Xu hướng thiết bị công nghệ trong những năm gần đây đang nghiêng rõ rệt về các sản phẩm mang lính chất tự động hóa cao, giảm dẫn sự phụ thuộc vào con người, Trang đỏ, việc áp dụng gác kỹ
Trang 1BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC SU’ PHAM KY THUAT
THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH
HGMUIIE
ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
THIET KE WEB SERVER TREN RASPBERRY PI VA
GIAM SAT DIEN NANG QUA INTERNET
GVHD: TRƯƠNG NGỌC ANH SVTH: HÒ THANH GIÀU
fT
« _—” ƒf SKLC
TP Hồ Chí Minh, thang 07/2014
Trang 2BQ GIAO DUC & DAO TAO
TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HO CHi MINH
KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỦ-CÔNG NGHIỆP
ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP
NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
DĐ TÀI;
THIẾT KẺ WEB SERVER TRÊN RASPBERRY PI
VÀ GIÁM SÁT ĐIỆN NĂNG QUA INTERNET
Trang 3PHAN I GIỚI THIỆU
Trang 4GVHD:TRUONG NGOC ANH
TRUONG DH SU PHAM KY THUAT CONG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
CHUYÊN NGÀNH : Kỹ thuật Điện - Điện từ Mã ngành: 101
HỆ ĐÀO TẠO : Đại học chính quy Mahé: — 10
1 TÊN ĐÈ TÀI: THIET KE WEB SERVER TREN RASPBERRY PI VA GIÁM SÁT
ĐIỆN NĂNG QUA INTERNET
3.ĐATN giải quyết được vấn đề gì, tính mới, tính cải tiến, tính tối ưu:
Trang 5ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP
1H: NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 1/2/2014
IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: _ 7/7/2014
V HO VÀ TEN CAN BO HUONG DAN: THS TRUONG NGOC ANH
——————
Trang 6pO AN TOT NGHIỆP
CONG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TENDETAL THIET Ki WEB SERVER TREN RASPBERRY PI VA GIAM SÁT
DIEN NANG QUA INTERNET
km 1a fg3øzg va test Joi Twa
Wit bao Gabe an va vie adie boo tio Tome
in ba Coote ấn đi gập ve kstrn Tha ting HE | fre |
Trang 7GVHD:TRUONG NGOC ANH
Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật PHIẾU CHÁM ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP
Khoa Điện — Điện Tử (Dành cho cán bộ hướng dẫn)
'BM Điện Tử Công Nghiệp Ngày tháng năm 2014
1 Tên đề tài tốt nghiệp:
hị: Được bảo vệ: L1 Bỗ sung để được bảo vệ: Ï Không được bảo vé: O
‘iu hoi sinh viên phải trả lời trước bội dong :
Trang 8GVHD:TRUONG NGOC ANH
SR
Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật PHIEU CHAM BO AN TOT NGHIEP
Khoa Dign - Dign Tir (Dành cho cán bộ phản biện)
Đ nghị có Được bảo vệ: LT Bổ sung để được bảo vệ: F} Không được bảo vệ: L]
4 Cá cầu hoi sinh viên phải trả lời trước hội đáng : (danh cho cán bộ phản biện)
Trang 9GVHD:TRUONG NGOC ANH
LOI MO BAU
Khoa học kỹ thuật ngày nay ngày càng phát triển với những công nghệ ngày càng hiện đại và gần gùi với con người Với mức sống và nhu cầu của con người ngày cảng cao, đồi hỏi
nên kỹ thuật phải luôn thay đổi, hoàn thiện để đáp ứng và nâng cao chất lượng cuộc sống mà
con người đặt ra Góp phần không thẻ thiếu để mang lại những thành tựu to lớn đó là sự phát trien không ngừng của ngành điện tử Với đặc thù của ngành là luôn đón đầu công nghệ,
ngành điện tử luôn cho ra các sản phẩm mới để phục vụ con người, không chỉ trong cuộc sống
mà còn trong khoa học, quân sự, y tế, đó không chỉ góp phần thúc đây chất lượng
cuộc sống ngày càng tốt hơn, mà còn mở ra nhiều hướng đi mới hỗ trợ con người nhiều hơn
trong tương lai
Kỹ thuật điện tử kết hợp với sự phát triển của công nghệ thông tin đã, dang và sẽ tiếp tục cho ra những sản phẩm công nghệ mới, không những đa chức năng, đa ứng dụng mà kích thước cũng ngày càng nhỏ hơn, tiện lợi hơn Một trong những sản phẩm ấy chính là sự ra đời
và phát triển của dòng sản phẩm Raspbery Pi Kích thước nhỏ gọn cộng với những tính năng như một máy tính tí hon Raspberry Pi là một công cụ tuyệt vời giúp con người dễ dàng tiếp cận thể giới công nghệ hơn với những ứng dụng, sáng tạo gần gũi với cuộc sống Lả một nước đang phải triển và trong gia/ đoạn “Công nghiệp bóa, hiện đại hóa”, Việt Nam rất cần tiếp cận
với những thiết bị khoa học kỹ thuật đê đáp ứng và hoàn thành chiến lược đặt ra Vì thế, Việt
Nam đã và đang đầu tự nhiều kinh tế và nguồn nhân lực để có thể nắm bắt và din lam chủ được câng nghề Với vự ta doi vá phát tiến cun Raspberry Pi cộng với việc sản phẩm đã du hap ve Viel Nam, đầy là cơ hội dé đội ngũ kỹ thuật vừa có cơ hội tiếp cận với nền kỹ thuật liên tiễn của thê giới, vừa góp phần sáng tạo thêm shững ứng dụng mới dễ đưa vào đời sống, HhẦm cán thiện và năng cao chất lượng cuộc Sông 0/3 cảng tốt đẹp hơn
té cuộc sống là một điều rất mới
thuật nói chung và ngành điện tử
óp phán tạo nên nên tảng ban đầu vững chắc cho việc học tập, tìm hiểu kỹ th điều khiến và quen với lập trình bàng ngòn ngữ cấp cao, nhóm thực hiện dé tài đã tập tru=z nghiên cứu đề tài: “THIẾT KE
Wt SERVER TREN RASPBERRY VA UNG DUNG GIAM SÁT DIEN NANG QUA INTERNET”,
Những kiến thức, năng lực đạt được trong quá trình hye 4p ở trường sẽ được đánh giá qua đợt bảo vệ đồ án cuối khóa Vì vậy nhóm thực hiện đề sáng tận dụng những kiến thức đã học ở trường cùng với sự tìm tòi, nghiên cứu, sự hướng dân tận tỉnh của Giáo viên hướng dẫn cùng Thầy/Cô thuộc Khoa Điện-Điện Tử để có thế hoàn thành tốt đồ án này,
Mặc dù nhóm thực hiện dé tai đã có gắng hoàn thành nhiệm vụ của đề tải đặt ra và đúng
thời hạn nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiểu sót, mong quý Thây/Cô và các bạn
sinh viên thông cảm Nhóm thực hiện đề tài mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý
Thầy/Cô và các bạn sinh viên
Việc nghiên cưu và ứng dụng Raspberry Pi vee
Wid VÀ cũng tắt cản thiết cho những người dam mé ng
Ni ròng trong vai tò làm chủ công nghệ hiện nzy Đệ
Trang 10GVHD:TRUONG NGỌC ANH
LỜI CẢM ƠN
Nhóm thực hiện xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Thầy ThS Trương Ngọc Anh — lãng viên Bộ môn Điện tử Công nghiệp đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện đê nhóm thực hiện hoàn thành tết đề tài
Bên cạnh đó, nhóm thực hiện cũng xin chân thành cảm ơn đến các quý Thầy Cô trong trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh nói chung và khoa Điện ~ Điệntử nói riêng đã truyền đạt những kiến thức quý báu, tạo dựng nền móng đầu tiên cho
nhóm thực hiện có cơ sở cũng như nền tảng kiến thức cần thiết để nhóm em hoàn thành tốt Đề
tài Đồ Án Tốt Nghiệp cũng như định hướng nghề nghiệp tương lai sau nay
Nhóm thực hiện cũng xin chân thành gửi lời đồng cảm ơn đến các bạn sinh viên cùng lớp 101012 da chia sẻ, trao đổi những kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu của mình để góp phần giúp nhóm thực hiện hoàn thành Đề tài tốt hơn
Xin chân thành cảm ơn!!!
