Đồ án hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh

Đồ án hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh Đồ án hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh Đồ án hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh Đồ án hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh Đồ án hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh Đồ án hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh Đồ án hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh Đồ án hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh Đồ án hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh Đồ án hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

====o0o===

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài: Hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh cho cây tía tô xanh

Hà Nội, 06 - 2018

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Tên đồ án: Hệ thống điều khiển tự động vườn thông minh cho cây tía tô xanh

Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây: Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)

Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)

1

Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và

các giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như

phạm vi ứng dụng của đồ án

1 2 3 4 5

2 Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế) 1 2 3 4 5

Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)

5

Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương pháp

thực hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một cách có hệ

thống

1 2 3 4 5

7

Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa

kết quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung cấp

lập luận để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện trong

tương lai

1 2 3 4 5

Kỹ năng viết (10)

8 Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương

logic và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, được

đánh số thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong đồ án,

1 2 3 4 5

có căn lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu

chương và kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có

trích dẫn đúng quy định

Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)

10a

Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải

SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa

học (quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng

phát minh sáng chế

5

10b

Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên

nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở

lên/Đạt giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc gia và quốc tế

khác về chuyên ngành như TI contest

2

Điểm tổng quy đổi về thang 10

3 Nhận xét thêm của Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét về thái độ và tinh thần làm việc của sinh viên)

Ngày: / /201

(Ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Giảng viên đánh giá:

Tên đồ án: Hệ thống tự động điều khiển vườn thông minh cho cây tía tô xanh

Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây: Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)

Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)

1

Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và

các giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như

phạm vi ứng dụng của đồ án

1 2 3 4 5

2 Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc tế) 1 2 3 4 5

Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)

5

Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương pháp

thực hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một cách có hệ

thống

1 2 3 4 5

7

Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa

kết quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung cấp

lập luận để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện trong

tương lai

1 2 3 4 5

Kỹ năng viết (10)

8

Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương

logic và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, được

đánh số thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong đồ án,

có căn lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu

chương và kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo và có

trích dẫn đúng quy định

1 2 3 4 5

Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa

Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)

10a

Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt giải

SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa

học (quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng

phát minh sáng chế

5

10b

Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên

nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở

lên/Đạt giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc gia và quốc tế

khác về chuyên ngành như TI contest

2

Điểm tổng quy đổi về thang 10

3 Nhận xét thêm của Thầy/Cô

Ngày: / / 201 Người nhận xét (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI NÓI ĐẦU

Như chúng ta đã biết IoT (Internet Of Things) đã và đang trở thành chủ đềđược nhắc đến và quan tâm trong nhiều lĩnh vực đời sống hằng ngày Nó đã trởthành một xu thế tất yếu đối với sự phát triển của thế giới ngày nay không chỉ trongchính trị, văn hóa xã hội và an ninh mà còn cả trong phát triển kinh tế các quốc gia.Đối với nước ta, kể từ khi tiến hành công cuộc đổi mới, áp dụng khoa họccông nghệ vào trong nuôi trồng sản xuất, đời sống và thu nhập của người dân khôngngừng được cải thiện, diện mạo kinh tế xã hội có những thay đổi căn bản Gần đây

mô hình nuôi trồng cây tía tô xanh xuất khẩu sang Nhật bản đem lại lợi nhuận kinh

tế cao Đây chính là cơ hội giúp nước ta giao lưu nền khoa học công nghệ thế giới

và cũng tạo điều kiện cho nền kinh tế nông nghiệp nước ta phát triển

Trước những yêu cầu thực tế của xã hội đặt ra, với những kiến thức tiếp thuđược khi theo học tại Viện Điện Tử - Viễn Thông Đại Học Bách Khoa Hà Nội vàvới sự hướng dẫn của thầy , nhóm thực hiện đã chọn đề tài “Hệ thống tự động điềukhiển vườn thông minh cho cây tía tô xanh” để làm Đồ Án Tốt Nghiệp

Qua đây nhóm thực hiện xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướngdẫn TS Thầy đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và giúp đỡ nhóm thực hiệntrong suốt thời gian thực hiện Đồ Án Tốt Nghiệp

Trong quá trình thực hiện, nhóm thực hiện đã cố gắng để đạt được kết quả tốtnhất Tuy nhiên do còn những hạn chế về mặt kiến thức và kinh nghiệm nên khôngthể tránh khỏi những thiếu sót Nhóm thực hiện rất mong quý thầy cô và các bạn cónhững đóng góp để Đồ Án Tốt Nghiệp của nhóm thực hiện được hoàn thiện hơn.Nhóm thực hiện xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 30 tháng 5 năm 2018

