thiết kế và thi công mô hình giường bệnh thông minh

Tĉ nhčng đà tài trên nhóm quyÁt định thiÁt kÁ ra mët mô hình gi°ïng bánh thông minh có chćc năng đo đ°āc thân nhiát, nhịp tim và nång đë oxi trong máu cąa bánh nhân, ngoài ra có thêm đën

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH

GIƯỜNG BỆNH THÔNG MINH

GVHD: ThS NGUYỄN NGÔ LÂM LÊ MINH DỰ

SVTH: TRƯƠNG CAO NAM KHÁNH

S K L 0 1 3 3 5 5đồ án

TR ¯âNG Đ¾I HàC S¯ PH¾M KỸ THUÀT THÀNH PHÞ Hà CHÍ MINH

KHOA ĐIÆN – ĐIÆN TĄ BÞ MÔN KỸ THUÀT MÁY TÍNH - VIÄN THÔNG

TP Hå Chí Minh, Tháng 06 năm 2024

đồ án

TR ¯âNG Đ¾I HàC S¯ PH¾M KỸ THUÀT THÀNH PHÞ Hà CHÍ MINH

KHOA ĐIÆN – ĐIÆN TĄ BÞ MÔN KỸ THUÀT MÁY TÍNH - VIÄN THÔNG

đồ án

CêNG HÒA XÃ HêI CHĄ NGH)A VIàT NAM

Đëc lÇp – Tď do – H¿nh phúc

*** Tp Hå Chí Minh, ngày 03 tháng 06 năm 2024

NHIÆM VĀ Đà ÁN TÞT NGHIÆP

Há và tên sinh viên: Tr°¢ng Cao Nam Khánh MSSV: 20161095

Lê Minh Dď MSSV: 20161081 Ngành: Công nghá kỹ thuÇt đián tċ- vißn thông Láp: 2016VMVT1 GiÁng viên h°áng d¿n: ThS Nguyßn Ngô Lâm

Ngày nh ãn đÁ tài: 19/02/2024 Ngày nßp đÁ tài: 03/06/2024 1 Tên đà tài: ThiÁt kÁ và thi công mô hình gi°ïng bánh thông minh

2 Các sã liáu, tài liáu ban đÁu:

• KiÁn thćc và các môn: Đián tċ c¢ bÁn, Kỹ thuÇt sã, Vi xċ lý • Các tài liáu và lÇp trình Arduino, ESP, Visual Studio Code • Các kiÁn thćc và lÇp trình HTML, Arduino IDE

3 Nëi dung thďc hián đà tài:

• V¿ s¢ đå khãi tçng quát cho mô hình • Tính toán, chßn lďa linh kián và thiÁt kÁ mô hình • V¿ s¢ đå nguyên lý sċ dăng phÁn mÃm Proteus • LÇp trình cho mô hình bằng các phÁn mÃm: Arduino IDE, Visual Studio • Ch¿y thċ ch°¢ng trình trên testboard cho tĉng khãi

• Thi công mô hình • ViÁt báo cáo • BÁo vá đå án tãt nghiáp

4 SÁn phÃm:

Mô hình gi°ïng bánh thông minh

GIÀNG VIÊN H¯ìNG DÄN đồ án

1

LâI CAM ĐOAN

Nhóm thďc hián đà tài: Tr°¢ng Cao Nam Khánh và Lê Minh Dď, xin cam đoan rằng đà tài này là kÁt quÁ nghiên cću cąa nhóm, đ°āc thďc hián dďa trên nhčng kiÁn thćc đã tích lũy d°íi sď h°íng dÅn cąa ThS Nguyßn Ngô Lâm Mßi kÁt quÁ đ¿t đ°āc trong đå án tãt nghiáp đÃu không sao chép tĉ các đà tài tr°íc đó

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 06 năm 2024

Nhóm thďc hián đà tài

(Ký và ghi rõ họ tên)

Tr°¢ng Cao Nam Khánh Lê Minh Dĉ

đồ án

LâI CÀM ¡N

ĐÁu tiên, nhóm xin chân thành gċi lïi cÁm ¢n đÁn quý ThÁy Cô bë môn Kỹ thuÇt Máy tính – Vißn thông, khoa Đián – Đián tċ, tr°ïng Đ¿i hßc S° ph¿m Kỹ thuÇt TP Hå Chí Minh và đặc biát nhóm xin trân trßng cÁm ¢n thÁy Nguyßn Ngô Lâm, ng°ïi đã tÇn tình h°íng dÅn, hé trā và t¿o điÃu kián thuÇn lāi cho nhóm trong suãt quá trình thďc hián đå án

Nhóm cũng xin cÁm ¢n b¿n bè đã hé trā, giúp đÿ nhóm trong quá trình thďc hián đà tài, giúp nhóm hoàn thành đå án đúng tiÁn đë

Trong quá trình thďc hián đà tài, không thÅ tránh nhčng thiÁu sót, nhóm r¿t mong nhÇn đ°āc sď đóng góp quý báu tĉ quý thÁy cô đÅ có thÅ hoàn thián h¢n cho các sď án sÉp tíi

Cuãi cùng, nhóm chúng tôi xin kính chúc quý ThÁy Cô luôn dåi dào sćc kháe, tràn đÁy nhiát huyÁt và gặt hái nhiÃu thành công trong sď nghiáp giÁng d¿y

Nhóm thďc hián đà tài Tr°¢ng Cao Nam Khánh Lê Minh Dď

đồ án

TÓM T¾T

Trong bãi cÁnh sćc kháe ngày càng đ°āc coi trßng, đặc biát sau đ¿i dịch 19, viác chăm sóc và theo dõi sćc kháe trñ nên vô cùng cÁn thiÁt Nhằm đáp ćng nhu cÁu này, nhóm thďc hián nghiên cću và thiÁt kÁ mô hình gi°ïng bánh thông minh, tích hāp nhiÃu tính năng hián đ¿i cho bánh nhân

Covid-Mô hình gi°ïng bánh thông minh này sċ dăng các module cÁm biÁn tiên tiÁn đÅ đo nhịp tim, SpO2, và thân nhiát cąa bánh nhân Ngoài ra, gi°ïng còn tích hāp cÁm biÁn phát hián cċ đëng cąa bánh nhân và há thãng camera giám sát trďc tiÁp, giúp cho viác giám sát bánh nhân tĉ xa

Mët tính năng đặc biát cąa mô hình này là nâng h¿ phÁn đÁu gi°ïng theo ba mćc đë khác nhau bằng đëng c¢ Servo, cho phép bánh nhân điÃu chãnh vị trí nằm mët cách thoÁi mái và dß dàng

Khi bánh nhân sċ dăng mô hình gi°ïng bánh thông minh, các thông sã sćc kháe s¿ đ°āc tď đëng thu thÇp và cÇp nhÇt lên c¢ sñ dč liáu Ng°ïi quÁn trị há thãng có thÅ theo dõi và quÁn lý tình tr¿ng sćc kháe cąa bánh nhân thông qua Web Server, cung c¿p mët cái nhìn tçng quan và chi tiÁt và tình tr¿ng cąa hß