Trang 11GVHD:TRUONG NGOC ANH
MUC LUC
PHAN I:GIGI THIỆU
NHIỆM VỤ ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆ
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP
LOI MO DAU
LỜI CẢM ƠN
PHAN II:NOI DUNG
CHUONG 1:DAN NHAP
1.4 Đối tượng nghiền cứu và phạm vi nghiên cứu:
1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
1,6 Tình hình nghiên cứu
1.7 Phương pháp nghiện cúu
CHUONG LOO SO LY THUYE
2.1 78np quan vé mang Lnternet
2.1.1 Internet ld gi 2
+ 12 Cau trac mang Internet:
3.1.3 Giới thiệu các giao thức kết nối mạng:
2.1.4 Dia chi IP và tên miền:
a)Dja chi IP :
b) Tên miền
©) Các nhà cung cấp dịch vụ Internet:
2.2Vi điều khiển PIC18F4620:
2.2.1So luge vi điều khiển PIC18F4620:
a)Đặc điểm thực thi tốc độ cao CPU RISC là:
b)Cấu trúc đặc biệt của vi điều khiểi
c) Cấu trúc nguồn công suất thái
đ)Cấu trúc ngoại vi:
2.3 So luge Raspberry P!
2.3.1 Giới thiệu raspberry
2.3.2 Cấu tạo của raspberry pi
2.3.3 Giới thiệu bộ xử lý trung tâm của raspberry:
2.3.4 Phụ kiện hỗ trợ kèm theo:
2.3.5 Làm việc với raspberry thông qua máy tính:
a) Giao tiép Raspberry Pi bing SSH:
Trang 12
GVHD:TRUONG NGOC ANH
3.6 Linh kiến xử dụng trong mạch:
CHƯƠNG 11) THIET KB MACH
V1 Ven cau cua hg théng:
3.5 Sơ đồ mạch in, sơ đồ bố trí linh kiệ
CHƯƠNG IV:THIẾT KÉ WEBSERVER
4.1 Các phụ kiện cần thiết để thiết lap Webserver:
4.2Cài đặt Apache với PHP :
4.3 Cai dat MySQL:
4.4 Cai dat FPT server:
4.5 Cai dat phpMyAdmin:
4.6 Cài đặt thư viện MySQL cho lập trình Python:
4.7 Tạo giao diện web:
CHƯƠNG V:LƯU ĐÔ GIẢI THUẬT
5.1 Luu dé cho PIC18F4620:
5.1.1 Lưu đồ đọc cảm bí
Trang 13
GVHD:TRUONG NGOC ANH
5.1.2 Lưu đồ đọc cảm biển áp;
5.2 Lưu đồ cho Raspberry PI:
CHƯƠNG VI:KÉT QUÁ NGHIÊN CỨU, KÉTLUẬN VÀ
HUONG PHAT TRIEN DE TAI
6.1 KÉT QUẢ NGHIÊN CỨU:
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Code mikroc cho PIC: Error! Bookmark not defined
Error! Bookmark not defined
Hinh 34 ; Sơ đồ khối 18F4620
Hình 2.5 : Sơ đồ chân PICI8F4620
Hinh 2.6 : Raspbery pi mode B
Hình 2.7 : GPIO Raspberry Pi ( chân ngõ ra)
Hình 2.8 : Hình ảnh thực tế GPIO Raspberry Pi
Hình 2.9 : Hình ảnh bo mạch chíp ARM
Hình 2.10 : Raspberry cùng với các liên kết ngoại vi
Hình 2.11a : Đặt dia chi IP cgo Raspberry PI
Hình 2.11b : Setting hdh Raspberry
Hinh 2.11¢ : Giao dién Putty trên máy tính
Hình 2.12 : Màn hình điều khiển Raspberry Pi bang SSH
Hình 2.13 : Giao điện TightVNC Viewer trên máy tính
Hình 2.14 : Màn hình điều khiển Pi từ máy tính
Hình 2.15 : Tương quan quan hệ giữa database va server
Hình 2.16a : Liên kết store đatabase với PHP
Hình 2.16b : Mô hình giao tiếp giữa web và cơ sở đữ liệu bằng PHP
Hình 2.17: Nguồn code HTML của 1 trang web
Hình2.I8 : Sơ đồ mô tả phương thức GET và POST,
Trang 14: Sơ đồ mạch in mach đo áp
: Trang xem dòng điện,điện áp
: Trang xem đồ thị dòng điện : Trang xem đồ thị điện áp
: Modul cảm biến dòng điện ACS712-30A
: §ơ đồ chân ic ACS712
:Trang web xem dòngđiện,điện áp
Hình 6.5 :trang web chọn ngày xem đồ thi biểu diễn dòng điện hay điện Ấp 74 Hình 6.6 :xuất ra file excel dòng điện và điện áp trong 1 ngày
Trang 12
Trang 15GVHD:TRUONG NGOC ANH
LIET KE BANG Bang
Bảng 2.1 : Chức năng các chân PIC1§F4620
Bảng 2.3: So sánh cụ thể giữa các KỊT Arduino — Raspberry —BeagleBone 30 Bảng 2.3 : Liệt kê linh kiện sử dụng:
Bảng 3.1 : Chức năng chân LCD
Bang 3.2: Tâp lệnh LCD
Trang 16
PHAN II
NOI DUNG
Trang 17GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH
CHƯƠNG 1:
DAN NHAP
Xã hội ngày càng phát triển, cùng sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật
kéo theo chất lượng cuộc sống của con người cũng ngày càng được nâng cao Bên cạnh việc quan tâm, cải thiện chất lượng y tế, giáo dục, các chính sách phúc lợi, con người cũng
không quên nâng cao mức sống của mình cho phù hợp với sự phát triển xã hội, mà điển hình
nhất là việc quan tâm, đầu tư và nâng cấp cho ngôi nhà của mình ngày càng hiện đại hơn
1.2 Lý do chọn đề tài:
The giới dang sống trong thời đại các thành tựu khoa học kỹ thuật phát triển không
ngừng Sự vận động tích cực ấy xuất phát từ nhu cầu của con người, từ những điều rất bình
thường trong đời sông sinh hoạt thường ngày đến những nhu cầu đặc biệt trong hoạt động học
tập nghiên cứu, sản xuất Xu hướng thiết bị công nghệ trong những năm gần đây đang
nghiêng rõ rệt về các sản phẩm mang lính chất tự động hóa cao, giảm dẫn sự phụ thuộc vào con người, Trang đỏ, việc áp dụng gác kỹ thuật về điều khiển qua mạng máy tính ngày càng,
Phổ biển, Vu điểm vúa các kỹ thuật nay lá người thiết kế có thể tận dụng các giao thức, các
niỀu tảng sẵn có, đi sự phức tập tong quá lrình thiết kế, sản xuất, sản phẩm có tính ổn
định cao, quá nành đưa sản phẩm tối cộng đông được rút ngắn đáng kể Áp dụng các kỹ thuật BẤY có thể sản xuất ra các sản phẩm cung cấp các tới sZng điêu khiển và giám sát từ xa, bao quát được vác dồi tượng điều khiển một cách dé dang
Qua tìm hiểu, nhận thấy công nghệ mạng cập,
vắc đặc tính kỹ thuật đã nêu trên Do đó, nhom th
công ty quản lý dòng điện thông qua trang web ding
ñồng tín qua mạng hỗ trợ đầy đủ
£n 4£ tai đã chọn đề tài “Ứng dụng
