Công nghệ Lora trong Internet of Things

Trong thời đại cộng nghệ ngày nay, việc truyền nhận thông tin, giao tiếp giữa các thiết bị điện tử ngày càng phổ biến và chiếm một ưu tiên lớn để phát triển. Cách đây một vài năm mọi người đã nói về Internet of Things sẽ thay đổi thế giới như thế nào. Nhưng tầm nhìn về việc kết nối hàng tỷ thiết bị có những thử thách nhất định đặc biệt là ở phương thức truyền dẫn. Tuy nhiên mới đây, một chuẩn giao tiếp không dây mới đã được ra đời để giải quyết cho những khó khăn này có tên là Lora. Với nhiều ưu điểm so với những mạng không dây khác, dù chỉ mới được ra đời Lora đã được lan rộng và phổ biến tại nhiều nơi trên thế giới. Nhiều cuộc thử nghiệm đã được diễn ra để kiểm chứng cho khả năng của mạng này và đều đã thu được những kết quả khả quan. Trong đó, với một nước đang phát triển như Việt Nam, đây chính là thời cơ để chúng ta nắm bắt công nghệ cũng như tận dụng để bứt phá phát triển, đưa vào ứng dụng trong thực tiễn, phát triển những hệ thống IOT trong nước một cách tối ưu, không trở lên tụt hậu so với xu hướng đi lên của các nước trên thế giới nhất là khi thời đại cộng nghiệp 4.0 đang đến gần. Để bắt kịp với xu hướng công nghệ mới này, tại nước ta cũng đã bắt đầu có những ý tưởng, dự án nhằm ứng dụng Lora vào những mô hình Iot thức tế như giao thông thông minh, thiết bị định vị người bị nạn… Với hoàn cảnh cụ thể, nhu cầu thực tiễn đề ra nhóm em tiến hành thực hiện đề tài : “Thiết kế module giám sát nhiệt độ, độ ẩm môi trường sử dụng mạng LORA”.

-o0o -TRƯỜNG BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY Đề tài: Thiết kế ứng dụng LoRa giám sát nhiệt độ, độ ẩm môi trường Giảng viên hướng dẫn: Ths Sinh viên thực hiện: Hà Nội:2021 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IOT VÀ LORA CHƯƠNG CÔNG NGHỆ MẠNG LORA .13 2.1 Khái niệm 13 2.2 Các đặc tính 14 2.2.1 Phạm vi hoạt động 14 2.2.2 Băng tần 14 2.2.3 Kỹ thuật điều chế 14 2.2.4 Tập giao thức 15 2.3 Ứng dụng 15 2.4 Ưu nhược điểm mạng Lora 16 CHƯƠNG THIẾT KẾ ỨNG DỤNG GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ, ĐỘ ẨM MÔI TRƯỜNG 17 3.1 Các linh kiện sử dụng .17 3.1.1 Arduino 17 3.1.2 Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 22 3.1.3 Module Lora SX1278 (UART) 23 3.2 Phần mềm sử dụng 24 3.3 Giải pháp thiết kế 25 3.3.1 Node 25 3.3.2 Node trung tâm .27 3.4 Kết 30 KẾT LUẬN .32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHỤ LỤC 34 DANH MỤC HÌNH ẢN Hình 1.Mơ hình giám sát trồng ứng dụng IoT Hình 2.Thống kê dự đốn IoT tới năm 2021 .9 Hình 3.Một số loại mạng không dây phạm vi sử dụng 11 Hình 4.Kiến trúc hình mạng lora 13 Hình 5.Minh họa biến thiên tần số theo thời gian phát phát LoRa 15 Hình 6.Tập giao thức mạng LoRa .15 Hình 7.Arduino Uno 17 Hình 8.Board Arduino Nano .18 Hình 9.Vi điều khiển Arduino Uno R3 .19 Hình 10.Các chân Arduino Uno R3 21 Hình 11.Sơ đồ chân Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11 23 Hình 12.Hình ảnh Lora SX1278 Ra-02 24 Hình 13.Giao diện phần mềm Arduino IDE .25 Hình 14.Sơ đồ khối node .26 Hình 15:Sơ đồ két nối node 26 Hình 16.Lưu đồ thuật tốn Node 27 Hình 17.Sơ đồ khối node trung tâm 28 Hình 18.Sơ đồ kết nối khối trung tâm .28 Hình 19.Lưu đồ thuật toán node trung tâm .29 Hình 20.dữ liệu nhận từ node với humidity node humidity2 node 30 Hình 21.