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Trong đồ án tốt nghiệp, nhóm thực hiện thiết kế hệ thống tự động điều khiểncho vườn cây tía tô xanh nhằm đo đạc, điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm môi trường phùhợp với loài cây tía tô và kiểm tra giám sát dữ liệu trên trang Web

Dữ liệu nhiệt độ, độ ẩm môi trường được đo qua cảm biến DHT11 Sau khinhận dữ liệu qua khối xử lý sẽ điều chỉnh nhiệt độ môi trường bằng cách bật tắt đènlàm thay đổi nhiệt độ môi trường, điều chỉnh độ ẩm bằng bật tắt máy phun sươngsao cho duy trì nhiệt độ độ ẩm thích hợp cho cây tía tô phát triển là nhiệt độ từ 33-

được hiển thị trên màn hình LCD, gửi lên trang Web quản lý vườn thông minh, vẽbiểu đồ và lưu trữ dữ liệu

Nhóm thực hiện chia đề tài thành ba chương chính với nội dung như sau:

- Chương 1: Nhóm thực hiện giới thiệu chung về đề tài, đặc điểm sinh học

của cây tía tô và cơ sở lý thuyết mạng máy tính, Wifi

- Chương 2: Nhóm thực hiện trình bày quy trình thực hiện thiết kế mạch và

thiết kế trang Web

- Chương 3: Nhóm thực hiện sẽ tiến hành thực nghiệm, đánh giá kết quả đạt

được và đưa ra ý kiến, giải pháp

ABSTRACT

In our graduation project, we designed the automatic control system for thegreen perilla plant to measure and adjust the temperature, humidity environmentsuitable for perilla plants and monitor the data on webpage

The temperature and humidity data are measured by the DHT11 sensor Afterreceiving the data through the treatment block, the ambient temperature is adjusted

by turning the lamp on and off to change the ambient temperature by turn off themist sprayer to maintain the appropriate moisture temperature for the perilla

same time, the measured temperature and humidity data will be displayed on theLCD, sent to the Smart Garden Management Web site, charting and data storage.

We divide the topic into three main chapters as bellow:

- Chapter 1: Introduction to the topic, biology of perilla and general theory ofcomputer networks, Wifi

- Chapter 2: We present the process of implementing and designing the circuit,designing the website

- Chapter 3: We will conduct experiments, evaluate results and give opinions,solutions

