Hệ thống đo kiểm chất lượng không khí sử dụng công nghệ truyền sóng lora (2)

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 3/6: XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯU TRỮ VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU TRÊN CLOUD SERVER IBM BLUEMIX Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Lớp Khoá : ThS LÊ THỊ CÚC : ĐỖ THỊ THƯỢC : K16B : 2013 – 2017 Hệ :CHÍNH QUY Hà Nội, tháng 05 năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI Độc lập - Tự - Hạnh phúc - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên: Số hiệu sinh viên: Khoá Khoa: Điện tử - Viễn thông Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật điện tử, Truyền thông Tên đề tài: “HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN SĨNG LORA PHẦN 3/6: XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯU TRỮ VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU TRÊN CLOUD SERVER IBM BLUEMIX Nội dung chính: • Tổng quan đề tài • IoT vấn đề truyền dẫn liệu IoT • Cloud server IBM Bluemix Ngày giao nhiệm vụ đồ án:19/12/2016 Ngày hoàn thành đồ án: 21/5/2017 Ngày TRƯỞNG KHOA (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) tháng năm GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Ngành: Số hiệu sinh viên: Khoá: Giảng viên hướng dẫn: Cán phản biện: Nội dung thiết kế tốt nghiệp: Nhận xét cán phản biện: Ngày tháng Cán phản biện năm LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, vấn đề nhiễm mơi trường khơng khí trở thành vấn đề cấp thiết cần quan tâm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng, gây thiệt hại đáng kể ngành nơng nghiệp, lâm nghiệp, du lịch Ơ nhiễm mơi trường khơng khí có xu hướng gia tăng thành phố khu công nghiệp Cùng với phát triển thị q trình cơng nghiệp hóa vấn đề nhiễm mơi trường khơng khí trở nên phức tạp khó kiểm sốt Ở nước ta, nhiễm thành phố lớn Hà Nội đặt nhiều vấn đề cấp bách đối tượng nghiên cứu nhiều đề tài dự án bảo vệ môi trường Từ thực trạng nhóm em định chọn đề tài “HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN SĨNG LORA” để tạo thêm nhiều sở liệu xác nhằm phục vụ cho gải pháp sau để khắc phục tình trang nhiễm mơi trường khơng khí Mục tiêu nghiên cứu: – Trên sở nghiên cứu lý thuyết số đánh giá chất lượng khơng khí (AQI) nhóm em đề xuất mơ hình đo kiểm chất lượng khơng khí phù hợp với điều kiện Việt Nam – Nghiên cứu truyền dẫn sóng Lora – Xây dựng mơ hình đo kiểm chất lượng khơng khí với phát triển phần cứng phần mềm Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ths Lê Thị Cúc – Là Giảng viên trực tiếp hướng dẫn em thời gian thực tập làm đồ án Tiếp theo em xin gửi lời cảm ơn đến bạn nhóm giúp em hỗ trợ em suốt thời gian thực tập đồ án TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đề tài: “ HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN SĨNG LORA” Chương I TỔNG QUAN ĐỀ TÀI “HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN SĨNG LORA” Khái qt chung đề tài Chương II GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG IoT Có tổng quan mạnh IoT (Internet Of Thing), công nghệ truyền dẫn sử dụng Chương III GIỚI THIỆU VỀ LORA VÀ LORAWAN