Ảnh node trung tâm .30 Hình 22.Node cảm biến 31 Hình 23.Node cảm biến 31 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại cộng nghệ ngày nay, việc truyền nhận thông tin, giao tiếp thiết bị điện tử ngày phổ biến chiếm ưu tiên lớn để phát triển Cách vài năm người nói Internet of Things thay đổi giới Nhưng tầm nhìn việc kết nối hàng tỷ thiết bị có thử thách định đặc biệt phương thức truyền dẫn Tuy nhiên đây, chuẩn giao tiếp không dây đời để giải cho khó khăn có tên Lora Với nhiều ưu điểm so với mạng không dây khác, dù đời Lora lan rộng phổ biến nhiều nơi giới Nhiều thử nghiệm diễn để kiểm chứng cho khả mạng thu kết khả quan Trong đó, với nước phát triển Việt Nam, thời để nắm bắt công nghệ tận dụng để bứt phá phát triển, đưa vào ứng dụng thực tiễn, phát triển hệ thống IOT nước cách tối ưu, không trở lên tụt hậu so với xu hướng lên nước giới thời đại cộng nghiệp 4.0 đến gần Để bắt kịp với xu hướng công nghệ này, nước ta bắt đầu có ý tưởng, dự án nhằm ứng dụng Lora vào mơ hình Iot thức tế giao thơng thơng minh, thiết bị định vị người bị nạn… Với hoàn cảnh cụ thể, nhu cầu thực tiễn đề nhóm em tiến hành thực đề tài : “Thiết kế module giám sát nhiệt độ, độ ẩm môi trường sử dụng mạng LORA” Nội dung bao gồm chương: Chương 1: Giới thiệu chung IOT Lora Chương 2: Công nghệ mạng Lora Chương 3: Thiết kế ứng dụng giám sát nhiệt độ, độ ẩm môi trường Tuy nhiên hạn chế kinh nghiệm thực tế thời gian thực nên việc giải đề tài không tránh khỏi thiếu sót Do mong bảo thêm quý thầy cô đóng góp bạn bạn sinh viên Nhóm em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ IOT VÀ LORA Ngày nay, với phát triển xã hội, nhu cầu đòi hỏi chất lượng sống, giảm áp lực công việc ngày tăng cao Để đáp ứng nhu cầu thiết yếu đó, khoa học kĩ thuật ngày phát triển ứng dụng phổ biến lĩnh vực giúp tăng suất, hiệu lao động giảm thiểu tối đa sức lao động người Và đỉnh cao phát triển tiến tới mạng lưới hệ thống tự vận, tự điểu khiển kết nối với Ở đó, đồ vật, vật người cung cấp định danh riêng khả tự động truyền tải liệu qua mạng lưới mà không cần tương tác người với người người với máy tính Người ta gọi IOT ( internet of things) - mạng lưới thiết bị kết nối Internet Thế giới chuyển mạnh mẽ trước xu IOT sóng nhanh chóng du nhập vào quốc gia phát triển Việt Nam Với tảng dựa loại mạng không dây phổ biến Wifi, Bluetooth , ZigBee… Lora với ưu điểm riêng, hứa hẹn mang lại bước tiến cho công nghệ mạng khơng dây giúp cho IOT trở lên hồn thiện IOT kết nối đối tượng với qua Internet Trong nghĩa rộng hơn, ảo hóa xu hướng công nghệ đại, với mục tiêu thu thập liệu từ đối tượng quan tâm chuyển đổi chúng thành dạng xử lý máy tính, mang lại giá trị mới, phục vụ cho lợi ích người Trong mơ hình IOT, đồ vật, vật hay kể người nhận biết định dạng (identifiable) để phân biệt thân đối tượng với thứ xung quanh nhờ chúng dễ dàng trao đổi truyền tải thông tin, liệu cách hiệu quả, tiện lợi thông qua mạng Internet mà không cần tương tác trực tiếp người với thiết bị hay người với người Điều có nghĩa thiết bị “Internet hóa”, với thiết bị thơng minh, chẳng hạn Smart