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

TÓM TẮT ĐỒ ÁN 2

DANH SÁCH HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU 6

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT 8

PHÂN CHIA CÔNG VIỆC 9

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 10

1 Lý do chọn đề tài 10

1.1 Yêu cầu chức năng 11

1.2 Yêu cầu phi chức năng 11

2 Đặc điểm cây tía tô 11

2.1 Đặc điểm hình thái 11

2.2 Đặc điểm gieo trồng 13

2.3 Ứng dụng của cây tía tô xanh 14

3 Cơ sở lý thuyết chung 14

3.1 Tổng quan về mạng máy tính 14

3.2 Tổng quan về wifi 20

3.3 Xu hướng phát triển Internet of Things 22

3.4 Khái niệm về thiết kế Web 25

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH THỰC HIỆN VÀ THIẾT KẾ 29

1 Sơ đồ nguyên lý thiết kế mạch 29

2 Sơ đồ khối 31

3 Chi tiết từng khối 31

3.1 Khối nguồn 31

3.2 Khối xử lý và relay 32

3.3 Khối cảm biến 35

3.4 Khối hiển thị 37

3.5 Khối nút bấm 43

3.6 Lựa chọn linh kiện 43

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ THỰC HIỆN VÀ THẢO LUẬN 46

1 Kết quả thực nghiệm 46

1.1 Mạch nguyên lý 46

1.2 Thiết kế PCB 47

1.3 Thiết kế trang Web 48

1.4 Kết quả thực tế 49

2 Đánh giá sản phẩm 50

KẾT LUẬN 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

DANH SÁCH HÌNH VẼ, BẢNG BI

Hình 1 1 Cây tía tô xanh 12

Hình 1 2 Cây tía tô tím 12

Hình 1 3 Kích cỡ tiêu chuẩn xuất khẩu của lá tía tô xanh 14

Hình 1 4 Sơ đồ mạng lưới Internet 15

Hình 1 5 Sự xuất hiện của WWW 17

Hình 1 6 Sự liên kết của User – ISP – Internet .20

Hình 1 7 Mô hình một mạng WiFi đơn giản 21

Hình 1 8 Web Server 26

Hình 1 9 Cấu trúc một đoạn CSS 27Y Hình 2 1 Sơ đồ nguyên lý tổng quan 29

Hình 2 2 Sơ đồ khối của mạch 31

Hình 2 3 Khối nguồn của mạch điều khiển 32

Hình 2 4 Khối xử lý 32

Hình 2 5 Khối relay điều khiển đầu ra 33

Hình 2 6 Module ESP8266 ESP-07 34

Hình 2 7 Khối cảm biến 35

Hình 2 8 Cảm biến DHT11 35

Hình 2 9 Tín hiệu xử lý của DHT11 36

Hình 2 10 Khối hiển thị LCD 1602 38

Hình 2 11 Hình ảnh LCD1602 38

Hình 2 12 Tổng quan mô hình web 40

Hình 2 13 Hiển thị nhiệt độ trên Web 41

Hình 2 14 Hiển thị độ ẩm trên trang Web 41

Hình 2 15 Hiển thị biểu đồ độ ẩm 42

Hình 2 16 Hiển thị biểu đồ nhiệt độ 42

Hình 2 17 Hình ảnh trạng thái thiết bị 42

Hình 2 18 Khối jump và nút bấm của mạch 43

Hình 3 1 Mạch nguyên lý 46

Hình 3 2 Mạch layout 2D 47

Hình 3 3 Mạch layout 3D 47

Hình 3 4 Chương trình Xampp 48

Hình 3 5 Hình ảnh mô phỏng trang Web 48

Hình 3 6 Hình ảnh sản phẩm thực tế 49

Hình 3 7 Kết quả hiển thị trên LCD 49

Hình 3 8 Kết quả hiển thị trên Web 50

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

Tên viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt

Agency Network

Mạng lưới cơ quan với các đề ánnghiên cứu tân tiến

Protocol/ Internet Protocol

Các giao thức điều khiển truyềnthông giữa các máy tính trên Internet

kết nối Internet

Nhận dạng qua tần số vô tuyến

PHÂN CHIA CÔNG VIỆC

- Khả năng giao tiếp,thuyết trình

- Hạn chế về mặt thời gian (học tậptrên trường ĐHBK)

Thứ 4Thứ 7Chủ nhật

- Cẩn thận tỉ mỉ

- Còn hạn chế về mặt thời gian

Thứ 4Thứ 6Thứ 7Chủ nhật

Phân chia công việc

ST

T Công việc Mô tả công việc Người thực hiện thích Chú

Đặng Đình Tráng

Đặng Đình Tráng

khối của

mạch

- Thiết kế sơ đồ khối

- Vẽ sơ đồ nguyên lý, môphỏng

Nguyễn Hồng Hải

Đặng Đình Tráng

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

Đặt vấn đề

Trong chương này, nhóm thực hiện sẽ trình bày về lý do chọn đề tài gồm cácyêu cầu chức năng, phi chức năng của mạch điều khiển Đồng thời trình bày nhữngđặc điểm sinh học cơ bản của cây tía tô, những cơ sở lý thuyết chung về mạng máytính, wifi, Internet of things và những khái niệm về thiết kế web Từ đó làm cơ sở

để thực hiện đề tài

1 Lý do chọn đề tài

Vấn đề thực tế hiện nay, lá tía tô xanh là một thứ gia vị vô cùng quan trọng đốivới Nhật Bản Trong y học Nhật Bản nó được coi là thảo dược quý hiếm Trong ẩmthực, tía tô được sử dụng như thứ gia vị đi kèm với hải sản tươi sống trong các món

ăn truyền thống như sushi, sashimi Nắm bắt được tình hình đó, Việt Nam đã mạnhdạn đầu tư trồng lá tía tô xuất khẩu đi thị trường đất nước Nhật Bản Đây chính làmột lĩnh vực đầy tiềm năng của xuất khẩu nông sản Việt Nam