Có nhìn đầy đủ cơng nghệ LoRa LoRa WAN Lớp hoạt động, tham số ưu nhược điểm Tìm hiểu số chuẩn thơng số cho LoRa WAN sử dụng Chương IV TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC Giới thiệu giao thức truyền tải liệu dành cho IOT Chương V TÌM HIỂU VỀ CLOUD IBM BLUEMIX Có nhìn rõ cloud computing nói chung cloud IBM BLUEMIX nói riêng Chương VI XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯU TRỮ VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU TRÊN CLOUD IBM BLUEMIX Triển khai hệ thống cloud IBM Bluemix MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI I ĐẶT VẤN ĐỀ Vấn đề ô nhiễm 2 Thực trạng 3 Phương pháp tính tốn số nhiễm mơi trường 3.1 Khái niệm AQI 3.2 Cơ sở xây dựng phương pháp tính AQI II GIỚI THIỆU CHUNG ĐỀ TÀI Mục tiêu đề tài Tính cấp thiết đề tài .6 Tính .6 Mơ hình tổng quan đề tài .6 Sơ đồ hoạt động hệ thống .7 KẾT LUẬN CHƯƠNG I CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ IoT I KHÁI QUÁT CƠ BẢN VỀ MẠNG IoT Định nghĩa Khả định danh 10 Tính chất IoT .10 II NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA IoT 12 Quản lý hạ tầng 12 Y tế .12 Xây dựng tự động hóa cơng trình xây dựng 12 Giao thông 13 III NHỮNG THÁCH THỨC ĐỐI VỚI SỰ PHÁT TRIỂN CỦA IoT .13 Chưa có ngơn ngữ chung 13 Hàng rào kết nối (subnetwork) 14 Lưu trữ phân tích liệu .14 Vấn đề lượng .15 Bảo mật 15 Bài toán kinh tế 16 KẾT LUẬN CHƯƠNG II 17 CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ LORA VÀ LORA WAN 18 I Kỹ thuật trải phổ truyền thông 18 Định lý Shannon – Hartley .18 Nguyên lý trải phổ 18 Chirp Spread Spectrum 19 II Kỹ thuật trải phổ cơng nghệ sóng Lora .21 Giới thiệu Lora 21 Các tính điều chế Lora 22 2.1 Băng thơng mở rộng 22 2.2 Ổn định tiết kiệm lượng 22 2.3 Chống suy hao ảnh hưởng hiên tượng đa đường .22 2.4 Giảm ảnh hưởng thay đổi bước sóng nguồn phát di chuyển 22 2.5 Phạm vi hoạt động lớn 23 2.6 Tối ưu hóa kênh truyền 23 III Một số lưu ý truyền thông không dây 24 Mạng không dây 24 1.1 Cấu trúc mạng hình 24 1.2 Cấu trúc mạng hình lưới 25 Cơ chế sử dụng đa đường truyền .26 Vấn đề xung đột đường truyền 27 KẾT LUẬN CHƯƠNG III 27 CHƯƠNG IV: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC 28 I GIAO THỨC MQTT 28 Định nghĩa 28 Mơ hình MQTT 28 Phương thức hoạt động 29 Chất lượng dịch vụ .30 4.1 QoS mức 0- tối đa lần: 30 4.2 QoS mức1 - lần 30 4.3 QoS mức 2- Chính xác lần 31 KẾT LUẬN CHƯƠNG IV 31 CHƯƠNG V: GIỚI THIỆU VỀ CLOUD IBM BLUEMIX 32 I TỔNG QUAN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY .32 Khái niệm đặc điểm .32 KHÁI NIỆM .32 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 33 Cấu trúc mơ hình hạ tầng điện toán đám mây 34 2.1 Cấu trúc điện toán đám mây 34 2.2 Các mơ hình hạ tầng điện toán đám mây 36 Các nhà cung cấp .38 Các mơ hình dịch vụ điện tốn đám mây 39 4.1 Cơ sở hạ tầng dịch vụ (IaaS) 40 4.2 Nền tảng dịch vụ (PaaS) 40 4.3 Phần mềm dịch vụ (SaaS) 41 An tồn, bảo mật liệu điện tốn đám mây 42 II NỀN TẢNG IBM BLUEMIX .43 Tổng quan IBM Bluemix 43 1.1 Khái niệm 43 1.2 Kiến trúc IBM Bluemix .45 1.3 Cách thực hoạt động 45 1.4 Tính linh hoạt Bluemix 47 Các sở hạ tầng IBM Bluemix 47 2.1 Cloud Foundry .47 2.2 IBM Containers (BETA) .48 2.3 Vitual Machines (BETA) 48 Các dịch vụ Bluemix cung cấp .49 Cơ chế bảo mật Bluemix Platform 51 KẾT LUẬN CHƯƠNG V 51 CHƯƠNG VI: XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯU TRỮ VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU TRÊN IBM BLUEMIX 52 I KẾT NỐI THIẾT BỊ IoT LÊN HỆ THỐNG SERVER IBM BLUEMIX .52 II LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ IoT ĐỒNG THỜI XÂY DỰNG HỆ THỐNG CƠ SỞ DỮ LIỆU 54 III TẠO API (Application Programming Interface) 55 KẾT LUẬN CHƯƠNG VI 56 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Ơ nhiễm mơi trường khơng khí Hà Nội Hình 2: Bảng số AQI Hình 3: Mơ hình chung hệ thống Hình 4: Sơ đồ hoạt động hệ thống Hình 5: Inetnet of Thing Hình 6: Mạng Lora wan 19 Hình 7: Truyền tải sóng Lora 21 Hình 8: Tối ưu hóa kênh truyền 23 Hình 9: Cấu trúc mạng hình 25 Hình 10: Cấu trúc mạng hình lưới 25 Hình 11: Mơ hình hoạt động giao thức MQTT .28 Hình12: Phương thức hoạt động giao thức MQTT .29 Hình 13: QoS mức 30 Hình 14: QoS mức 31 Hình15: QoS mức .31 Hình 16: Mơ hình điện tốn đám mây 33 Hình 17: Lớp back –end Lớp Front –end mơ hình điện tốn đám mây 35 Hình18: Mơ hình đám mây cơng cộng 36 Hình 19: Mơ hình đám mây doanh nghiệp 37 Hình 20: Mơ hình đám mây lai 38 Hình 21: Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây .39 Hình 22: Các mơ hình dịch vụ điện toán đám mây .39 Hình 23: Mơ hình ba lớp bảo vệ liệu 42 Hình 24: Mơ hình bảo mật dựa Encryption Proxy 43 Hình 25: Cloud server IBM Bluemix 44 Hình 26: Mơ hình tổng quan lập trình cho server 52 Hình 27: Dịch vụ waston Internet of thing platform .53 Hình 28: Kết nối thiết bị bắn tin lên server 53 Hình 29: Lập trình luồng Node Red 54 Hình 30: Cơ sở liệu Cloudant NoSQL DB .55 Hình 31: Tải code API lên server IBM Bluemix 56 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT MQTT Message Queuing Telemetry Transport Protocol IC Integrated Circuit VCC Voltage Common Collector GND Ground IaaS Infrastructure as a Service PaaS Platform as a Service SaaS Software as a Service IoT Internet of Things RDBMS Relational DataBase Management System API Application Programming Interface CF Cloud Foundry UI User Interface Lora Long Range WAN Wide Area Network CSS Chirp Spread Spectrum UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter LTE Long-term Evolution MTBF Mean Time Between Failures PPM parts per million FFC Communication Commission CE European Conformity M2M machine-to-machine NIST National Institute of Standards and Technology ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP nghệ mã nguồn mở Cloud Foundry, Bluemix cung cấp nhiều công cụ cho nhà phát triển ứng dụng cách sử dụng tảng dịch vụ (Paas), cung cấp tiền đề để xây dựng ứng dụng web ứng dụng di động Mục đích để đơn giản hóa việc phân phối ứng dụng cách cung cấp dịch vụ sẵn sang để sử dụng tức có khả lưu trữ cho phép phát triển quy mơ nội Bluemix triển khai điện toán đám mây phù hợp với hu cầu người dùng Cho dù doanh nghiệp nhỏ có kế hoạch mở rộng quy mơ, doanh nghiệp lớn yêu cầu them độc lập phát triển đám may mà không cần giới hạn Người dùng kết