Mô hình gi°ïng bánh thông minh này phù hāp víi các bánh vián, n¢i cÁn theo dõi và chăm sóc đặc biát cho bánh nhân Giúp giÁm tÁi áp lďc cho các bánh vián, giÁm l°u l°āng ng°ïi thăm nuôi bánh, đång thïi đÁm bÁo rằng tình tr¿ng bánh nhân đ°āc quÁn lý chặt ch¿ và hiáu quÁ Víi khÁ năng giám sát qua camera và dč liáu đo đ°āc cÇp nhÇt liên tăc, ng°ïi quÁn trị há thãng có thÅ dß dàng theo dõi và can thiáp khi cÁn thiÁt

đồ án

1.2 MĂC TIÊU CĄA ĐÂ TÀI 12

1.3 GIìI H¾N NGHIÊN CĆU CĄA ĐÂ TÀI 12

1.4 Bâ CĂC ĐÂ TÀI 12

2.2.3 Module cÁm biÁn thân nhiát MLX90614 [16] 19

2.2.4 Module cÁm biÁn rung SW1801P [13] 21

2.2.5 Màn hình OLED 128x64 [10] 22

2.2.6 Module relay 1 kênh [12] 24

2.2.7 Đëng c¢ servo [9] 25

đồ án

2.2.8 Module Wifi ESP32 [8] 26

2.2.9 Module Camera ESP32-CAM [6] 27

2.2.10 Arduino Uno R3 [11] 28

2.2.11 Module h¿ áp LM2596 [7] 29

2.3 CÁC CHUÂN GIAO TIÀP 30

2.3.1 ChuÃn giao tiÁp UART [20] 30

2.3.2 ChuÃn giao tiÁp I2C [19] 31

2.3.3 ChuÃn giao tiÁp không dây Wifi [21] 34

2.4 TæNG QUAN VÂ CÔNG NGHà IOT 35

2.5 TæNG QUAN VÂ FIREBASE 36

2.6 TæNG QUAN VÂ CÁC CÔNG CĂ Hè TRĀ XÂY DĎNG VÀ LÆP TRÌNH CHO Hà THâNG 36

2.6.1 PhÁn mÃm Proteus 36

2.6.2 PhÁn mÃm Arduino IDE 38

2.6.3 PhÁn mÃm Visual Studio 39

CH¯¡NG 3: THIÀT KÀ VÀ XÂY DĎNG Hà THâNG 41

3.1 YÊU CÀU VÀ S¡ Đä KHâI Hà THâNG 41

3.2 Yêu cÁu cąa há thãng 41

3.3.8 Khãi cÁm biÁn nhịp tim, SpO2 50

3.3.9 Khãi cÁm biÁn thân nhiát 51

3.3.10 Khãi xċ lý trung tâm 52

3.3.11 Khãi nguån 53

3.4 S¡ Đä NGUYÊN LÝ TOÀN Hà THâNG 55

CH¯¡NG 4: THI CÔNG Hà THâNG 57

4.1 GIìI THIàU 57

4.2 THI CÔNG Hà THâNG 57

4.3 L¯U Đä HO¾T ĐêNG 61

4.3.1 L°u đå ho¿t đëng cho khãi xċ lý trung tâm 61

4.3.2 L°u đå ho¿t đëng cho ESP32 63

4.3.3 L°u đå ho¿t đëng Websevrer 65

CH¯¡NG 5: KÀT QUÀ - KÀT LUÆN VÀ H¯ìNG PHÁT TRIÄN 66

5.1 KÀT QUÀ LÝ THUYÀT 66

5.2 KÀT QUÀ THĎC TÀ 66

5.2.1 KÁt quÁ thi công mô hình 66

5.2.2 KÁt quÁ l°u trč dč liáu trên Firebase 69

5.2.3 KÁt quÁ giao dián Web HTML 70

5.2.4 KÁt quÁ theo dõi mô hình bằng ESP32-CAM 71

Hình 2 13: Hình ảnh chuẩn giao tiếp UART 30

Hình 2 14: Chế độ hoạt động I2C một Master một Slave 31

Hình 2 15: Chế độ hoạt động I2C một Master nhiều Slave 32

Hình 2 16: Chế độ hoạt động I2C nhiều Master nhiều Slave 33

Hình 2 17: Hình ảnh chuẩn giao tiếp Wifi 34

Hình 2 18: Hình ảnh giao diện Prroteus 37

Hình 2 19: Hình ảnh các module có trong Proteus 37

Hình 2 20:Hình ảnh bảng mach 3D trong Proteus 38

Hình 2 21: Hình ảnh giao diện làm việc với Arduino IDE 39

Hình 2 22: Hình ảnh giao diện làm việc của Visual Studio 40

Hình 3 1: Sơ đồ khối mô hình giường bệnh thông minh 42

Hình 3 2: Kết nối khối nút nhấn với Arduino uno 45

Hình 3 3: Kết nối khối cảnh báo kết nối với Arduino uno 45

Hình 3 4: Khối hiển thị (OLED) giao tiếp Arduino Uno 47

Hình 3 5: Kết nối khối camera với Arduino Uno 47

Hình 3 6: Kết nối khối giao tiếp Wifi với Arduino Uno 48

Hình 3 7: Kết nối khối Servo với Arduino Uno 49

Hình 3 8: Kết nối khối cảm biến rung SW1801P với Arduino Uno 50

Hình 3 9: Kết nối khói đo nhịp tim, SpO2 Max30100 với Arduino Uno 51

Hình 3 10: Kết nối khối đo thân nhiệt MLX90164 với Arduino Uno 52

Hình 3 11: Khối xử lý trung tâm Arduino Uno 53

Hình 3 12 Sơ đồ kết nối khối nguồn cho mô hình giường bệnh thông minh 54

đồ án

Hình 4 1: Hình ảnh bên trong mô hình giường bệnh thông minh 57

Hình 4 2: Hình ảnh chính diện mô hình giường thông minh 59

Hình 4 3: Hình ảnh bên cạnh phải mô hình giường thông minh 60

Hình 4 4 Lưu đồ hoạt động khối xử lý trung tâm 62

Hình 4 5: Lưu đồ hoạt động của ESP32 63

Hình 4 6: Lưu đồ họat động xử lý dữ liệu nhận 64

Hình 4 7: Lưu đồ hoạt động của Webserver 65

Hình 5 1: Hình ảnh kết quả mô hình sau khi thi công 67

Hình 5 2: Thông tin được hiển thị trên OLED 68

Hình 5 3: Kết quả gửi dữ liệu trên Firebase 69

Hình 5 4: Giao diện Web theo dõi thông tin từ mô hình giường bệnh 70

Hình 5 5: Các chế độ xem khi truy cập camera 71

Hình 5 6: Hình ảnh trực tiếp thu được từ khối Camera ESP32-CAM 71

đồ án

MĀC LĀC BÀNG

Bảng 2.1: Bảng nhịp tim 15

Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của Buzzer: 17

Bảng 2.3: Thông số module MAX30100 18

Bảng 2.4: Chức năng các chân cảm biến MAX30100 19

Bảng 2.5: Bảng thông số cảm biến MLX90614 20

Bảng 2.6: Chức năng các chân của cảm biến MLX90614 21

Bảng 2.7: Chức năng từng chân của cảm biến SW1801P 22

Bảng 2.8: Thông số kỹ thuật cảm biến rung SW1801P 22

Bảng 2.9: Thông số kỹ thuật OLED 128x64 23

Bảng 2.10: Chức năng từng chân của OLED 23

Bảng 2.11: Thông số kỹ thuật module relay 1 kênh 24

Bảng 2.12: Chức năng từng chân của module relay 1 kênh 25

Bảng 2.13: Bảng thông số kỹ thuật động cơ servo SG90 26

Bảng 2.14: Chức năng từng chân của Servo SG90 26

Bảng 2.15: Chức năng từng chân của module LM2596 30 Bảng 4 1: Các linh kiện sử dụng cho mạch nguyên lý hệ thống: 61 đồ án

