IoT và ví dụ về ứng dụng iot cụ thể

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: IoT ví dụ ứng dụng IoT cụ thể Giảng viên hướng dẫn : TS TRẦN TUẤN HƯNG Sinh viên thực hiện: TRẦN HOÀNG THÀNH Lớp :K16 Khố : 2013 - 2017 Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Hà Nội, tháng 05/2017 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CN ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN Độc lập - Tự – Hạnh phúc ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên: Trần Hoàng Thành Lớp: K16 Khố: 2013-2017 Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật điện tử, Truyền thông Hệ đào tạo: ĐHCQ 1/ Tên đề tài đồ án: IoT ví dụ ứng dụng IoT cụ thể 2/ Nội dung chính: 1/ Giới thiệu chung IoT 2/ Ứng dụng IoT sống 3/ Ví dụ ứng dụng IoT cụ thể: Thiết bị giám sát hành trình 4/ Module Quectel ứng dụng IoT 3/ Ngày giao: 01/03/2016 4/ Ngày nộp: 15/05/2017 TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Qua trình học tập nghiên cứu Khoa Công nghệ Kỹ thuật điện tử, Truyền thông, Viện Đại học Mở Hà Nội, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trước hết cho em xin gửi lới cảm ơn chân thành tới TS.Trần Tuấn Hưng, người thầy ln tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt cho em suốt thời gian em làm đồ án.Em xin cám ơn cô Phạm Thị Lê Huyền dẫn em hoàn thiện phần viết đồ án Và xin cảm ơn thầy, cô, anh, chị, bạn khoa Điện tử truyền thông tạo điều kiện giúp đỡ, bảo cho em lời khuyên vô quý báu Sinh viên Trần Hoàng Thành MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IOT 1.1 Internet of Things (IoT) gì? 1.2 Khả định danh độc 1.3 Xu hướng tính chất The Internet of Things 1.4 Những yếu tố thúc đẩy IoT 1.5 IoT & cản trở CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG IOT TRONG ĐỜI SỐNG 2.1 Ứng dụng IoT nông nghiệp 2.2 Ứng dụng IoT chăn nuôi 2.3 Quản lý hàng tồn kho 10 2.4 Quản lý đội ngũ vận tải 10 2.5 Bảo trì bảo hành sản phẩm 11 2.6 Quảng cáo theo thời gian thực 11 2.7 Máy bán hàng tự động hệ 11 2.8 Một vài ví dụ khác IoT: 12 CHƯƠNG 3: VÍ DỤ CỤ THỂ VỀ IOT: THIẾT BỊ GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH 15 3.1 Giới thiệu thiết bị giám sát hành trình 15 3.2 Mục đích sử dụng 16 3.3 Thiết bị giám sát hành trình 17 3.4 Tính phần mềm 19 CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL TRONG ỨNG DỤNG IOT 21 4.1 Dòng GMS/GPRS 21 4.2 Dòng LTE 29 4.3 Dòng UMTS/HSPA: UC20 37 4.3.1 Đặc điểm 37 4.3.2 Thông số chi tiết 38 4.3.3 Tính ứng dụng module UC20 41 KẾT LUẬN 42 PHỤ LỤC 43 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU Ngày nay, với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến, giới ngày thay đổi, văn minh đại Và cụm từ lạ xuất mạng, “Internet of Things” Đây khái niệm mẻ với hầu hết người dùng thơng thường đời cách lâu Nói ngắn gọi, tập hợp thiết bị có khả kết nối với nhau, với Internet với giới bên để thực cơng việc Nhận thấy phát triển IoT tương lai, em lựa chọn đề tài IoT Nội dung báo cáo tìm hiểu chung IoT ứng dụng IoT Báo cáo bao gồm chương: Chương 1: Giới thiệu chung IoT Chương 2: Ứng dụng IoT đời sống Chương 3: Ví dụ cụ thể Iot: Thiết bị giám sát hành trình Chương 4: Module Quectel ứng dụng IoT GVHD: TS TRẦN TUẤN HƯNG SVTH: TRẦN HOÀNG THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IOT CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IOT 1.1 Internet of Things (IoT) gì? IoT thuật ngữ dùng để đối tượng nhận biết (identifiable) tồn chúng kiến trúc mang tính kết nối Cụm từ đưa Kevin Ashton vào năm 1999 Ông nhà khoa học sáng