Hệ thống đo kiểm chất lượng không khí sử dụng công nghệ truyền sóng lora

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ SỬ SỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN SĨNG LORA Phần 4/6: Xây dựng hệ thống hiển thị biểu diễn thông số môi trường Website Giảng viên hướng dẫn: ThS LÊ THỊ CÚC Sinh viên thực : HOÀNG THỊ NHUNG Lớp : K16B Khoá : 2013 – 2017 Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Hà Nội, tháng 05 năm 2017 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN SĨNG LORA Phần 4/6: Xây dựng hệ thống hiển thị biểu diễn thông số môi trường Website Giảng viên hướng dẫn: ThS LÊ THỊ CÚC Sinh viên thực : HOÀNG THỊ NHUNG Lớp : K16B Khoá : 2013 – 2017 Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Hà Nội, tháng 05 năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI Độc lập - Tự - Hạnh phúc - NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: HỒNG THỊ NHUNG Khố: 2013-2017 Lớp: K16B Khoa: Công nghệ điện tử thông tin Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật điện tử,Truyềnthơng Hệ đào tạo:Đại học quy Tên đề tài đồ án: “HỆ THỐNG ĐO KIỂMCHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN SĨNG LORA” Phần 4/6: Xây dựng hệ thống hiển thị biểu diễn thông số môi trường Website Các số liệu liệu ban đầu: • Kiến thức ngơn ngữ lập trình C, C++, PHP • Kiến thức lập trình ứng dụng • Dựa vào tài liệu tham khảo https://vi.wikipedia.org kiến thức học để hoàn thành báo cáo cách đầy đủ hoàn chỉnh Đồng thời tương lai em hi vọng đề tài nhanh chóng nghiên cứu hồn thành để sớm đưa vào thực tiễn Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 19/12/2016 Ngày hoàn thành đồ án: 06/05/2017 Ngày tháng năm 2017 Giảng viên hướng dẫn Ths Lê Thị Cúc BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI - BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên: HỒNG THỊ NHUNG Lớp: K16B Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật điện tử- truyền thơng Khố: 2013-2017 Giảng viên hướng dẫn: ThS Lê Thị Cúc Cán phản biện: Nội dung thiết kế tốt nghiệp: Nhận xét cán phản biện: Sinh viên hoàn thành nộp đồ án tốt nghiệp Ngày tháng Cán phản biện năm LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, vấn đề ô nhiễm môi trường ngày trở nên nghiêm trọng Việt Nam Chúng ta dễ dàng bắt gặp hình ảnh, thơng tin việc mơi trường bị ô nhiễm phương tiện truyền thông Điều khiến ta phải suy nghĩ Xuất phát từ vấn đề này, em lựa chọn đề tài: “ Bản đồ số chất lượng khơng khí ” dự án mẻ thú vị nhằm cung cấp cho người thông số cần thiết khí, bụi khơng khí địa điểm khoảng thời gian khác nhau, để từ có giải pháp phòng tránh chủ động sống Đề tài xuất phát từ việc sử dụng sóng Lora để đo kiểm chất lượng khí, bụi từ truyền dẫn, mô tả hiển thị thông số thời điểm mà người muốn truy cập Với phát triển phổ biến công nghệ xây dựng ứng dụng cho điện thoại di động xu hướng phát triển Các hệ điều hành Webbase mobie aplication, IOS hay Android ngày sử dụng rộng rãi Vì em lựa chọn thiết kế ứng dụng Webbase để xây dựng hệ thống hiển thị biểu diễn thông số mơi trường Website nhanh chóng thuận tiện để cập nhật tình hình chất lượng khí, bụi máy tính điện thoại di động thơng minh người dùng Sinh viên thực Hoàng Thị Nhung LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực đề tài, chúng em nhận nhiều giúp đỡ, hướng dẫn bảo tận tình quý thầy cô bạn lớp.Chúng em xin chân thành cảm ơn đến Khoa Công Nghệ Điện Tử-Thông Tin, Viện Đại Học Mở Hà Nội Đặc biệt ThS.Lê Thị Cúc trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành đề tài Tiếp theo, em xin cám ơn toàn thể giáo