DANH MĀC TĂ VI¾T T¾T

đồ án

CH¯¡NG 1: TâNG QUAN

1.1 GIàI THIÆU

Công nghá thïi điÅm hián t¿i đ¿t đ°āc sď phát triÅn đa chiÃu và đët phá liên tăc Trong l*nh AI, đã đ¿t đ°āc nhčng tiÁn bë đáng kinh ng¿c, mñ ra cánh cċa cho ćng dăng trong nhiÃu l*nh vďc tĉ tď đëng hóa sÁn xu¿t đÁn y tÁ và tài chính IoT đang kÁt nãi mßi thć tĉ thiÁt bị gia đình đÁn các thiÁt bị công nghiáp, t¿o ra mët m¿ng l°íi thông tin toàn cÁu Blockchain, víi khÁ năng t¿o ra các há thãng phi tÇp trung và an toàn, đang đ°āc sċ dăng trong l*nh vďc tài chính, chuéi cung ćng và nhiÃu ćng dăng khác

Công nghá 5G đang mñ ra c¢ hëi míi cho viác truy cÇp internet nhanh h¢n và kÁt nãi m¿ng không dây ñ mćc đë ch°a tĉng có Trong l*nh vďc cąa truyÃn thông và giÁi trí, VR và AR đang mang l¿i trÁi nghiám míi cho ng°ïi dùng

Víi nÃn công nghá hián đ¿i nh° ngày nay viác vÇn dăng công nghá vào viác chăm sóc sćc kháe là viác r¿t dß dàng víi IoT Các thiÁt bị y tÁ kÁt nãi nh° đång hå thông minh, cÁm biÁn y tÁ và các thiÁt bị đo l°ïng sćc kháe giúp ng°ïi dùng theo dõi sćc kháe cąa mình mët cách tď đëng và liên tăc Thông qua viác thu thÇp dč liáu nhịp tim, huyÁt áp, ho¿t đëng vÇn đëng và các chã sã khác, nhân viên y tÁ có thÅ theo dõi tình tr¿ng sćc kháe cąa bánh nhân tĉ xa và cung c¿p chăm sóc cá nhân hóa ĐiÃu này không chã giúp cÁi thián quÁn lý căn bánh mà còn giÁm tÁi cho há thãng y tÁ và sã lÁn nhÇp vián không cÁn thiÁt

Chính vì vÇy trong môi tr°ïng hßc tÇp cũng nh° nghiên cću đã có r¿t nhiÃu đà tài cũng nh° các thiÁt bị đ°āc các sinh viên hay các nhà nghiên cću làm ra Có thÅ kÅ đÁn điÅn hình nh° <Development of a Smart Hospital Bed Based on, Deep Learning to Monitor Patient Conditions= [1] đà tài này có tích hāp chćc năng đo thân nhiát, nhịp tim, SpO2 trên mët chiÁc gi°ïng ĐiÃu này giúp cho nhân viên y tÁ có theo theo dõi các thông sã cąa bánh nhân đ°āc thuÇn tián h¢n nh°ng gi°ïng bánh khi muãn di chuyÅn cÁn có ng°ïi đÃy không thÅ tď di chuyÅn bằng cách điÃu khiÅn tď đëng đó là nh°āc điÅm cÁn quan tâm Ngoài ra còn có mët sã đà tài khác nh° <Iot Based

đồ án

Autonomous Remote Controlled Smart Bed For Hospitals= [2] ñ đà tài này gi°ïng bánh ngoài viác đ°āc tích hāp các cÁm biÁn đÅ theo dõi sćc kháe bánh nhân còn đ°āc trang bị thêm đëng c¢ đÅ di chuyÅn đÅ đÅ có thÅ tď di chuyÅn mà không cÁn đÁn ng°ïi đÃy Tĉ nhčng đà tài trên nhóm quyÁt định thiÁt kÁ ra mët mô hình gi°ïng bánh thông minh có chćc năng đo đ°āc thân nhiát, nhịp tim và nång đë oxi trong máu cąa bánh nhân, ngoài ra có thêm đëng c¢ nâng bằng nút nh¿n đÅ bánh nhân có thÅ nâng cao đÁu nằm cho thoÁi mái nh¿t PhÁn đÁu gi°ïng s¿ đ°āc trang bị mët màn hình Oled hiÅn thị các thông sã sćc kháe đÅ bánh nhân có thÅ thuÇn tián quan sát Các dč liáu đo đ°āc tĉ bánh nhân s¿ đ°āc gċi lên Web giúp nhân viên y tÁ quan sát tĉ xa

1.2 MĀC TIÊU CþA ĐÀ TÀI

ĐÃ tài <ThiÁt kÁ và thi công mô hình gi°ïng bánh thông minh= sau khi hoàn thành mô hình s¿ có chćc năng:

- Đo các thông sã nhịp tim, SpO2 cąa bánh nhân - Đo đ°āc giá trị thân nhiát cąa bánh nhân - HiÅn thị đ°āc các thông sã sćc kháe trên màn hình led - Bánh nhân có thÅ điÃu chãnh đ°āc đë nâng cąa gi°ïng theo ý muãn - CÇp nhÇt thông sã sćc kháe cąa bánh nhân lên Web

1.3 GIàI H¾N NGHIÊN CĀU CþA ĐÀ TÀI

Đà tài đ°āc giíi h¿n víi nhčng nëi dung sau đây: - Giíi h¿n nghiên cću cąa đà tài ñ mćc đë thiÁt kÁ mô hình, có kích th°íc

khoÁng 1/10 so víi gi°ïng bánh thďc tÁ - Và phÁn cćng cąa mô hình, nhóm tÇp trung và Arduino Uno, ESP32-CAM, các

cÁm biÁn thu thÇp dč liáu tĉ ng°ïi bánh và các chuÃn giao tiÁp - Mô hình ch°a có tính năng bÁo mÇt

1.4 BÞ CĀC ĐÀ TÀI

Đà tài có các nëi dung nh° sau - Ch°¢ng 1 Tçng quan: Giíi thiáu và măc tiêu, giíi h¿n cąa đà tài

đồ án

- Ch°¢ng 2 C¢ sñ lý thuyÁt: Nghiên cću và phÁn cćng há thãng mô hình giÁi pháp kỹ thuÇt, các giao thćc

- Ch°¢ng 3 ThiÁt kÁ và xây dďng há thãng: S¢ đå khãi, thiÁt kÁ phÁn cćng, s¢ đå nguyên lý