lập Trung tâm Auto-ID đại học MIT, nơi thiết lập quy chuẩn toàn cầu cho RFID (một phương thức giao tiếp khơng dây dùng sóng radio) số loại cảm biến khác IoT sau dùng nhiều ấn phẩm đến từ hãng nhà phân tích Vào tháng năm 2009, Ashton cho biết "hiện máy tính - đó, Internet - gần phụ thuộc hoàn toàn vào người để chuyển tải liệu Gần tất số 50 petabyte liệu có Internet (vào thời điểm đó) ghi lại tạo người chúng ta, thông qua các thức gõ chữ, nhấn nút, chụp ảnh, quét mã vách " Con người nhân tố định giới Internet Thế người lại có nhiều nhược điểm: có thời gian hạn chế, khả tập trung độ xác mức thấp so với máy móc Điều có nghĩa khơng giỏi việc thu thập thông tin giới xung quanh, vấn đề lớn Ví dụ đơn giản sau: tủ lạnh thông thường bạn không kết nối với thiết bị khác Nếu muốn ghi lại nhiệt độ thời điểm tủ, có cách ghi lại thủ cơng nhập vào máy tính hay thiết bị lưu trữ Hay bóng đèn neon nhà chẳng hạn, muốn thu thập, điều chỉnh độ sáng phải đo thủ cơng ghi lại Còn máy tính có khả giúp người thu thập tất liệu thứ xung quanh, "theo dõi đếm thứ, giúp giảm hao phí, chi phí lỗ Chúng ta biết xác vật dụng cần phải sửa chữa, thay thế, chúng chúng hết hạn sử dụng Chưa kể đến việc kiểm sốt chúng lúc nơi IoT có tiềm thay đổi giới, giống cách mà Internet thay đổi sống Ngơi nhà thơng minh với bóng đèn thơng minh, máy giặt thơng minh, tủ lạnh thơng minh, xem bước đầu IoT chúng liên kết với và/hoặc liên kết vào Internet Một chi nhánh Auto-ID Châu Âu nói IoT sau: "Chúng tơi có tầm nhìn rõ ràng - tạo giới nơi mà thứ - từ máy bay phản lực khổng lồ kim khâu - kết nối vào Internet Mục tiêu đạt tất người áp dụng tất nơi" Việc trang bị công nghệ theo dõi, nhận biết vào vật thông dụng đời sống làm thay đổi nhiều cách tương tác với đồ vật cách tương tác người với người Theo ước tính cơng ty ABI Research, đến năm 2020, tồn giới có 30 tỉ thiết bị kết nối không dây vào mạng lưới IoT GVHD: TS TRẦN TUẤN HƯNG SVTH: TRẦN HOÀNG THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IOT Internet of Things tồn từ nhiều năm khơng trở nên phổ biến Lý thực nằm tiềm thực hóa triển khai cách liền mạch, thống chưa tối ưu Về lý thuyết, IoT hệ sinh thái kết nối toàn thiết bị với nhau, đồng cách toàn diện Tuy nhiên, đạt đến độ lý tưởng mặt đích đến bị bỏ ngỏ, dù dần thu nhiều bước tiến triển đáng kể thời gian vừa qua Hãy lấy mơi trường nhà thơng minh làm ví dụ Trong năm trước đây, ý tưởng kết nối không dây tạo nên hệ sinh thái đầu tư, cuối chưa cho kết ý Có nhiều tên tồn phục vụ mục đích vậy: Zigbee, Z-Wave, Bluetooth, Wi-Fi,… cơng trình, tảng smarthome xây dựng sẵn có mặt: Wink, SmartThings, Iris by Lowe’s Nghe tiện nghi đầy đại, nhìn chung khơng có bật hẳn lên Một số thiết bị lại khơng tương thích với tảng có sẵn, ví dụ đèn Philips Hue khơng thích hợp để kết nối với hệ thống Iris by Lowe’s Ngồi ra, nhỡ chẳng may có cố ảnh hưởng đến hệ thống, tồn thiết bị kết nối theo bị ảnh hưởng lúc Dù vậy, năm 2017 dự đoán lúc xốc lại tinh thần cho IoT, với tiêu chuẩn thống dựa Wi-Fi hỗ trợ nhiều khả đa dạng tối ưu cho nhiều thiết bị Hơn nữa, tính đồng giao thoa đặt lên hàng đầu, thay phải thơng qua trung tâm điều khiển định 1.2 Khả định danh độc Điểm quan trọng IoT đối tượng phải nhận biết định dạng (identifiable) Nếu đội tượng, kể người, "đánh dấu" để phân biệt thân đối tượng với thứ xung quanh hồn tồn quản lí thơng qua máy tính Việc đánh dấu (tagging) thực thơng qua nhiều cơng nghệ, chẳng hạn RFID, NFC, mã vạch, mã QR, watermark kĩ thuật số Việc kết nối thực