Thiết kế và tổ chức giao thức truyền thông trong mạng cảm biến không dây LoRa

Mạng LoRa ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống mạng cảm biến không dây WSNs (Wireless Sensor Networks) bởi khả năng truyền xa, tiết kiệm năng lượng, hoạt động ổn định. Trong bài viết này, nhóm tác giả sẽ giới thiệu quá trình từng bước xây dựng và tổ chức giao thức truyền thông của mạng LoRa cấu trúc hình cây đảm bảo các yếu tố tin cậy, bảo mật, chuẩn công nghiệp.

Kỷ yếu Hội nghị KHCN Quốc gia lần thứ XIII Nghiên cứu ứng dụng Công nghệ thông tin (FAIR), Nha Trang, ngày 8-9/10/2020 DOI: 10.15625/vap.2020.00214 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY LORA Nguyễn Văn Thiện1, Quách Đức Cường2, Trịnh Trọng Chưởng3, Nguyễn Bá Nghiễn1 Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Điện, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Viện Công nghệ HaUI, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội nguyenthien@haui.edu.vn, cuongqd@haui.edu.vn, chuonghtd@haui.edu.vn, nguyenbanghien_cntt@haui.edu.vn TÓM TẮT: Mạng LoRa ngày ứng dụng rộng rãi hệ thống mạng cảm biến không dây WSNs (Wireless Sensor Networks) khả truyền xa, tiết kiệm lượng, hoạt động ổn định Trong báo này, nhóm tác giả giới thiệu trình bước xây dựng tổ chức giao thức truyền thông mạng LoRa cấu trúc hình đảm bảo yếu tố tin cậy, bảo mật, chuẩn cơng nghiệp Q trình thử nghiệm hệ thống WSNs thực với chíp xử lý dịng họ PIC Microchip đạt kết tốt Từ khóa: WSNs, LoRa network protocol, PIC microcontroller I GIỚI THIỆU Mạng cảm biến không dây WSNs (Wireless Sensor Network system) ngày sử dụng phổ biến ứng dụng công nghiệp, nông nghiệp, y tế, giao thông, hệ thống thiết bị dân dụng,… WSNs đóng vai trị quan trọng việc kiểm sốt liệu diện rộng quy mơ lớn Từ hệ thống quản lý người dùng phân tích, đánh giá liệu cách linh hoạt thuận tiện Chính ưu điểm nên việc nghiên cứu triển khai ứng dụng mạng WSNs vào việc thu thập liệu trở lên cấp thiết năm gần Nghiên cứu WSNs tập trung vào số hướng chính: 1) Tổ chức mạng tối ưu, cải thiện tốc độ mạng; 2) Bảo mật, an toàn hệ thống mạng; 3) Tối ưu lượng mạng, đặc biệt hệ thống mạng sử dụng nguồn pin WSNs xây dựng dựa nhiều tảng mạng khác như: Zigbee, LoRa, Wifi,… kết hợp mạng cục mạng diện rộng để có cấu trúc mạng WSNs phù hợp với nhu cầu thực tế sử dụng Đã có nhiều công bố liên quan đến xây dựng cấu trúc mạng, kết thiết kế tổ chức mạng WSNs ứng dụng trường hợp cụ thể Nhưng hầu hết công bố thể lý thuyết tổng quan kết thử nghiệm Những vấn đề kỹ thuật chi tiết việc tổ chức cấu trúc mạng, định dạng chế bắt tay, định dạng gói/tập tin truyền nhận,… để thực mạng liệu không dây thực tiễn chưa đề cập cách cụ thể chi tiết Trong báo giới thiệu chi tiết việc tổ chức thực mạng WSNs có cấu trúc hình phục vụ việc đo lường thơng số môi trường Hệ thống WSNs thực sở phần cứng module LoRa 433 MHz vi điều khiển PIC16F877A hãng Microchip II CẤU TRÚC MẠNG KHƠNG DÂY ĐIỂN HÌNH Mạng cảm biến khơng dây WSNs hệ thống thiết bị bao gồm phần tử: cảm biến, thiết bị xử lý, thiết bị truyền tin không dây, thiết bị định tuyến, hạ tầng thông tin internet (nếu hệ diện rộng) nhằm mục đích đo lường, tổng hợp liệu vật lý điều kiện Hệ thống sử dụng phổ biến chúng có nhiều ưu điểm như: linh hoạt q trình lắp đặt, quản lý diện rộng với phạm vi khoảng cách địa lý rộng lớn,… Hiện mạng WSNs chia thành hai loại mạng WSNs cục mạng WSNs diện rộng WSNs cục mạng cảm biến không dây với phạm vi địa lý khoảng cách từ vài mét hàng kilômét Chúng xây dựng tảng mạng BlueTooh (BLE), Wi-fi, Zigbee, RF, Z-Wave, LoRa,… Trong WSNs diện rộng mạng cảm biến có phạm vi địa lý rộng lớn WSNs diện rộng thực chất hệ thống sử dụng dịch vụ GPRS, internet để kết nối WSNs cục tạo thành mạng cảm biến không dây nhiều tầng, nhiều lớp với không gian địa lý rộng lớn Hình mơ tả mạng cảm biến WSNs cục mạng WSNs diện rộng điển hình Hình Mạng cảm biến khơng dây WSNs điển hình Nguyễn Văn Thiện, Quách Đức Cường, Trịnh Trọng Chưởng, Nguyễn Bá Nghiễn 571 Trong báo tập trung vào việc tổ chức mạng WSNs cục hình dựa mạng LoRa Đây mạng khơng dây có băng tần từ 430 MHz đến 915 MHz cho khu vực khác giới sử dụng phổ biến chúng có ưu điểm: khoảng truyền xa (từ vài trăm mét đến vài kilômét); công suất tiêu thụ nhỏ Tuy mạng LoRa có nhược điểm tốc độ truyền tin chậm (nhỏ 115200 bps) phù hợp với mạng thu thập liệu điều khiển với chu kỳ lấy mẫu không nhỏ SN1 Star GW SN3 Tree Mesh GW GW RT2 RT3 SN4 RT3 SN5 SN3 RT1 RT4 SN2 SN1 SN4 SN1 SN5 SN2 RT4 SN2 SN6 RT1 SN4 SN3 Hình Một số cấu trúc mạng WSNs cục điển hình Cấu trúc mạng phổ biến có ba dạng Hình Trong đó: GW (Gateway) cổng mạng liệu làm nhiệm vụ kết nối liệu mạng WSNs cục với hệ thống quản lý bên ngoài; RT thiết bị định tuyến (Router); SN (Sensor Node) điểm cảm biến bao gồm sensor Tất thiết bị ghép nối với qua thiết bị module LoRa Cấu trúc hình (Star) dùng trường hợp mạng có SN khoảng cách địa lý ngắn Trường hợp cần WSNs với khoảng phủ lớn (không gian địa lý rộng, nhiều điểm SN) sử dụng cấu trúc hình (Tree) dạng lưới (Mesh) Khi hệ thống WSNs cần bổ sung thêm thiết bị định tuyến RT [5] III THIẾT KẾ PHẦN CỨNG Phần cứng hệ thống thử nghiệm thiết kế sử dụng vi điều khiển PIC16F688/PIC16F877A module LoRA Nội dung q trình thiết kế hệ thống thử nghiệm tập trung vào vấn đề kết nối mạng, lập trình kiểm tra lỗi mạng cục Các vấn đề như: băng thơng, lưu trữ, tối ưu hóa lượng tiêu thụ nút cảm biến hay toàn mạng, nguồn điện cấp, khả sống sót mơi trường khắc nghiệt,… chưa đề cập đến d=0 Wireless sensor Node NC RS232 Power KEY d=1 d=2 d=3 PIC16F877A Microcontroller UART SN RT1 SN LCD 2004 RF433-E30 GW SN SN RT2 DS18b20 sensor DHT22 sensor MQ-7 sensor MG811 sensor SN Hình Cấu trúc lớp mạng Hình Cấu trúc khối