Thiết kế và thi công hệ thống điều khiển, giám sát thiết bị thông qua internet (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÙI QUỐC YÊN THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT THIẾT BỊ THÔNG QUA INTERNET Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử Mã số: 60.52.02.03 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2015 Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN THỊ HƯƠNG Phản biện 1: TS HUỲNH VIỆT THẮNG Phản biện 2: TS NGÔ VĂN SỸ Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 05 tháng 12 năm 2015 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU T NH ẤP THI T Đ T I Ngày vấn đề quản lý, giám sát, điều khiển hệ thống thiết bị điện – điện tử cách tự động lĩnh vực công nghệ quan tâm hàng đầu giới Các module kết nối điều khiển thiết bị điện- điện tử tự động hóa có mặt phổ biến công nghiệp sản xuất sống sinh hoạt ngày người Trong xu phát triển vượt bậc hệ thống mạng Internet Internet of Things (IoT) đời để tạo hệ thống mạng mang tính kết nối hồn thiện cho tất đối tượng cần giám sát iện nay, hàng chục petabyte liệu có Internet ghi lại tạo người, thông qua cách thức gõ chữ, nhấn nút, chụp ảnh, quét mã vạch Con người nhân tố định giới Internet Nếu máy tính có khả giúp người thu thập tất liệu thứ xung quanh, "theo dõi đo, đếm thứ làm tăng suất lao động giảm chi phí Do đó, biết xác vật dụng cần phải sửa chữa, thay thế, chúng cịn chúng hết hạn sử dụng Chưa kể đến việc kiểm sốt chúng lúc nơi IoT có tiềm thay đổi giới, giống cách mà Internet đ thay đổi sống Ngôi nhà thơng minh, cơng xưởng thơng minh với bóng đ n thông minh, máy giặt thông minh, tủ lạnh thơng minh, xem bước đầu IoT chúng liên kết với liên kết vào Internet Với nhu cầu cấp thiết trên, luận văn hướng đến khía cạnh nhỏ việc khai thác IoT : thiết kế thi cơng hệ thống điều khiển, giám sát tự động thiết bị gia dụng phạm vi xác định M Đ H NGHI N U Thông qua việc nghiên cứu lý thuyết hệ thống IoT, luận văn hướng đến việc xây dựng lựa chọn giải pháp phù hợp để triển khai ứng dụng điều khiển từ xa thiết bị điện gia dụng phân xưởng sản xuất, phịng thiết bị, trạm BTS hay ngơi nhà chúng ta, với tiêu chí đáp ứng thời gian tốt, sử dụng hiệu tài nguyên phần cứng, đảm bảo tính tin cậy giá thành thấp Đ IT NG V PH M VI NGHI N U t n n n u - ệ thống điều khiển, giám sát thiết bị thông qua Internet * mv n n u - Lý thuyết tổng quan hệ thống Internet of Things - Nghiên cứu mơ hình OSI TCP/IP - Lý thuyết tổng quan phần mềm nhúng vi điều khiển - Các phương pháp thu thập xử lý liệu qua mạng Internet PH NG PH P NGHI N U - Kết hợp nghiên cứu lý thuyết, thi công phần cứng lập trình hệ thống điều khiển, giám sát từ xa thiết bị điện qua mạng internet có tính phản hồi trạng thái hoạt động thiết bị Các bước tiến hành cụ thể sau: + Thu thập, phân tích tài liệu thơng tin liên quan đến đề tài + Thiết kế thi công hệ thống phần cứng thiết bị điều khiển + Sử dụng phần mềm thư viện cung cấp để viết chương trình thực thi thuật tốn