Thiết kế mạch đo nhiệt độ truyền thông về máy tính qua wifi hiển thị thời gian

Đồ án: Thiết kế mạch đo nhiệt độ truyền thông về máy tính qua wifi hiển thị thời gian thực Vi điều khiển: Module wifi ESP8266. File bao gồm báo cáo đầy đủ, slide và code để chạy mạch thật cũng như mô phỏng.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH ĐO NHIỆT ĐỘ TRUYỀN THƠNG VỀ MÁY TÍNH QUA WIFI VÀ HIỂN THỊ THỜI GIAN THỰC Nội dung báo cáo I TỔNG QUAN VỀ WEB SERVER II CẤU HÌNH HỆ THỐNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG IV KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM V KẾT LUẬN I Tổng quan Web Server Khái niệm Chức Cấu trúc hệ thống Khái niệm  Web server phần mềm máy chủ, phần cứng dành riêng để chạy phần mềm trang web máy chủ, để từ cung cấp dịch vụ World Wide Web  Web server xử lí yêu cầu (request) từ client (trong mơ hình server - client) thơng qua giao thức HTTP và số giao thức liên quan khác Chức  Chức Web server lưu trữ, xử lí phân phối nội dung các trang web đến client; cụ thể máy tính người dùng, hay cịn gọi client mơ hình server-client  Giao tiếp máy tính người dùng máy chủ thực thông qua giao thức HTTP  Nội dung phân phối từ Web server nội dung định dạng HTML, bao gồm hình ảnh, style sheets, đoạn mã script hỗ trợ nội dung văn thô Cấu trúc hệ thống   Hệ thống đo thu nhập liệu nhiệt độ môi trường dựa mạng truyền thông không dây Wifi Cấu trúc hệ thống giám sát nhiệt độ môi trường : II Cấu hình hệ thống 3 Giới thiệu công nghệ không dây Wifi Giao thức HTTP Giao thức NTP Asynchronous HTTP Server Giới thiệu công nghệ Wifi 1.1 Khái niệm  Wi-Fi là họ các giao thức mạng không dây, dựa tiêu chuẩn họ IEEE 802.11, sử dụng rộng rãi việc kết nối không dây thiết bị trong mạng nội bộ và việc kết nối Internet, cho phép thiết bị điện tử phạm vi ngắn chia sẻ liệu thông qua sóng vơ tuyến  Trong cơng nghệ như: Bluetooth, Bluetooth Low Energy, WiFi ZigBee, Wifi công nghệ mạng không dây đề xuất giải pháp sở hạ tầng thích hợp việc xây dựng mạng cảm biến cho ứng dụng Giới thiệu công nghệ Wifi 1.2 Các ứng dụng điển hình  Ngày nay, WiFi sử dụng phổ biến hệ thống mạng máy tính giới, hộ gia đình, văn phịng làm việc cho việc kết nối máy tính bàn, laptop, tablet, điện thoại thông minh, máy in, mà không cần đến cáp mạng, việc kết nối Internet cho thiết bị  Các địa điểm công cộng như sân bay, quán café, thư viện hoặc khách sạn cũng bố trí WiFi để phục vụ nhu cầu kết nối Internet cho thiết bị di động, thiết bị nằm khu vực có sóng hệ thống WiFi Giao thức HTTP  HTTP (HyperText Transfer Protocol - Giao thức truyền tải siêu văn bản) giao thức lớp ứng dụng cho các hệ thống thông tin siêu phương tiện phân tán, cộng tác.   HTTP tảng truyền thông liệu cho World Wide Web, nơi siêu văn bản tài liệu bao gồm các siêu liên kết đến tài nguyên khác mà người dùng dễ dàng truy cập, ví dụ một con chuột nhấp chuột cách chạm vào hình trình duyệt web  HTTP Request Method phương thức nhận diện Request-URI cung cấp Khi nhận phiên dịch HTTP Request, Server gửi tín hiệu phản hồi HTTP Response Phần cứng  Mạch cảm biến thiết bị giao tiếp với cảm biến lắp đặt vị trí làm việc xa để thu nhập liệu truyền liệu thu nhập đến máy tính Phần cứng bao gồm: Khối nguồn, Module thu phát Wifi ESP8266, cảm biến nhiệt độ  Sơ đồ khối mạch cảm biến : Phần cứng 1.1 Thiết kế khối nguồn  Trong thiết kế, một adapter nguồn  5V-1A cung cấp nguồn cho toàn bộ mạch  điều khiển  Trên board mạch điều khiển, nguồn 3.3V cấp cho module ESP8266 cảm biến nhiệt độ TCN75A.   