Chúng ta đã xuất khẩu thành công nhiều lô tía tô xanh sang Nhật Bản nhiềunăm nay với giá trung bình 500 - 700 đồng/lá Tuy là giá thành bán cao nhưng chiphí đầu tư ban đầu cũng rất lớn Với diện tích khoảng 10ha tổng vốn đầu tư vàokhoảng 150 tỷ đồng cho các chi phí mua máy móc, lắp đặt vận hành và bảo dưỡngtrang thiết bị Tất cả máy móc và trang thiết bị phần lớn đều do con người vận hành.Theo tính toán, nếu áp dụng đúng theo quy trình thì trung bình 1ha trồng tía tô

sẽ cho thu hoạch khoảng 17 - 18 triệu lá, doanh thu khoảng hơn 11 tỷ đồng/ha/năm.Tuy nhiên, năng lực thị trường hiện nay mới đáp ứng được khoảng 8% nhu cầu tiêudùng của người dân Nhật Bản Do đó, còn rất nhiều tiềm năng mở ra đối với loạicây trồng mới này

Trước những thực tế đặt ra, nhóm thực hiện thiết kế ra mạch tưới nước bằng

hệ thống phun sương, kết hợp giám sát nhiệt độ độ ẩm ở thời gian thực tế, kíchthích cho cây trồng phát triển nhanh hơn

1.1 Yêu cầu chức năng

1.2 Yêu cầu phi chức năng

Nguồn gốc cây tía tô

Cây tía tô hay còn có tên gọi khác là Tử tô, Tô diệp

Tên tiếng Anh là Perilla mint, Perrila mint, Beefsteak plant, Wild basil

Tên khoa học là Perilla frutescens (L.) BRITTON, 1894

Đặc điểm hình thái cây tía tô

Thân: Cây thảo sống lâu năm, cao 0,3 đến 1m Thân vuông có rãnh dọc và cólông, có tinh dầu thơm

Lá mọc đối, có cuống dài, mép khía răng, mặt trên xanh lục, mặt dưới tím tía,

có khi hai mặt đều tía, nâu hay màu xanh lục có lông nhám tùy theo giống

Hoa nhỏ mọc thành xim co ở đầu cành, màu trắng hay tím, mọc đối, 4 tiểu nhịkhông thò ra ngoài hoa.

Quả bé, hình cầu, màu nâu nhạ thường ra hoa quả trong khoảng tháng 9 đếntháng 10

Hình 1 1 Cây tía tô xanh [1]

Hình 1 2 Cây tía tô tím [2]

Đặc biệt, loại lá tía tô xuất khẩu là tía tô giống của Nhật Bản Loại tía tô này

có lá màu xanh, không phải loại lá tím thường thấy ở Việt Nam Các quy trình trồngcây tía tô đều phải tuân thủ theo đúng kỹ thuật, công nghệ, từ việc chọn giống, gieotrồng, chăm sóc đến thu hoạch và được chuyên gia Nhật Bản hướng dẫn chặt chẽ,nghiêm ngặt

Bên cạnh yêu cầu khắt khe về kỹ thuật khi trồng, các lá tía tô còn phải đượcthu hoạch đúng ngày tuổi và có kích cỡ đều tăm tắp, không được rách, nát Vớinhững lá để quá lứa phải hái bỏ

2.2 Đặc điểm gieo trồng

Lựa chọn giống cây là cây tía tô xanh của Nhật Bản

Lựa chọn nguồn nước đạt tiêu chuẩn (nguồn nước sông sạch) để có thể cungcấp cho diện tích trồng lớn

Chất đất phù hợp với cây tía tô (hiện nay đã thực hiện trên xã Lâm Thao,huyện Lương Tài, thành phố Bắc Ninh và một số tỉnh thành khác)

Cây trồng được trồng trong khung nhà ni lông thấm nước một chiều Có quạtthông gió, đèn điện, hệ thống phun sương, bẫy côn trùng Đặc biệt, sử dụng 100%phân bón hữu cơ, không sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu.Cây tía tôđược gieo trồng khoảng một tháng trong nhà màn, nhiệt độ thích hợp cho cây phát

triển là từ 33- 35°C.

Độ ẩm phù hợp với sự phát triển của cây là lớn hơn 70% Ở điều kiện này sẽ

kích thích cho cây phát triển nhanh, sớm được thu hoạch Cây trồng được tưới nướcbằng hệ thống phun sương, nuôi gà ếch và sử dụng đèn bắt côn trùng để diệt trừ sâubệnh

Việc gieo trồng cây tía tô được thực hiện nghiêm ngặt, khi thu hoạch cũngphải tuân thủ theo đúng quy trình thu hoạch, bảo quản, đóng gói tỉ mỉ từng chiếc lá.Theo đó, lá tía tô đủ điều kiện xuất khẩu là từ lá thứ 7 trở lên của cây, đảm bảokích cỡ từ 6 - 8cm, những chiếc lá già bị hái bỏ Sau thu hoạch, vài ngày sau lá nonphát triển đạt kích cỡ như yêu cầu thì mới được hái tiếp