nạp chương trình hệ thống nhúng + Nghiên cứu giao thức MQTT (Message Queeu Tele Transport) viết chương trình thu thập liệu tảng MQTT + Chạy thử nghiệm khối theo quy trình kiểm tra đ xây dựng + Kết hợp nghiên cứu lý thuyết, xây dựng phần mềm, đánh giá kết + Đề xuất, kiến nghị giải pháp thay nâng cấp cho đề tài B Đ T I Về bản, Luận văn chia làm chương Chương 1: Tổng quan internet of things Chương 2: Mơ hình mạng giao thức kết nối Chương 3: Thiết kế thi công hệ thống Chương 4: Kết hướng phát triển đề tài TỔNG QU N T I LIỆU TH M KHẢO Luận văn thực dựa nguồn tài liệu tham khảo thu thập từ nhiều nguồn khác nhau: báo tạp chí và/hoặc hội thảo khoa học chuyên ngành, báo cáo khoa học, sở liệu Đồ án Luận văn trường Đại học, trích dẫn suốt luận văn danh mục tài liệu liệt kê cụ thể phần Tài liệu tham khảo H NG TỔNG QU N V INTERNET OF THINGS 1.1 MỞ ĐẦU H NG Chương đề cập cách tổng quan Internet of Things (IoT) khái niệm, thuộc tính, sở kỹ thuật ứng dụng IoT sống đại ngày 1.2 KH I NIỆM IoT Internet of Things (IoT) hiểu cách đơn giản mô tả kết nối rất nhiều thiết bị hay nói chung vật thể (things) xung quanh mạng lưới mạng Internet mà hàng ngày sử dụng Và tất thiết bị quản lý, kiểm sốt thơng qua kết nối khơng dây Cụm từ đưa Kevin Ashton vào năm 1999 Ông nhà khoa học đ sáng lập Trung tâm Auto-ID đại học MIT IoT phải có thuộc tính: phải ứng dụng internet là, phải lấy thông tin đối tượng SỞ KỸ THUẬT 1.3 A IoT 1.3.1 Giao thức Trong IoT, thiết bị phải giao tiếp với (D2D) Dữ liệu sau phải thu thập gửi tới máy chủ (D2S) Máy chủ có để chia sẻ liệu với (S2S), cung cấp lại cho thiết bị, để phân tích chương trình, cho người dùng Các giao thức dùng IoT là: - MQTT (Message Queue Telemetry Transport): giao thức có chức cho việc thu thập liệu từ nhiều thiết bị, giao tiếp cho máy chủ (D2S), giám sát từ xa vận chuyển liệu đến máy trạm với xung đột MQTT hoạt động đơn giản, cung cấp nhiều lựa chọn điều khiển QoS, đáp ứng tính thời gian thực với đơn vị tính giây - XMPP (Extensible Messaging Presence Protocol): giao thức tốt để kết nối thiết bị với người, trường hợp đặc biệt mơ hình D2S phát triển cho tin nhắn tức thời (IM) để kết nối người với người khác thông qua tin nhắn văn - DDS: giao thức tốc độ cao cho việc tích hợp máy thông minh (D2D) - AMQP: hệ thống hàng đợi thiết kế để kết nối máy chủ với (S2S) 1.3.2 Năng lực truyền thông (Communication Capabilities) Địa IP coi yếu tố quan trọng IoT, mà thiết bị gán địa IP riêng biệt Do khả cấp phát địa IP định đến tương lai IoT Và đời tuyệt vời IPv6 giải pháp kịp thời cho cạn kiệt IPv4, với IPv6 128 bít 1.3.3 Cơng suất thiết bị (Device Power) Các tiêu chí hình thức thiết bị triển khai ứng dụng IoT phải giá thành thấp, mỏng, nhẹ…và phần lượng nuôi thiết bị trở nên nhỏ gọn lại, lượng tích trữ trở nên Bên cạnh u cầu có giao thức truyền thơng khơng dây gọn nhẹ hơn, đơn giản hơn, địi hỏi cơng suất (Low Energy Wireless Technologies) Zigbee, BLE (Bluetooth low energy), ANT/ANT+, NIKE+, 1.3.4 Công nghệ cảm biến (Sensor Technology) Trong Internet of Things, cảm biến đóng vai trị then chốt, đo đạt cảm nhận giá trị từ môi trường xung quanh gửi đến vi xử lý sau gửi lên mạng Chúng ta bắt gặp số loại cảm biến cảnh báo cháy rừng, cảnh báo động đất, sóng thần, cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm Cảm biến phải tiêu hao lượng lượng thấp Bên cạnh độ xác thời gian đáp ứng cảm biến phải nhanh 1.3.5 Thời gian đáp ứng Thời gian đáp ứng phải đảm bảo tính thời gian thực, cho hàng ngàn node mạng truy cập vào hệ thống mà khơng xảy tượng nghẽn mạng Với ứng dụng D2D, thời gian đáp ứng khoảng 10us đến 10ms, ứng dụng D2S, thời gian 10ms đến 1s Với ứng dụng S2S, khơng có u cầu khắt khe thời gian đáp ứng, nhiên thông thường yêu cầu từ đến 5s 1.4 NG D NG A IoT Với hiệu thông minh thiết thực mà IoT đem đến cho người, IoT đ tích hợp khắp thứ, nơi xung quanh giới mà người sống Từ vòng đeo tay, đồ gia dụng nhà, m nh vườn ươm hạt giống, sinh vật sống động vật hay người…đều có sử dụng giải pháp IoT 1.5 TH H TH TRONG VIỆ NGHI N U, TRIỂN KH I IoT Chưa có ngơn ngữ chung Hàng rào subnetwork Có q nhiều "ngơn ngữ địa phương" Tiền chi phí 1.6 K T LUẬN H NG Chương đ trình bày khái niệm ứng dụng IoT thực tiễn H NG MƠ HÌNH M NG V GI O TH 2.1 MỞ ĐẦU H K TN I NG Trong chương luận văn tập trung nghiên cứu sâu mô hình mạng giao thức kết nối hệ thống điều khiển, giám sát thiết bị thông qua Internet 2.2 MƠ HÌNH OSI VÀ TCP/IP 2.2.1 Mơ hình OSI Mơ hình OSI (Open system interconnection – Mơ hình kết nối hệ thống mở) sở dành cho việc chuẩn hố hệ thống truyền thơng, nghiên cứu xây dựng ISO (International Organization for Standardization) Đến năm 1984, mơ hình tham chiếu OSI thức đưa giới thiệu, chia thành lớp: Hình 2.1 Mơ hình OSI 2.2.2 Họ giao thức T P/IP TCP/IP Transmission Control Protocol (giao thức điều khiển truyền thông)/Internet Protocol (Giao thức Internet) giao thức cho phép kết nối hệ thống mạng không đồng với Hai mục tiêu cần đạt trình thiết kế giao thức TCP/IP: Cho phép truyền thông qua đường dây mạng rộng (Wide Area Network – WAN) Cho phép truyền thông môi trường đa dạng TCP/IP sử dụng mơ hình truyền thơng tầng hay gọi truyền hình DoD (mơ hình quốc phịng Mỹ) TCP/IP xem giản lược mơ hình tham chiếu OSI, tầng mơ hình (theo thứ tự từ xuống): - Tầng ứng dụng (Application Layer) - Tầng giao vận (Transport Layer) - Tầng mạng (Internet Layer) - Tầng liên mạng (Network Interface Layer) Cũng tương tự mơ hình OSI, TCP/IP truyền liệu, trình tiến hành từ tầng xuống tầng dưới, qua tầng liệu thêm vào thông tin điều khiển gọi phần header Khi nhận liệu trình xảy ngược lại, qua tầng phần header tương ứng lấy đến tầng liệu khơng cịn phần header 2.2.3 Cấu trúc gói tin IP, TCP, ARP, UDP a Cấu trúc địa IP b Cấu trúc gói tin IP c Cấu trúc gói tin TCP d Cấu trúc gói tin ARP (Adrees Resolution Protocol) e Cấu trúc gói tin UDP 2.2.4 Giao thức điều khiển truyền tin – ICMP (Internet Control Message Protocol) 2.3 CÁC GIAO TH C, DỊCH V TRONG M