tivi, Smartphone hay chí smartwatch nhỏ bé tay hỗ trợ IoT, người dùng điều khiển chúng lúc nơi mà không bị giới hạn mặt thời gian khơng gian; nhờ tiết kiệm tối đa thời gian, công sức giảm tải áp lực cho người, mang lại lợi ích kinh tế vô dùng to lớn, ứng dụng hầu hết lĩnh vực đời sống thường ngày sản xuất, công, nông nghiệp… Theo nghiên cứu hãng nghiên cứu phân tích thị trường Machina Research ước tính có 27 tỷ kết nối IoT vào năm 2022 hội thu nhập ngành đạt tới nghìn tỷ dollar Mỹ Để thấy rõ mà IOT mang lại tìm hiểu qua số ứng dụng ba lĩnh vực mà mơ hình IOT áp dụng: nông nghiệp, sản xuất sống Một ngành có thay đổi nhiều kể từ IOT đời nơng nghiệp thông minh So với nên nông nghiệp thủ công truyền thống, nơng nghiệp có sử dụng ứng dụng IOT đem lại hiệu lớn nhiều, đồng thời tiết kiệm đáng kể sức lao động người Với thiết bị tự động hóa, ta dễ dàng theo dõi vị trí tình trạng vật ni, giám sát điều kiện phát triển loại trồng, tối ưu hóa hiệu suất thiết bị nông nghiệp… Các loại trồng có giá trị cao theo dõi cảm biến không dây nhằm giúp ghi nhận thơng số (nhiệt độ khơng khí, độ ẩm, nhiệt độ đất, độ ẩm đất, áp suất khí quyển, xạ mặt trời, đường kính thân cây/ gốc/ quả, tốc độ hướng gió, lượng mưa…), với liệu thời gian thực thu thập đường lưu trữ xử lý thơng qua điện tốn đám mây cho phép truy cập thơng qua máy tính kết nối internet smartphone Thông tin tiện lợi việc đồng hệ thống tưới tiêu sử dụng biện pháp can thiệp khác để phù hợp với điều kiện trồng địa phương Hình mơ tả khái qt mơ hình giam sát trồng thơng minh Tại đó, cảm biến sử dụng để đo độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng, độ PH,…của trồng truyền máy tính qua mạng khơng dây để người dùng dễ dàng theo dõi Các liệu lưu trữ trực tuyến Cloud Hình 1.Mơ hình giám sát trồng ứng dụng IoT Hay ví dụ khác, thứ mà nhắc đến nhiều hệ thống nhà thơng minh Một mơ hình “Smart house” điển hình có tính bản: bước gần đến cửa nhà, chế điều khiển tự động tích hợp chìa khóa (hay chí điện thoại, thẻ tín dụng, smartwatch) tự động mở cửa từ xa Khóa cửa gửi tín hiệu khơng dây đến hệ thống mạng nội nhà, trước hết khiến đèn hàng lang kích hoạt Hệ thống điều hịa, vốn chuyển sang trạng thái chờ rời đi, tiếp tục hoạt động trở lại Chiếc tủ lạnh thông thường bạn không kết nối với thiết bị Nếu muốn ghi lại nhiệt độ thời điểm tủ để theo dõi, có cách đo đạc ghi lại thủ cơng nhập vào máy tính hay thiết bị lưu trữ Nhưng cần có thêm thiết bị cảm biến nhỏ, tất số liệu tự động chuyển máy tính cách đầy đủ xác mà khơng cần tác động người Trong ngành công nghiệp, sản xuất, IOT dần trở lên phổ biến áp dụng hiệu Tập đoàn General Electric (GE) Mỹ xem ví dụ tiêu biểu việc khai thác IoT Tập đồn tiên liệu chu trình bảo trì động máy bay hay tua-bin điện gió nhờ tích hợp IoT Bằng cách phân tích liệu thu thập được, GE tiết kiệm nhiều thời gian chi phí Các kỹ sư GE biết phải tiến hành bảo dưỡng động thay cách làm truyền thống tự đặt lịch trình bảo dưỡng cứng nhắc chưa thực cần thiết với thiết bị Không thế, việc lập lịch cho thiết bị tự hoạt mà không cần đến tác động người giúp giảm bớt chi phí nhân công, nâng cao hiệu lao động rút ngắn thời gian sản xuất Ngồi ra, cịn nhiều lĩnh vực khác sử