Những lá tía tô sau khi hái được phân loại kích cỡ, sơ chế rồi cho vào kholạnh Trước khi đưa vào nhà lạnh những chiếc lá sẽ được công nhân rà soát để đảmbảo lá đều, không rách

Sau 5 tiếng được đặt trong nhà lạnh ở nhiệt độ 10°C, lá trở nên cứng, giữ được

độ tươi và chuyển đến Nhật Bản

Hình 1 3 Kích cỡ tiêu chuẩn xuất khẩu của lá tía tô xanh [3]

2.3 Ứng dụng của cây tía tô xanh

Một trong những công dụng của cây tía tô không phải ai cũng biết đó là chữabệnh, cây có thể dùng chữa mẩn ngứa, làm đẹp da, chữ ho cảm, chữa cảm lạnh vànhiều bệnh khác

Cây tía tô vừa có thể trồng làm rau và làm cảnh rất đẹp

Hiện nay, ngoài những công dụng nêu trên, cây tía tô còn góp một phần trongviệc phát triển triển tiềm năng kinh tế nước ta chính là trồng xuất khẩu tía tô sangnước ngoài, cụ thể đó là Nhật Bản Đây là chính là tiềm năng và cơ hội phát triểnkinh tế nông nghiệp của nước ta

3 Cơ sở lý thuyết chung

3.1 Tổng quan về mạng máy tính

Mạng máy tính còn được gọi là Internet, đây là một hệ thống thông tin toàncầu gồm nhiều máy tính, mạng máy tính kết nối với nhau Hệ thống này truyềnthông tin theo gói dữ liệu, dựa trên một giao thức đã được chuẩn hóa (giao thứcInternet Protocol) Internet là tập hợp các mạng máy tính nhỏ hơn (WAN) của cácđơn vị tư nhân, doanh nghiệp, trường học kết nối với nhau và có thể truy cập côngcộng

Mạng Internet đã và đang mang lại rất nhiều tiện ích hữu dụng cho người sửdụng, một trong các tiện ích phổ thông của Internet là hệ thống trò chuyện trựctuyến (chat), thư điện tử (email), công cụ tìm kiếm (search engine), các dịch vụchính trị, thương mại, y tế cũng như các dịch vụ về giáo dục như chữa bệnh từ xahoặc tổ chức các lớp học online Chúng cung cấp một khối lượng thông tin và dịch

vụ khổng lồ trên Internet

Hình 1 4 Sơ đồ mạng lưới Internet[4]

Nguồn dữ liệu thông tin là vô cùng lớn kèm theo các dịch vụ tương ứng chính

là các tài liệu khác trong WWW (World Wide Web) và hệ thống các trang Web liênkết với nhau Trái với một số cách sử dụng thường ngày, Internet và WWW khôngđồng nghĩa Internet là tập hợp các máy tính liên kết với nhau bằng một phươngthức nào đó, còn Web là một tập hợp vô số các tài liệu kiên kết với nhau bằng cácđịa chỉ URL và các siêu liên kết (hyperlink), nó có thể được truy nhập bằng cách sửdụng Internet Người dùng khi sử dụng thường hay nhầm lẫn giữa hai khái niệmnày.Tuy nhiên việc này không có gì khó hiểu bởi Web chính là môi trường giao tiếp

Giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ngàycàng thể hiện rõ các điểm mạnh của nó, quan trọng nhất là khả năng liên kết cácmạng khác nhau với nhau một cách dễ dàng Chính điều này cùng với các chínhsách có phần dễ chịu hơn của các chính phủ đã cho phép các mạng dùng cho nghiêncứu và thương mại kết nối được với Arpanet, thúc đẩy nhanh chóng việc tạo ra mộtsiêu mạng (SuperNetwork) Năm 1980, Arpanet được đánh giá là mạng trụ cột củaInternet.