- Ch°¢ng 4.Thi công há thãng: Thi công mô hình, l°u đå ho¿t đëng - Ch°¢ng 5 KÁt quÁ - kÁt luÇn và h°íng phát triÅn: KÁt quÁ lý thuyÁt, kÁt quÁ

thďc tÁ, nhÇn xét và đánh giá há thãng KÁt luÇn và h°íng phát triÅn

đồ án

Thân nhiát, mët chã sã quen thuëc nh°ng l¿i Ãn chća nhiÃu ý ngh*a Đó là sď cân bằng giča sinh nhiát và thÁi nhiát, là d¿u hiáu cąa sď ho¿t đëng çn định cąa c¢ thÅ Nhiát đë cąa ng°ïi tr°ñng thành trung bình là 37°C Da, bë phÇn có vai trò quan trßng trong viác điÃu hòa thân nhiát, không chã giúp c¢ thÅ chúng ta thích nghi víi môi tr°ïng mà còn bÁo vá c¢ thÅ khái các yÁu tã gây h¿i tĉ bên ngoài Da cũng giúp c¢ thÅ nhÇn biÁt đ°āc các kích thích tĉ môi tr°ïng, tĉ đó có nhčng phÁn ćng phù hāp Khi thân nhiát tăng lên,cÁn đ°āc chú ý và xċ lý kịp thïi

Thân nhiát cao có thÅ gây ra mët sã v¿n đà sćc kháe nghiêm trßng nh°: • Chuët rút nhiát: Khi thân nhiát tăng, c¢ thÅ có thÅ m¿t n°íc và muãi, dÅn đÁn

chuët rút Triáu chćng bao gåm må hôi, mát mái, đau c¢, và khát n°íc • Kiát sćc do nhiát: Đây là tình tr¿ng nghiêm trßng h¢n, khi c¢ thÅ không thÅ

làm mát bÁn thân Triáu chćng bao gåm đau đÁu, nôn mċa, chóng mặt, yÁu, da l¿nh, và n°íc tiÅu sÅm màu

đồ án

• Sãt: Hián t°āng c¢ thÅ bị nhißm các lo¿i virus, vi khuÃn nên c¢ thÅ có xu h°íng chãng l¿i các lo¿i virus, vi khuÃn đó bằng cách tăng nhiát đë c¢ thÅ NÁu thân nhiát đo đ°āc trên 38℃ là biÅu hián cąa sãt (kÅ cÁ do Covid-19)

Nhịp tim là chã sã thÅ hián sď ho¿t đëng cąa trái tim, có Ánh h°ñng tr°c tiÁp đÁn sćc kháe con ng°ïi Mët nhịp tim bình th°ïng và çn định không chã cho th¿y trái tim đang ho¿t đëng tãt, mà còn là d¿u hiáu cąa mët c¢ thÅ bình th°ïng

Khi nhịp tim quá cao, gßi là tachycardia, trái tim phÁi làm viác nhiÃu h¢n đÅ b¢m máu, có thÅ dÅn đÁn mát mái, khó thñ và đau ngďc Trong mët sã tr°ïng hāp nghiêm trßng, tachycardia có thÅ gây ra đët quỵ hoặc đau tim

Ng°āc l¿i, khi nhịp tim quá th¿p, gßi là bradycardia, trái tim không thÅ cung c¿p đą l°āng máu cÁn thiÁt cho c¢ thÅ, có thÅ gây ra chóng mặt, mát mái và hôn mê

Nhịp tim cũng có thÅ bị không đÃu, gßi là nhịp tim không đÃu hoặc arrhythmia ĐiÃu này có thÅ làm giÁm hiáu su¿t cąa trái tim, gây ra các triáu chćng nh° mát mái, khó thñ và đau ngďc

Bảng 2.1: Bảng nhịp tim

đồ án

2.1.4 Náng đß O2 trong máu [18]

Nång đë O2 trong máu, hay đë bão hòa oxy trong máu, là mët chã sã quan trßng cho th¿y sćc kháe cąa há thãng hô h¿p và tuÁn hoàn cąa con ng°ïi D°íi đây là mët sã thông tin chi tiÁt:

Oxy cÁn thiÁt cho sď sãng, và c¢ thÅ chúng ta cÁn mët l°āng nh¿t định oxy đÅ ho¿t đëng đúng cách T¿t cÁ các tÁ bào trong c¢ thÅ đÃu cÁn oxy đÅ t¿o ra năng l°āng mët cách hiáu quÁ, và c¢ thÅ cÁn năng l°āng đÅ thďc hián t¿t cÁ các quá trình cąa nó, chẳng h¿n nh° tiêu hóa và thÇm chí cÁ suy ngh*

Ành h°ñng cąa nång đë O2 th¿p đÁn sćc kháe: Mćc đë oxy th¿p trong máu (hypoxemia) có thÅ dÅn đÁn nhiÃu tình tr¿ng nghiêm trßng và gây tçn th°¢ng cho các há thãng c¢ quan riêng biát, đặc biát là não và tim Khi khÁ năng cąa phçi vÇn chuyÅn oxy vào máu bị suy giÁm, nång đë oxy trong máu giÁm, có thÅ đặt các c¢ quan trong c¢ thÅ vào tình tr¿ng nguy hiÅm

Mćc nång đë O2 bình th°ïng: Đãi víi hÁu hÁt ng°ïi tr°ñng thành kháe m¿nh, mćc đë bão hòa oxy bình th°ïng nằm trong khoÁng tĉ 95% đÁn 100% Duy trì mët mćc đë oxy trong máu tĉ 75–100 mm Hg hoặc 95–100% là cÁn thiÁt cho mët trái tim, não, và thÇn kháe m¿nh

2.2 MÞT SÞ LINH KIÆN VÀ MODULE SĄ DĀNG TRONG HÆ THÞNG

Hình 2.1: Hình ảnh Buzzer Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của Buzzer:

MAX30100 không có bë nhí l°u trč lín nh° RAM hay Flash nh° mët vi điÃu khiÅn, nh°ng nó có các thanh ghi nëi bë và bë nhí đám đÅ l°u trč t¿m thïi dč liáu đo l°ïng tr°íc khi truyÃn đi

• Bë Nhí FIFO Buffer: có kích th°íc 16x16-bit (32 byte)

đồ án

Kích th°íc: 16 x 16-bit (32 byte) FIFO l°u trč t¿m thïi các mÅu dč liáu đo l°ïng (nhịp tim và nång đë oxy) tr°íc khi chúng đ°āc đßc qua giao tiÁp I2C Dč liáu trong FIFO có thÅ bao gåm các mÅu đo tĉ cÁ LED đá và LED hång ngo¿i

• Thanh Ghi (Registers): MAX30100 có nhiÃu thanh ghi nëi bë đÅ c¿u hình và đßc dč liáu Các thanh ghi này l°u trč các thông tin và tr¿ng thái, c¿u hình, và kÁt quÁ đo l°ïng Địa chã I2C: MAX30100 sċ dăng địa chã I2C cã định là 0x57 đÅ giao tiÁp