viên nhân viên khoa, tạo điều kiện cho em nghiên cứu, thực hành, giảng giải cho em vấn đề khúc mắc Cám ơn bạn nhóm hỗ trợ em nhiều suốt thời gian làm đồ án Do kiến thức kinh nghiệm hạn hẹp nên q trình thực đề tài em khơng thể tránh khỏi sai sót mong thầy bạn bổ sung góp ý để chúng em có thêm kinh nghiệm hồn thiện đồ án sau Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Hồng Thị Nhung TĨM TẮT ĐỒ ÁN Đề tài:“HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍSỬ DỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN SĨNG LORA’’ Phần 4/6: Xây dựng hệ thống hiển thị biểu diễn thông số môi trường Website Chương I - Tổng quan đề tài Khái quát chung đề tài đồ số chất lượng khơng khí Chương II Giới thiệu tổng quan mạng IoT - Có nhìn sơ mạnh IoT (Internet Of Thing), công nghệ truyền dẫn sử dụng Chương III Giới thiệu Lora Lora WAN - Có nhìn đầy đủ công nghệ LoRa LoRa WAN Lớp hoạt động, tham số ưu nhược điểm Tìm hiểu số chuẩn thông số cho LoRa WAN sử dụng Chương IV Tổng quan ngôn ngữ lập trình sở liệu - Khái quát HTML, CSS ngơn ngữ lập trình PHP hệ sở liệu MySQL Chương V Phân tích khảo sát hệ thống - Nhằm mục đích phân tích tình trạng khảo sát vấn đề hệ thống - Chương VI Thiết kế giao diện Web Tạo giao diện Web đơn giản, dễ nhìn mà tất người truy cập cách dễ dàng Qua giao diện Webbase thấy tổng quan đầy đủ nội dung tiêu nồng độ khí, bụi địa điểm thời điểm khác MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT ĐỒ ÁN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ 11 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 12 MỞ ĐẦU 13 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường 1.1.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường phát triển công nghiệp 1.1.2 Ơ nhiễm khói bụi thị 1.1.3 Giải ô nhiễm thu thập thông tin 1.1.4 Phương pháp tính tốn số nhiễm mơi trường 1.2 Giới thiệu chung đề tài 1.2.1 Mục tiêu đề tài 1.2.2 Giới thiệu IoT cách mạng công nghiệp lần thứ tư 1.2.3 Mơ hình tổng quan đề tài 1.3 Thông tin kết nghiên cứu đề tài 11 1.3.1 Mục tiêu đề tài 11 1.3.2 Tính sáng tạo 11 1.3.3 Kết nghiên cứu 11 1.3.4 Đóng góp mặt kinh tế - xã hội, giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài 12 CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG IoT 13 2.1 Khái quát IoT 13 2.1.1 Định nghĩa 13 2.1.2 Khả định danh 14 2.1.3 Tính chất IoT 14 2.2 Những ứng dụng IoT 16 2.2.1 Quản lý hạ tầng 16 2.2.2 Y tế 16 2.2.3 Xây dựng tự động hóa cơng trình xây dựng 17 2.2.4 Giao thông 17 2.3 Những thách thức phát triển IoT 17 2.3.1 Ngôn ngữ giao tiếp (giao thức) 17 2.3.2 Hàng rào kết nối (subnetwork) 18 2.3.3 Lưu trữ phân tích liệu 19 2.3.4 Bảo mật 19 2.3.5 Bài toán kinh tế 21 CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ LORA 22 3.1 Kỹ thuật trải phổ truyền thông 22 3.1.1 Định lý Shannon – Hartley 22 3.1.2 Nguyên lý trải phổ 22 3.2 Chirp Spread Spectrum 23 3.2 Kỹ thuật trải phổ cơng nghệ sóng Lora 25 3.2.1 Giới thiệu Lora 25 3.2.2 Các tính điều chế Lora 26 3.3 Một số lưu ý truyền thông không dây 28 3.3.1 Mạng không dây 28 3.3.2 Cơ chế sử dụng đa đường truyền 30 3.3.3 Vấn đề xung đột đường truyền 32 CHƯƠNG IV: TỔNG QUAN VỀ NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU33 4.1 Tìm hiểu ngơn ngữ lập trình PHP 33 4.2 Giới thiệu HTML CSS 34 4.2.1 HTML 34 4.2.2 Làm quen với CSS 35 4.3 Hệ sở liệu 35 CHƯƠNG V: KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 37 5.1 Phân tích yêu cầu đề tài 37 5.1.1 Yêu cầu chức 37 5.1.2 Yêu cầu phi chức 37 5.2 Phân tích thiết kế hệ thống 37 5.2.1 Khảo sát trạng xây dựng hệ thống 37 5.2.2 Phân tích hệ thống 39 CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ GIAO DIỆN WEB 41 6.1 Mơ hình MVC 41 6.2 Tìm hiểu Xampp phần mềm thiết kế web 42 6.2.1 Máy chủ Web 42 6.2.2 Phần mềm thiết kế web Sublime Text 43 6.3 Mô kiểm thử 45 6.3.1 Mô 45 6.3.2 Kiểm thử thực tế 46 KẾT LUẬN 48 PHỤ LỤC 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hình 22 Giao diện web tĩnh ban đầu KẾT LUẬN CHƯƠNG VI: Tạo giao diện Web đơn giản, dễ nhìn mà tất người truy cập cách dễ dàng Qua giao diện Webbase thấy tổng quan đầy đủ nội dung tiêu nồng độ khí, bụi địa điểm thời điểm khác mà người sử dụng truy cập vào hệ thống Tiến hành mô kiểm thử SVTH: HOÀNG THị NHUNG 47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC KẾT LUẬN Sau giai đoạn nghiên cứu thực nghiệm từ tháng 12/2016 đến cuối tháng 04/2017 “Team works IoT Lora” giải yêu cầu ban đầu tốn đặt là: Đo kiểm, truyền tải, lưu trữ, phân tích, hiển thị, theo dõi thông số môi trường nồng độ khí CO, SO2, nồng độ bụi mịn P2.5 Tuy nhiên, tồn số vấn đề sau: Trong hệ thống mạch cảm biến tiêu chuẩn thiết bị cảm biến thiết kế để sử dụng mơi trường phòng thí nghiệm nên chưa hồn tồn phù hợp với mục đích đo kiểm môi trường sống Hệ đống đồ đặt node thực nghiệm chưa tối ưu, dẫn đến trình kiểm thử chưa thu kết xác Chưa khai thác làm chủ tối đa tính hỗ trợ thiết bị Hệ thống lưu trữ phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ nước IBM Hệ thống hiển thị theo dõi dừng lại thiết bị máy tính người dùng Desktop, Laptop Smarphone Android, chưa xây dựng app cho iOS Windownphone số HĐH khác Hệ thống chưa thực thông minh để đưa kết cảnh báo thông số thời gian thực theo vị trí người dùng di chuyển cách tự động Vì khơng can thiệp hồn toàn vào thiết bị lưu trữ, nên hệ thống bảo vệ dừng lại mức truyền dẫn mơi trường sóng Lora Internet IP SVTH: HỒNG THị NHUNG 48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHỤ LỤC CÀI ĐẶT XAMPP Sau download Xampp máy, tiến hành cài đặt sau Màn hình vào cài đặt Nhấn Next để tiếp tục việc cài đặt SVTH: HOÀNG THị NHUNG 49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Nhấn Next để tiếp tục cài đặt SVTH: HOÀNG THị NHUNG 50 ĐỒ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ở đây, bạn nên chọọn ổ đĩa mà ổ C Để tránh việc ệc ccài win ghost máy bị liệu Nhấn Next để tiếp tục SVTH: HOÀNG THị NHUNG 51 ĐỒ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Nhấn Next để tiếp tục Quá trình cài đặt diễn ễn nh hình bên SVTH: HỒNG THị NHUNG 52 ĐỒ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC àn nh bên Tiếp theo ta SVTH: HOÀNG THị NHUNG 53 ĐỒ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC àn thành vi việc cài đặt Nhấn Finish để hồn SVTH: HỒNG THị NHUNG 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CÀI ĐẶT SUBLIME TEXT Download Sublime Text Truy cập vào: http://www.sublimetext.com/3 để tải file cài đặt theo giao diện Ở có phiên dành cho hệ điều hành khác nhau, bạn tải phiên phù hợp với hệ điều hành dùng nhé: Sau cài đặt, ta mở úng dụng lên có giao diện hình sau: Giao diện sau cài đặt thành cơng Sublime Text SVTH: HỒNG THị NHUNG 55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Cài đặt Package Control thơng qua wbond.net • B1: Nhấn Ctrl + Hoặc View/Show Console • B2: Nhập code vào Hoặc bạn vào tham khảo thêm : https://sublime.wbond.net/installation Cài đặt extensions (gói hỗ trợ coding) Sublime Text • B1: Khởi động package control Nhấn Ctrl + Shift + P > Chọn Package Control: Install Package Hoặc giao diện Sublime Text Trên Menu chọn Preferences => Package Control => Package Control: Install Package SVTH: HOÀNG THị