nối dịch vụ riêng biệt với dịch vụ Bluemix cơng cộng có sẵn IBM cung cấp bên thứ ba cung cấp Tuy nhiên, người dùng phải trả phí cho chọn để sử dụng Với mở rộng tập dịch vụ runtime, nhà phát triển tăng khả điều khiển tính linh hoạt rong Bluemix, đồng thời cấp quyền truy cập cho người dùng vào tùy chọn liệu khác từ dự đoán phân tích liệu lớn (big data) Hình 25: Cloud server IBM Bluemix GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bluemix cung cấp tính sau: Hàng loạt dịch vụ cho phép xây dựng mở rộng ứng dụng – web di động cách nhanh chóng – Cung cấp ứng dụng thay đổi liên tục – Phù hợp cho mục đích chương trình mẫu dịch vụ – Có khả quản lý dịch vụ ứng dụng – Tối ưu hóa co giãn khối lượng cơng việc – Đáp ứng tính sẵn sàng, liên tục ƯU ĐIỂM KHI SỬ DỤNG IBM BLUEMIX Khả hỗ trợ: nhanh chóng đưa sản phẩm dịch vụ thị trường với chi phí đầu tư thấp Liên tục cung cấp tính cho ứng dụng Nhanh chóng mở rộng hệ thống sở hạ tầng ứng dụng có sẵn doanh nghiệp 1.2 Kiến trúc IBM Bluemix Bluemix môi trường để xây dựng ứng dụng tận dụng tập hợp dịch vụ để trợ giúp phát triển ứng dụng Bluemix cung cấp ứng dụng môi trường máy chủ cho việc lưu trữ ứng dụng tạo chạy server Tận dụng OpenStack, Bluemix triển khai tập hợp lưu trữ ảo mà máy chủ triển khai ứng dụng cung cấp môi trường nơi mà ứng dụng tận dụng tập dịch vụ xây dựng từ trước (gồm dịch vụ bên thứ ba cung cấp), từ đó, ứng dụng tích hợp dễ dàng Bluemix cho phép người sử dụng để tương tác với sở hạ tầng cách sử dụng giao diện người dùng dựa trình duyệt (UI) gọi giao diện người dùng Bluemix, việc triển khai ứng dụng web, sử dụng bộcơng cụ dòng lệnh sẵn có CF 1.3 Cách thực hoạt động Khi triển khai ứng dụng Bluemix phải cấu hình Bluemixvới đầy đủ thơng tin để hỗ trợ ứng dụng.Đối với ứng dụng di động, Bluemix có thành phần đại diện cho ứng dụng di động back end, chẳng hạn dịch vụ sử dụng cho ứng dụng di động để “giao tiếp” với máy chủ GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC SVTH: ĐỖTHỊ THƯỢC 45 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đối với ứng dụng web, phải đảm bảo thông tin Runtime Framework truyền tới Bluemix, từ thiết lập mơi trường thực thích hợp để chạy ứng dụng Mỗi môi trường thực hiện, kể cả di động web, cô lập với môi trường thực thi ứng dụng khác Các môi trường thực cô lập ứng dụng máy vật lý Khi tạo ứng dụng triển khai , mơi trường Bluemix xác định máy ảo phù hợp (VM) mà ứng dụng thành phần mà ứng dụng gửi Đối với ứng dụng di động, dự án back end tạo IBM Bluemix Bất kỳ code cho ứng dụng di động chạy đám mây cuối chạy môi trường Bluemix Đối với ứng dụng web, code chạy đám mây thân ứng dụng mà nhà phát triển, triển khai đến Bluemix Việc xác định máy ảo dựa số yếu tố, bao gồm: – Đã tải sẵn máy – Các Runtime Framework hỗ trợ VM đóSau máy ảo lựa chọn, người quản lý ứng dụng máy chủ cài đặt framework runtimethích hợp cho ứng dụng đó, sau ứng dụng triển khai Framework Khi việc triển khai hoàn thành, thành phầncủa ứng dụng bắt đầu Ở máy ảo, người quản lý ứng dụng giao tiếp với phần cònlại sở hạ tầng Bluemix quản lý ứng dụng triển khai đến máy ảo Mỗi máy ảo có container riêng biệt ứng