Hình 2 2: Hình ảnh module MAX30100 Bảng 2.3: Thông số module MAX30100 đồ án

Bảng 2.4: Chức năng các chân cảm biến MAX30100

Ng°ïi dùng có thÅ sċ dăng datasheet cąa cÁm biÁn MAX30100 trong viác lÇp trình điÃu khiÅn, tuy nhiên có thÅ sċ dăng th° vián <MAX30100_PulseOximeter.h> đÅ hé trā viác lÇp trình giao tiÁp giča cÁm biÁn nhịp tim – nång đë SpO2 víi

Arduino đ°āc dß dàng h¢n

CÁm biÁn MLX90614 là mët cÁm biÁn nhiát hång ngo¿i sÁn xu¿t bñi công ty Melexis Nó đ°āc sċ dăng đÅ đo nhiát đë không tiÁp xúc trên các đãi t°āng tĉ xa MLX90614 có khÁ năng đo nhiát đë không tiÁp xúc tĉ -70 đÁn 380 đë Celsius víi đë chính xác cao và đë phân giÁi tãt Nó cũng có khÁ năng l¿y nhiát đë tĉ nhiÃu điÅm khác nhau trong mët lÁn đo, cho phép xác định các đặc tính nhiát đë cąa các vùng khác nhau trên bà mặt đãi t°āng

Ćng dăng cąa cÁm biÁn MLX90614 r¿t đa d¿ng Nó có thÅ đ°āc sċ dăng trong các ćng dăng y tÁ đÅ đo nhiát đë c¢ thÅ, trong công nghiáp đÅ kiÅm soát nhiát đë quy trình sÁn xu¿t, trong ô tô đÅ giám sát nhiát đë đëng c¢, và trong nhiÃu l*nh vďc khác CÁm biÁn MLX90614 có thÅ giao tiÁp I2C và PWM Có địa chã I2C mặc định là 0x5A Tích hāp bë cÁm biÁn nhiát đë môi tr°ïng: ĐÅ đo nhiát đë xung quanh và bù đÉp nhiát đë

đồ án

ĐÅ sċ dăng cÁm biÁn MLX90614, ng°ïi dùng có thÅ lďa chßn lÇp trình dďa trên thông sã data sheet hoặc sċ dăng th° vián có sẵn, nhóm chßn sċ dăng th° vián <Adafruit_MLX90614.h> giúp hé trā viác lÇp trình điÃu khiÅn víi khãi xċ lý trung tâm trñ nên đ¢n giÁn h¢n

CÁm biÁn MLX90614 có mët sã bë nhí EEPROM và RAM tích hāp đÅ l°u trč các tham sã hiáu chuÃn và c¿u hình

• EEPROM: Dung l°āng 17 x 16-bit (words) EEPROM đ°āc sċ dăng đÅ l°u trč các tham sã hiáu chuÃn, c¿u hình thiÁt bị, và các há sã bù trĉ Các tham sã hiáu chuÃn bao gåm các hằng sã đÅ tính toán nhiát đë tĉ tín hiáu hång ngo¿i, đ°āc nhà sÁn xu¿t n¿p sẵn vào EEPROM

• RAM: Dung l°āng 3 x 16-bit (words) RAM đ°āc sċ dăng đÅ l°u trč các giá trị nhiát đë tćc thïi và dč liáu đo l°ïng tr°íc khi truyÃn qua giao tiÁp I2C hoặc PWM

Hình 2 3: Hình ảnh module cảm biến MLX90614 Bảng 2.5: Bảng thông số cảm biến MLX90614

đồ án

Bảng 2.6: Chức năng các chân của cảm biến MLX90614

Ng°ïi dùng có thÅ dùng datasheet cąa cÁm biÁn MLX90614 trong viác lÇp trình điÃu khiÅn, tuy nhiên có thÅ sċ dăng th° vián <Adafruit_MLX90614.h> giúp hé trā viác lÇp trình giao tiÁp giča cÁm biÁn nhiát hång ngo¿i víi Arduino dß dàng h¢n

Module cÁm biÁn SW1801P là mët lo¿i cÁm biÁn tiÁp xúc, th°ïng đ°āc sċ dăng đÅ phát hián sď mñ hoặc đóng cąa các cçng, nÉp, hay vÇt liáu khác Đây là mët module dďa trên nguyên lý công tÉc (switch) và đ°āc thiÁt kÁ đÅ dß dàng tích hāp vào các ćng dăng đián tċ

Module có đë nh¿y cao, cho phép phát hián các sď tiÁp xúc nhá hoặc tĉ xa Module cÁm biÁn SW1801P đ°āc sċ dăng trong nhiÃu l*nh vďc và ćng dăng khác nhau, bao gåm thiÁt bị đián tċ gia dăng, thiÁt bị y tÁ, ô tô, máy tính và các ćng dăng công nghiáp khác

Module cÁm biÁn SW1801P có thông sã áp ho¿t đëng tĉ 3.3V – 5V DC, dòng ho¿t đëng là 15mA, có ngõ ra là tín hiáu sã

Hình 2 4: Hình ảnh module cảm biến SW1801P

đồ án

Bảng 2.7: Chức năng từng chân của cảm biến SW1801P

Bảng 2.8: Thông số kỹ thuật cảm biến rung SW1801P

Màn hình OLED là mët lo¿i công nghá sċ dăng các phân tċ hču c¢ phát sáng đÅ t¿o ra hình Ánh Nó đ°āc sċ dăng rëng rãi trong các thiÁt bị di đëng, đå đián tċ cá nhân và các ćng dăng khác

OLED víi kích th°íc 0.96 inch cung c¿p ch¿t l°āng hình Ánh tãt víi đë t°¢ng phÁn cao, màu sÉc trung thďc và góc nhìn rëng.Năng l°āng tiêu thă cąa màn hình OLED là r¿t th¿p, đặc biát khi hiÅn thị hình Ánh đen

Giao Thćc Giao TiÁp: SSD1306 hé trā giao tiÁp qua giao thćc I2C và SPI Tùy thuëc vào giao thćc lďa chßn, cách gċi khung dč liáu s¿ khác nhau

ĐÅ lÇp trình cho OLED, ng°ïi dùng có thÅ dďa vào datasheet hoặc sċ dăng th° vián <Adafruit_GFX.h> và <Adafruit_SSD1306.h> đÅ viác lÇp trình giao tiÁp phÁn cćng dß dàng h¢n

đồ án

Định d¿ng Dč liáu: Méi byte dč liáu t°¢ng ćng víi mët pixel trên màn hình OLED Bit 7 cąa byte đÁu tiên chã định viác ghi dč liáu vào RAM hoặc hiÅn thị trďc tiÁp lên màn hình

Đë Phân GiÁi: Màn hình OLED SSD1306 có đë phân giÁi th°ïng là 128x64 pixels, hoặc 128x32 pixels, t°¢ng ćng víi sã byte dč liáu cÁn gċi