zrry pÍ ”
1.3Mục đích nghiên cứu:
* Tìm hiểu kỹ thuật lập trình vi điều khiển PICI8F4620 bảng ngôn ngữ C, sử dụng
phần mềm mikroelectronika for PIC
* Tim hiéu cdc tiéu chudn truyền UART
* Tim hiéu cdu hinh Pc Raspberry Pi thinh webserver chạy web chuyên dung
* Tim hiéu cain ban về thiết kế giao diện web PHP +HTMIL bằng phân DW
*_ Tìm hiểu về module ACS712 đo dòng diện xoay chiều AC-lên đến 30A
*_ Xây dựng ứng dụng điều khiển và giám sát tỉnh trạng thiết bị động cơ 3pha thông qua kit PIC và Web chay trên Webserver Raspberry
1.4Đối tượng nghiên cứu và phạm vỉ nghiên cứu:
- _ Phần mềm lập trình Mikroeleetronika và vi điều khiển PIC18f4620
- Pe Raspberry pi
-_ Kỹ thuật lập trình mạng, thiết kế giao diện bằng ngôn ngữ C
Trang 18GVHD: TRUONG NGOC ANH
—_—_—_—_—_——————
> Phạm vi nghiên cứu của đề tài:
~ Tìm hiểu cách thức đo dòng điện ,điện áp, các lí thuyết eơ bản của về việc cài
đặt ,cầu hình Raspberry pi
~ Ứng dụng các kỹ thuật lập trình mạng liên quan đến web giao diện và liên kết
co sé dit ligu Mysql để viết phần mềm trên máy tính chạy trên Linux(Raspberry pi)
điều khién va gidm sát thông qua mang( Web) , trên cơ sở thu thập dữ liệu từ các cảm
biển, gửi vỀ máy tính và từ đó điều khiển cơ cầu chấp hành theo các dữ liệu đã thu
được
~ Trước mắt ứng dụng trong phạm vi nhỏ hẹp
1.5Ýnghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
Mô hình ứng dụng của đề tài “Ứng dụng công nghệ điều khiển và giám sát dòng điện
xoay chiều ba pha lầy Raspberry pi làm server ° đem lại một giải pháp khác trong việc giám
sát và điều khiển các thiết bị trong công nghiệp
Với sự phổ biển của mạng WIFI , LAN ngày nay, điều này thực sự hữu ích đối với các
hộ gia đình, trường học, xưởng sản xuất, bảo quản vừa và nhỏ vì không cần phải xây dựng thêm một nrạng điều khiển vả giảm sát khác( người bảo trì ) tận dụng mạng WIFI vừa kết nói Internet vừa giảm sát vả điều khiển các thiết bị trong khu vực phủ sóng của mạng WIEI hoặc
có mạng đây Nên cạnh đó, khá năng mở rộng vùng giám sát, điều khién la dễ dàng vì chỉ cần cho lắp đặt các trạm trong những khụ vực mong muốn
Giám sắt động điện , điện áp quá web sẽ rất cơ đông , có thể hoạt động trong các môi trường ô nhiễm, teuy hiểm, phỏng xạ giúp an wan cho nguési trong quá trình quan sát, tiếp
cân VÀ giảm được số lượng người trong việc quan If bzø trì thiết bị ba pha
én Kit Pic, nhém thực hiện đề tài không chỉ dừng lại ở cộng đồng ñgñn ngữ C, kiến thức điện tử cơ
¿ khiễn, cách sử dụng các linh kiện
Sứ đụng có thể tạo ra các ứng dụng
Ngoài rả, với việc sử dụng board mạch vị đié
vàn tuong muốn giới thiệu vỉ điều khiển ra khắp có:
hiểu biết nhiều về điện tử Chỉ với các kiến thức lập tr
han Khong cần dến các kiến thức chuyên sâu về vị é
diện tử, lC, cách kết nỗi các linh kiện với nhau, ngưo
vụ thẻ, phục vụ cho nhu cầu điều khiển của mình
Hướng điều khiển và giám sát dòng điện điện áp qua m2ng (web) đã được thực hiện
thành công bởi các nhóm nghiên cứu trước đó ở nước ngoài tuy nhiền ở Việt Nam là rất ít gặp
và trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TPHCM các năm trước làrất hiếm gặp ứng dụng côi nghệ này Các trang mạng chuyên nghiên cứu về điện tử trên thể giới cũng đã dua ra gi pháp này, điển hình là Arduino (http://www.araspberry.org/) Trên thị trường sản phẩm ở Việt Nam, huéng di nay còn khá mới
1.7Phuong phap nghién ctru:
> Phương pháp tham khảo tài liệu:
-_ Đọc các tài liệu về PIC18f4620: sử dụng phần mềm Mikroelectronika, kỹ thuật lập trình cho Pic18F4620 bằng ngôn ngữ C
- Doc cdc tai ligu về các tiêu chuẩn Raspberry pi va cdc chuẩn truyền thông
~ _ Tìm hiểu lí thuyết lập trình mạng bằng ngôn ngữ C bang phan mém DW
- Tìm hiểu cách thiết kế giao diện điều khiển và giám sát bằng ngôn ngữ
Trang 19GVHD:TRUONG NGOC ANH
Oe
- Sau khi doc ky hướng dẫn sử dụng, lập trình của Raspberry va Pic] 8F4620, nhóm thực hiện đề tài tiến hành giao tiếp với board vi điều khiển, điều khiển các chức
năng của kit ,cầu hình webserver cho raspi
- _ Khi đã nắm được kiến thức về thiết kế giao diện, lập trình mạng bằng ngôn ngữ Cứ,
nhóm tiến hành lập trình giao diện trên máy tính để thực hiện giao tiếp qua mạng
Dùng vi điều khiển PIC18f4620 để thực thi các lệnh được gửi đến từ Raspi, thu
thập tín hiệu từ Raspi gửi về để điều khiển đóng ngắt theo từng trường hợp
~ Quan sat các hoạt động của hệ thống, tiến hành kiểm tra sai sót của hệ thồng so với kết quả cần đạt được, sau đó sửa lỗi và hoàn thiện hệ thống
Trang 20GVHD:TRƯƠNG NGỌC ANH ————
CHUONG IT
CO SO LY THUYET
2.1Téng quan vé mang Internet:
Ngày nay, Internet trở nên quen thuộc và phổ biến rộng rãi với mọi người Internet đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp tài liệu học tập, trao đổi, truy cập thông tin và việc sử dụng hiệu quả internet cho công việc trong nhiều lĩnh vực,
Internet( Inter-network) là m$t mang may tinh rat rong lon két néi các mạng mát tinh khac nhau nim rai rng khip toan cdu Mot mang( Network) la mét nhom máy tính kết
nổi với nhau, các mạng này lại liên kết với nhau bảng nhiều loại phương tiện, tốc độ truyền
