgiữa phát triển công nghiệp theo cả chiều rộng và chiều sâu, chú trọng phát triển theochiều sâu, tạo bước đột phá trong nâng cao năng suất, chất lượng, sức cạnh tranh củasản phẩm công nghiệp Tận dụng tối đa lợi thế của nước đang trong thời kỳ cơ cấu dân

số vàng, khai thác triệt để thành tựu của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4, lợi thếthương mại để phát triển nhanh, chuyên sâu một số ngành công nghiệp nền tảng, chiếnlược, có lợi thế cạnh tranh Phát triển công nghiệp công nghệ thông tin, công nghiệpđiện tử là con đường chủ đạo, chế tạo là trung tâm, phát triển công nghiệp chế tạothông minh là bước đột phá, phát triển công nghiệp chế biến, chú trọng phát triển côngnghiệp xanh

Dưới sự lãnh đạo của Đảng và Nhà nước, trong thời gian tới ngành Công Thương

sẽ tiếp tục tích cực triển khai thực hiện, cụ thể hóa các quan điểm , đường lối, chủtrương, của Đảng, chính sách pháp luật của Nhà nước về công nghiệp hóa, hiện đạihóa đất nước, tạo môi trường pháp lý bình đẳng và minh bạch cho các doanh nghiệpthuộc mọi thành phần kinh tế cạnh tranh, phát triển, khơi thông các nguồn lực trongnước và thu hút đầu tư nước ngoài, quyết tâm sớm đưa nước ta trở thành nước côngnghiệp theo hướng hiện đại [3]

1.2 Lý do chọn đề tài

Trong thời kì công nghệ luôn phát triển không ngừng, nền khoa học kĩ thuật củanước ta cũng cần phải bắt kịp xu hướng chung của thế giới nếu không muốn bị tụt hậu.Các mạch điện, thiết bị điện tử luôn đổi mới, phát triển, công nghiệp tự động hóa ngày càng được phổ biến trong các nhà máy, các khu công nghiệp, việc đòi hỏi phải giám sát và điều khiển là một vấn đề quan trọng bậc nhất để những sản phẩm sản xuất ra đúng tiến độ và giảm thiểu được lỗi, nên em đã quyết định chọn với đề tài “Giám sát

và điều khiển thiết bị điệnt rong công nghiệp sử dụng phương thức Modbus rtu rs485

đi dùng hoàn toàn từ sức người, những sản phẩm trên sản xuất hoàn toàn từ nước ngoài nên giá thành khi về tới tay người dùng chúng ta sẽ có giá thành cao Từ đó “Xe

hỗ trợ di chuyển dành cho người đi lại khó khăn điều khiển bằng giọng nói.” sẽ khắc phục những nhược điểm đó và thêm những tính năng mới phù hợp hơn, tốt hơn những sản phẩm trên

1.4 Mục tiêu đề tài

Đây là thiết bị nổi bật nhất so với những dòng sản phẩm khác bởi sự thuận tiện, đầy đủchức năng để giúp người bệnh, người khuyết tật, người già phục hồi chức năng, di chuyển, và người chăm sóc các đối tượng đó cũng dễ dàng thực hiện công việc của mình hơn giúp việc chăm sóc tốt hơn Thiết bị có thể Nâng lên hạ xuống để di chuyển,

sử dụng Xylanh điện hành trình để nâng lên hạ xuống, di chuyển bệnh nhân, người khuyết tật, người già êm ái nhẹ nhàng, tiện lợi nhanh chóng dễ dàng sử dụng nhờ thiết

kế có kích thước 500mmx700mmx1200mm ( rộng, dài, cao), tiết kiệm năng lượng khi

sử dụng Acquy 12V, điều khiển trợ lực di chuyển thông qua các nút điều khiển để điềukhiển động cơ, đặc biệt là giá thành thấp hơn so với các sản phẩm khác