qua Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại Ngoài kĩ thuật nói trên, nhìn từ giới web, sử dụng địa độc để xác định vật, chẳng hạn địa IP Mỗi thiết bị có IP riêng biệt không nhầm lẫn Sự xuất IPv6 với không gian địa rộng lớn giúp thứ dễ dàng kết nối vào Internet kết nối với 1.3 Xu hướng tính chất The Internet of Things - Thông minh: Sự thông minh tự động điều khiển thực chất phần ý tưởng IoT Các máy móc dễ dàng nhận biết phản hồi GVHD: TS TRẦN TUẤN HƯNG SVTH: TRẦN HOÀNG THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IOT lại môi trường xung quanh (ambient intelligence), chúng tự điều khiển thân (autonomous control) mà không cần đến kết nối mạng Tuy nhiên, thời gian gần người ta bắt đầu nghiên cứu kết hợp hai khái niệm IoT autonomous control lại với Tương lai IoT mạng lưới thực thể thơng minh có khả tự tổ chức hoạt động riêng lẻ tùy theo tình huống, mơi trường, đồng thời chúng liên lạc với để trao đổi thông tin, liệu Việc tích hợp trí thơng minh vào IoT giúp thiết bị, máy móc, phần mềm thu thập phân tích dấu vết điện tử người tương tác với thứ thơng minh, từ phát tri thức liên quan tới sống, môi trường, mối tương tác xã hội hành vi người - Kiến trúc dựa kiện: Các thực thể, máy móc IoT phản hồi dựa theo kiện diễn lúc chúng hoạt động theo thời gian thực Một số nhà nghiên cứu nói mạng lưới sensor thành phần đơn giản IoT - Là hệ thống phức tạp: Trong giới mở, IoT mang tính chất phức tạp bao gồm lượng lớn đường liên kết thiết bị, máy móc, dịch vụ với nhau, ngồi khả thêm vào nhân tốc - Kích thước: Một mạng lưới IoT chứa đến 50 đến 100 nghìn tỉ đối tượng kết nối mạng lưới theo dõi di chuyển đối tượng Một người sống thành thị bị bao bọc xung quanh 1000 đến 5000 đối tượng có khả theo dõi - Vấn đề không gian, thời gian: Trong IoT, vị trí địa lý xác vật quan trọng Hiện nay, Internet chủ yếu sử dụng để quản lí thơng tin xử lý người Do thơng tin địa điểm, thời gian, không gian đối tượng không quan trọng người xử lí thơng tin định thơng tin có cần thiết hay khơng, cần họ bổ sung thêm Trong đó, IoT lý thuyết thu thập nhiều liệu, có liệu thừa địa điểm, việc xử lí liệu xem khơng hiệu Ngồi ra, việc xử lí khối lượng lớn liệu thời gian ngắn đủ để đáp ứng cho hoạt động đối tượng thác thức - Các hệ thống phụ IoT: Không phải tất thứ nằm IoT thiết phải kết nối vào mạng lưới toàn cầu, hoạt động hệ thống đơn lẻ (subsystem) Hãy tưởng tượng đến nhà thơng minh, đồ điện gia dụng tự chúng tương tác với hoạt động mà không cần phải vào Internet, trừ cần điều khiển từ xa Ngơi nhà xem subsystem Cũng giống có mạng LAN, WAN, mạng ngang hàng nội không kết nối trực tiếp vào Internet GVHD: TS TRẦN TUẤN HƯNG SVTH: TRẦN HOÀNG THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IOT 1.4 Những yếu tố thúc đẩy IoT IoT thay đổi kể từ năm 1970, thời đại mainframe tạo hàng triệu máy tính lớn hàng ngàn ứng dụng thị trường Những năm 1990 kỷ nguyên hiệu suất, thời kỳ hồng kim máy tính cá nhân có hàng trăm triệu đối tượng, thiết bị hàng chục ngàn ứng dụng đời Tiếp theo đó, bùng nổ năm 2010 điện thoại di động điện toán đám mây tác động mạnh mẽ đến tồn cảnh IoT Làn sóng di động đám mây tạo hàng tỷ đối tượng, thiết bị theo hàng triệu ứng dụng xuất thị trường Đến năm 2020 chứng kiến mở rộng xu hướng với hàng nghìn tỷ đối tượng có hàng chục triệu ứng dụng, cách IoT phát triển Sự phát triển IoT thúc đẩy yếu tố quan trọng Đầu tiên cảm biến chi phí thấp, thứ hai cơng nghệ di động, phân tích liệu lớn, cuối điện toán đám mây Cảm biến giá rẻ trở nên mạnh mẽ nhỏ gọn hết để gắn vào đối tượng, thiết