nút cảm biến SN Cấu trúc mạng thử nghiệm bao gồm 04 tầng lớp, 02 Router RT, 01 GW (bao gồm máy tính PC module LoRA) 05 nút cảm biến SN Hình Thiết bị định tuyến RT (Hình 6) module LoRA E32-433T20DT kết nối với vi điều khiển PIC16F688 qua cổng nối tiếp UART Các nút SN thiết kế dựa MCU PIC16F877A Microchip mô tả sơ đồ khối Hình Mỗi SN kết nối với cảm biến DS18b20, DHT22, MQ-7 MG811 để đo thông số nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ khí CO nồng độ khí CO2 Module Wireless sử dụng loại E32433T20DT hoạt động dải tần 433 MHz, công suất 100 mW khoảng truyền xa điều kiện lý tưởng 3.000 m Ngoài module SN cịn tích hợp thêm hình LCD 2004 thuận tiện cho việc quan sát liệu trường để so sánh với liệu thu GW E32433T20DT PIC16F688 Microcontroller Power NC RS232 E32433T20DT THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHƠNG DÂY LORA 572 PC UART Hình Sơ đồ khối RT sử dụng PIC16F688 Hình Sơ đồ khối GW Thiết bị RT đơn giản khối MCU PIC16F688 kết nối với module LoRA E32-433T20DT qua cổng UART MCU PIC16F688 khối RT nhận khung liệu từ khối NC qua UART từ điểm mạng (SN RT khác) định tuyến đường truyền liệu mạng (Hình 5) Khối GW đóng vai trị chuyển đổi giao thức kết nối liệu WSNs với mạng internet lưu trữ hệ thống sở liệu mạng WSNs cục GW bao gồm khâu điều phối mạng NC máy tính PC Trong khối NC module LoRA E32-433T20DT kết nối với PC qua vi mạch chuyển đổi MAX232 Hình IV LẬP TRÌNH PHẦN MỀM A Thiết lập địa Có nhiều phương thức thiết lập địa nút mạng (địa RT, SN) Trong báo sử dụng phương thức thiết lập địa nút mạng Địa nút mạng An thiết lập theo cách thiết lập địa nút mạng Zigbee xác định theo công thức (1) (2), [1], [2], [6]  + Cm × ( Lm − d − 1) ; Rm =  L − d −1 Cskip (d ) = 1 + Cm − Rm − Cm × Rm( m ) ; Rm ≠  − Rm  (1) An = Aparent + Cskip (d ) × Rm + n (2) đó: • • • • Lm độ sâu tầng mạng Cm số lượng nút lớn (bao gồm RT SN) tầng xét kết nối với tầng phía Rm số lượng nút RT lớn kết nối tầng phía Chỉ số n, Aparent, thứ tự nút cảm biến địa gốc GW B Lưu đồ thuật toán phần tử mạng WSNs Lưu đồ thuật toán tổng quát thực thiết bị GW, RT SN Hình [2], [6] Phát trình nhận liệu Node thông qua kiện ngắt cổng UART MCU Để tránh xảy lỗi trình thu nhận chuỗi liệu, cần thực số kỹ thuật: 1) mã hóa khung liệu; 2) kết hợp giải thuật kiểm tra lỗi khung liệu; 3) thực chế độ “thời gian chờ” cổng UART, vượt khoảng thời gian chờ byte kết thúc trình nhận chuỗi liệu Begin Begin WSNs installation Into WSNs Send data N Receive data from GW Receive data from RT Data process Y Receive data from SN N N Y End Lưu đồ thuật toán GW N Send data to RT node Data process Y Send data to GW node Stop Y Into WSNs N N Y Send data to UART Stop Begin End Lưu đồ thuật tốn RT Hình Lưu đồ thuật tốn dạng tổng quát WSNs [2], [6] Receive data from RT Y Data process Send data to RT Stop Y N End Lưu đồ thuật toán SN Nguyễn Văn