dụng ứng dụng IOT đem lại hiệu tích cực Có thể kể đến bán lẻ hàng hóa, y tế, bảo vệ mơi trường, vận tải hay giao thông thông minh… Sự phát triển IoT thúc đẩy yếu tố quan trọng Đầu tiên cảm biến chi phí thấp, thứ hai cơng nghệ di động, khả phân tích liệu lớn, cuối điện toán đám mây Cảm biến giá rẻ lên trình điều khiển quan trọng phát triển hệ thống IOT, với đặc điểm tiện lợi nhỏ gọn hết để gắn vào đối tượng, thiết bị nào, chúng mắt thay đổi giới xung quanh Còn doanh nghiệp tính di động lại yếu tố thiết yếu tập trung tất thứ ứng dụng Doanh nghiệp phải phát triển ứng dụng để biết theo dõi vị trí cách tự động thiết bị CNTT Và có nhiều kết nối thực hiện, dẫn đến khối lượng liệu lớn tiền đề cho khái niệm bùng nổ liệu Ví dụ nói thành phố thơng minh chất thu thập tất liệu từ đối tượng kết nối chuyển chúng thành thơng tin Khả phân tích liệu lớn đóng vai trị quan trọng để điều khiển, quản lý hệ thống Cuối cùng, nơi lưu trữ, xử lý liệu 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 nguồn lưu trữ khổng lồ cho IoT với ưu điểm an toàn, bảo mật cao, dung lượng khơng giới hạn, tối đa chi phí, tốc độ đơn giản, dễ sử dụng Mặc dù khái niệm Internet of Things đưa từ lâu (bởi Kevin Ashton vào năm 1999) Nhưng vài năm gần nhiều doanh nghiệp nhà khoa học để ý tập trung phát triển mạnh mẽ, trở thành tâm điểm cho đầu tư lĩnh vực khoa học kĩ thuật Và gây ý cộng đồng, IoT cho thấy tiềm phát triển số đáng kinh ngạc: Dự báo Internet of Things đến năm 2020: Hình 2.Thống kê dự đốn IoT tới năm 2021 Theo ước tính cơng ty ABI Research IOT đến năm 2020 cho kết quả: + tỷ người kết nối với + ngàn tỷ USD doanh thu + Hơn 25 triệu ứng dụng + Hơn 25 tỷ hệ thống nhúng hệ thống thông minh + 50 ngàn tỷ Gbs liệu Rõ ràng, Internet of Thing thay đổi hoàn toàn cách sống người tương lai khơng xa Khi vật "Internet hóa" người dùng điều khiển chúng từ nơi nào, không bị giới hạn mặt không gian thời gian cần thiết bị thông minh có kết nối mạng khơng dây Viễn cảnh thị trường IoT sáng sủa, nhiên dự kiến, để thực tiễn hóa việc phát triển thiết bị IoT phụ thuộc nhiều vào cách mà đến với người sử dụng cơng nghệ - điều mà nhà sản xuất nỗ lực tạo nên trải nghiệm tốt Bên cạnh nhiều hội mở ra, cịn khơng rào cản, thách thức khiến cho IoT chưa đưa vào sử dụng rộng rãi tương xứng với tiềm đem lại Đầu tiên kể đến thiếu giao thức chuẩn hóa Bao gồm tảng giao tiếp quản lý Việc tạo “ngôn ngữ giao tiếp” chung điều cần thiết song chưa có ngơn ngữ Thực tế hầu hết người dùng sử dụng thiết bị hãng sản xuất khác nhà nên việc giao tiếp hai thiết bị hai hãng khác cần thiết Việc đầu tư số tiền không nhỏ để đồng hóa tất thiết bị điều khó khả thi Sau ngôn ngữ giao tiếp chung, IoT cần công cụ quản lý chung cho nhiều hệ thống khác Ví dụ muốn xây dựng hệ thống giám sát điều khiển giao thơng, làm việc với tất loại xe ô tô hãng sản xuất khác Tiếp đến chưa có giải pháp bảo mật tương xứng IoT có hai chức là: thu thập/phân tích thông tin tự động từ thiết bị điều khiển hoạt động chúng từ xa Cả hai chức truyền thông tin qua mạng Internet lưu trữ liệu điện toán đám mây, nơi ln tiềm ẩn khả bị cơng Vì vậy, nguy bảo mật tất thiết bị kết nối tới Internet nói chung khó tránh khỏi Ngồi việc