Một trong những mốc lịch sử quan trọng của Internet là được xác lập vào giữathập niên 1980, khi đó tổ chức khoa học quốc gia Mỹ NSF thành lập mạng liên kếtcác trung tâm máy tính lớn với nhau gọi là NSFNET Nhiều doanh nghiệp đãchuyển từ Arpanet sang NSFNET và do đó sau gần 20 năm hoạt động, Arpanetkhông còn hiệu quả, ngừng hoạt động vào khoảng năm 1990

Sự hình thành mạng xương sống của NSFNET và những mạng vùng khác đãtạo ra một môi trường thuận lợi cho sự phát triển của Internet Tới năm 1995,NSFNET thu lại thành một mạng nghiên cứu trong khi Internet thì vẫn tiếp tục pháttriển

Với khả năng kết nối mở như vậy, Internet đã trở thành một mạng lớn nhấttrên thế giới, mạng của các mạng, xuất hiện trong mọi lĩnh vực thương mại, chínhtrị, quân sự, nghiên cứu, giáo dục, văn hoá, xã hội… Cũng từ đó, các dịch vụ trênInternet không ngừng phát triển tạo ra cho nhân loại một thời kỳ mới: kỷ nguyênthương mại điện tử trên Internet [4]

Sự xuất hiện của World Wide Web (WWW)

Năm 1991, Tim Berners Lee ở Trung tâm nghiên cứu nguyên tử châu Âu(CERN) phát minh ra World Wide Web (WWW) dựa theo một ý tưởng về siêu vănbản được Ted Nelson đưa ra từ năm 1985 Có thể nói đây là một cuộc cách mạngtrên Internet vì người ta có thể truy cập, trao đổi thông tin một cách dễ dàng

Hình 1 5 Sự xuất hiện của WWW [5]

Năm 1994 là năm kỉ niệm lần thứ 25 ra đời ARPANET, NIST đề nghị thốngnhất dùng giao thức TCP/IP WWW đã trở thành dịch vụ phổ biến thứ 2 sau dịch vụFTP Kể từ đó những hình ảnh video đầu tiên được truyền đi trên mạng Internet.World Wide Web, gọi tắt là Web hhay WWW, mạng lưới toàn cầu là mộtkhông gian thông tin toàn cầu mà mọi người có thể truy nhập (đọc và viết) qua cácmáy tính được kết nối với mạng Internet

Các tài liệu trên World Wide Web được lưu trữ trong một hệ thống siêu vănbản (hypertext), nằm trong các máy tính trên mạng Internet Người dùng phải sửdụng một chương trình được gọi là trình duyệt web (web browser) để xem chúng.Chương trình này sẽ nhận các thông tin (documents) tại ô địa chỉ (address) do người

sử dụng yêu cầu (thông tin trong ô địa chỉ được gọi là tên miền (domain name)), rồisau đó chương trình sẽ tự động gửi thông tin đến máy chủ (web server), nhận dữliệu và hiển thị trên màn hình máy tính của người dùng Người dùng có thể theo cácliên kết siêu văn bản (hyperlink) trên mỗi trang web để dẫn đến các tài liệu kháchoặc gửi thông tin phản hồi theo máy chủ trong một quá trình tương tác Hoạt độngtìm kiếm thông tin theo các siêu liên kết thường được gọi là duyệt Web

Quá trình này cho phép người dùng có thể truy cập các trang web để lấy thông

Những cột mốc quan trọng của Internet:

1991: Web Father, Tim Berners-Lee phát minh World Wide Web (WWW).1995: Amazon được thành lập bởi Jeff Bezos Cho đến nay, Amazon vẫn đượcđánh giá là một trong những công ty thương mại điện tử thành công và có quy môlớn

Trong thời gian này, nhiều công ty bắt đầu nghiên cứu côn nghệ tìm kếm đượcthành lập như Alta Vista, Infoseek, Excite

1996: Yahoo! Được đưa lên sàn chứng khoán Yahoo nổi tiếng với dịch vụ tìmkiếm, danh bạ, nội dung số, dịch vụ nhóm thực hiệnail và tin nhắn nhanh (InstantMessenger)

1997: thành lập chuẩn MP3 đã làm cho các tập tin âm nhạc và âm thanh dễdàng được truyền đi trong môi trường internet Mở đường cho công nghệ giải trítrên internet

Trong thời gian này, thuật ngữ “search engine optimization”(Tối ưu hóa chocông cụ tìm kiếm) được sử dụng đầu tiên trên một diễn đàn

1998: Google được thành lập bởi Larry Page và Sergey Brin Mặc dù côngnghệ tìm kiếm trên internet đã được nhiều công ty nghiên cứu phát triển trước đó,nhưng sản phẩm tìm kiếm của Google mới chính là điều mà người dùng internetthực sự mong đợi Cho đến ngày nay, công cụ tìm kiếm của Google vẫn là công cụtìm kiếm được người dùng sử dụng nhiều nhất Sự ra đời của Google đã giúp chongười dùng Internet khai thác thông tin dễ dàng hơn, và giúp cho các website cónhiều cơ hội hơn để tiếp cận với người dùng Internet

1999: Peter Merholz đưa ra khái niệm “blog” Một cách đọc tắt của cụm từWeb log Từ đây việc làm ra một website đã dễ dàng hơn, và người dùng có thể sửdụng Internet làm nơi viết nhật ký Về sau Blog không còn đơn giản là những nhật

ký riêng trên Internet mà còn là nơi chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm, quan điểm cánhân… và trở thành một công cụ quan trọng của truyền thông xã hội

2000: Google AdWords, dịch vụ quảng cáo trên Google ra đời Quảng cáo trênGoogle Adwords lú đó tính tiền theo CPM (số lượt xuất hiện của quảng cáo).