tin khác nhau Do vậy có thể nói Internet là mạng của các mạng máy tính Các mạng liên kết với nhau dựa trên bộ giao thức( như là ngôn ngữ giao tiếp) TCP/IP (Transmision Control Protocol — Internet Protocol): Giao thức điều khiển truyền dẫn- giao thức Internet Bộ giao thức này cho phép mọi máy tính liên kết, giao tiếp với nhau theo một ngôn ngữ máy tính
thống nhất giống như một ngồn ngữ quốc tết ví dụ như Tiếng Anh) mà mọi người sử dụng để
giao tiếp Mạng Internet không chỉ cho phép chuyền tải thông tin nhanh chóng mà còn giúp
cung cấp thông tin Nó cũng là diễn đàn trao đổi và là thư viện toàn cầu đầu tiên
2.1.2 Cấu trúc mạng Internet:
Internet là một liên mạng, tức là mạng của các mạng con Để kết nối hai mạng con với nhau, có hai vấn đề cần giải quyết :
- Vấn đề thứ nhất: Về mặt vật lý, hai mạng con chỉ có thể kết nối với nhau khi
có một thiết bị có thể kết nói với cả hai mạng này Việc kết nói đơn thuần về vật lý chưa thể
làm cho hai mạng con có thể trao đổi thông tin với nhau
-Vấn đề thứ hai: Thiết bị kết nói được về mặt vật lý với hai mạng con phải hiểu được cả hai giao thức truyền tin được sử dụng trên hai mạng con này và các gói thông tin của
hai mạng con sẽ được gửi qua nhau thông qua thiết bị đó Thiết bị này được gọi là cổng nối
Internet( Internet Gateway) hay Bộ định tuyén( Router)
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYÉT Trang 18
Trang 21GVHD:TRUONG NGOC ANH
Hinh 2.2 Mang két néi với nhau thông qua router
HE cae Router có thẻ thực biện được công việc chuyển một số lớn các gói thông tin thuộc các mạng khác nhau, ngưới tạ để ra quy tác là: các Router chuyển các gói thông tin dựa
trên địa chỉ mạng nợt đến, chủ không phái dựa trên địa chỉ của máy nhận Như vậy, dựa trên
địa chỉ mang nến tổng số thông tin mã Router phái lưu zjữ về sơ đồ kiến trúc mạng sẽ tuân theo số mạng trên Internet chứ không phải [a sé may wen Internet,
Tita internet, tất cả các mạng đều có quyền đáng cho dù chúng có tổ chức hay
xế lượng quay có sự khác nhau Bộ giao thic TCP/IP cua Internet hoạt động tuân theo quan
điềm sau: tất các các mạng con trong Internet như l2 Ethernet, một mạng diện rộng như
NSPNET Backbone hay mdt lién kết điểm-điểm gjữa ha m:4z duy nhất đều được coi như là trệt tạng, Điều này xuất phát từ quan điểm đâu tiền kbi thiết kế giao thức TCPITP là có thể liên kết giữa các mạng có kiến trúc hoàn toàn khác nhau É.*⁄i niệm “mạng” đối với TCP/IP
bị ân đi phân kiến trúc vật lý của mạng Đây chính lá điểm zjóp cho TCP/IP tro lên rất mạnh Như vậy, người dùng trong Internet hình dung Internet la mia mang thong nhat và bat ky hai
may nao trên Internet đều được nối với nhau thông qua một mạng duy nhất
2.1.3 Giới thiệu các giao thức kết nỗi mạng:
Đặc điểm một số bộ giao thức kết nối mạng :
Trang 22GVHD:TRUONG NGOC ANH
ee IPX/SPX :
~ Đây là bộ giao thức sử dụng trong mạng Novell
„_ ~ Ưu thế: nhỏ, nhanh và hiệu quả trên các mạng cục bộ đồng thời hỗ trợ
khả năng định tuyến
> DECnet;
~ Đây là bộ giao thức độc quyền của hãng Digtal Equipment Corpration
~ DECnet định nghĩa mô tả truyền thông qua mạng cục bộ LAN, mạng MAN (mạng đô thị), WAN (mạng diện rộng) Giao thức này có khả năng hỗ trợ định tuyến
> TCPAP:
: ~ Ưu thể chính của bộ giao thức này là khả năng liên kết hoạt động của
nhiều loại máy tính khác nhau
~ TCP/IP đã trở thành tiêu chuẩn thực tế cho kết nối liên mạng cũng như
kết nối Internet toàn cầu
Hiện nay, TCP/IP duge sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộ cũng như trên mạng
Internet Vì vậy chúng ta sẽ tìm hiểu tổng quan về bộ giao thức TCP/IP
2.1.4 Địa chỉ IP và tên miền;
a) Dja chi IP:
Các mày tình trên Interuet phái làm việc với nhau theo giao thức chuẩn TCP/IP
nên đời hỏi phải có địa ch! TP và địa chỉ này tổn tại duy nhất trong mạng Cấu
ru của địa chỉ ÍP báo gỗn 32 bạt và được chỉa thành 4 nhóm; các nhóm cách Nhau bởi dấu chấm (), mỗi nhóm gôm 3 chữ số có giá trị 0 đến 255:
XXN XXX.XXX.XXX, VÍ dụ: 206.25.128.123
Địa chỉ IP đang được sử dụng hiện tí 2 ứ†
quẩc giá đã dưa vào sử dụng địa chỉ Ipv6 nhằm mở zóø¿ khóng gian địa chỉ và những ứng tụng mới, Ipv6 bao gồm 128 bít dài gap 4 lần của Ips4 ⁄ersion Ipv4 có khả năng cung cấp
37 = 4 394 967 296 địa chỉ, Còn Version Ipv6 có khả náng cung cáp tới 218 địa chỉ,
Hiện nay địa chỉ IP được một tổ chức pší ci Nelwork Center) cung cấp để đảm bảo không có máy tính xé
chỉ
p+4) có 32 bit Hiện nay một số
th phi - InterNIC( Internet
nói Ínternet nào bị trùng dia
internic.net)
b) Tên m
? Người sử dụng sẽ khó nhớ được địa chỉ IP dẫn đến việc sử dụng dịch vụ từ một máy tính nào đó là rất khó khăn vì thé hé théng DNS( Domain Name System ~ DNS) được
giới thiệu ở phần tiếp theo) sẽ gán cho mỗi địa chỉ IP một cái tên tương ứng mang một ý
nghĩa nào đó, dễ nhớ cho người sử dụng mà thuật ngữ Internet gọi là tên miễn
Vi du: May chi Web Server của VNNIC có địa chỉ là 203.162.57.101, tên miền của nó là www.vnnic.net.vn Thực tế người sử dụng không cần biết đến địa chi IP ma chỉ cần nhớ tên miễn này là truy cập được