Hình 2 5: Hình ảnh OLED 128x64 Bảng 2.9: Thông số kỹ thuật OLED 128x64

Bảng 2.10: Chức năng từng chân của OLED

đồ án

2.2.6 Module relay 1 kênh [12]

Module relay 1 kênh là mët thiÁt bị đián tċ đ°āc sċ dăng đÅ điÃu khiÅn các thiÁt bị ngo¿i vi hoặc há thãng đián dďa trên tín hiáu điÃu khiÅn Nó đ°āc thiÁt kÁ đÅ cÉt hoặc mñ m¿ch đián thông qua viác kích ho¿t hoặc ngÉt kÁt nãi cąa mët relay duy nh¿t

Mët module relay 1 kênh th°ïng bao gåm mët relay và m¿ch điÃu khiÅn t°¢ng ćng Relay là mët công tÉc đián tċ có khÁ năng điÃu khiÅn dòng đián lín thông qua tín hiáu điÃu khiÅn nhá tĉ mët nguån ngo¿i vi

Ćng dăng cąa relay bao gåm: các ćng dăng bÇt tÉt thiÁt bị, cách ly DC AC,&

Hình 2 6: Hình ảnh module relay 1 kênh Bảng 2.11: Thông số kỹ thuật module relay 1 kênh

đồ án

Bảng 2.12: Chức năng từng chân của module relay 1 kênh

Servo là mët đëng c¢ chuyÅn đëng có khÁ năng chuyÅn đçi năng l°āng đián thành chuyÅn đëng c¢ hßc Đây là mët thành phÁn quan trßng trong nhiÃu thiÁt bị trong đïi sãng hián nay Đëng c¢ servo t¿o lďc kéo theo góc điÃu khiÅn bằng xung PWM t¿o lďc đÃy/ kéo t¿o thành c¢ c¿u c¿p thuãc tď đëng cho há thãng

Hình 2 7: Hình ảnh Servo SG90

đồ án

Bảng 2.13: Bảng thông số kỹ thuật động cơ servo SG90

Bảng 2.14: Chức năng từng chân của Servo SG90

ESP32 là mët dòng vi điÃu khiÅn đa chćc năng và m¿nh m¿ đ°āc sÁn xu¿t bñi Espressif Systems Đ°āc phát triÅn nh° mët phiên bÁn nâng c¿p cąa ESP8266, cung c¿p nhiÃu tính năng míi và m¿nh m¿ h¢n, đång thïi vÅn gič đ°āc sď linh ho¿t và dß sċ dăng cąa ESP8266

ESP32 đ°āc tích hāp víi các tính năng nh° kÁt nãi WiFi và Bluetooth, nhiÃu giao dián GPIO, SPI, I2C, UART Ngoài ra, ESP32 cũng có khÁ năng tiÁt kiám năng l°āng ĐÅ lÇp trình ESP32, có thÅ sċ dăng datasheet cąa nhà sÁn xu¿t hoặc sċ dăng th° vián <FirebaseESP32.h> giúp cho viác lÇp trình giao tiÁp ESP32 trñ nên đ¢n giÁn h¢n

Hình 2 8: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của ESP32

đồ án

ESP32 là bë vi điÃu khiÅn đa năng đ°āc tích hāp Wi-Fi và Bluetooth, lý t°ñng cho các ćng dăng IoT Nó hé trā Wi-Fi băng tÁn 2.4GHz cung c¿p tãc đë lên tíi 150 Mbps và kÁt nãi an toàn víi WPA/WPA2 Nó có thÅ ho¿t đëng nh° mët Tr¿m, SoftAP hoặc cÁ hai, víi tãi đa 10 kÁt nãi ñ chÁ đë SoftAP

ESP32 có CPU Xtensa LX6 lõi kép ch¿y lên tíi 240 MHz, SRAM 520 KB và bë nhí flash th°ïng là 4 MB đÁn 8 MB Nó hé trā tãi đa 4 MB RAM ngoài Há thãng xung nhịp cąa nó bao gåm xung nhịp chính 40 MHz và xung nhịp RTC 32,768 kHz Nó có bãn bë hẹn giï đa năng 64 bit, hai bë hẹn giï giám sát, bë điÃu khiÅn LED LED víi 16 kênh và bë hẹn giï RTC đÅ đánh thćc gi¿c ngą sâu Nhčng khÁ năng này giúp ESP32 phù hāp víi nhiÃu ćng dăng yêu cÁu khÁ năng kÁt nãi và xċ lý m¿nh m¿

ESP32-CAM là mët module tích hāp vi điÃu khiÅn m¿nh m¿ ESP32 víi khÁ năng kÁt nãi WiFi và Bluetooth, cùng víi khÁ năng giao tiÁp víi camera thông qua cçng truyÃn thông seri ĐiÃu này cho phép nó thďc hián các chćc năng ghi hình hoặc chăp hình trong các ćng dăng IoT nh° giám sát, theo dõi hoặc nhÇn dián khuôn mặt Module này cung c¿p các giao dián đa d¿ng nh° UART, SPI, I2C, GPIO, và hé trā khe cÉm thẻ nhí microSD cho viác l°u trč hình Ánh hoặc video Đèn LED hé trā cũng đ°āc tích hāp, giúp viác chăp Ánh và quay video dß dàng h¢n trong điÃu kián ánh sáng yÁu ESP32-CAM là mët công că linh ho¿t và tián ích cho viác tích hāp camera và kÁt nãi m¿ng vào các ćng dăng IoT đa d¿ng

ĐÅ sċ dăng module ESP32-CAM, có thÅ dďa vào datasheet cąa linh kián đÅ lÇp trình, tuy nhiên nhóm sċ dăng th° vián <esp_camera.h> và <FirebaseESP32.h> giúp đ¢n giÁn h¢n cho viác giao tiÁp víi khãi xċ lý trung tâm

Các khung dč liáu th°ïng khi sċ dăng ESP32-CAM: • Khung dč liáu hình Ánh: JPEG, BMP, RGB • Khung dč liáu video: FPS, Resolution • Khung dč liáu điÃu khiÅn: lánh khñi đëng, lênh dĉng, c¿u hình • Khung dč liêu truyÃn tÁi: HTTP, MQTT, Websocket

đồ án

Víi kích th°íc nhá gßn, dß sċ dăng và lÇp trình, Arduino Uno R3 có khÁ năng ho¿t đëng víi ngôn ngč lÇp trình Arduino Đây là mët nÃn tÁng linh ho¿t đÅ phát triÅn các ćng dăng đián tċ, tĉ há thãng nhúng, điÃu khiÅn thiÁt bị, robot đÁn viác đo l°ïng và điÃu khiÅn các tín hiáu

ATmega328P là vi điÃu khiÅn có trong Arduino Uno R3 ATmega328P có 3 bë nhí là Flash víi 32KB, SRAM víi 2KB và EEPROM víi 1KB Nó có tãc đë xċ lý lên đÁn 16MHz Có thÅ kÁt nãi các thiÁt bi ngo¿i vi thông qua: 2 bô đÁm thïi gian/ đÁm 8 bit, 1 bã đÁm thïi gian/đÁm 16 bit, 1 USART, 1 giao dián SPI, 1 giao dián SPI Ngoài ra Arduino Uno còn có vi điÃu khiÅn ATmega16U2 đÅ chuyÅn đçi USB – Serial Vi điÃu khiÅn có 3 bë nhí chính là ISP Flash: 16KB, EEPROM:512B và SRAM:512B