NG TCP/IP 2.3.1 ác giao thức tầng mạng – Network Layer Protocols a Internet Protocol ( IP ) b Giao thức ánh xạ địa - Address Resolution Protocol (ARP) 10 Một chế để thông báo đến thuê bao đường truyền bị gián đoạn bất thường, sử dụng Last Will Testament feature Hình 2.2 Ví dụ kết n i m n l ới MQTT - Light sensor liên tục gửi liệu broker - Ứng dụng điều khiển tòa nhà nhận liệu từ broker để định trạng thái thiết bị nhà - Ứng dụng gửi tín hiệu điều khiển actor node thơng qua broker 2.4.2 Mơ hình MQTT Các thành phần MQTT clients, servers (=brokers), sessions, subscriptions topics Hình 2.13 Mơ ìn giao th c MQTT MQTT client (publisher, subscriber): Client thực subscribe đến topics để publish receive gói tin 11 MQTT server (broker): Servers thực run topic, đồng thời nhận subscriptions từ clients yêu cầu topics, nhận messages từ clients forward chúng Topic: Về mặt kỹ thuật, topics hàng đợi chứa message Về logic, topics cho phép clients trao đổi thông tin liệu Session: Một session định nghĩa kết nối từ client đến server Tất giao tiếp client server phần session Subscription: Không giống sessions, subscription mặt logic kết nối từ client đến topic Khi thực subscribed đến topic, client trao đổi messages với topic Subscriptions trạng thái ‘transient’ ‘durable’, phụ thuộc vào cờ clean session gói Connect Message: Messages đơn vị liệu trao đổi topic clients 2.4.3 ác gói tin quan trọng giao thức MQTT a Định dạng message b CONNECT - Client yêu cầu connect đến server c CONNACK - Acknowledge connection request d PUBLISH - Message Publish e SUBSCRIBE - Subscribe to named topics f PINGREQ - PING request g PINGRESP - PING response h DISCONNECT - Disconnect notification 2.4.4 Quy trình truyền nhận liệu MQTT a CONNECT and SUBSCRIBE message sequence Trường hợp 1: Session subscription thiết lập với clean session flag = (transient subscription) 12 Hình 2.3 Sess on subs r pt on đ c thiết lập với clean session flag = Trường hợp 2: Session subscription thiết lập với clean session flag = (durable subscription) Hình 2.45 Sess on subs r pt on đ c thiết lập với clean session flag = b PUBLISH message flows QoS level 0: At most once delivery Message phân phối dựa best efforts tầng mạng TCP/IP bên Một response không định nghĩa giao thức Các message đến server lần không Hình 2.5 QoS m c 13 QoS level 1: At least once delivery Việc nhận message bên phía server xác nhận message PUBACK Nếu có lỗi kết nối gửi đến device, message xác nhận không nhận sau khoảng thời gian định, sender gửi lại message set DUP bit phần header message header Message đến server lần Cả message SUBSCRIBE message UNSUBSCRIBE sử dụng QoS level Khi nhận message lặp lại từ phía client, server publish message đến subscribers, gửi message PUBACK khác Hình 2.17 QoS m c QoS level 2: Exactly once delivery Một luồng thêm vào luồng QoS level để đảm bảo message bị lặp lại không bị chuyển đến ứng dụng Đây mức độ cao khi phân phối message, không message lặp chấp nhận Nhờ mà lưu lượng