bị Còn doanh nghiệp tính di động trở nên quan trọng tập trung tất thứ ứng dụng Doanh nghiệp phải phát triển ứng dụng để truy cập thiết bị CNTT Và có nhiều kết nối thực hiện, bùng nổ liệu dẫn đến khái niệm liệu lớn Ví dụ nói thành phố thơng minh chất thu thập tất liệu từ đối tượng kết nối chuyển chúng thành thơng tin Dữ liệu lớn đóng vai trò quan trọng việc tạo giá trị đời sống thực Và cuối nơi lưu trữ, xử lý hệ thống IoT điện toán đám mây Tại kiện NetEvent 2016 diễn hồi tháng 5/2016 vừa qua Singapore với chủ đề “The IoT Will Disrupt Everything – Or Will It? You Be the Judge”, nhiều chuyên gia nhận định điện tốn đám nơi tạo khả năng, sức mạnh cho IoT Cũng NetEvent 2016, hãng nghiên cứu Frost and Sullivan cho biết có khoảng 22 tỷ thiết bị IoT vào năm 2020, trung bình hộ gia đình thời điểm sở hữu 10 thiết bị kết nối Ngoài ra, đại diện hãng nghiên cứu cho biết quy mơ thị trường IoT vào năm 2015 khoảng 24 tỷ USD, đến năm 2030 số 79 tỷ USD, lĩnh vực vận chuyển sản xuất có đầu tư vào IoT lớn Tại Việt Nam, IoT ứng dụng từ lâu hình thức tự động hóa hệ thống điều khiển đèn giao thông, hệ thống tưới tiêu tự động… Tuy nhiên chưa có ứng dụng IoT thực ảnh hưởng mạnh tới đời sống xã hội nước Với giao thông đô thị thông minh, thời gian tới số ứng dụng thu phí khơng dừng, phạt nguội camera dự báo phổ biến thành phố lớn Hà Nội, TP.HCM Các lĩnh vực tiềm y tế điện tử, nông nghiệp thông minh, bất động sản thông minh cần thêm thời gian để có ứng dụng IoT phù hợp GVHD: TS TRẦN TUẤN HƯNG SVTH: TRẦN HOÀNG THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IOT 1.5 IoT & cản trở - An ninh bảo mật liệu: Mọi vấn đề bảo mật tốt điểm yếu thiết bị, giới kết nối điều có nhiều Điều giải thích lý Samsung dành nỗ lực đáng kể vào tảng ARTIK dành cho IoT thời gian gần ARTIK có mẫu module chứa tất thành phần – cảm biến, vi xử lý, nhớ tích hợp, kèm theo khả kết nối không dây cần thiết cho nhà sản xuất để tạo thiết bị thông minh Tất module ARTIK hãng trang bị khố an tồn nhằm giúp nhà phát triển mã hoá liệu tốt so với phần mềm mã hoá mặc định Đối với thiết bị cá nhân có khả kết nối Internet vấn đề an ninh riêng tư mối quan tâm hàng đầu Đây có lẽ sản phẩm điển hình để trang bị hệ thống mã hóa, vấn đề an ninh riêng tư lại có đặc thù riêng khác An ninh bảo mật thường gằn liền với cơng nghệ riêng tư thương liên quan đến người tính pháp lý Các nhà sản xuất thiết bị IoT cần phải hiểu an ninh riêng tư đồng áp dụng chung quy tắc Khả giao tiếp tự động thiết bị IoT làm cho việc đảm bảo riêng tư khó khăn mơ hình sản phẩm khuyến khích sử dụng trước có đồng thuận người dùng thời điểm khác - Nhu cầu khách hàng: Trên thị trường tiêu dùng, báo cáo nghiên cứu gần thiết bị IoT phát triển thông qua loạt ứng dụng Nghiên cứu McKinsey the Global Semiconductor Alliance khuyên công ty sản xuất thiết bị bán dẫn nên hỗ trợ nhà phát triển để tạo sản phẩm IoT hấp dẫn hướng tới doanh nghiệp có quan tâm đến việc triển khai IoT Một phần vấn đề sản phẩm IoT tốt cho nhà sản xuất liệu người tiêu dùng nghiên cứu sẵn sàng sử dụng chia sẻ Người dùng thiết bị IoT phải thấy lợi ích từ cơng nghệ đáp ứng thời gian dài, không họ bỏ qua -Tiêu chuẩn chung: Việc thiếu tiêu chuẩn, đặc biệt trường hợp sử dụng nhiều giao thức kết nối nay, cản trở cho IoT phát triển Nhiều giao thức kết nối đặc biệt lên với mức tiêu thụ lượng thấp LTE Cat.0, 802.11ah, Sigfox hay OnRamp Công nghệ xử lý chưa thực hào hứng với thị trường IoT chuẩn giao thức không thực rõ ràng Hiện có tổ chức lớn cơng bố chuẩn IoT hồi năm 2014 