Như vậy, tên miền là một sự nhận dạng vị trí của một máy tính trên mạng Internet Nói cách khác, tên miền là tên của các mạng lưới, tên của các máy chủ trên mạng Internet Mỗi địa chỉ dạng chữ này luôn tương ứng với một địa chỉ IP dạng số
€) Các nhà cung cấp dịch vụ Internet:
> ISP (Internet Service Provider):
Nha cung cắp dịch vụ Internet, Cấp quyền truy cập Internet qua mạng viễn thông và các dịch vụ như: Email, Web, FTP, Telnet, Chat ISP được cấp cổng truy cập
yao Internet boi IAP
CHUONG II: CO SO LY THUYET Trang 20
Trang 23GVHD:TRUONG NGOC ANH
Hiện tại ở Việt Nam có 16 ISP đăng ký cung cấp dịch vụ, trong đó có
các ISP đã chính thức cung cấp địch vụ là: Tổng Công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam
(VNPT), Công ty đầu tự phát triển công nghệ FPT, Công ty Netnam — Viện công nghệ thông
tin, Công ty điện tử viễn thông quân đội (Viettel), Công ty cổ phần dịch vụ Internet (OCI),
Công ty cô phân dịch vụ Bưu chính Viễn thông Sài Gòn (SPT), Công ty cổ phản viễn thông
Hà Nội (HANOITELECOM)
> IAP (Internet Access Provider);
~ Nhà cung cấp dịch vụ đường truyền để kết nối với Intemet (còn
goi là IXP-Internet Exchange Provider),
~ Néu hiểu Internet như một siêu xa lộ thông tin thi IAP 14 nha cung cấp
phương tiện đề đưa người dùng vào xa lộ Nói cách khác IAP là kết nối người dùng trực tiếp
với Internet IAP có thể thực hiện cả chức năng của ISP nhưng ngược lại thì không Một IAP thường phục vụ cho nhiều ISP khác nhau
- Các IXP (IAP) tai Việt nam bao gồm: Tổng Công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam(VNPT), Công ty đầu tư phát triển công nghệ FPT, Công ty điện từ viễn
thông quân đội (Vietel), Công ty viễn thông điện lực (ETC), Công ty cỗ phần dịch vụ Bưu chính Viễn thông Sài Gòn(SPT), Công ty cỗ phần viễn thông Hà Nội (HANOITELECOM),
3 ISP dùng riêng ;
ISP dũng riêng được quyển cung cấp đầy đủ dịch vụ Internet Điều
khác nhau đuy nhất giữa ISP và ISP ding riêng là [SP dùng riêng không cung cấp dịch vụ Internet với mục dịch kinh doanh, 4y là loại hình địch vụ Internet của các cơ quan hành
chính các trường đạt học hay viện nghiền cứu
Nha cung cấp dịch vụ nội dung 1ông tin Internet
~ 1CP cung cấp các thông tin về: kiah tố, giáo dục, thể thao, chính trị,
quai sự Nudw xuyên cập nhật thông tin mới theo dink ics) đưa lên mạng
> OSP(Online Service Provider):
~ Nhà cung dịch vụ ứng dung Imemet,
- OSP cung cấp các địch vụ trên cơ sở “ng dung Internet (OSP) như: mua bán qua nung, giao dịch ngân hàng, tư vấn, đào tạo,
> USER:
~ Người sử dụng Internet
- Người sử dụng dịch vụ Intemet là tố chức, cá nhân sử dụng dịch vụ
Internet thông qua nhà cung cắp dịch vụ Internet (SP)
Người sử dụng cần thoả thuận với một ISP hay một ISP dùng riêng nào đó về các dịch vụ Internet được sử dụng và cách thức thanh toán
2.2Vi điều khiển PIC18F4620:
khiên PICI8F460:
PIC là một họ vi điều khiển RISC được sản xuất và phát triển bởi công ty Microchip Technology Dong PIC dau tién là PIC1650, vi điều khién PIC đã phát triển không ngừng cho đến ngày nay với các chủng loại rất đa dạng, phong phú, bao gồm các dòng cơ bản thường được sử dụng hiện nay là PIC16, PIC18, dsPIC
PICI8F4620 là một vi điều khiển thuộc dòng PICI8, cùng với các vi điều khác như +PIC1§F2455, PIC18F2550, PIC18F4455 hình thành một nhóm các vi điều khiển PIC được hỗ trợ module USB phiên bản 2.0,các chuẩn truyền UART , SPI, RS232 „ [2C Ngoài ra, còn có một số vị điều khiển được hỗ trợ module USB 1.0 như PIC16C745
a)Đặc điểm thực thi tốc độ cao CPU RISC là:
Trang 24
GVHD:TRUONG NGOC ANH
Có 3 kiểu định địa chỉ: trực tiếp, gián
b)Cấu trúc đặc biệt của vi điều khi
Mạch phát hiện hỏng dao động thạch anh cho các ứng dụng quan trong
Có chuyển mạch nguồn xung clock trong quá trình hoạt động để tiết
RN YEN,
kiệm công suất
Có chế độ ngủ để tiết kiệm công suất
Dây điện áp hoạt động rộng từ 2V - 5,5V
Tâm nhiệt độ hoạt động theo chuẩn công nghiệp
Có mạch reset khi có điện (Power On Reset — POR)
Có bộ định tưới chờ ổn đỉnh điện áp khi mới có điện(Power up Timer —
PWRT) và bệ định thôi chờ dao động hoạt động ôn định khi mới cấp điện (Oscillator Start-up Vimer = OST)
Co mach ty dong reset khi phat hiện sgadn dién cdp bị sụt giảm, cho phép lựa
chọn hằng pthẩn mệnm(Brown out Reset — BOR)
Có bộ định thời giám sát(Watchdog 3
vhá Nhiếp bằng phần mềm(có thể định thời lên đến 268
Đã hợp với ngõ vào reset với ngõ vào e2
Có bảo vệ code đã lập trình
Bộ nhớ Flash cho phép xóa và lập triri: ¡9 999 lẫn —-
Bộ nhớ Eeprom cho phép xóa và láp wink | 42 690 lẫn và có thể tồn tại trên
©) Cấu trúc nguồn công suất thấp:
Chế độ chờ: dòng tiêu tán khoảng 50nA, sử dụng nguồn 2V,
Bộ định thai Watchdog Timer khi hoạt động tiều thụ 1,4uA, điện áp 2V
Dòng hoạt động:
¥ — 11pA 6 tần số hoạt động 32 KHz, sử dụng nguồn 2V
¥ — 220A 6 tân số hoạt động 4 MHz, sử dụng nguồn 2V
d)Cấu trúc ngoại vỉ:
Có 35 chân L/O cho phép lựa chọn hướng độc lập:
v⁄ Mỗi ngõ ra có thể nhận/cấp dòng lớn khoảng 25mA nên có thể điều
khiển trực tiếp LED , :
vˆ Có các Port báo ngắt khi có thay đổi mức logic
x⁄ Có các Port có diện trở kéo lên bên trong có thể lập trình được
*⁄ Có ngõ vào báo thức khỏi chế độ công suất cực thấp
Có module so sánh tương tự:
v Có2 bộ so sánh module tương tự -
¥ _ Cómodule nguồn điện áp tham chiếu có thể lập trình
*⁄ Có nguồn điện tham chiếu cố định 0,6V,
Y Có các ngõ vào và các ngõ ra của bộ so sánh đi
Trang 25GVHD:TRUONG NGOC ANH
3 16 bit hoạt động định thời/đềm xung ngoại có bộ chia trước có thể lập
trình.Có các ngõ vào và các ngõ ra của bộ so sánh điện ấp
„ Ý_ Có ngõ vào cổng của timer 1 để có thể điều khiển timer 1 dém từ tín
hiệu bên ngoài
* Có bộ dao động công suất thấp tần số 32KHz
Timer 2: 8 bit hoạt động định thời với thanh ghi chu kỳ, có bộ chía trước và
chia sau
Module capture, compare và điều chế xung PWM* nâng cao:
*⁄ Có bộ capture 16 bịt có thể đếm được xung với độ phân giải cao nhất là 12,5ns
v x _ Có bộ điều chế PWM với số kênh ngõ ra là 1, 2 hoặc 4 có thể lập trình
Có thể lập tinh wén board ISP thong qua
Co module wuyén di ligu ndi tiép dong NIL ehuda LC @ ché dd Master, Slave
Trang 26GVHD: TRUONG NGOC ANH
Trang 27GVHD: TRUONG NGOC AN)
JANN ne pamty ib 38 +—+ ResKBIVPGM
co RAXANXVAgr+ + 5 en rs ooo ee ho einen
RC0T1OSO/T13CKI dys 28H —» RCVIRYOT
RCWTIOSHCCPA" «a 5g 250 =—= RCBITXICK
RCXCCPUEHA s—-+ L] Ty 24~—~ R€ssoo
ÑCYSCKJSCL =—~ [| 18 23] ~—— RCWSDUSDA R0OPSPo ~——>[| s z2H ——> RDxPSP3
RCeosoe
C9722LKO/RAE 2921/2LKURAT
ms
° RCT/RXDT <—e | + ROIPSPS | 2 RO5/PSPSP!8 >| 3 ROEPSPBPIC e—>|4 2,R0?/SPTP1O «=|5 — PIC18F4525
pl eee 18
vo —-|7 PIC18F4620
vo —|a RB0]NTGFLTOIAN12 ~—c | § RBVINTVANIO <—c | + RB2INT2AN8 <—+
Hình 2.5 : Sơ đồ chân PIC18F4620
Trang 28OSCI/CLKI ¡3 _ | N8ð vào bộ dao động thạch anh hoặc
ngõ vào xung cloek bên ngoài OSC2/CLKO/RA6 14 | N8ðra bộ dao động thạch anh, kết nỗi
với thạch anh RAO/ANO
RAS Digital ƯO
AN4 7 Analog input 4
ss Ng6 vao ché d6 slave SPI
HLVDIN Ngõ vào phát hiện mức điện áp
C2OUT Ngõ ra bộ so sánh 2
RBO/ANI2/INTO/FLTO/SDI/SDA as
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trang 26
Trang 29GVHD:TRUONG NGOC ANH
INTI Neat ngoài I
KBIO Interrupt-on-change pin
[RBSKBI/PGM
ICSP RB6/KBI2PGC
KBI2 39 Interrupt-on-change pin
programming clock pin
RB7/KBIS/PGD a0
Trang 30GVHD:TRUONG NGOC ANH
FaD In-Circuit Debugger and ICSP
programming data pin
RCO/TIOSO/TI3CKI
TIOSO t Ngõ ra bộ dao động timer1
T13CKI Ngõ vào xung clock ngoài
RCI/TIOSLCCP2”UOE,
RCI Digital 1/0
ccp2? 8 lea Ipture 2 input/Compare inputs 2
External USB transceiver OE output
CCPI "” | Capture 1 input/Compare
1
S.hanced CCP1 PWM output, channel
A RODEN
Trang 31SPPS 2% — | Truyén dit ligu cdng song song
| 8
He nPPa PC
| spre 29 | Thayén di ligu eéng song song
| RD7/SPP7/PID
Trang 32AN7 ‘Analog input 7
2.3 So luge Raspberry PI:
Trên thị trường có rất nhiều loại KIT dign tir hé tro nhóm nghiên cứu để thực hiện đề
tài, Có thể kể ra cdo KIT được sử dụng phổ biến hiện nay như: Raspberry, Arduino, BeagleBone, KM9260, Micro 2440, Mini 2440, Trong đó, Raspberry va Arduino hoặc Pic
là 2 KIT được sử dụng phô biến nhất với giá thành rẻ và có thể đáp ứng được yêu cầu đặt ra
cho việc thực hiện điều khiển Arduino là hệ thống linh hoạt với các khả năng tuyệt vời để giao tiếp với hầu hết các thiết bị đồng thời cũng là hệ thống tuyệt vời để học tập lần đầu và
hoàn hảo cho nhiều dự án lớn hơn Raspberry thích hợp cho những dự án lớn hơn yêu cầu cần hiện thị hay cân kết nói mạng Với các chức năng tương tự như một máy tính mini chạy hệ điều hành Linux, cùng với việc thực hiện được nhiều dự án lớn, Raspberry sẽ là lựa chọn
đúng đẫn cho nhóm nghiên cứu để thực hiện để tài
Name Arduino Uao Raspberry Pi BeagleBone
Model Tested R3 Me 8 _RevAS j
Price $29.96 $5 $ag — —] Size 2.9572, 10" 3.572.125" 3.42.1" |
Processor | ATMega 328 ARM ARM Cortex-A8
Clock Speed 16MHz TOOMitz 700MHz
Flash | 32K8 _ (SD Card) 4GB(microSD) _ } EEPROM —_ 1KB _
Input Voltage 7-120 # ov _| Min Power ˆ _ 42mA (.3W) | 700mA (3.5) 170mA (.85W)
Digital GPIO c1 aah 8 { 66
Analog Input `” 610bit _ MA _ 712bit
| IDLE, Scratch, | Squeak,
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trang 30
Trang 33GVHD:TRUONG NGOC ANH
—_—_—_——
Vay 16 rang véi nhiing ưu điểm đã nêu trước đó cùng với giá thành rẻ và khả năng hỗ trợ cao,
chạy hệ điều hành mã nguồn mở, Raspberry là lựa chọn tối ưu
2.3.1Giới thiệu raspberry pi:
*
Rasbemy Pi la mot may tinh o6 kich thước nhỏ gọn được phát triển ở Anh bởi
Rasberry Pi Foundation với mục đích thúc đây phát triển khoa học máy tính trong trường học
Nam 2006, ý tưởng đầu tiên của Rasberry Pi được dựa trên vi điều khiển Atmega644
Sơ đồ và bé tri PCB được công bổ Quỹ tài tr Eben Upton tap hop một nhóm các giáo viên,
học giả và những người đam mê máy tính để phát triển máy tính truyền cảm hứng cho trẻ em
Tháng 8 năm 2011, năm mươi máy tính model A được sản xuất
Tháng 12 năm 2011, hai mươi lăm máy tính model B được lắp ráp và thử nghiệm
Phiên bản này cho khả năng khởi chạy Linux, chơi một trailer phim 1080p
„_ Trong tuần đầu tiên của năm 2012, 10 máy tính dầu tiên được bán đầu giá trên eBay
với tông giá trị là 16 000 bảng Anh Vay thì điều gì đã làm nên thành công ngoài sức tưởng,
tượng cua Raspbcrry Pi khi dã bán được hơn một triệu board mạch chỉ trong vòng chưa đầy
một năm?