mạng tăng lên Nếu phát lỗi, sau khoảng thời gian định, luồng protocol thực lại từ kết message xác nhận cuối cùng; PUBLIS , PUBREL Luồng protocol đảm bảo message đến subscriber lần 14 Hình 2.8 QoS m c 2.5 K T LUẬN H NG Chương đ trình bày lý thuyết mơ hình kết nối Ethernet/ Internet Luận văn lựa chọn giao thức MQTT với ưu điểm hoạt động băng thơng thấp mơi trường có độ trễ cao, độ tin cậy cao, thiết kế có tính mở, dễ tích hợp thiết bị nhúng bị giới hạn tài nguyên tốc độ MQTT đặc biệt phù hợp với ứng dụng M2M, IoT, WSN; điều phù hợp với yêu cầu thiết kế hệ thống điều khiển, giám sát thiết bị điện qua Internet mà Luận văn hướng đến Luận văn đ mô tả chi tiết thông số kỹ thuật giao thức MQTT, cốt lõi ứng dụng IoT Thông qua tìm hiểu thơng số đó, Luận văn tiến hành thiết kế vận hành hệ thống theo QoS mức H NG THI T K V THI ÔNG HỆ TH NG 3.1 MỞ ĐẦU H NG Trong chương này, luận văn tập trung vào thiết kế thi công hệ thống điều khiển, giám sát thiết bị xây dựng phần mềm viết ngôn ngữ C kết nối với internet thông qua giao thức MQTT 15 3.2 XÂY DỰNG S ĐỒ KH I HỆ TH NG PC,Laptop Thiết bị gia dụng Khối ngoại vi Khối xử lý trung tâm Khối giao tiếp Inter net Smartphone Khối nguồn Hình 3.1 Sơ đồ kh i hệ th ng Khối xử lý trung tâm: Là trái tim toàn hệ thống, nơi thu nhận, xử lý truyền tải tất thông tin liệu hệ thống Khối xử lý trung tâm nhận lệnh từ kết nối đường truyền internet để điều khiển thiết bị ngoại vi ngược lại, phản hồi trạng thái ngoại vi đến thiết bị đầu cuối Khối giao tiếp Internet: Đóng vai trị cầu nối để liệu di chuyển từ khối trung tâm internet ngược lại Khối ngoại vi: Là cấu chấp hành thông thường quạt, đ n Khối nguồn : Cung cấp nguồn ổn áp cho toàn hệ thống 3.3 S ĐỒ NGUY N LÝ V TRONG HỆ TH NG 3.3 Mạch nguồn a Cơ sở lý thuyết b Yêu cầu c Sơ đồ nguyên lý H NĂNG KH I 16 3.2.2 Khối xử lý trung tâm a Cơ sở lý thuyết b Sơ đồ nguyên lý 3.3.3 Khối giao tiếp qua Internet a Cơ sở lý thuyết b Một số lưu ý thiết kế mạch giao tiếp Ethernet c Chuẩn truyền thông SPI chip ENC424J600 d Chuẩn truyền thông Ethernet chip ENC424J600 e Sơ đồ nguyên lý 17 Nguyên lý hoạt động Nhận liệu: Tín hiệu yêu cầu từ mạng truyền qua cổng RJ45 vào ENC424J600 Chip thiết kế để giải mã tín hiệu chuyển tín hiệu thành liệu lưu vào đệm thu Thông qua giao tiếp SPI, PIC liên tục kiểm tra đệm ENC28J60 Nếu phát có liệu đọc liệu xử lí Truyền liệu: Thông qua giao tiếp SPI, PIC gửi liệu vào đệm phát ENC424J600 Chip mã hóa liệu truyền đường RJ45 đến địa mong muốn Trong mạch này, sử dụng đầu cắm giao tiếp RJ45 HR911105A ANRUN R911105A tích hợp sẵn biến áp cad có đ n led để thông báo trạng thái kết nối mạch 3.3.4 Khối ngoại vi 3.4 XÂY DỰNG PHẦN M M 3.4.1 Stack TCP/IP Microchip cung cấp miễn phí thư viện cơng cụ TCP/IP Stack tối ưu hóa cho dòng PIC18, PIC24, DsPIC PIC32 Stack chia thành nhiều lớp, lớp truy cập trực tiếp service từ nhiều lớp Hình 3.2 Cấu trúc Stack 3.4.2 Thiết kế lớp ứng dụng MQTT lient Stack TCP/IP Microchip hỗ trợ hầu hết giao thức để thiết