dụng bảo vệ Trong container, Bluemix cài đặt framework runtime phù hợp với yêu cầu ứng dụng Khi ứng dụng triển khai, giao diện web (chẳng hạn ứng dụng web Java), dịch vụ dựa REST khác (chẳng hạn dịch vụ điện thoại di động tiếp xúc công khai cho ứng dụng điện thoại di động), người sử dụng ứng dụng giao tiếp với cách sử dụng yêu cầu HTTP bình thường Mỗi ứng dụng có nhiều URL liên kết với nó, tất phải trỏ đến điểm cuối Bluemix Khi yêu cầu gửi đến, Bluemix xem xét GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC SVTH: ĐỖTHỊ THƯỢC 46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP yêu cầu này, xác địnhứng dụng ưu tiên, sau chọn cáctrường hợp ứng dụng để phản hồi 1.4 Tính linh hoạt Bluemix Bluemixđược thiết kế để mở rộng lưu trữ, linh hoạt ứng dụng thành phần ứng dụng quy mô hai để đáp ứng nhu cầu cần, tính sẵn sàng cao nhanh chóng phục hồi cố Bluemix phân chia thành phần theo đường trạng thái tương tác Sự phân tách cho phép Bluemix di chuyển ứng dụng linh động cần thiết để đạt khả nâng cấp khả ứng phó Chúng ta có nhiều giải pháp chạy ứng dụng mình, có đa giải pháp cho ứng dụng, ứng dụng upload lên lần Tuy nhiên, Bluemix triển khai số giải pháp ứng dụng yêu cầu, phân phối chúng qua nhiều máy ảo tốt Chúng ta phải ghi lưu tất liệu bền vững kho trạng thái liệu ứng dụng mình, chẳng hạn kho liệu dịch vụ cung cấp Bluemix Bởi thứ lưu trữ nhớ cache đĩa khơng khởi động lại, sử dụng khơng gian nhớ hệ thống tệp tin Bluemix tóm tắt, đơn giao dịch nhớ cache Với giải pháp thiết lập, yêu cầu cho ứng dụng ngắt chất không trạng thái Bluemix Biện pháp tối ưu sử dụng ba giải pháp ứng dụng để đảm bảo tính sẵn có cho ứng dụng Các sở hạ tầng IBM Bluemix Cơ sở hạ tầng Bluemix bao gồm Cloud Foundry, IBM Containers, máy ảo Nhà phát triển ứng dụng chọn sở hạ tầng phù hợp cho việc triển khai ứng dụng 2.1 Cloud Foundry Xây dựng, triển khai ứng dụng Bluemix cách sử dụng cơng nghệ mã nguốn mở CF, tảng dịch vụ cần thiết để chạy, không cần đến sở hạ tầng Được chạy sở hạ tầng CF làm việc với ứng dụng CF hành liên kết với bắt kỳ dịch vụ có sẵn catalog Bluemix Với sở hạ tầng này, GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC SVTH: ĐỖTHỊ THƯỢC 47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP nhà phát triển ứng dụng triển khai quản lý code ứng dụng, Bluemix quản lý bảo trì sở hạ tầng cho ứng dụng 2.2 IBM Containers (BETA) IBM Containers giúp nhà phát triển ứng dụng xây dựng triển khai container nơi đóng gói ứng dụng dịch vụ Container đối tượng phần mềm ảo bao gồm tất thành phần mà mơt ứng dụng cần có để chạy Mỗi container bao gồm ứng dụng yếu tố phụ thuộc kèm, hệ điều hành chạy độc lập host, hưởng tài ngun độc lập Các Container cho phép nhà phát triển ứng dụng xây dựng ứng dụng ngơn ngữ, với cơng cụ lập trình Các container chạy, bắt đầu, kết thúc di chuyển Mỗi container có tảng ứng dụng riêng biệt an toàn, ứng dụng container chạy đâu: trạm phát triển chạy OSX Windows, server chạy Ubuntu trung tâm liệu máy ảo chạy Red Hat Thời gian chạy container cho phép co giãn có nhu cầu Container đơn giản hóa quản trị hệ thống cáCh cung cấp mơi trường tiêu chuẩn cho nhóm phát