Thiện, Quách Đức Cường, Trịnh Trọng Chưởng, Nguyễn Bá Nghiễn 573 Khi khởi động mạng, GW thực việc truyền liệu cài đặt tới tất SN (bao gồm thông số: địa SN, liệu tần số lấy mẫu ngưỡng cảnh báo SN,…) thiết lập định khối định tuyến RT (địa RT quản lý địa nào,…) NC nhận liệu từ địa gửi gửi lên PC thông qua UART PC nhận liệu chế độ chờ hỏi vòng Đối với RT, RT nhận khung liệu yêu cầu từ NC, RT phân tách khung liệu để tìm địa SN Sau so sánh địa với danh mục địa mà RT quản lý Nếu địa thuộc phạm vi RT quản lý RT truyền tiếp khung liệu từ NC gửi tới SN, ngược lại khơng phát khung liệu Quá trình nhận liệu NS gửi NC tương tự Đối với SN nhận khung liệu (có kèm địa chỉ), SN phân tách liệu khung (lọc địa chỉ, kiểm tra CRC, phân tích mã lệnh yêu cầu,…) địa SN kiểm tra CRC tin thực lệnh truyền liệu NC Lưu đồ thuật toán tách/xử lý liệu (khối Data process Hình 7) nhận nút mạng thể Hình Nhiệm vụ khối Data process là: 1) đọc liệu, 2) kiểm tra tính đúng/sai khung liệu, 3) xác định yêu cầu nhiệm vụ khung liệu, 4) loại liệu: thiết lập hệ thống, lệnh yêu cầu từ GW, hay liệu thông số từ cảm biến truyền lên Kết thúc khâu nút mạng không dây định truyền/xử lý liệu Ví dụ RT sau nhận diện khung liệu, xác nhận khung liệu RT chuyển tiếp khung liệu cho nút mạng kiểm sốt Trường hợp khung liệu sai RT gửi khung liệu báo sai nút mạng quản lý (ở tầng trên) Đối với SN sau ngắt nhận khung liệu, MCU kiểm tra địa Nếu địa SN thực lệnh (có thể truyền liệu GW cài đặt chế độ SN) Trường hợp khơng phải địa SN khơng thực lệnh Begin Read data_frame Calculate Byte[i] Address = true? Y CRC = true? Y Execute commands N N Send data End Hình Lưu đồ thuật toán khâu xử lý liệu Data process C Định dạng khung liệu hệ thống mạng WSNs [6] Định dạng khung liệu từ SN gửi lên GW Dữ liệu từ SN chuyển lên GW chứa đựng thông tin trạng thái điểm SN, địa nút cảm biến gửi lên, liệu đo từ cảm biến byte liệu CRC dùng cho việc kiểm tra lỗi liệu khung truyền Hình Trong đó: • • • • n số lượng byte liệu cần truyền byte khởi đầu (start byte) có giá trị 0x8E byte kết thúc (stop byte) có giá trị 0x8E STATE byte trạng thái, hệ hoạt động bình thường STATE = 0x27 ngược lại STATE = 0x2D ADD hai byte địa thiết bị Đây giá trị An 3, 5÷(n+4) n+5 n+6 n+7 0x8E STATE ADD DATA CRC CRC 0x8E Hình Khung liệu từ SN gửi lên GW • Chuỗi liệu DATA: tập liệu nhiều thông số cần đo, thơng số cần đo có byte thông tin: Byte ID liệu; Byte 2, giá trị byte cao, byte thấp liệu thơng số cần đo Hệ thống có 04 thông số cần đo nhiệt độ môi trường, độ ẩm, nồng độ khí CO nồng độ khí CO2 Bảng ví dụ mơ tả giá trị chuỗi liệu DATA • CRC: Dữ liệu kiểm tra đối sánh sử dụng mã CRC-16 bit, giá trị chứa đựng byte n+5 n+6 SN tính giá trị CRC tương ứng với chuỗi liệu gửi lên GW Và GW tính lại giá trị để đối sánh phát lỗi chuỗi liệu Khả phát lỗi khung truyền sử dụng CRC-16 lên tới 99,9985 % Tức triệu