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Xe hỗ trợ di chuyển dành cho người đi lại khó khăn điềukhiển bằng giọng nói

Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu tính toán công suất yêu cầu, khả năng chịu lực

và các chức năng của xe để đáp ứng yêu cầu của người sử dụng

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Trình bày các khái niệm, cơ sở lý thuyết liên quan đến sản phẩm

Chương 3: Thiết kế và thi công

Chương này thiết kế sơ đồ khối và chi tiết từng khối , lưu đồ thuật toán từ đó chọnlinh kiện thích hợp rồi thi công sản phẩm

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÔNG NGHỆ

2.1 Tổng quan về STM32

2.1.1 Khái niệm

STM32 là một trong những dòng chip phổ biến của ST với nhiều họ thông dụngnhư F0,F1,F2,F3,F4… Stm32f103 thuộc họ F1 với lõi là ARM COTEX M3.STM32F103 là vi điều khiển 32 bit, tốc độ tối đa là 72Mhz Giá thành cũng khá rẻ sovới các loại vi điều khiển có chức năng tương tự Mạch nạp cũng như công cụ lập trìnhkhá đa dạng và dễ sử dụng

2.1.2 Đặc điểm nổi bật của STM32

ST đã đưa ra thị trường 4 dòng vi điều khiển dựa trên ARM7 và ARM9, nhưngSTM32 là một bước tiến quan trọng trên đường cong chi phí và hiệu suất(price/performance), giá chỉ gần 1 Euro với số lượng lớn, STM32 là sự thách thức thật

sự với các vi điều khiển 8 và 16-bit truyền thống STM32 đầu tiên gồm 14 biến thểkhác nhau, được phân thành hai nhóm: dòng Performance có tần số hoạt động củaCPU lên tới 72Mhz và dòng Access có tần số hoạt động lên tới 36Mhz Các biến thểSTM32 trong hai nhóm này tương thích hoàn toàn về cách bố trí chân (pin) và phầnmềm, đồng thời kích thước bộ nhớ FLASH ROM có thể lên tới 128K và 20K SRAM

Dòng STM32 có hai nhành, nhánh Performance hoạt động với xung nhịp lên đến72Mhz và có đầy đủ các ngoại vi, nhánh Access hoạt động với xung nhịp tối đa36Mhzvà có ít ngoại vi hơn so với nhánh Performance

2.1.2.1 Sự tinh vi

Thoạt nhìn thì các ngoại vi của STM32 cũng giống như những vi điều khiển khác,như hai bộ chuyển đổi ADC, timer, I2C, SPI, CAN, USB và RTC Tuy nhiên mỗingoại vi trên đều có rất nhiều đặc điểm thú vị Ví dụ như bộ ADC 12-bit có tích hợpmột cảm biến nhiệt độ để tự động hiệu chỉnh khi nhiệt độ thay đổi và hỗ trợ nhiềumode chuyển đổi Mỗi bộ timer có 4 khối capture compare, mỗi khối timer có thể liênkết với các khối timer khác để tạo ra một mảng các timer tinh vi

2.1.2.2 Sự an toàn

Ngày nay các ứng dụng hiện đại thường phải hoạt động trong môi trường khắc khe,đòi hỏi tính an toàn cao, cũng như đòi hỏi sức mạnh xử lý và càng nhiều thiết bịngoại

vi tinh vi Để đáp ứng các yêu cầu khắc khe đó, STM32 cung cấp một số tính năngphần

cứng hỗ trợ các ứng dụng một cách tốt nhất Chúng bao gồm một bộ phát hiện điệnáp

thấp, một hệ thống bảo vệ xung clock và hai bộ watchdogs

2.1.2.3 Tính bảo mật

Một trong những yêu cầu khắc khe khác của thiết kế hiện đại là nhu cầu bảo mật

mã chương trình để ngăn chặn sao chép trái phép phần mềm Bộ nhớ Flash củaSTM32 có thể được khóa để chống truy cập đọc Flash thông qua cổng debug Khi tínhnăng bảo vệ đọc được kích hoạt, bộ nhớ Flash cũng được bảo vệ chống ghi để ngănchặn mã không