NHUNG 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Màn hình nhập tên gói cần cài đặt để cài • B2: Cài gói sau: - Alignment => Căn lề (Ctrl + Alt + A) - Vn Ime => Gõ tiếng việt Sublime Text => Nhấn F2 để gõ - TrailingSpaces: Giúp bạn phát bỏ khoảng trắng dư thừa trình code Sau cài đặt bạn nhận thấy vùng có khoảng trắng dư tự hightlight lên - Jquery - jQuery Snippets - Nettuts+ Fetch => Hỗ trợ reset file => Ctrl + Alt + P > Fetch > Single File - Sublime CodeIntel => Nó hỗ trợ cho bạn việc hiển thị gợi ý bạn code, functions, biến, object, string Nó xương sống tính Intelligent Suggesstion - Tag => Hỗ trợ tag html - Google Search SVTH: HOÀNG THị NHUNG 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC - WordPress - HTML5 - Sublime Linter: Gói mở rộng giúp bạn biết bạn gõ, bạn làm điều sai, ví dụ, mở ngoặc mà qn đóng, qn dấu cuối dòng lệnh,…Với riêng PHP + CSS + Javascript, bạn nên cài số thành phần phụ cho SublimeLinter này, nhờ vào Package Control - SublimeLinter-phplint => Check lỗi php - SublimeLinter-json - Xdebug Client: Dễ dàng debug ứng dụng PHP • Sau cài đặt Package Control Sublime text sử dụng Package Control để cài đặt plugin khác, bạn cần cài đặt trước Bạn vào để lấy code, sau nhấn View->Show Console paste đoạn code vào khung Sau cài đặt xong Package Control bạn restart Sublime text • Cài đặt plugin khác Bạn nhấn tổ hợp phím Ctrl + Shift + P, nhấn Install Package, nhấn tên plugin xong Enter, chờ plugin cài đặt xong Vào Preference > Package Control > List Package để xem danh sách plugin cài đặt • Một số plugin cần thiết bạn nên cài đặt: - Sublime Alignment - Sublime CodeIntel - SidebarEnhancements - Emmet - SublimeLinter - Color Picker SVTH: HOÀNG THị NHUNG 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC SVTH: HOÀNG THị NHUNG 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC TÀI LIỆU THAM KHẢO WEBSITE: [1] http://iotleague.com/ [2] https://www.lora-alliance.org/ [3] http://automation.net.vn/ [4] http://www.vnpt.vn/ [5] http://linhkienbachkhoa.com/ [6] https://hoangthinhungblog.wordpress.com/ [7] https://kali.org/ [8] http://tool.kali.org/ [9] http://hvaonline.net/ [10] http://kalitut.com/ [11] http://multitech.net/ [12] http://mqtt.org/ [13] http://hwsensor.com/ [14] https://viblo.asia/ [15] https://ibm.com/ [16] https://nodered.org/ [17] https://nodejsexpress.com/ [18] http://quantracmoitruong.gov.vn/ [19] http://epa.gov/ [20] https://null-byte.wonderhowto.com/ BOOKS: [1] Kali Linux Cookbook, Willie L Pritchett and David De Smet [2] Computer Networking, Kurose and Ross [3] CEH v8, BKACAD [4] Nmap Cookbook, Nicholas Marsh [5] Learn PYTHON the hard way, Addison-Wesley, Zed A.Shaw [6] LoraWAN 101 a Technical Introduction, LoRa Alliance [7] LoRa Modem Design Guide, SEMTECH SVTH: HOÀNG THị NHUNG 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC [8] LoRA Modulation Basics, SEMTECH [9] MultiConnect Conduit Programble Gateway for the Internet of Things, MULTITECH [10] MultiConnect mDot, MULTITECH SVTH: HOÀNG THị NHUNG 61 ... Khoa: Công nghệ điện tử thông tin Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật điện tử,Truyềnthơng Hệ đào tạo:Đại học quy Tên đề tài đồ án: “HỆ THỐNG ĐO KIỂMCHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN... HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN SĨNG LORA Phần 4/6: Xây dựng hệ thống hiển thị biểu... nghiên cứu Hệ thống đồ chất lượng khơng khí truyền dẫn liệu sóng Lora bao gồm: Mạch cảm biến chất lượng khơng khí (nồng độ khí CO, SO2, bụi mịn PM 2.5) Truyền tải liệu cảm biến sử dụng cơng nghệ điều