lần truyền liệu số lần truyền lỗi không phát tối đa 15 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY LORA 574 Bảng Giá trị ID mã hóa cho thơng số STT Thông số Nhiệt độ môi trường Độ ẩm Nồng độ khí CO Nồng độ khí CO2 Chuỗi liệu DATA ID High Byte Low Byte 0x01 0x05 0xF5 0x02 0x00 0x59 0x03 0x12 0xF4 0x04 0x01 0xE2 [0x01 0x05 0xF5 0x02 0x00 0x59 0x03 0x12 0xF4 0x04 0x01 0xE2] Định dạng khung liệu truyền từ GW xuống SN Dữ liệu từ GW xuống SN có hai dạng Một truyền liệu cài đặt tham số hoạt động SN, hai truyền liệu yêu cầu SN gửi liệu GW Cách thức tổ chức đường truyền liệu có ưu điểm khơng xảy tình tranh chấp, chồng lấn liệu SN đồng loạt gửi Tuy nhiên nhược điểm cách thức truyền nhận liệu đồng theo lệnh từ GW tốc độ thu thập liệu không nhanh, đặc biệt hệ thống WSNs có số lượng điểm đo SN lớn a) Khung liệu thiết lập hoạt động SN GW quy định Dữ liệu cảm biến định thu thập định kỳ trường SN cịn có chức cảnh báo tham số cần đo vượt ngưỡng Do đó, cần phải thiết lập ba loại tham số cảm biến thông qua lệnh cổng nối tiếp tham số không bị tắt nguồn (lưu giữ EEPROM MCU) Các tham số cần cấu hình là: 1) loại liệu thu thập SN; 2) chu kỳ thu thập liệu; 3) ngưỡng liệu an tồn Định dạng khung giao thức cấu hình tham số cảm biến mơ tả hình 10 3, 8-9 10 0x8E STATE ADD ID H Byte L Byte CRC 0x8E Hình 10 Khung liệu từ PC xuống thiết bị Byte bắt đầu byte kết thúc có giá trị 0x8E Mã lệnh thị cấu hình SN: STATE = 0x18 ADD địa SN Từ lệnh cấu hình cảm biến (ID): Theo yêu cầu tham số cấu hình, có loại lệnh cấu hình: 0xFF ~ 0xF9 Các lệnh cấu hình chi tiết thể bảng Bảng Giá trị ID tương ứng với ý nghĩa thiết lập Thơng số Bố trí chu kỳ lấy mẫu Ngưỡng nhiệt độ Ngưỡng nhiệt độ Ngưỡng độ ẩm Ngưỡng độ ẩm Ngưỡng CO Ngưỡng CO2 STT ID 0xFF 0xFE 0xFD 0xFC 0xFB 0xFA 0xF9 b) Khung liệu GW yêu cầu SN gửi liệu Khung liệu GW yêu cầu SN gửi liệu thể Hình 11 Nhìn chung khung liệu giống hai khung liệu Hình 9, Hình 10 Điểm khác biệt phần liệu giá trị ID Bảng để yêu cầu gửi liệu cần thiết 3, … 0x8E STATE ADD ID1 … IDn CRC 0x8E Hình 11 Khung liệu từ PC xuống thiết bị Cấu trúc lại giá trị khung liệu Trong toàn khung liệu từ byte thứ đến byte thứ n+6 tồn byte có giá trị 0x8E (trùng với giá trị start byte stop byte) 0x8D cần phải đổi lại giá trị theo quy luật: 1) Nếu liệu 0x8D đổi thành 0x8D 0x5D; 2) Nếu liệu 0x8E đổi thành 0x8D 0x5E Như thấy số lượng byte khung liệu số, giá trị phụ thuộc vào số lượng byte có giá trị 0x8D 0x8E có khung liệu Việc đổi giá trị byte nhằm mục đích đảm bảo toàn byte liệu từ thứ tự đến n+6 không tồn giá trị 0x8E Nguyên hệ thống thực việc truyền/nhận liệu không đồng thời gian nên cần sử dụng chế ngắt cổng UART MCU giá trị 0x8E có vai q trình nhận biết bắt đầu kết thúc khung liệu Nguyễn Văn Thiện, Quách Đức Cường, Trịnh Trọng Chưởng, Nguyễn Bá Nghiễn 575 D Phần mềm phần cứng hệ thống Để quan sát