Ngồi có nhiều đơn vị nhỏ khác tạo nên chuẩn riêng Theo dự đốn phải đến 2017 chuẩn chung thực xuất giới hạn tảng bị phá vỡ Các hãng công nghệ LG, Panasonic, Sharp, Silicon Image, TP-Link, HTC, Qualcomm 100 thành viên khác thành lập nên liên minh AllSeen, dẫn đầu Hiệp hội Linux Tiêu chí liên minh xóa bỏ rào cản thúc đẩy sáng tạo việc phát triển Internet of Things Nhóm xây dựng nên GVHD: TS TRẦN TUẤN HƯNG SVTH: TRẦN HOÀNG THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL Các ưu điểm: • • • • • • • • • • • Module GSM / GPRS Quad-band với kích thước 24,5 x 25,3 x 2,6 mm LCC Package Giao thức dịch vụ Internet mạnh mẽ nhúng, nhiều Sockets địa IP eCall / Era-Glonass SMTPS QuecFOTATM Chế độ chờ sim sóng online Phát Jamming DTMF QuecLocator QuecCell 4.2 Dòng LTE 4.2.1 BC95 BC95 module Internet of Things băng hẹp có hiệu suất cao với mức tiêu hao lượng thấp Kích thước 19,9 × 23,6 × 2,2mm nhỏ gọn làm cho trở thành lựa chọn hồn hảo cho ứng dụng có kích thước nhỏ Được thiết kế để tương thích với mơđun Quectel GSM / GPRS M95 dạng đơn giản gọn nhẹ, cung cấp tảng linh hoạt khả mở rộng để chuyển đổi từ GSM / GPRS đến NB-IoT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL BC95 sử dụng công nghệ bề mặt, giải pháp lý tưởng cho thiết kế yêu cầu độ bền chắn Kích thước nhỏ gói LCC cho phép BC95 dễ dàng nhúng vào ứng dụng dung lượng thấp cung cấp kết nối đáng tin cậy với ứng dụng Loại bao bì lựa chọn lý tưởng cho sản xuất quy mô lớn có u cầu nghiêm ngặt chi phí chất lượng BC95 lựa chọn tốt cho loạt ứng dụng M2M, chẳng hạn thiết bị đo lường thông minh, thành phố thông minh, bảo mật theo dõi tài sản, đồ gia dụng (điều hòa, tủ lạnh, lò bếp, ), giám sát nơng nghiệp mơi trường,… Nó cung cấp chức nhắn tin SMS dịch vụ truyền liệu để đáp ứng nhu cầu khách hàng Các ưu điểm: • • • • • • • 4.2.2 SC20 Module NB-IoT có kích thước nhỏ gọn Tiêu thụ điện cực thấp Độ nhạy cao LCC package giúp sản xuất khối lượng lớn dễ dàng Tương thích với module Quectel GSM / GPRS, nâng cấp dễ dàng Được nhúng với giao thức dịch vụ Internet phong phú Thời gian phát triển để đưa thị trường nhanh chóng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL SC20 series hệ Quectel đa phương tiện Smart LTE Cat module tích hợp sẵn hệ điều hành Android 5.1 Lollipop Nó hỗ trợ truyền thơng khơng dây tầm ngắn qua Wi-Fi 802.11b/g/n BT4.1 LE, cung cấp tốc độ liệu lên đến 150Mbps Đây module lý tưởng cho hai ứng dụng công nghiệp người tiêu dùng đòi hỏi tốc độ cao truy cập internet tốc độ cao Series SC20 có loại: SC20-CE, SC20-E, SC20-A, SC20-AU SC20-J Điều giúp cho module tương thích với EDGE có mạng GSM / GPRS, đảm bảo kết nối vùng sâu vùng xa khơng có phủ sóng 3G LTE SC20 có cơng nghệ multiple-input multiple-output (MIMO), dụng nhiều anten phát nhiều anten thu để truyền liệu MIMO technique tận dụng phân tập - diversity (khơng gian, thời gian, mã hóa ) nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu, tốc độ liệu… Module kết hợp kết nối không dây tốc độ cao với hệ thống định vị GPS+GLONASS+BeiDou Một loạt giao diện phong phú (như LCM, Camera, Touch Panel, MIC, SPK, UART, USB, I2C) hỗ trợ nhiều (USB drivers cho Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8/8.1, Linux), Module SC20 thích hợp với nhiều ứng dụng M2M, chẳng hạn thiết bị truyền thông cá nhân (các đường điện thoại, hệ thống khóa, thiết bị fax, modem, thiết bị xử lý tiếng nói, thiết bị truyền video), máy tốn thẻ khơng dây, đo lường thông minh, router, thẻ liệu, ô tô, điện thoại thông minh, bảng hiệu kỹ thuật