1 Raspberry Pi có mức giá hấp dẫn: 35$ cho một chiếc bo mạch có thể làm được
hầu như mọi ứng dụng báng nưày như lưới web, học lập trình, xem phim HD đến những ý
tường không nạ shữ diệu khiển robot, nhà thông mình V,V,
2 Naepherry PÍ chạy bệ điêu janh Linux: 99% những thứ làm trên máy tính
Windows đều có thể thực hiện được rên Linux va quan trong la: tất cả đều miễn phí
& Raspberry Di có 8 ngõ GPIO: có thé xe1 néi và điều khiển các thiết bị trong cuộc
sống thịn, tế nhủ đèn, động cơ, GPS Rất nhiều ứng dụng nhà thông mình đã sử dụng
EEasptvaix TY làm bộ điều khiển trung tâm:
4 Naspberry PÍ có kích thước tí hon: chỉ t
khoang 30 gram, Gain véi chiée tivi, Raspberry 06 t
huh tong phong khéch, Gan véi man hinh va ban ply
ant thige mily tinh ding nghia Nho gon va tién lợi
5 Cộng đồng Raspberry Pi phát triển rất nhanh trên tỉ
tuắc của người dùng đều được giải đáp rất nhanh vá còn È
mg một chiếc thẻ ATM và nặng
ñ thanh một thiết bị giải trí thông
chuột, Raspberry có thể biến thành
Với nhưng ưru điểm độc đáo trên, Raspberry Pí đã vượt ra khôi biên giới của trường
học và trở thành thiết bị ta thích của rất nhiều người đam mề điện tử và lập trình Sự thành
công của nó đã mở ra một bước phát triển mới cho tin hoe: đem máy tinh va cảm hứng lập
trình đến gần mọi người hơn bao giờ hết
2.3.2Cấu tạo của raspberry pi:
kế phần cứng thông minh của Raspberry Pi là một trong những lý do khiến nótrở nên phổ biến Hãy xem qua Raspberry Pi có gì?
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trang 31
Trang 34GVHD: TRUONG NGoc ANH
Hinh 2.6 : Raspberry pi mode B
1 Trai tim ctia Pi la chip SOC (System-On-Chip) Broadcom BCM2835 chay & téc
độ 700MHz Chịp này tương đương với nhiều loại được sử dụng trong smartphone phô thông,
biện nay, và có thể chạy được hệ điều hành Linux, Tích hợp trên chíp này là nhân đồ họa
(GPU) Broadcom VideoCore IV CPU này đủ mạnh để có thể chơi 1 số game phổ thông và
phát video chuan full HD
2.8 ngd GPIO (General Purpose Input Output): ding nhur tén goi ca nd, chúng ta
có thể kết nội và điều khiến rất nhiều thiết bị điện tư/œ¿ khí khác
A, Ngõ HDMI: dùng để kết nối Pi với màn bizi máy tính hay tivi có hỗ trợ cổng,
NHAN
4 Ngõ RCA Video (analog): khi thiét ké Pi ngusi ta cing tinh đến trường hợp
người sử dụng ở các nước đang phát triển không có điều sám một chiếc tivi đời mới tích
họp công HDMI, Vì vậy công video analog này được thếm vao, giúp người dùng có thể kết
nài với chiếc tivi đời cũ mà không phải lo lắng
5 Ngõ audio 3.5mm: kết nối đễ dàng với loa ngơai hay headphone Déi vai tivi cb
cổng HDMI, ngõ âm thanh được tích hợp theo đường tín hiệu Hi2MI nên không cần sử dụng,
ngõ audio này,
6 Cổng USB: một điểm mạnh nữa của Pi là tích hợp 2 công USB 2.0, có thể kết nối
với bàn phím, chuột hay webcam, bộ thu GPS v.v qua đó có thể mở rộng phạm vi ứng dụng
Vì Pi chạy Linux nên hầu hết thiết bj chỉ cằn cắm-và-chạy (Plug-&-Play) mà không cần cài
driver phức tạp
7 Cổng Ethernet: cho phép kết nối Internet tốc độ tối đa 100Mbps
8 Khe cắm thế SD: Pi không tích hợp ổ cứng Thay vào đó nó dùng thẻ SD để lưu
trữ dữ liệu, Toàn bộ hệ điều hành Linux sẽ hoạt động trên thẻ SD này vì vậy nó cần kích
thước thẻ nhớ tối thiểu 4 GB và dung lượng hỗ trợ tối đa là 32 GB
9 Đèn LED: trén Pi có 5 đèn LED để hiển thị tinh trạng hoạt
10 Jack nguồn micro USB 5V, tối thiếu 700mA: nhờ thiết kế này mà chúng ta có
thể tận dụng hầu hết các sạc điện thoại di động trên thị trường để cấp nguồn điện cho Pi
Trang 35
GVHD: TRUONG NGOC ANH
AG ead AM AlbbuvaeoGdSME - BÉ ĐỂ Ú_ doL:á/2do -sEbv,cagoiecLaklnasisdili
Hình 2.8 : hình ảnh thực tế GPIO Raspberry Pi
các chân GPIO:
*⁄“_ C6tổng cộng 26 chân được chỉa thành 2 hảng
v Các chân GPIO có điện áp ngõ ra là 3V3
v
v
Dòng điện ngõ ra max trên các chân GPIO la 50 mA
Các chân có nhiều chức năng bao gồm:
© I2Cbus:
Pin 3=12C SDA : Pin 5 = I2C SCL
© Serial port:
Pin 8= UARTI TXD Pin 10 =UART1 RXD
e SPI bus:
Pin 19=SPI0 MOSI Pin 21 =§PI0 MISO
PIN 26 = SPI0 CEI
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYET Trai
Trang 36GVHD: TRUONG NGOC ANH
2.3.3Giới thiệu Độ xử lý trung tâm của raspberry:
„sec Trái tìm của Pi là vỉ xử lý Broadcom BCM2835 chạy ở tốc độ 700MHZ Đây là vi xử
lý SoC (system-on-chip) tức là hầu hết mọi thành phần của hệ thống gồm CPU, GPU cũng
nhu audio, communication chịp đều được tích hợp trong một Chip SoC này nằm ngay bên
dưới chip memory Hynix S12 MB màu đen ở giữa board
NG[ này khác với CPU ở trong PC thông zưzng ở chỗ nó được chế tạo dựa trên kiến
tiie tap Wah (Lustruction Set Architect là ARM chứ không phải kiến trúc x86 như của lute, ARM co ISA dạng rút gọn RISC và tiêu thự điện sáng rất thấp nên phù hợp với thiết
bị di động, Ngược lại x86 có [SA dang CISC và boat đóng với công suất cao nên dễ dàng xử
ly cae tae vụ phức tạp trên PC
Điều quan trọng cần lưu ý là: do khác nhau về kiến trúc tập lệnh nên các phần mềm viết cho nên tăng x86 sẽ không hoạt động trên ARM Ngoài ra chịp BCM2835 dùng thế hệ ARMII thuộc phiên bin ARMv6 ARMV6 hoat dng higu qua va tiết kiệm năng lượng
nhưng mặc định lại không tương thích phần mềm với thế hệ ARMYv7 Tuy nhiên, điều này
có thể giải quyết bằng cách chuyên đổi phần mềm đẻ đạt sự tương thích Nói như vậy không
có nghĩa là lập trình Raspberry Pi sẽ gặp nhiều khó khăn Bù lại, cộng đồng Raspberry
Pi phát triển rất nhanh trên thế giới là nguồn tài nguyên phong phú: hàng loạt dự án, phần mềm được phát triển cho Pi
2.3.4Phụ kiện hỗ trợ kèm theo:
Raspberry Pi được bán dưới dạng một board mạch đơn lẻ không đi kèm phụ kiện