hệ thống PC, nhóm tác giả phát triển HMI ngôn ngữ Visual Basic 2012 Phần mềm có chức năng: 1) truyền liệu để thiết lập trạng thái hoạt động SN (chu kỳ lấy mẫu, trạng thái ngưỡng thông số); 2) tự phát cổng kết nối để thực kết nối thiết bị trung tâm với máy tính trường; 3) quan sát vẽ đồ thị theo dõi thông số nút cảm biến Phần mềm thiết kế có giao diện thân thiện, dễ sử dụng Hình 12 Phần mềm HMI thử nghiệm Hình 13 Giao diện đồ thị thông số theo thời gian Thiết bị phần cứng thử nghiệm thể Hình 13 Thiết bị SN trường trang bị hình LCD phục vụ quan sát liệu trường để so sánh với giá trị thị trung tâm thu thập (GW) V KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM Hệ thống thử nghiệm bao gồm SN kết nối với GW thơng qua hai RT hình Q trình thử nghiệm thực khuôn viên Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội (Minh Khai, Bắc Từ Liêm, Hà Nội) điểm xung trường Hình 14 Giá trị trung bình lần đo (thời điểm 9h05 ngày 10/7/2020) ghi Bảng Hình 14 Bản đồ thực địa bố trí mạng WSNs thử nghiệm Khoảng cách truyền/nhận tối đa LoRA E32-433T20DT điều kiện lý tưởng 3.000 m Trên thực tế q trình thử nghiệm mơi trường thành phố với điều kiện thiết bị thu-phát đặt cách mặt đất 1m cho thấy khoảng cách truyền/nhận tối đa khoảng 350 m Thậm chí mơi trường khơng gian với nhiều vật cản khoảng cách 576 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY LORA nhỏ 200 m Nguyên địa hình thực địa có nhiều vật cản như: nhà cao tầng, cơng trình cơng cộng, xanh Nếu mật độ vật cản lớn, không gian bị “che khuất” nhiều khoảng cách truyền/nhận module LoRA ngắn lại Bảng Thu thập liệu ngày thời điểm 9h05 ngày 10/7/2020 Đơn vị Cảm biến SN Giá trị đo ngày 10/07/2020 SN1 SN2 SN3 SN4 SN5 C 32,5 33,8 30,4 33,1 32,5 % RH 75,2 74,1 79,1 76,9 75,6 Nồng độ CO ppm 15,5 18,2 20,8 22,6 19,1 Nồng độ CO2 ppm 1150,2 1253,7 1261,8 1102,3 1214,7 Nhiệt độ Độ ẩm o Để kiểm thử khả phát lỗi khung truyền giải thuật phân tách/xử lý liệu, nhóm tác giả thực 32 lần truyền dẫn liệu mạng Kết cho thấy mạng phát 100 % lỗi khung truyền xử lý tình với kịch xây dựng Điều cho thấy hồn tồn sử dụng giải pháp thiết kế để thực cấu trúc mạng WSNs cục với công nghệ LoRA VI KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Bài báo giới thiệu cách thức tổ chức lập trình đơn giản cho mạng WSNs cục với cấu trúc hình Mơ hình mạng WSNs thiết kế 04 tầng với 01 GW, 02 thiết bị định tuyến RT 05 nút cảm biến SN thiết kế sử dụng module LoRA E32-433T20DT vi điều khiển PIC16F688/PIC16F877A thử nghiệm môi trường không gian thành phố Kết thử nghiệm cho thấy mạng WSNs hoạt động tin cậy, ổn định Tuy tốc độ mạng chậm sử dụng chế thu thập liệu điều khiển thiết bị GW Trong nghiên cứu tới, nhóm nghiên cứu quan tâm, phát triển thử nghiệm cấu trúc mạng WSNs thu thập liệu theo mơ hình truyền/nhận song song, giải vấn đề tranh chấp/chồng lấn liệu để nâng cao tốc