kế ứng dụng qua giao tiếp Ethernet, với điều kiện 18 đặt đề tài thiết kế ứng dụng điều khiển thiết bị qua internet theo tiêu chí IOT stack chưa hỗ trợ Vì vậy, người nghiên cứu đ thiết kế thêm ứng dụng theo giao thức MQTT theo chuẩn mà IBM đ đưa 3.4.3 Server Hình 3.3 Mơ hình kết n i thiết bị giao th c MQTT Trong giới hạn đề tài, người nghiên cứu sử dụng server broker mosquito Mosquitto broker mã nguồn mở để thực giao thức MQ Telemetry Transport version 1, phương pháp truyền nhận message cách nhẹ (lightweight) Broker phù hợp với ứng dụng giám sát điều khiển thiết bị theo message (machine-to-machine) 3.5 K T LUẬN H NG Chương đ mô tả chi tiết quy trình thiết kế thi cơng hệ thống điều khiển giám sát thiết bị thông qua Internet Luận văn đ thiết kế thi công thành công phần cứng phục vụ cho điều khiển giám sát thiết bị thông qua Internet Cụ thể, hệ thống bao gồm : - Khối xử lý trung tâm với chip PIC24EP512GP806 - Khối giao tiếp Internet với chip ENC424J600 - Khối ngoại vi - Khối nguồn xung ổn áp 19 Các cấu chấp hành kết nối, bổ sung thay sữa chữa đơn giản thông qua board ngoại vi Các module thi công board mạch in cơng nghiệp, đảm bảo tính thẫm mỹ, xác chống nhiễu Các linh kiện lựa chọn kiểu SMD kích thước nhỏ gọn tiêu tán cơng suất thấp, phù hợp cho ứng dụng IoT Hệ thống phần mềm lớp ứng dụng MQTT client viết ngôn ngữ C thông dụng, sử dụng thư viện Stack TCP/IP Microchip Phần mềm điều khiển Web trực quan, sinh động cho phép truy cập dễ dàng từ xa thông qua Smartphone hay PC H NG K T QUẢ V H ỚNG PH T TRIỂN Đ T I MỞ ĐẦU H NG Chương trình bày kết thiết kế mạch - web thực tế quy trình test thử hệ thống để đưa đánh giá nhận xét Từ kết thu được, Luận văn tiếp tục đề xuất ý tưởng phương pháp để nâng cao chất lượng cho hệ thống K T QUẢ Luận văn đ thiết kế thành công board mạch chủ có khả tích hợp IoT, phục vụ cho ứng dụng gia đình Hình 4.1 Board đ ều khiển trung tâm Phần mềm điều khiển viết Web trực quan dễ 20 sử dụng đảm bảo tiêu chí đáp ứng thời gian tốt, sử dụng hiệu tài nguyên phần cứng, đảm bảo tính tin cậy giá thành thấp Hình 4.2 Giao diện đ ều khiển web truy cập qua smartphone QUY TRÌNH TEST THỬ HỆ TH NG Kiểm tra phần cứng - Kiểm tra led báo nguồn để đảm bảo nguồn hoạt động - Khối mạch nguồn đo đạc để đảm bảo điện áp 3.3V cấp cho khối ngoại vi khối giao tiếp - Khối giao tiếp Ethernet kết nối vào cáp Ethernet qua cáp RJ45 Tiến hành kiểm tra led báo cổng RJ45 để đảm bảo kết nối xác Kiểm tra phần mềm - Thực lệnh PING để đảm bảo kết nối phần mềm hoạt động tốt phạm vi mạng LAN - Sử dụng phần mềm Wireshark bắt gói tin để đảm bảo quy trình truyền tin xác - Truy cập giao diện Web từ điện thoại PC, tiến hành kiểm thử hoạt động điều khiển thiết bị qua Internet - Sử dụng giao thức MQTT, thao tác on/off thiết bị thông qua lệnh $mosquito_pub -t den_khach -m on 21 43 Kết nối phần cứng Hình 4.3 Kết n i phần c ng Phần cứng kết nối hình bao gồm mạch điều khiển trung tâm kết nối với cấu chấp hành thử nghiệm bóng đ n 220V Smartphone