số, bảng báo động, an ninh máy tra mã vạch Các ưu điểm: • Tích hợp Android OS, Wi-Fi, Bluetooth GNSS vào module • Hỗ trợ LTE tồn giới, UMTS/HSPA+ GSM/GPRS/EDGE • Cơng nghệ MIMO đáp ứng nhu cầu tốc độ liệu độ tin cậy liên kết hệ thống truyền thơng khơng dây • Hệ thống định vị nhanh xác • LCC đảm bảo kết nối với ứng dụng GVHD: TS TRẦN TUẤN HƯNG 31 SVTH: TRẦN HOÀNG THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL 4.2.3 EC25 Quectel EC25 series module hỗ trợ băng tần LTE tối ưu hóa đặc biệt cho ứng dụng M2M IoT Thông qua liên kết 3GPP 11 công nghệ LTE, cung cấp đường truyền liệu đường lên 150Mbit /s tốc độ liệu đường lên 50Mbit /s Được thiết kế nhỏ gọn, EC25 tương thích với mơđun Quectel UMTS/HSPA+, UC20 module LTE EC20/EC21, cho phép linh hoạt trong việc thiết kế sản xuất EC25 có loại: EC25-V, EC25-J, EC25-A, EC25-AU, EC25-AUT EC25-E Điều làm cho module tương thích với mạng EDGE GSM / GPRS có, đảm bảo kết nối vùng sâu vùng xa khơng có băng tần 4G 3G EC25 hỗ trợ cơng nghệ định vị Qualcomm® IZat ™ Gen8C Lite (GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo QZSS) GNSS tích hợp đơn giản hóa việc thiết kế cung cấp vị trí nhanh hơn, xác đáng tin cậy Một loạt giao diện phong phú (như LCM, Camera, Touch Panel, MIC, SPK, UART, USB, I2C) hỗ trợ nhiều (USB drivers cho Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8/8.1, Linux), Module SC20 thích hợp với nhiều ứng dụng M2M, chẳng hạn thiết bị truyền thông cá nhân (các đường điện thoại, hệ thống khóa, thiết bị fax, modem, thiết bị xử lý tiếng nói, thiết bị truyền video), máy tốn thẻ khơng dây, đo lường thơng minh, router, thẻ liệu, ô tô, điện thoại thông minh, bảng hiệu kỹ thuật số, bảng báo động, an ninh máy tra mã vạch ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL Các ưu điểm: Module tối ưu hóa cho ứng dụng M2M IoT Hỗ trợ LTE toàn giới, UMTS/HSPA+ GSM/GPRS/EDGE Hệ thống định vị nhanh xác Tinh chỉnh tính năng: hỗ trợ DFOTA *, eCall *, QuecLocator DTMF • Công nghệ MIMO đáp ứng nhu cầu tốc độ liệu độ tin cậy liên kết hệ thống truyền thơng khơng dây • • • • 4.2.4 EC21 Quectel EC21 loại module hỗ trợ băng tần LTE Nó tối ưu hóa đặc biệt cho ứng dụng M2M IoT Nó có giá thành rẻ, kết nối LTE với công suất thấp cung cấp tốc độ tối ưu hóa M2M 10Mbit/s đường lên 5Mbit/s Điều làm cho EC21 giải pháp lý tưởng cho nhiều ứng dụng IoT không dựa vào kết nối tốc độ cao mà đòi hỏi tuổi thọ độ tin cậy mạng LTE EC21 tương thích với module Quectel UMTS/HSPA+, UC20 module EC20/EC25 EC21 bao gồm 10 loại: EC21-E, EC21-A, EC21-V, EC21-AUT, EC21AUTL, EC21-AUV, EC21-J, EC21-KL, EC21-AU EC21-CT Điều làm giúp module tương thích với mạng EDGE GSM/GPRS có, đảm bảo chuyển đổi từ LTE sang 2G 3G ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL EC21 hỗ trợ cơng nghệ định vị Qualcomm® IZat ™ Gen8C Lite (GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo QZSS) Một loạt giao thức Internet, giao diện chuẩn driver phong phú (các driver USB cho Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows / 8.1, Windows 10, Linux, Android / eCall *) mở rộng khả tương thích với ứng dụng M2M IoT đo lường thông minh, thiết bị đeo, theo dõi môi trường, theo dõi tài sản, hệ thống an ninh báo động, v.v Các ưu điểm: • Kết nối LTE chi phí thấp tối ưu hóa cho ứng dụng IoT băng rộng • Hỗ trợ LTE tồn giới, UMTS/HSPA+ GSM/GPRS/EDGE • Hệ thống định vị nhanh xác • Tinh chỉnh tính năng: hỗ trợ DFOTA *, eCall *, QuecLocator DTMF • Công nghệ MIMO đáp ứng nhu cầu tốc độ liệu độ tin cậy liên kết hệ thống truyền thông