nhằm giảm chỉ phí sản xuất, vì vậy người sử dụng có thể tự lựa chọn phụ kiện tùy theo mục
đích sử dụng Sau đây sẽ là tổng hợp một số phụ kiện hữu ích cho Pi:
Trang 37* Ngắn loại có Jack micro USB, 5V, tối thiêu 7m:
* The who SD: diy là nơi lưu trữ toàn bộ hệ điêu ranh của Pí và cả dữ liệu do đó nên
đâu tự thẻ nhủ thật tốt, tốc độ từ class 6 ưở lên Đi hoạt 42ng trên thẻ nhớ có dung lượng ít nhất là 4 GR
* Hàn phím + chuột: là hai thành phẩn nhập liệu 2 bán của máy tính
* Cáp màn hình: tùy theo loại màn hình sử má tương thích với cáp HDMI- NDMI hoặc HDMI-DVI hoge HDMI-VGA hay RCA Vides
* Case bao vé: dé tránh vô tỉnh chạm vào mạch điện c2 Pi hoặc bảo vệ Pi khi đặt ở
ngoài trời thì case bảo vệ là rất cần thiết
Phụ kiện mở rông:
« Webcam hoặc Pi camera module (25): cả hai đều hoạt động tốt trên Pi Điểm
khác biệt là webcam kết nối qua USB còn camera module sử dụng khe cảm CSI có sẵn trên
Pi Chất lượng của camera module được đánh giá rất tốt so với giá tiền và quan trọng hơn là
nó có thể tận dụng sức mạnh của bộ xử lý đổ họa Video Core IV trên Pi mà webcam không truy cập được Ngoài ra thì webcam được bán dưới dạng sản phẩm đóng gói hoàn chỉnh còn camera module thì dưới dang board module nên người dùng phải sử dụng cân thận hơn
* Wifi USB dongle: Raspberry hỗ trợ dùng thiết bị wifi dongle dé két néi Pi với mạng wifi thong qua qua céng USB 2 sản phẩm được sử dụng phổ biến là Edimax EW-7811Un và Ralink RT5370 vì rất nhỏ gọn, giá thành rẻ (khoảng 108) và hoạt động tốt trên Pi Riêng loại
Ralink thì còn có thẻ kiêm luôn chức năng hot spot phát wiñ
«_ Màn hình cảm ứng: gắn lên Pi thay cho bản phím và chuột giá bán khoảng 30
.3.5Làm việc voi raspberry thong qua may tinh:
Pea hing Ông tổ Không gian hạn chế chăng hạn như dùng Raspberry Pi để
điều khiển cửa tự động thì người ta thường không muốn kết nối rườm rà màn hình, bàn
phím, chuột lên Pi mà vẫn có thể khiến được nó Khi đó ta có thể sử dụng 2 công nghệ phổ
biến để digu khién Raspberry Pi từ xa bằng một máy tính khác là SSH và VNC Mỗi công
nghệ có đặc điểm riêng phù hợp với từng ứng dụng mà mình sẽ trình bày sau đây
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LY THUYET Trang 35
Trang 38GVHD:TRUONG NGOC ANH
KNgnẨn loạt có jack micro USB, 5V, tôi thiểu 79A
* Thể nhũ SD: đây là nơi lưu trữ toàn bộ h nh cia Pi và cả dữ liệu do đó nên
đầu tụ thể nho thật tỏi, tốc độ từ class 6 trở lên Pi bow 4⁄ng trên thẻ nhớ có dung lượng it
nhac laa GB
+ Hầu phím + chuột: là bai thành phần nhập liệu cø b4m của máy tính
» Cáp màn hình: tùy theo loại mản hình sử đạng rm4 tương thích với cáp HDMI- NHUOMI hoặc HDMI-DVI hoặc HDMI-VGA hay RCA V
*_ Case bảo vệ: để tránh vô tình chạm vào mạch điện ¿2 Pi hoặc bảo vệ Pi khi đặt ở
ngoài trời thì case bảo vệ là rất cần thiết
Phụ kiện mớ rộng
* Webcam hoac Pi camera module (258): ca hai déu boat động tốt trên Pi Điểm khác biệt là webcam kết nối qua USB còn camera module sử dụng khe cảm CSI cé sin trén
Pi Chất lượng của camera module được đánh giá rất tốt so với giá tiên và quan trọng hơn là
nó có thể tận dụng sức mạnh của bộ xử lý đồ họa Video Core IV trên Pi mà webcam không
truy cập được Ngoài ra thì webcam được bán dưới dạng sản phâm đóng gói hoàn chỉnh còn camera module thì dưới dạng board module nên người dùng phải sử dụng cân thận hơn
* Wifi USB dongle: Raspberry hé tro diing thiét bj wifi dongle để kết nói Pi vi mang
wifi thông qua qua cổng USB 2 sản phẩm được sử dụng phỗ biến là Edimax EW-7811Un va Ralink RT5370 vì rất nhỏ gọn, giá thành rẻ (khoảng 103) và hoạt động tốt trên Pi Riêng loại
Ralink thì còn có thể kiêm luôn chức năng hot spot phát wifi
* Man hình cảm ứng: gắn lên Pi thay cho bàn phím và chuột giá bán khoảng 303
phím, chuột lên Pi mà vẫn có thể khiển được nó Khi đó ta có thể sử dụng 2 công nghệ phổ
biến để điều khién Raspberry Pi tir xa bằng một máy tính khác là SSH và VNC Mỗi công nghệ có đặc điểm riêng phù hợp với từng ứng dụng mà mình sẽ trình bày sau đây
CHƯƠNG H: CO SO LY THUYET Trang 35
Trang 39GVHD: TRUONG NGOC ANH
Hình 2.1 la Đặt dia chi IP ego Raspberry PI
Ở phần eth0, net addr chính là địa chỉ IP “Trong hình mình họa trên, địa chỉ IP chính là
192.168,1.0
Tu ý: đây là địa chi IP dong nên có thể thay đối sau mỗi lần khởi động lại Pi
a) Giao tiệp Raspberry Pi bang SSH:
SSH la viét Qt cla Secure Shell, fa mat phuromg thite trao déi dif ligu an toan
Và đơn giản TÝ sử dụng SSH ta phái cải đạt trên ca Pì an may tinh
> Cài đặt SSH server trén Raspherry Pi:
Raspbian đã tích hợp sẵn SSH nén 4£ sứ dụng chúng ta chi can activate
NNH server ở mentu Rasp-config bằng cách gõ ở LXTerrzizal: suảo raspi-config
Lúc này màn hình Raspi-config sẽ hi£n r4 cho phép tùy chỉnh nhiều
thông số hệ thống của Pi Chọn mục Advance Options — SSH - Enable ri OK
Ble Edt Fabs Help
‘options a1 overscan
Hình 2.11b : Setting hdh Raspberry
b) Cai dat SSH client trén may tinh Windows: ¬
) Download phần mềm Putty và chạy không cân cài dat - Trên giao diện của Putty chúng ta nhập địa chỉ IP của Pi vào rồi elick Open
Pi sẽ yêu cầu xác nhận username và password của Pi (mặc định là pi và raspberry) Nêu thành
công thì máy tính sẽ xác nhận và hiển thị màn hình command line cia Pi Lite nay có thể điều
khiển Pi bằng giao diện dòng lệnh
Trang 36
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUY
Trang 40©Few OTehet © Rocn @SSH © Serial
Load, save or delete a stored session Saved Sessions
Deak Setings
Hình 2.12 : Man hinh diéu khién Raspberry Pi bing SSH