2002: Google AdWords thay đổi cách tính tiền thành PPC (Pay per click) Vềsau, đây là một trong những hình thức quảng cáo được nhiều người làm marketingyêu chuộng nhất

2003: eBay topples Amazon as the most visited UK web site

2006: Google mua lại YouTube với giá 1.6 tỷ USD Mở ra một thời kỳ mới

về xem phim và chia sẻ phim ảnh qua mạng Internet

2006: Facebook chính thức mở cửa cho người dùng đăng ký Khái niệm mạng

xã hội trở nên quen thuộc hơn với người dùng Internet Truyền thông mạng xã hộibắt đầu phát triển mạnh mẻ Vai trò của người dùng Internet trong truyền thôngđược đánh giá cao Quyền lực của người dùng Internet cũng tăng lên

Time Magazine đã bầu chọn “You” (người dùng internet) là nhân vật của năm

vì những hoạt động online của người dùng Internet

2007: Iphone ra đời, mở ra một chương mới của điện thoại thông minh, từ đây

sự gắn kết của truyền thông di động và Internet càng chặt chẽ hơn

2008: Thế giới có 1.4 tỷ người dùng Internet

2011: Thế giới có hơn 2 tỷ người sử dụng Internet

Hình 1 6 Sự liên kết của User – ISP – Internet [6]

ISP (Internet Service Provider) là nhà cung cấp dịch vụ Internet Các ISP phảithuê đường và cổng của một IAP Các ISP có quyền kinh doanh thông qua các hợpđồng cung cấp dịch vụ Internet cho các tổ chức và các cá nhân

Các loại ISP dùng riêng được quyền cung cấp đầy đủ các dịch vụ Internet.Điều khác nhau duy nhất giữa ISP và ISP riêng là không cung cấp dịch vụ Internetvào mục đích kinh doanh Người dùng chỉ cần thoả thuận với một ISP hay ISP riêngnào đó về các dịch vụ được sử dụng và thủ tuc thanh toán được gọi là thuê baoInternet

Ở Việt Nam hiện này có thể kể đến một số đơn vị ISP lớn như VNPT, FPT,Viettel và CMC

3.2 Tổng quan về wifi

Wifi viết tắt từ Wireless Fidelity hay mạng 802.11 là một chuẩn kết nối

Internet thông qua sóng vô tuyến giống như điện thoại di dộng hay truyền hình Cácsóng vô tuyển sử dụng trong WiFi có thể nhận và chuyển các sóng vô tuyến, chuyểnđổi sang mã nhị phân với các bit 0,bit 1 Nhờ việc không cần cáp kết nối cũng nhưviệc lắp đặt dễ dàng, giá cả phù hợp mà WiFi giờ đây đã trở thành một trong những

Hình 1 7 Mô hình một mạng WiFi đơn giản [7]

Wifi truyền và phát tín hiệu ở dải tần số từ 2.4Ghz cho tới 5Ghz, dải này caohơn so với sóng di động và truyền hình Tần số cao hơn giúp tín hiệu mang đượcnhiều thông tin hơn Chuẩn 802.11 của WiFi cũng bao gồm nhiều loại khác nhaunhư 802.11a/b/g/n, mỗi chuẩn lại phát ở một tần số khác nhau và lượng thông tin cóthể truyền được trong một đơn vị thời gian là khác nhau.Các sóng vô tuyến sử dụngtrong WiFi gần giống với các sóng vô tuyến sử dụng cho các thiết bị cầm tay, tuynhiên có một vài điểm khác:

Wifi phát tín hiệu ở dải 2.4Ghz - 5Ghz, dải này cao hơn so với các tần số sửdụng cho điện thoại di dộng, truyền hình, giúp truyền tải được lượng thông tin caohơn