không dây 4.2.5 EC20 Mini EC20 Mini PCIe thơng qua chuẩn PCI Express® MiniCard (miniPCIe) cung cấp phạm vi phủ sóng tồn cầu kết nối LTE Nó cung cấp tốc độ truyền liệu lên đến 50 Mbps 100 Mbps mạng LTE FDD tương thích hồn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL toàn với mạng UMTS GSM / GPRS có Nó bao gồm hai loại EC20 Mini PCIe-A EC20 Mini PCIe-E, cho phép tương thích với mạng EDGE GSM/GPRS có để đảm bảo kết nối vùng sâu vùng xa khơng có băng tần 4G 3G EC20 Mini PCIe hỗ trợ đa dạng Rx cho phép thiết bị đầu cuối trang bị hai ăng-ten riêng biệt để nâng cao chất lượng độ tin cậy kết nối không dây Sử dụng công nghệ Multiple-input multiple-output (MIMO), ăng-ten đầu mạch truyền thông kết hợp để giảm thiểu lỗi tối ưu hóa tốc độ liệu Nó kết hợp kết nối khơng dây tốc độ cao với hệ thống định vị GPS+GLONASS Một loạt giao thức Internet, giao diện chuẩn driver phong phú (các driver USB cho Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows / 8.1, Windows 10, Linux, Android / eCall *) mở rộng khả tương thích với ứng dụng M2M IoT đo lường thông minh, thiết bị đeo, theo dõi môi trường, theo dõi tài sản, hệ thống an ninh báo động, v.v Các ưu điểm: • Hỗ trợ LTE tồn cầu UMTS / HSPA + GSM / GPRS / EDGE • Kích thước chuẩn, phù hợp cho nhà sản xuất để dễ dàng tích hợp vào thiết bị họ • Cơng nghệ MIMO đáp ứng nhu cầu tốc độ liệu độ tin cậy liên kết hệ thống truyền thông khơng dây • Hệ thống định vị nhanh xác • Thiết kế tham khảo, cơng cụ đánh giá hỗ trợ kỹ thuật kịp thời giảm thiểu thời gian thiết kế nỗ lực phát triển GVHD: TS TRẦN TUẤN HƯNG 35 SVTH: TRẦN HOÀNG THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL 4.2.6 EC20 EC20 series module LTE hệ Quectel Thông qua liên kết 3GPP, công nghệ LTE, cung cấp tốc độ truyền liệu tải 100Mbps tốc độ liệu tải lên 50Mbps tương thích với Quectel UMTS/HSPA+, UC20 dạng đơn giản gọn nhẹ, cung cấp tảng linh hoạt khả chuyển đổi từ UMTS/HSPA+ sang LTE EC20 gồm loại: EC20-A, EC20-C, EC20-CE EC20-E Điều làm cho tương thích với EDGE có mạng GSM / GPRS, đảm bảo kết nối vùng sâu vùng xa mạng 4G 3G EC20 hỗ trợ cơng nghệ Multiple-input multiple-output (MIMO), cơng nghệ ăng ten tiên tiến có khả truyền nhiều luồng liệu nhiều máy phát đến nhiều máy thu Các ăng ten đầu mạch truyền thông kết hợp để giảm thiểu lỗi tối ưu hóa tốc độ liệu Module kết hợp kết nối không dây tốc độ cao với máy thu GPS + GLONASS để định vị Một loạt giao thức Internet, giao diện chuẩn driver phong phú (các driver USB cho Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows / 8.1, Windows 10, Linux, Android / eCall *) mở rộng khả tương thích với ứng dụng M2M IoT đo lường thông minh, thiết bị đeo, theo dõi môi trường, theo dõi tài sản, hệ thống an ninh báo động, v.v ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL Các ưu điểm: • Hỗ trợ LTE toàn cầu UMTS / HSPA + GSM / GPRS / EDGE • Hình dạng SMT nhỏ gọn lý tưởng cho sản phẩm nhỏ tăng khả chịu nhiệt • Cơng nghệ MIMO đáp ứng nhu cầu tốc độ liệu độ tin cậy liên kết hệ thống truyền thông khơng dây • Hệ thống định vị nhanh xác • Chuyển đổi đơn giản từ 3G sang 4G với tảng linh hoạt khả mở rộng 4.3 Dòng UMTS/HSPA: UC20 4.3.1 Đặc điểm Quectel UC20 module UMTS/HSPA có hiệu suất cao, tốc độ truyền liệu tải xuống tối đa 14,4Mbps tải lên 5.76Mbps UC20 tương thích với mạng 3G 2G thông qua kết hợp đa băng tần UMTS penta-band GSM quad-band Kích thước nhỏ gọn module, 32.0 × 29.0 × 2.5mm, cho phép dễ dàng thiết kế ứng dụng, tiêu thụ điện thấp cường độ học LCC package tiên tiến module cho