PC sử dụng để điều khiển thu nhận trạng thái thiết bị Giao tiếp với web a Giao diện phần mềm truy cập từ mạng LAN Hình 4.4 Truy cập thiết bị từ Hình 4.5 Ping thiết bị từ m ng LAN m ng LAN Giao diện điều khiển viết Web, truy cập qua Internet từ Smartphone PC Luận văn tiến hành kết nối thử hệ thống thông qua Ethernet lệnh PING Kết PING thành cơng hình Dùng phầm mềm Wireshark bắt gói liệu Ethernet để kiểm tra ình bên tiến trình gói liệu truyền nhận từ máy tính đến thiết bị 22 Hình Bắt gói tin phần mềm b Giao diện phần mềm truy cập qua Internet Hình 4.7 Giao diện phần mềm truy cập qua Internet c Hoạt động hệ thống Để demo hoạt động broker, người nghiên cứu muốn lập topic để điều khiển bóng đ n phịng khách: /topic/den_khach - Các message: ON: Bật bóng đ n OFF: Tắt bóng đ n Khởi động broker máy tính từ hình lệnh: Hình 4.8 Broker đ c khở động máy tính 23 Tiến trình kết nối client broker: - Client gởi gói tin CONNECT tới broker - Gói CONNACK Broker gửi client mospub/33044hx-hai-PC - Client mospub/33044-hx-hai-PC gửi gói PUBLIS để gởi MESSAGE tới broker topic den_khach (ON OFF) (hình 4.8, hình 4.9) Các kết thực tế thu hình 10 hiển thị trạng thái thực hình - Client mospub/33044-hx-hai-PC gửi gói DISCONNECT kết thúc trình subcription Hình 4.9 Ch y thử lệnh publish từ hình lệnh Hình 4.10 Sử sụn l ent để subscribe topic Hình 4.11 Hình ản đáp ng thực tế hệ th ng 24 Hình 4.12 Thơng tin gói liệu đ c broker ghi nhận 4 K T LUẬN V H ỚNG PH T TRIỂN Đ T I 4 Kết luận Luận văn đ trình bày quy trình cài đặt thực thi lệnh cụ thể cho hệ thống điều khiển, giám sát thiết bị điện thông qua Internet với giao thức MQTT, cốt lõi ứng dụng IoT Luận văn đạt kết đáp ứng yêu cầu thiết kế hệ thống thời gian thực Các thiết bị điều khiển cách xác với đáp ứng bé 1s Thời gian timeout lệnh điều khiển đường truyền Internet 8s Các gói tin thực truyền dẫn theo giao thức MQTT, cấu trúc ngắn gọn đơn giản, cụ thể gói tin bao gồm file header byte liệu; phù hợp cho ứng dụng băng thông thấp 4 Hướng phát triển đề tài - Tiến hành nâng cao chất lượng dịch vụ với mức QoS cao - Phát triển chế bảo mật cho hệ thống - Tích hợp hệ thống cảm biến thông minh giúp quản lý điều khiển hệ thống hồn tồn tự động - Tích hợp với sở hạ tầng nhiều lĩnh vực quản lý đường bộ, quản lý thông số ngành nông nghiệp để tạo hệ thống giám sát trực tuyến vận hành hệ thống tự động ... thi? ??t bị theo message (machine-to-machine) 3.5 K T LUẬN H NG Chương đ mô tả chi tiết quy trình thi? ??t kế thi cơng hệ thống điều khiển giám sát thi? ??t bị thông qua Internet Luận văn đ thi? ??t kế thi. .. thống điều khiển, giám sát thi? ??t bị thông qua Internet * mv n n u - Lý thuyết tổng quan hệ thống Internet of Things - Nghiên cứu mơ hình OSI TCP/IP - Lý thuyết tổng quan phần mềm nhúng vi điều... hồi trạng thái hoạt động thi? ??t bị Các bước tiến hành cụ thể sau: + Thu thập, phân tích tài liệu thông tin liên quan đến đề tài + Thi? ??t kế thi công hệ thống phần cứng thi? ??t bị điều khiển + Sử