Để có thể thu nhận được tín hiệu sóng WiFi, ngoài việc thiết bị cần nằm trongvùng phủ sóng, thì cần phải có 1 bộ thu không dây (Adapter) để kết nối vào mạng,

bộ này tích hợp sẵn trên laptop, máy tính để bản….hoặc được thiết kế dưới dạngmodule, PCI-Express card Khi đã có Adapter và trình điều khiển (driver) thiết bị đã

có thể phát hiện và truy nhập vào các mạng không dây hiện sẵn có

3.3 Xu hướng phát triển Internet of Things.

3.3.1 Khái niệm IoT

Trong thời gian gần đây chúng ta rất hay thấy một cụm từ xuất hiện trên mạng,

đó là "Internet of Things" Đây là một khái niệm khá mới mẻ với hầu hết ngườidùng thông thường mặc dù nó đã được ra đời cách đây khá lâu Nói ngắn gọi, nó làmột tập hợp nhiều thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với Internet và với thế giớibên ngoài để thực hiện một công việc nào đó

IoT là thuật ngữ dùng để chỉ các đối tượng có thể được nhận biết (Identifiable)cũng như chỉ sự tồn tại của chúng trong một kiến trúc mang tính kết nối Cụm từnày được đưa ra bởi Kevin Ashton vào năm 1999 Ông là một nhà khoa học đã sánglập ra Trung tâm Auto-ID ở đại học MIT, nơi thiết lập các quy chuẩn toàn cầu choRFID (một phương thức giao tiếp không dây dùng sóng radio) cũng như một số loạicảm biến khác IoT sau đó cũng được dùng nhiều trong các ấn phẩm đến từ cáchãng và nhà phân tích

Vào tháng 6 năm 2009, Ashton từng cho biết rằng "hiện nay mạng máy tínhhay Internet gần như phụ thuộc hoàn toàn vào con người để chuyển tải dữ liệu Gầnnhư tất cả trong số hơn 50 PetaByte dữ liệu đang có trên Internet (vào thời điểm đó)

chữ, nhấn nút, chụp ảnh, quét mã vạch " Con người chính là nhân tố quyết địnhtrong thế giới Internet hiện nay Thế nhưng con người lại có nhiều nhược điểm:chúng ta chỉ có thời gian hạn chế, khả năng tập trung và độ chính xác không thể sosánh được với máy móc Điều đó có nghĩa là chúng ta không giỏi trong việc thuthập thông tin về thế giới xung quanh, và đây là một vấn đề lớn cần giải quyết.

Ví dụ đơn giản như sau: chiếc tủ lạnh thông thường của bạn không được kếtnối với thiết bị nào khác Nếu chúng ta muốn ghi lại sự thay đổi nhiệt độ ở từng thờiđiểm của tủ, chúng ta chỉ có cách ghi lại thủ công rồi nhập vào một máy tính haythiết bị lưu trữ nào đó việc đó thực sự mất thời gian và độ chính xác không cao Haynhư bóng đèn Neon ở nhà chẳng hạn, chúng ta muốn thu thập dữ liệu, điều chỉnh độsáng của nó thì phải đo thủ công rồi ghi lại

Còn nếu như máy tính có khả năng giúp con người thu thập tất cả những dữliệu về mọi thứ xung quanh, chúng ta có thể "theo dõi và đếm mọi thứ, giúp giảmđáng kể hao phí cũng như chi phí Chúng ta sẽ biết chính xác tình trạng của thiết bị,biết khi nào các vật dụng cần phải sửa chữa hoặc thay thế; khi nào chúng còn mới

và khi nào thì chúng hết hạn sử dụng Bên cạnh đó chúng ta có thể kiểm soát chúngmọi lúc mọi nơi IoT có tiềm năng thay đổi thế giới, giống như cách mà Internet đãthay đổi cuộc sống của chúng ta Ngôi nhà thông minh với các bóng đèn thôngminh, máy giặt thông minh, tủ lạnh thông minh, có thể xem là bước đầu của IoTbởi chúng đều được liên kết với nhau và/hoặc liên kết vào Internet

3.3.2 Xu hướng và tính chất của The Internet of Things

Sự thông minh

Sự thông minh và tự động trong điều khiển thực chất không phải là một phầntrong ý tưởng về IoT Các máy móc có thể dễ dàng nhận biết và phản hồi lại môitrường xung quanh (Ambient intelligence), chúng cũng có thể tự điều khiển bảnthân (Autonomous control) mà không cần đến kết nối mạng Tuy nhiên, trong thờigian gần đây người ta bắt đầu nghiên cứu kết hợp hai khái niệm IoT và autonomous