đồ án

Hình 2 11: Hình ảnh Arduino Uno R3

M¿ch giÁm áp DC-DC LM2596 là module đ°āc sċ dăng đÅ giÁm áp đÁu vào xuãng mćc th¿p h¢n Nó có thÅ điÃu chãnh đÁu ra tĉ 1.23V đÁn 37V víi dòng đián cao nh¿t là 3A và ho¿t đëng víi đián áp đÁu vào tĉ 4.5V đÁn 40V LM2596 đ°āc thiÁt kÁ đÅ cung c¿p hiáu su¿t chuyÅn đçi cao lên đÁn 92%, giúp tiÁt kiám năng l°āng và kéo dài tuçi thß cąa pin hoặc nguån c¿p Ngoài ra, m¿ch này tích hāp tính năng bÁo vá quá tÁi, quá nhiát và ngÉn m¿ch đÅ đÁm bÁo an toàn khi sċ dăng Vì tính linh ho¿t và khÁ năng bÁo vá cąa nó, LM2596 đ°āc ćng dăng rëng rãi trong các thiÁt bị đián tċ gia đình, thiÁt bị đo l°ïng, ô tô, cũng nh° trong các dď án tď làm và trong l*nh vďc công nghiáp

Hình 2 12: Hình ảnh module LM2596

đồ án

Bảng 2.15: Chức năng từng chân của module LM2596

2.3 CÁC CHUÂN GIAO TI¾P

UART là mët giao thćc giao tiÁp phç biÁn cho phép trao đçi dč liáu giča các thiÁt bị theo ph°¢ng thćc nãi tiÁp không đång bë Giao thćc này đ°āc ćng dăng rëng rãi trong nhiÃu l*nh vďc khác nhau

Trong giao tiÁp UART, hai thiÁt bị đ°āc kÁt nãi trďc tiÁp víi nhau ThiÁt bị truyÃn UART s¿ chuyÅn đçi dč liáu tĉ định d¿ng song song sang định d¿ng nãi tiÁp và gċi liên tăc đÁn thiÁt bị nhÇn UART ThiÁt bị nhÇn UART sau đó s¿ chuyÅn đçi dč liáu tĉ định d¿ng nãi tiÁp trñ l¿i định d¿ng song song đÅ sċ dăng Giao thćc UART sċ dăng hai đ°ïng truyÃn đÅ trao đçi dč liáu:

Transmitter (Tx): TruyÃn dč liáu tĉ thiÁt bị UART gċi Receiver (Rx): NhÇn dč liáu tĉ thiÁt bị UART nhÇn

Hình 2 13: Hình ảnh chuẩn giao tiếp UART

UART hé trā ba chÁ đë: Full duplex: Cho phép truyÃn và nhÇn dč liáu đång thïi giča master và slave Half duplex: Cho phép truyÃn hoặc nhÇn dč liáu t¿i cùng mët thïi điÅm Simplex: Chã cho phép giao tiÁp mët chiÃu

đồ án

¯u điÅm: • Đ¢n giÁn trong triÅn khai và sċ dăng • Phç biÁn và t°¢ng thích víi nhiÃu lo¿i vi điÃu khiÅn, vi xċ lý và module đián tċ khác nhau

• Yêu cÁu ít tài nguyên h¢n so víi mët sã giao thćc truyÃn thông khác Nh°āc điÅm:

• Tãc đë truyÃn thông cąa UART có thÅ bị h¿n chÁ • Chã hé trā truyÃn dč liáu không đång bë

• UART cÁn sċ dăng nhiÃu dây dÅn h¢n đÅ truyÃn cùng mët l°āng dč liáu do tính ch¿t nãi tiÁp

Giao thćc I2C, do Philips Semiconductors phát triÅn, là mët giao thćc truyÃn thông hai dây giča các thiÁt bị đián tċ Bus I2C sċ dăng hai dây: dây SDA đÅ truyÃn dč liáu và dây SCL đÅ đång bë hóa dč liáu

I2C ho¿t đëng theo mô hình master/slave, víi master kiÅm soát truyÃn dč liáu và kÁt nãi nhiÃu slave Méi thiÁt bị trên bus I2C có mët địa chã duy nh¿t Giao thćc này hé trā nhiÃu tãc đë truyÃn thông và kÁt nãi đång thïi nhiÃu thiÁt bị trên cùng mët bus Tuy nhiên, tãc đë truyÃn cąa I2C th°ïng chÇm h¢n so víi SPI và có thÅ gặp khó khăn víi dây dÅn dài

Các chÁ đë ho¿t đëng cąa I2C:

• Mët Master mët Slave

Hình 2 14: Chế độ hoạt động I2C một Master một Slave

đồ án

• Mët Master nhiÃu Slave: Nhï vào viác sċ dăng địa chã, giao thćc I2C cho phép mët thiÁt bị Master có thÅ điÃu khiÅn nhiÃu thiÁt bị Slave Víi 7 bit địa chã, có thÅ có tíi 128 địa chã khác nhau ĐÅ kÁt nãi nhiÃu Slave víi mët Master, chúng ta có thÅ nãi dây theo s¢ đå nh° trong hình 2.15:

Hình 2 15: Chế độ hoạt động I2C một Master nhiều Slave

• NhiÃu Master nhiÃu Slave: Trong há thãng I2C, nhiÃu thiÁt bị Master có thÅ kÁt nãi víi mët hoặc nhiÃu thiÁt bị Slave Khi có nhiÃu thiÁt bị Master muãn truyÃn hoặc nhÇn dč liáu trên đ°ïng SDA cùng lúc, cÁn kiÅm tra tr¿ng thái cąa đ°ïng SDA NÁu SDA ñ mćc th¿p, điÃu đó có ngh*a là mët Master khác đang điÃu khiÅn bus và thiÁt bị phÁi chï NÁu SDA ñ mćc cao, thì viác truyÃn thông điáp có thÅ tiÁn hành ĐÅ kÁt nãi nhiÃu thiÁt bị Master víi nhiÃu thiÁt bị Slave, ta sċ dăng s¢ đå kÁt nãi nh° trong hình 2.16:

đồ án

Hình 2 16: Chế độ hoạt động I2C nhiều Master nhiều Slave

¯u điÅm cąa giao thćc I2C bao gåm viác sċ dăng ít dây h¢n so víi các giao thćc truyÃn thông song song và cho phép kÁt nãi đång thïi nhiÃu thiÁt bị víi cùng mët bus truyÃn thông

Tuy nhiên, giao thćc I2C cũng có nh°āc điÅm, bao gåm tãc đë truyÃn thông th¿p và khÁ năng bị nhißu và Ánh h°ñng sď çn định cąa truyÃn thông khi sċ dăng dây dÅn dài

đồ án

2.3.3 ChuÃn giao ti¿p không dây Wifi [21]

Wi-Fi là mët giao thćc kÁt nãi không dây phç biÁn, đ°āc sċ dăng đÅ liên kÁt các thiÁt bị và m¿ng không dây Nó ho¿t đëng ñ tÁn sã 2.4GHz và/hoặc 5GHz, giúp truyÃn tÁi dč liáu mët cách linh ho¿t và hiáu quÁ mà không cÁn dây dÅn trďc tiÁp