phát triển thiết bị giao thức để chúng giao tiếp với nhau, hệ sinh thái cần phải có phần mềm bảo mật tương xứng kèm, chí phải trọng Khả bảo mật phải hỗ trợ hạ tầng đám mây không phạm vi thiết bị Bởi với IoT, thiết bị khơng cịn đơn liên quan tới công việc mà liên quan nhiều tới cá nhân người dùng IoT làm dấy lên mối lo ngại vấn đề tính riêng tư liệu cá nhân Các thông tin thời gian thực vị trí vật lý, hay thơng tin cập nhật cân nặng, huyết áp, tình trạng sức khỏe, thói quen… sử dụng nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe Người dùng sử dụng ứng dụng với mức phí rẻ song thơng tin nhà cung cấp bán cho bên thứ ba để phục vụ quảng cáo hay mục đích kinh doanh khác Điều làm gia tăng lo ngại tính riêng tư người Yếu tố cuối quan trọng khơng tiêu hao lượng nguồn sử dụng cho thiết bị Cấp nguồn cho thiết bị hệ thống IoT mạng kết nối chúng vấn đề cần phải giải quyết, đặc biệt với thiết bị cấp nguồn trực tiếp đồng hồ đo nước, vật nuôi, trồng…Việc cấp nguồn cho thiết bị cảm ứng làm gia tăng đáng kể chi phí, kích thước thiết bị cần cơng nghệ cấp nguồn tốn Từ thấy, để khai thác hết tiềm lớn nguồn lợi khổng lồ mà IoT mang lại, nhiều vấn đề cần phải giải dành cho nhà phát triển công nghệ Để kết nối diện rộng khoảng cách xa, thực chất thiết bị giới Internet of Things phải tận dụng nhiều kênh truyền tải liệu khơng dây khác Hình 3.Một số loại mạng khơng dây phạm vi sử dụng 10 Hình 13.Giao diện phần mềm Arduino IDE 3.3 Giải pháp thiết kế 3.3.1 Node a) Sơ đồ khối ghép nối phần cứng: 24 Hình 14.Sơ đồ khối node Hình 15:Sơ đồ két nối node Khối 1: Khối nguồn Khối nguồn có nhiệm vụ cung cấp nguồn điện cho toàn mạch điều khiển bao gồm khối vi điều khiển khối truyền thông Khối 2: Khối vi điều khiển MCU Khối vi điều khiển MCU ARDUINO NANO nhận tín hiệu từ cảm biến gửi tin đến node trung tâm thông qua module truyền thông SX1278 Khối 3: Khối cảm biến 25 Khối cảm biến nhận nhiệt độ độ ẩm thay đổi mơi trường, sau gửi tín hiệu điện áp vi điều khiển Khối 4: Khối truyền thơng Khối truyền thơng có nhiệm vụ gửi gói tin liệu từ node đến node trung tâm b) Lưu đồ thuật tốn Hình 16.Lưu đồ thuật tốn Node Giải thích lưu đồ thuật tốn: Sau cấp nguồn cho Node con, vi điều khiển thực cấu hình tham số cấu hình hệ thống Sau thực đọc giá trị cảm biến, gửi tới node trung tâm chờ lệnh gửi để thực Qúa trình lặp lại liên tục 3.3.2 Node trung tâm a) Sơ đồ khối ghép nối phần cứng: 26 Hình 17.Sơ đồ khối node trung tâm Hình 18.Sơ đồ kết nối khối trung tâm Khối 1: Khối nguồn Khối 2: Khối vi điều khiển MCU Khối vi điều khiển MCU ARDUINO UNO R3 nhận tín hiệu từ cảm biến, hiển thị lên LCD gửi lệnh đến node node thông qua module truyền thông SX1278 Khối 3: Khối hiển thị Hiển thị nhiệt độ độ ẩm đọc từ cảm biến lên hình LCD Khối 4: Khối truyền thơng 27 b) Lưu đồ thuật tốn Giải thích lưu đồ thuật tốn: Sau cấp nguồn cho Node trung tâm, vi điều khiển thực cấu hình tham số cấu hình hệ thống Sau thực đọc giá trị cảm biến gửi về, chuyển đổi hiển thị lên LCD sau gửi lệnh thực cho node Qúa trình lặp lại liên tục Hình 19.Lưu đồ thuật toán node trung tâm 28 3.4 Kết Hình 20.dữ liệu nhận từ node với humidity node humidity2 node Hình 21.Ảnh node trung tâm 29 Hình 22.Node cảm biến Hình 23.Node cảm biến 30 KẾT LUẬN Các mạng cảm biến khơng dây với chi phí đầu tư thấp, tiêu thụ điện năng, cho phép triển khai nhiều điều kiện địa hình khí hậu phức tạp, đặc biệt khả tự tổ chức mạng, khả xử lý cộng tác chịu hư hỏng cố tạo triển vọng ứng dụng đầy tiềm nhiều lĩnh vực khác Tuy nhiên để triển khai mạng cảm biến không dây, người thiết kế hệ thống cần phải nắm bắt nhân tố tác động đến mạng, nhược điểm mạng cần phải khắc phục, cần quan tâm đến tham số mạng,… cần có mơ đánh giá để từ thiết kế hệ thống theo cách tối ưu Qua tập lớn lần này, nhóm em tìm hiểu chế hoạt động mạng cảm biến không dây hoạt động LaRa Mạch hiển thị thông số nhiệt độ, độ ẩm mơi trường lên hình LCD xong cịn hạn chế, sai sót vấn đề nối dây, hàn mạch nên kết không dự định Sản phẩm thiết kế sơ sài chưa đáp ứng nhiều nhu cầu thực tiễn Hướng phát triển: Trong tương lai có điều kiện tốt hơn, nhóm em cố gắng tạo thêm nhiều chức hơn: đo thông số C02, cảnh báo nhiệt độ cao, thấp, báo cháy….Vận dụng vào nông nghiệp cảnh báo độ ẩm thấp thông báo thực hệ thống tưới nước hợp lí 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “Standard for part 15.4: Wireless MAC and PHY specifications for low rate WPAN,” IEEE, New York, NY, IEEE Std 802.15.4, Oct 2003 [2].https://vidieukhien.xyz/2018/07/03/tim-hieu-ve-lora-va-cach-hoat-dong/ [3] http://automation.net.vn/Cong-nghe-Ung-dung/Giao-thuc-Loratrong-truyen-thongcong-nghiep.html [4] https://automation.net.vn/The-gioi-cam-bien/Tong-quan-ve-mangcam-bien-khong -day.html [5] Derek Walter, Mark Sherman “Learning MIT App Inventor – A Hands-On Guide to Building Your Own Android Apps” [6] Kumar, Vimal; Sanjay K Madria (August 2012) "Secure Hierarchical Data Aggregation in Wireless Sensor Networks: Performance Evaluation and Analysis" MDM 12 [7] ServersCheck "Wireless temperature sensor for Data Centers" [8] Sohraby, K., Minoli, D., Znati, T., 2007 Wireless sensor networks: technology, protocols, and applications John Wiley and Sons [9] https://akizukidenshi.com/download/ds/aosong/DHT11.pdf [10] https://firebase.google.com/docs/database/ 32 PHỤ LỤC Chương trình Node trung tâm #include // include libraries #include const long frequency = 433E6; // LoRa Frequency const int csPin = 10; // LoRa radio chip select const int resetPin = 9; // LoRa radio reset const int irqPin = 2; // change for your board; must be a hardware interrupt pin void setup() { Serial.begin(9600); // initialize serial while (!Serial); LoRa.setPins(csPin, resetPin, irqPin); if (!LoRa.begin(frequency)) { Serial.println("LoRa init failed Check your connections."); while (true); // if failed, nothing } Serial.println("LoRa init succeeded."); Serial.println(); Serial.println("LoRa Simple Gateway"); Serial.println("Only receive messages from nodes"); Serial.println("Tx: invertIQ enable"); Serial.println("Rx: invertIQ disable"); Serial.println(); LoRa.onReceive(onReceive); LoRa.onTxDone(onTxDone); 33 LoRa_rxMode(); } void loop() { if (runEvery(3000)) { // repeat every 3000 millis String message = "HeLoRa World! "; message += "I'm a Gateway! "; message += millis(); LoRa_sendMessage(message); // send a message Serial.println("Send