triển sản xuất Chúng giúp loại bỏ phức tạp việc quản lý tảng hệ điều hành khác tảng sở hạ tầng Container giúp nhà phát triểntriển khai chạy ứng dụng sở hạ tầng cách nhanh chóng đáng tin cậy 2.3 Vitual Machines (BETA) Bằng cách sử dụng máy ảo Bluemix,nhà phát triển ứng dụng tạo trường hợp từ mẫu sẵn có sử dụng mẫu cá nhân, sau triển khai chúng mạng thơng dụng Thêm vào đó, nhà phát triển cấu hình Load Balancing Service (LBaaS) cung cấp địa IP công cộng cho trường hợp load-balanced Một máy ảo phần mềm thực thi mà máy tính thực chương trình máy vật lý Bên máy ảo (VM) ứng dụng hệ điều hành hoàn chỉnh, chạy phần cứng ảo hóa cung cấp hypervisor Các hypervisor ngăn cách host, phân bổ tài nguyên cần thiết Nhiều máy ảo GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC SVTH: ĐỖTHỊ THƯỢC 48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP chạy đồng thời hệ thống host Bluemix cung cấp sở hạ tầng máy ảo (beta) có sẵn phân vùng lựa chọn Cơ sở hạ tầng cho phép tạo máy ảo chạy đám mây OpenStack công cộng cá nhân (tại chỗ) Với máy ảo Bluemix, tạo nhóm máy ảo cho đám mây công cộng đám mây riêng cách sử dụng mẫu có sẵn từ máy ảo Thông tin chi tiết máy ảo bao gồm: instance IP, địa IP, số CPU, tổng nhớ, kích thước đĩa trạng thái Chúng ta dừng hẳn, tạm dừng, xóa instance Chúng ta thực hoạt động nâng cao từ OpenStack Horizon Dashboard từ OpenStack CLI/API Cơ sở hạ tầng hỗ trợ triển khai dự án OpenStack, quy mô Các dịch vụ Bluemix cung cấp Dịch vụ (Service): cung cấp chức sẵn sàng sử dụng để chạy mã ứng dụng Các dịch vụ xác định trước cung cấp Bluemix bao gồm: dịch vụ sở liệu, dịch vụ tin nhắn, thông báo cho ứng dụng di động, nhớ đệm đàn hồi cho ứng dụng web Chúng ta tạo dịch vụ Bluemix, dịch vụ khác độ lớn, độ phức tạp Chúng tiện ích đơn giản, chẳng hạn chức mà nhìn thấy thư viện runtime, ngồi ra, chúng logic nghiệp vụ phức tạp mà thấy mơ hình dịch vụ quy trình nghiệp vụ sở liệu.Bluemix đơn giản hóa việc sử dụng dịch vụ cách cung cấp trường hợp dịch vụ, ràng buộc trường dịch vụ cho ứng dụng Việc quản lý dịch vụ xử lý tự động Bluemix Đối với tất dịch vụ có sẵn Bluemix xem catalog giao diện người dùng Bluemix Chúng ta chọn loại dịch vụ hiển thị danh mục Bảng sau liệt kê GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC SVTH: ĐỖTHỊ THƯỢC 49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhóm dịch vụ có sẵn mà chọn cloud IBM là: Loại services IBM Mô tả Khả hỗ trợ Một dịch vụ cung cấp IBM sẽcung cấp dịch vụ có IBM thường có sẵn sẵn để hỗ trợ Sự hỗ trợ cung cấp dựa mức độ quan trọng mà thiết lập Third Party Một dịch vụ cung cấp Do bên thứ ba cung cấp dịch IBM thường có sẵn vụ.IBM chia sẻ phân tích với nhà cung cấp bên thứ ba cần thiết Community Một dịch vụ cung cấp Hỗ trợ cho dịch vụ công cộng đồng mã cộng cung cấp nhà Experimental nguồn mở phát triển cộng đồng Bluemix Một dịch vụ không Được cung cung cấp diễnđàn nhà phát triển cấp thơng qua sẵnvà bị loại bỏ Bluemix lúcnào, gây bất ổn, thường xuyên thay đối bị ngừng lại sau thời gian ngắn Beta Dịch vụ giai đoạn phát Do IBM cung cấp hỗ triểnthử nghiệm trợ,nhưng IBM không bắt buộc phải sửa chữa Private Dịch vụ mà có thành Hỗ trợ cho dịch vụ cá viên doBluemix quy định nhânđược cung cấp chủ nhìn thấy GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC SVTH: ĐỖTHỊ THƯỢC sở hữu dịch vụ 50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cơ chế bảo mật Bluemix Platform Bluemix sử dụng sở hạ tầng SoftLayer nên tận dụng đầy đủ kiến trúc bảo mật SoftLayer cung cấp đa tầng chồng để bảo vệ cho ứng dụng liệu người sử dụng, Bluemix thêm khả bảo mật lớp PaaS cung cấp danh mục khả bảo mật khác nhau: tảng ứng dụng Bluemix cung cấp tính bảo mật chức khác nhau, bao gồm xác thực người dùng, phân quyền truy cập, kiểm soát hoạt động quan trọng, bảo vệ liệu: – Authentication (mức xác thực): Các nhà phát triển ứng dụng xác thực thông qua xác định danh tính web Bluemix – Authorization (mức ủy quyền/mức cho phép): Bluemix sử dụng chế CF để đảm bảo nhà phát triển ứng dụng truy cập vào ứng dụng dịch vụ mà họ tạo – Data protection(mức bảo vệ liệu): phương thức HTTP sau phép: Delete, Get, Head, Options, Post, Put, Trace HTTP không hoạt động time out đạt phút Cơ sở hạ tầng bảo mật: Bluemixđược xây dựng dựa CF để cung cấp tảng vững cho việc chạy ứng dụng Bên kiến trúc, số thành phần cung cấp cho an ninh độc lập ứng dụng: – Quản lý an toàn container: ứng dụng Bluemix chạy container riêng có giới hạn cụ thể cho xử lý, nhớ đĩa cứng – Hệ thống ngăn chặn xâm nhập (IPS) – Trình quét lỗ hổng mạng KẾT LUẬN CHƯƠNG V Chương giúp người hiểu rõ điện tốn đám mây nói chung cloud server IBM Blueix nói riêng Đặc biệt với cloud tập đồn IBM IBM Bluemix mà đề tài nhóm chúng em sử dụng hệ thống GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC SVTH: ĐỖTHỊ THƯỢC 51 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG VI XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯU TRỮ VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU TRÊN IBM BLUEMIX Mơ hình tổng quan lập trình server để xây dựng hệ thống lưu trữ xử lý liệu Hình 26: Mơ hình tổng quan lập trình cho server I KẾT NỐI THIẾT BỊ IoT LÊN HỆ THỐNG SERVER IBM BLUEMIX Trên hệ thống cloud server IBM Bluemix hỗ trợ dịch vụ có tên Waston Internet of thing Platform Dịch vụ nhằm mục đích tạo kết nối an tồn với thiết bị IoT, điều khiển và quản lý chúng Khơng dừng lại Waston IoT Flatform giúp dễ dàng tạo nên ứng dụng nhằm mục đích phân tích liệu từ thiết bị IoT GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Các điều cần ý đăng kí thiết thi bị lên server Organization ID Device Type Device ID Authentication Method Authentication Token Hình 27:: Dịch D vụ waston Internet of thing platform Hình 28:: Kết K nối thiết bị bắn tin lên server GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II LẬP TRÌNH ĐIỀU U KHI KHIỂN THIẾT BỊ IoT ĐỒNG THỜII XÂY D DỰNG HỆ THỐNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ỆU Để lập trình điều ều khiển thiết bị IoT, sử dụng application Node Red server Node Red: ột application để lập trình kết nối thiết bịị phần ccứng, API dịch vụ trực tuyến ằng cách llập trình kéo thả Node Red ợc xây ddựng Node.js Node-RED cung cấp ấp tr trình biên tập luồng dựa trình duyệt làm àm cho ddễ dàng kết nối luồng vớii