độ mạng WSNs cục VII LỜI CẢM ƠN Nhóm tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Khoa Công nghệ thông tin, Khoa Điện Viện công nghệ HaUI Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội phối hợp hỗ trợ trình thực nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Wáng xiǎo Qiáng, Ōu Yáng, Huáng Níng, “ZigBee wú xiàn chn gǎn qì wǎng l shè jì yǔ shí xiàn”, Huà xué gōng yè chū bǎn shè,134-137, 2012 [2] Qīng dǎo dōng xìn xī jì shù yǒu xiàn gōng sī, “ZigBee kāi fā jì shù jí shí zhàn”, Xī' ān diàn zǐ kē jì dà x chū bǎn shè, 2014 [3] Prashant Tiwari, Varun Prakash Saxena, Raj Gaurav Mishra, Devendra Bhavsar, “Wireless Sensor Networks: Introduction, Advantages, Applications and Research Challenges”, HCTL Open International Journal of Technology Innovations and Research (IJTIR), Volume 14, April 2015 [4] Dai Qingyun, Bao Hong Liu Yihong, Liu Zexi, Zhou Ke, Wang Jin, “433MHz Wireless Network Technology for Wireless Manufacturing”, Second International Conference on Future Generation Communication and Networking, 2008 [5] Rizky Firdaus, Muhammad Ary Murti, Ibnu Alinursafa “Air Quality Monitoring System Based Internet of Things (IoT) Using LPWAN LoRa”, IEEE International Conference on Internet of Things and Intelligence System, 2019 [6] Quách Đức Cường, Bùi Văn Huy, Đỗ Duy Hợp, “Nghiên cứu thiết kế mạng WSNs thu thập số thông số mơi trường tầng hầm”, Tạp chí Khoa học Công nghệ trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, số 52, pp 17-21, 2019 [7] Trịnh Trọng Chưởng, Nguyễn Hồng Minh, “Xây dựng hệ thống giám sát tự động thông số môi trường nước thải khu công nghiệp tỉnh Hải Dương công nghệ GSM/GPRS”, đề tài khoa học công nghệ cấp tỉnh Hải Dương, 2016 ORGANIZATION DESIGN THE COMMUNICATION PROTOCOL FOR A LORA WIRELESS SENSOR NETWORK Nguyen Van Thien, Quach Duc Cuong, Trinh Trong Chuong, Nguyen Ba Nghien ABSTRACT: LoRa networks are applied widely in Wirelss Sensor Network (WSN) because of its long transmission, energy saving and stable operation In this paper, the authors will introduce every step of building and organizing communication protocol for hierarchial topology ensuring reliability, privacy, and industrial standard Experiment processes with WSNs on Microchip PIC processor achieved good results  ... E32433T20DT THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHƠNG DÂY LORA 572 PC UART Hình Sơ đồ khối RT sử dụng PIC16F688 Hình Sơ đồ khối GW Thiết bị RT đơn giản khối MCU PIC16F688 kết... khoảng cách truyền/ nhận tối đa khoảng 350 m Thậm chí mơi trường khơng gian với nhiều vật cản khoảng cách 576 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHƠNG DÂY LORA cịn nhỏ... truyền lỗi khơng phát tối đa 15 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY LORA 574 Bảng Giá trị ID mã hóa cho thơng số STT Thông số Nhiệt độ mơi trường Độ ẩm Nồng độ