Giao thćc Wi-Fi hé trā nhiÃu tiêu chuÃn và tãc đë truyÃn dč liáu khác nhau, giúp ng°ïi dùng có thÅ lďa chßn tãc đë truyÃn thông phù hāp víi yêu cÁu că thÅ cąa tĉng ćng dăng ĐiÃu này tãi °u hóa hiáu su¿t truyÃn dč liáu và ph¿m vi ho¿t đëng, tĉ khoÁng cách ngÉn đÁn khoÁng cách xa, phù hāp víi môi tr°ïng sċ dăng

Các chuÃn Wifi hián nay: • Wi-Fi 4 (802.11n): Đ°āc phát hành năm 2009, Wi-Fi 4 hé trā băng tÁn 2.4 GHz và 5 GHz Công nghá áp dăng: MIMO: Sċ dăng nhiÃu ăng-ten đÅ tăng tãc đë và đë tin cÇy

• Wi-Fi 5 (802.11ac): Ra mÉt năm 2013, chã hé trā băng tÁn 5 GHz, mang l¿i tãc đë cao h¢n và hiáu su¿t tãt h¢n trong môi tr°ïng đông đúc Beamforming: TÇp trung tín hiáu không dây vào các thiÁt bị că thÅ, tăng c°ïng kÁt nãi và tãc đë

• Wi-Fi 6 (802.11ax): Ra mÉt năm 2019, hé trā cÁ băng tÁn 2.4 GHz và 5 GHz, cÁi thián hiáu su¿t và khÁ năng quÁn lý nhiÃu thiÁt bị cùng lúc Công nghá áp dăng: OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access): Chia kênh thành các phân đo¿n nhá đÅ phăc vă nhiÃu thiÁt bị đång thïi, giÁm đë trß

• Wi-Fi 6E: Mñ rëng Wi-Fi 6 lên băng tÁn 6 GHz, đ°āc giíi thiáu năm 2020, cung c¿p thêm băng thông và giÁm nhißu

Hình 2 17: Hình ảnh chuẩn giao tiếp Wifi

đồ án

¯u điÅm: • KÁt nãi không dây giča các thiÁt bị dß dàng và linh ho¿t • Hé trā nhiÃu tiêu chuÃn víi tãc đë truyÃn dč liáu đa d¿ng • Đ°āc tích hāp rëng rãi trong nhiÃu thiÁt bị và dß sċ dăng Nh°āc điÅm:

• KhoÁng cách và vÇt cÁn có thÅ Ánh h°ñng đÁn ph¿m vi và hiáu su¿t kÁt nãi • Khi nhiÃu thiÁt bị cùng kÁt nãi, tãc đë và năng su¿t có thÅ giÁm

• Có thÅ gặp v¿n đà và çn định kÁt nãi trong môi tr°ïng có nhiÃu tÁn sã và thiÁt bị kÁt nãi

2.4 TâNG QUAN VÀ CÔNG NGHÆ IOT

Công nghá IoT đang định hình mët cuëc cách m¿ng kỹ thuÇt sã, mñ ra mët thÁ giíi mà các thiÁt bị có khÁ năng kÁt nãi víi internet và giao tiÁp víi nhau mà không cÁn sď can thiáp trďc tiÁp cąa con ng°ïi Víi viác sċ dăng các giao thćc bao gåm: Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee và các công nghá m¿ng khác, IoT cho phép viác truyÃn thông linh ho¿t và hiáu quÁ giča hàng lo¿t thiÁt bị tĉ cÁm biÁn đÁn máy móc, tĉ thiÁt bị gia đình đÁn công nghiáp

Các cÁm biÁn tích hāp trong IoT thiÁt bị thu thÇp dč liáu và đ°āc truyÃn đÁn các máy chą đián toán đám mây đÅ l°u trč và xċ lý thông qua các dịch vă cloud computing Trí tuá nhân t¿o và hßc máy đ°āc áp dăng đÅ phân tích và t¿o ra thông tin hču ích tĉ dč liáu này

Ćng dăng cąa IoT trong đïi sãng r¿t phç biÁn có thÅ kÅ đÁn điÅn hình nh° là nhà thông minh, các ćng dăng trong y tÁ, công nghiáp, giao thông vÇn tÁi Viác kÁt hāp AI và dč liáu IoT s¿ cho ra đ°āc nhčng ćng dăng thông minh, cÁi thián viác quÁn lý và tãi °u hóa ho¿t đëng trong nhiÃu l*nh vďc khác nhau

Bên c¿nh đó, IoT còn có nhiÃu nhčng mặt cÁn cÁi thián nh° bÁo mÇt thông tin, quÁn lý dč liáu và tính t°¢ng thích giča các thiÁt bị và giao thćc kÁt nãi khác nhau Mặc dù vÇy nh°ng khÁ năng mà IoT mang l¿i đãi víi cuëc sãng và nÃn công nghiáp là r¿t lín và đang tiÁp tăc phát triÅn m¿nh m¿

đồ án

2.5 TâNG QUAN VÀ FIREBASE

Firebase là mët dịch vă CSDL đ°āc xây dďng trên há thãng máy chą cąa Google Nó cung c¿p mët cách đ¢n giÁn đÅ lÇp trình ćng dăng thông qua t°¢ng tác víi c¢ sñ dč liáu

Firebase cung c¿p API lÇp trình ćng dăng dß sċ dăng Nó đ°āc biÁt đÁn víi tính năng đa năng và bÁo mÇt cao Firebase hé trā cÁ nÃn tÁng Android và iOS, và nhiÃu nhà phát triÅn đã chßn Firebase làm nÃn tÁng chính cho viác xây dďng ćng dăng dành cho hàng triáu ng°ïi dùng trên toàn thÁ giíi

Các chćc năng hián t¿i: • Firebase Realtime Database: Cung c¿p c¢ sñ dč liáu thïi gian thďc víi định d¿ng JSON, tď đëng đång bë dč liáu víi t¿t cÁ các kÁt nãi khách hàng Dč liáu đ°āc truyÃn qua kÁt nãi SSL an toàn và đ°āc l°u trč căc bë khi m¿t m¿ng, sau đó tď đëng cÇp nhÇt lên máy chą khi kÁt nãi phăc håi

• Firebase Authentication: Cung c¿p chćc năng giúp đÁm bÁo an toàn thông tin cá nhân và ngăn chặn đánh cÉp tài khoÁn

• Firebase Hosting: Dịch vă hosting phân phãi dč liáu qua m¿ng CDN víi chuÃn bÁo mÇt SSL

2.6 TâNG QUAN VÀ CÁC CÔNG CĀ HỖ TRþ XÂY DĈNG VÀ LÀP TRÌNH CHO HÆ THÞNG

PhÁn mÃm Proteus là mët công că mô pháng đ°āc sċ dăng phç biÁn trong l*nh vďc đián tċ và thiÁt kÁ m¿ch Víi khÁ năng mô pháng linh kián đián tċ và vi điÃu khiÅn, Proteus cho phép ng°ïi dùng thiÁt kÁ, mô pháng và kiÅm tra các m¿ch đián tċ mët cách chính xác tr°íc khi triÅn khai thďc tÁ

đồ án