tin cậy được chèn vào bảng vector ngắt

2.1.2.4 Phát triển phần mềm

Nếu như đã sử dụng một vi điều khiển dựa trên lõi ARM, các công cụ phát triển đãđược hỗ trợ tập lệnh Thumb-2 và dòng Cortex Ngoài ra ST cũng cung cấp một thưviện điều khiển thiết bị ngoại vi, một bộ thư viện phát triển USB như là một thư việnANSIC và mã nguồn đó là tương thích với các thư viện trước đó được công bố cho viđiều khiển STR7 và STR9 Có rất nhiều RTOS mã nguồn mở và thương mại vàmiddleware

(TCP/IP, hệ thống tập tin, v.v.) hỗ trợ cho họ Cortex Dòng Cortex-M3 cũng đikèm với một hệ thống gỡ lỗi hoàn toàn mới gọi là CoreSight Truy cập vào hệ thốngCoreSight

thông qua cổng truy cập Debug (Debug Access Port), cổng này hỗ trợ kết nốichuẩn

JTAG hoặc giao diện 2 dây (serial wire-2 Pin), cũng như cung cấp trình điều khiểnchạy gỡ lỗi.

2.1.2.5 Dòng Performance và Access của STM32

Họ STM32 có hai nhánh đầu tiên riêng biệt: dòng Performance và dòng Access.Dòng Performance tập hợp đầy đủ các thiết bị ngoại vi và chạy với xung nhịp tốiđa

72MHz Dòng Access có các thiết bị ngoại vi ít hơn và chạy tối đa 32MHz Quantrọng hơn là cách bố trí chân (pins layout) và các kiểu đóng gói chip (package type) lànhư

nhau giữa dòng Access và dòng Performance Điều này cho phép các phiên bảnkhác

nhau của STM32 được hoán vị mà không cần phải sửa đổi sắp sếp lại footprint (môhình chân của chip trong công cụ layout bo mạch) trên PCB (Printed Circuit Board).Ngoài hai dòng Performance và Access đầu tiên, hiện nay ST đã đưa ra thị trườngthêm hai dòng USB Access và Connectivity như hình bên dưới

2.1.3 Giới thiệu về STM32F103C8T6

2.1.3.1 Giới thiệu tổng quan

- STM32F103C8T6 là vi điều khiển 32bit, thuộc họ F1 của dòng chip STM32 hãngST

- Lõi ARM COTEX M3

- Tốc độ tối đa 72Mhz

- Bộ nhớ :

Có các mode: ngủ, ngừng hoạt động hoặc hoạt động ở chế độ chờ.

Cấp nguồn ở chân Vbat bằng pin ngoài để dùng bộ RTC và sử dụng dữ liệu đượclưu trữ khi mất nguồn cấp chính

- 2 bộ ADC 12 bit với 9 kênh cho mỗi bộ

Khoảng giá trị chuyển đổi từ 0 – 3.6 V

Có chế độ lấy mẫu 1 kênh hoặc nhiều kênh

- DMA:

7 kênh DMA

Có hỗ trợ DMA cho ADC, UART, I2C, SPI

- 7 bộ Timer:

3 Timer 16 bit hỗ trợ các mode Input Capture/ Output Compare/ PWM

1 Timer 16 bit hỗ trợ để điều khiển động cơ với các mode bảo vệ ngắt Input,

dead- time

2 Watchdog Timer để bảo vệ và kiểm tra lỗi

1 Systick Timer 24 bit đếm xuống cho hàm Delay,…

- Có hỗ trợ 9 kênh giao tiếp:

2 bộ I2C

3 bộ USART

2 SPI

1 CAN

USB 2.0 full-speed interface

- Kiểm tra lỗi CRC và 96-bit ID

2.1.3.2 Giới thiệu về kit STM32F103C8T6

Kit phát triển STM32F103C8T6 Blue Pill ARM Cortex-M3 là loại được sửdụng để nghiên cứu về ARM nhiều nhất hiện nay

- Ra chân đầy đủ tất cả các GPIO và giao tiếp: CAN, I2C, SPI, UART, USB,

- Tích hợp Led trạng thái nguồn, Led PC13, Nút Reset

C/C ++ tiên tiến với các tính năng cấu hình ngoại vi, tạo mã, biên dịch mã và gỡ lỗicho vi điều khiển và vi xử lý STM32 Nó dựa trên khung Eclipse ® / CDT ™ và chuỗicông cụ GCC để phát triển và GDB để gỡ lỗi Nó cho phép tích hợp hàng trăm pluginhiện có để hoàn thiện các tính năng của Eclipse ® IDE.

STM32CubeIDE tích hợp cấu hình STM32 và các chức năng tạo dự án từSTM32CubeMX để cung cấp trải nghiệm công cụ tất cả trong một và tiết kiệm thờigian cài đặt và phát triển Sau khi lựa chọn MCU hoặc MPU STM32 trống hoặc bộ viđiều khiển hoặc bộ vi xử lý được định cấu hình trước từ việc chọn bảng hoặc chọn một

ví dụ, dự án được tạo và mã khởi tạo được tạo Bất kỳ lúc nào trong quá trình pháttriển, người dùng có thể quay lại quá trình khởi tạo và cấu hình thiết bị ngoại vi hoặcphần mềm trung gian và tạo lại mã khởi tạo mà không ảnh hưởng đến mã người dùng.STM32CubeIDE bao gồm các bộ phân tích xây dựng và ngăn xếp cung cấp chongười dùng thông tin hữu ích về tình trạng dự án và các yêu cầu về bộ nhớ

STM32CubeIDE cũng bao gồm các tính năng gỡ lỗi tiêu chuẩn và nâng cao bao gồmchế độ xem thanh ghi lõi CPU, bộ nhớ và thanh ghi ngoại vi, cũng như đồng hồ biếntrực tiếp, giao diện Serial Wire Viewer hoặc bộ phân tích lỗi

Một trong những đặc điểm nổi bật của STM32CubeIDE là tích hợp

STM32CubeMX Các nhà phát triển có thể chọn bo mạch hoặc bộ vi điều khiển của họ

và bắt đầu một dự án sau khi định cấu hình sơ đồ chân và cây đồng hồ Do đó, các nhàphát triển có thể chuyển từ viết mã sang tiện ích cấu hình dễ dàng hơn rất nhiều Nếunhu cầu thay đổi hoặc các nhóm nhận thấy họ phải điều chỉnh, việc cập nhật dự án sẽtrở nên đơn giản hơn STM32CubeIDE cũng hoàn toàn tương thích với Eclipse

2.2.2 Tính năng của STM32CubeIDE

- Tích hợp các dịch vụ từ STM32CubeMX:Bộ vi điều khiển STM32, bộ vi xử lý,nền tảng phát triển và lựa chọn dự án mẫuCấu hình sơ đồ chân, đồng hồ, thiết bịngoại vi và phần mềm trung gianTạo dự án và tạo mã khởi tạoPhần mềm vàphần mềm trung gian được hoàn thiện với Gói mở rộng STM32Cube nâng cao

- Dựa trên Eclipse ® / CDT ™, với sự hỗ trợ cho các tiện ích bổ sung Eclipse ® ,GNU C / C ++ cho chuỗi công cụ Arm ® và trình gỡ lỗi GDB