nhiều nút bbảng Sử dụng hàm àm JavaScript để lập trình them cho luồng liệu Thư Th viện xây dựng sẵnn cho phép bạ bạn lưu lại chức hữu ích, mẫu hoặặc dòng chảy để tái sử dụng Hình 29: Lập trình luồng Node Red Xây dựng hệ thống sở liệu Chúng ta sử dụng ụng ddịch vụ Cloudant No SQLDB để tạo hệ thống ống ccơ sở liệu dự án Cloudant NoSQL DB llà hệ thống sở liệuu không rrằng buộc, khơng sử dụng mơ hình ình quan hệ h RDBMS nhằm mục đích mở rộng ng nhanh, xxử lý schema phức tạp hoạạt động liên tục Dữ liệu định dang làà chu chuỗi Json Chuỗi Json (json chữ ữ viế viết tắt Javascript Object Notation), m dạng liệu tuân theo quy luật ật nh định mà hầu hết ngơn ngữ lập trình ình hi đọc được, bạnn sử s dụng lưu vào file, mộtt record CSDL rrất dễ GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP dàng JSON có định dạng ạng đơn đ giản, dễ dàng sử dụng truy vấn ơn XML r nhiều nên tính ứng dụng củaa hi phổ biến Hệ thống sở liệu Cloudant NoSQL DB application Node Red có mối quan hệ rành buộc với ới bbên phát triển dịch vụ củaa IBM Bluemix thiết thi lập Hình 30: 30 Cơ sở liệu Cloudant NoSQL DB III TẠO O API (Application Programming Interface) Chúng ta xây dựng ựng API để trả liệu từ Cloudant NoSQL DB vvề cho Mobile Application ặc Web Application Các API sẽviết s ng Node.Js Đây mã nguồn xây dựng ng dựa dự tảng Javascript V8 Engine NodeJs mãã nguồn ngu mở, đa tảng cho phát triểnn ứ ứng dụng phía Server ứng dụng ng liên li quan đến mạng Ứng dụng ng Node.js đđược viết Javascript chạy ạy môi trường tr Node.js hệ điều ều hhành Window, Linux Node.js ng cung cấp cấ cho module Javascript đa dạng, đơn giản hóa phát triển ứng dụng web sử dụng Node.js vớii phầ phần mở rộng GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 31: Tải code API lên server IBM Bluemix KẾT LUẬN CHƯƠNG VI Chương em xây dựng hệ thống lưu trữ xử lý liệu cloud IBM Bluemix hoàn thiện so với hệ thống nhóm em GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC SVTH: ĐỖTHỊ THƯỢC 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO WEBSITE [1].https://www.lora-alliance.org/ [2].http://linhkienbachkhoa.com/ [3].http://mqtt.org/ [4].https://nodejsexpress.com/ [5] https://nodered.org/ [6] https://viblo.asia/ [7] https://console.ng.bluemix.net/docs/ BOOK [8] Operating System-william Stallings [9] MultiConnect Conduit Programble Gateway for the Internet of Things, MULTITECH [10] LoraWAN 101 a Technical Introduction, LoRa Alliance GVHD: Th.S LÊ THỊ CÚC SVTH: ĐỖTHỊ THƯỢC 58 ... ÁN Đề tài: “ HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN SĨNG LORA Chương I TỔNG QUAN ĐỀ TÀI “HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN SĨNG LORA Khái... thông Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật điện tử, Truyền thông Tên đề tài: “HỆ THỐNG ĐO KIỂM CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ TRUYỀN SÓNG LORA PHẦN 3/6: XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯU TRỮ VÀ XỬ LÝ... giá chất lượng khơng khí (AQI) nhóm em đề xuất mơ hình đo kiểm chất lượng khơng khí phù hợp với điều kiện Việt Nam – Nghiên cứu truyền dẫn sóng Lora – Xây dựng mơ hình đo kiểm chất lượng khơng khí