phép sản xuất hoàn toàn tự động cho ứng dụng có dung lượng lớn Một loạt giao thức Internet phong phú, giao diện chuẩn công nghiệp (USB / UART / PCM / ADC / NETLIGHT / SD / Rx-Diversit2y) tính ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL phong phú (USB driver cho Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Windows CE, Linux, Android / eCall / GNSS) mở rộng khả tương thích module tới loạt ứng dụng M2M ô tô, đo lường, giám sát hành trình, giải pháp an ninh, thiết bị định tuyến, máy tốn thẻ khơng dây, thiết bị máy tính di động máy tính bảng Ưu điểm: • Hỗ trợ UMTS / HSPA + GSM / GPRS / EDGE tồn cầu • Hệ thống vệ tinh định vị tồn cầu nhanh xác • Truyền liệu hình ảnh chất lượng cao chí mơi trường khơng ổn định • Rút ngắn thời gian đưa sản phẩm thị trường 4.3.2 Thông số chi tiết Thông số chung Băng tần HSPA+ EDGE GPRS WCDMA GSM Điện áp hoạt động Dải nhiệt độ hoạt động Kích thước Khối lượng Giao tiếp liệu AT Commands GVHD: TS TRẦN TUẤN HƯNG UC20-E 900/2100MHz@UMTS 850/900/1800/1900MHz@GSM UC20-A 850/1900MHz @UMTS, 3G only UC20-G 800/850/900/1900/2100MHz@UMTS 850/900/1800/1900MHz@GSM Release 5/6 (UL category 6, DL category 10) Multi-slot Class 12 (10 by default) Multi-slot Class 12 (10 by default) Release 99 Release 99/4 3.3 ~ 4.3V, 3.8V typ -40 °C ~ +85 °C 32.0 × 29.0 × 2.5mm Xấp xỉ 4.9g 3GPP TS27.007, 27.005 and other enhanced AT Commands 38 SVTH: TRẦN HOÀNG THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL Thông số kỹ thuật SMS DATA Giọng nói Giao thức Point-to-point MO and MT SMS Cell Broadcast Text and PDU Mode Max.14.4 Mbps (DL)/ Max.5.76 Mbps (UL) Max 384 Kbps (DL)/ Max.384 Kbps (UL) Max 236.8 Kbps (DL)/ Max.236.8 Kbps (UL) Max 85.6 Kbps (DL)/ Max.85.6 Kbps (UL) 14.4 Kbps HR, FR, EFR, AMR, AMR-WB HSPA+ UMTS EDGE GPRS CSD Speech Codec Modes Echo Cancellation Echo Noise Reduction Arithmetic PPP/TCP/UDP/FTP/HTTP/FILE/MMS/SMTP/SSL Các tính trội Drivers USB Serial USB RIL NDIS MUX eCall USIM Detection Cập nhật phần mềm QuecFile QuecLocator FOTA GNSS Công suất GVHD: TS TRẦN TUẤN HƯNG Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Windows CE5.0/6.0/7.0, Linux 2.6/3.0, Android 2.3/4.0/4.2 Android 2.3/4.0/4.2, Windows CE6.0 Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Linux2.6/3.0 Linux 2.6/3.0, Android 2.3/4.0/4.2 Accident, Emergency Services Hardware USIM Card Detection Design Firmware Update via USB and UART Interface File System Access and Management QuecFOTA, DFOTA GPS/GLONASS Class (+24dBm +1/-3dB) for UMTS bands Class E2 (+27dBm ±3dB) for EDGE 850/ 900MHz Class E2 (+26dBm +3/-4dB) for EDGE 1800/ 1900MHz Class (33dBm ±2dB) for GSM 850/ 900MHz Class (30dBm ±2dB) for GSM 1800/ 1900MHz 39 SVTH: TRẦN HOÀNG THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tiêu thụ điện (GNSS off) Độ nhạy CHƯƠNG 4: MODULE CỦA QUECTEL 45µA@power off 1.5mA@GSM sleep, DRX=9 1.1mA@UMTS sleep, DRX=9 293mA@GSM voice, max power 532mA@UMTS voice, max power 610mA@GPRS data, max power 503mA@EDGE data, max power 593mA@HSDPA, max power 576mA@HSUPA, max power -110dBm@UMTS Bands -108.5dBm@GSM 850/900MHz -108dBm@GSM 1800/1900MHz Thông số Hệ thống định vị toàn cầu GNSS Receiver SBAS AGNSS Accuracy@Open Sky TTFF@Cold Start 130dBm Warm Start with Hot Start XTRA™ , typ TTFF@130dBm without XTRA™ , typ Sensitivity Cold Start Warm Start Hot Start Cold Start Reacquisition Tracking Power Saving Mode Dedicated GNSS AT Commands Qualcomm gpsOne Gen8 with 16 GPS channels and 14 GLONASS channels WAAS, EGNOS, MSAS Support XTRA™ Technology