- Dòng STM32MP1:Hỗ trợ cho các dự án OpenSTLinux: LinuxHỗ trợ cho Linux

- Các tính năng gỡ lỗi nâng cao bổ sung bao gồm:Chế độ xem lõi CPU, thanh ghingoại vi và bộ nhớChế độ xem đồng hồ biến đổi trực tiếpPhân tích hệ thống vàtheo dõi thời gian thực (SWV)Công cụ phân tích lỗi CPUCổng gỡ lỗi nhận biếtRTOS bao gồm Azure

- Hỗ trợ cho các đầu dò gỡ lỗi ST-LINK (STMicroelectronics) và J-Link(SEGGER)

- Nhập dự án từ Atollic ® TrueSTUDIO ® và AC6 System Workbench choSTM32 (SW4STM32)

- Hỗ trợ đa hệ điều hành: Windows ® , Linux ® và macOS ® , chỉ phiên bản bit

64-2.2.3 Hướng dẫn sử dụng phần mềm STM32CubeIDE cơ bản

- Bước 1: tạo 1 project mới: File → New → STM32 Project

- Bước 2: Chọn chip muốn sử dụng, ví dụ chọn chip STM32F103C8

Bước 3: Đặt tên và đường dẫn đến project

Bước 4: Cấu hình cho chip

- Bước 5: sau khi hoàn thành cấu hình cho chip, họn Save hoặc Ctrl+S, để lưu đồngthời phần mềm sẽ tự động generate code sang file main.c File.ioc là file để cấu hìnhchip, File main.c là chương trình code chính.

Một số chức năng chính

Build chương trình, kiểm tra xem có bug hay không

Load chương trình xuống vi điều khiển

Chế độ debug

Tạo các file mới, ví dụ file.h, file.c,…

2.3 Tìm hiểu về module nhận dạng giọng nói Voice Recognition V3

kỹ thuật không có rào cản ngôn ngữ để sử dụng sản phẩm này Bạn có thể ghi lại lệnhcủa mình bằng bất kỳ ngôn ngữ nào hoặc theo nghĩa đen, bất kỳ âm thanh nào cũng có

thể được ghi lại và sử dụng như một lệnh Vì vậy, bạn cần phải huấn luyện nó trướckhi để nó nhận ra bất kỳ lệnh thoại nào.

Nếu bạn đang sử dụng mô-đun với các chân GPIO của nó, thì mô-đun sẽ chỉ cungcấp đầu ra cho 7 lệnh trong số 80 Đối với phương pháp này, bạn cần chọn và tải 7lệnh vào trình nhận dạng và trình nhận dạng sẽ gửi kết quả đầu ra tương ứng Các chânGPIO nếu bất kỳ lệnh thoại nào trong số này được nhận dạng Vì chúng tôi đang sửdụng điều này với arduino, chúng tôi không cần bận tâm về các tính năng hạn chế.Thiết bị hoạt động ở dải điện áp đầu vào 4,5 - 5 vôn và sẽ tạo ra dòng điện nhỏ hơn

40 mA Mô-đun này có thể hoạt động với độ chính xác nhận dạng 99% nếu nó được sửdụng trong điều kiện lý tưởng Việc lựa chọn micrô và tiếng ồn trong môi trường đóngmột vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến hiệu suất của mô-đun Tốt hơn hếtbạn nên chọn một micrô có độ nhạy tốt và cố gắng giảm tiếng ồn trong nền đồng thờiđưa ra các lệnh để mô-đun đạt được hiệu suất tối đa

2.3.2 Thông số kỹ thuật:

- Điện áp cung cấp: 4.5 ~ 5.5VDC

- Dòng tiêu thụ: <40mA

- Giao tiếp số: 5V dạng TTL cho UART và các chân GPIO

- Giao tiếp analog: Jack 3.5 ly cho microphone + chân giao tiếp chomicrophone

- Kích thước: 31 x 50mm

- Độ chính xác nhận khi dạng giọng nói lên đến 99% (dưới môi trường lýtưởng)