Message!"); } } void LoRa_rxMode(){ LoRa.disableInvertIQ(); LoRa.receive(); // normal mode // set receive mode } void LoRa_txMode(){ LoRa.idle(); LoRa.enableInvertIQ(); // set standby mode // active invert I and Q signals } void LoRa_sendMessage(String message) { LoRa_txMode(); // set tx mode LoRa.beginPacket(); // start packet LoRa.print(message); // add payload LoRa.endPacket(true); // finish packet and send it } 34 void onReceive(int packetSize) { String message = ""; while (LoRa.available()) { message += (char)LoRa.read(); } Serial.print("Gateway Receive: "); Serial.println(message); } void onTxDone() { Serial.println("TxDone"); LoRa_rxMode(); } boolean runEvery(unsigned long interval) { static unsigned long previousMillis = 0; unsigned long currentMillis = millis(); if (currentMillis - previousMillis >= interval) { previousMillis = currentMillis; return true; } return false; } Chương trình Node Node 1: #include #include 35 #include const int DHTPIN = 4; const int DHTTYPE = DHT11; DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); void setup() { Serial.begin(9600); dht.begin(); while (!Serial); Serial.println("LoRa Sender"); if (!LoRa.begin(433E6)) { Serial.println("Starting LoRa failed!"); while (1); } } void loop() { float temp = dht.readTemperature(); float hum = dht.readHumidity(); Serial.println("Sending packet: "); // send packet LoRa.beginPacket(); LoRa.print("Node 2:"); LoRa.print("Do am : "); LoRa.print(hum); LoRa.print("%"); LoRa.print(" Nhiet do:"); 36 LoRa.print(temp); LoRa.print("C"); Serial.print("Do am: "); Serial.print(hum); Serial.print("%"); Serial.print(" Nhiet do:"); Serial.print(temp); Serial.println("C"); Serial.println(""); LoRa.endPacket(); delay(1000); } Node 2: #include #include #include const int DHTPIN = 4; const int DHTTYPE = DHT11; DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); void setup() { Serial.begin(9600); dht.begin(); while (!Serial); Serial.println("LoRa Sender"); if (!LoRa.begin(433E6)) { Serial.println("Starting LoRa failed!"); while (1); } 37 } void loop() { float temp = dht.readTemperature(); float hum = dht.readHumidity(); Serial.println("Sending packet: "); // send packet LoRa.beginPacket(); LoRa.print("Node 1:"); LoRa.print("Do am : "); LoRa.print(hum); LoRa.print("%"); LoRa.print(" Nhiet do:"); LoRa.print(temp); LoRa.print("C"); Serial.print("Do am: "); Serial.print(hum); Serial.print("%"); Serial.print(" Nhiet do:"); Serial.print(temp); Serial.println("C"); Serial.println(""); LoRa.endPacket(); delay(1000); } 38 ... packet: "); // send packet LoRa. beginPacket(); LoRa. print("Node 2:"); LoRa. print("Do am : "); LoRa. print(hum); LoRa. print("%"); LoRa. print(" Nhiet do:"); 36 LoRa. print(temp); LoRa. print("C"); Serial.print("Do... packet: "); // send packet LoRa. beginPacket(); LoRa. print("Node 1:"); LoRa. print("Do am : "); LoRa. print(hum); LoRa. print("%"); LoRa. print(" Nhiet do:"); LoRa. print(temp); LoRa. print("C"); Serial.print("Do... 2.2.4 Tập giao thức Tập giao thức LoRa bao gồm lớp sau: – LoRa Application Layer – LoRa MAC Layer – LoRa PHY Layer – LoRa RF Layer Hình 6.Tập giao thức mạng LoRa 2.3 Ứng dụng Với ưu điểm khoảng