NCP1117ST33T3G: IC nguồn LDO điều chỉnh điện áp 3,3V DC • Dải áp đầu vào: 5-9V • Điện áp đầu ra: 3,3V • Dịng điện đầu ra:800 mA • Dải nhiệt độ hoạt động: 0C - 125ºC Phần cứng 1.2 Thiết kế khối cảm biến nhiệt độ  Với yêu cầu đo nhiệt độ môi trường không khí, cảm biến nhiệt độ TCN75A lựa chọn sử dụng cho Mạch cảm biến  TCN75A có kích thước vơ nhỏ gọn, thời gian phản hồi nhanh chóng, xác Thơng số kỹ thuật: • Nguồn: 2,7 – 5,5 VDC • Dịng sử dụng: 200uA max  (khi truyền liệu) • Đo tốt nhiệt độ -40 - 125°C sai số ±1°C Phần cứng 1.3 Thiết kế khối Module thu phát Wifi ESP8266   Modul Wifi ESP8266: ESP8266, hay gọi đầy đủ là ESP8266EX là vi mạch Wi-Fi giá rẻ, có hỗ trợ bộ giao thức TCP/IP và tích hợp vào thành phần vi điều khiển  Bộ xử lý: Lõi vi xử lý L106 32-bit RISC dựa Tiêu chuẩn Tensilica Xtensa Diamond, hoạt động tần số 80 MHz  IEEE 802.11 b/g/n Wi-Fi Phần cứng 1.3 Thiết kế khối Module thu phát Wifi ESP8266  Chức năng: Khối module ESP8266 có nhiệm vụ giao tiếp với cảm biến đọc giá trị nhiệt độ sau thiết lập Web Server hiển thị giá trị nhiệt độ theo thời gian thực Phần cứng 1.4 Thiết kế khối phụ trợ  Khối mạch nạp: Vi xử lý nạp chương trình mạch nạp USB CH340 Khi nạp code cho ESP8266 cần chân nRST , FLASH, RXD, TXD  Khối reset: Dùng để khởi động lại vi xử lý cần thiết Phần mềm 2.1 Lập trình cho ESP8266  ESP8266 lập trình phần mềm “Arduino IDE” version 1.8.16, thư viện lập trình ESP8266 Nạp code debug mạch sử dụng mạch nạp USB CH340  Mạch nạp tích hợp chip PL2303HX cho phép nạp debug qua UART có đầy đủ tính giao tiếp USB với máy tính Phần mềm 2.2 Xây dựng Web Page    Trang web hiển thị Heading Paragraph, có Paragraph để hiển thị nhiệt độ Paragraph khác để hiển thị ngày Ngồi cịn có biểu tượng để tạo kiểu cho trang Chọn icon từ Font Awesome Icons website, sau coppy HTML vào code IV Kết thực nghiệm Kết thiết kế phần mềm Altium Kết vận hành thực tế Kết thiết kế phần mềm Altium Mạch mạch nguyên lý mạch in PCB sản phẩm thiết kế phần mềm Altium Designer version 15.0.14 Mạch in PCB thiết kế lớp Kết vận hành thực tế • Đo thơng số nhiệt độ • Hiển thị thơng tin lên Web Page • Hệ thống cập nhật thơng số đặn Kết vận hành thực tế Dưới số hình ảnh sản phẩm chúng em lắp đặt thử nghiệm Kết vận hành thực tế V Kết luận  Về sản phẩm: • Thiết kế phần cứng phần mềm cho hệ thống mạch đo nhiệt độ truyền thông máy tính qua Wifi • Các module đo thu phát Wifi hoạt động ổn định, tương đối xác • Thay đổi giao diện Web Page Wer Server • Giám sát nhiệt độ qua Web Page  Về kiến thức thu được: • Bổ sung thêm số kiến thức cần thiết củng cố kiến thức học vi điều khiển, kỹ thuật lập trình, kiến trúc phần mềm… • Có thể tự đánh giá thân nhiều điều cần phải cải thiện, trau dồi thêm • Có thêm u thích ngành học, động lực cố gắng CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE ! ... Kết vận hành thực tế V Kết luận  Về sản phẩm: • Thiết kế phần cứng phần mềm cho hệ thống mạch đo nhiệt độ truyền thơng máy tính qua Wifi • Các module đo thu phát Wifi hoạt động ổn định, tương đối... mềm Altium Kết vận hành thực tế Kết thiết kế phần mềm Altium Mạch mạch nguyên lý mạch in PCB sản phẩm thiết kế phần mềm Altium Designer version 15.0.14 Mạch in PCB thiết kế lớp 2 Kết vận hành... mA • Dải nhiệt độ hoạt động: 0C - 125ºC 1 Phần cứng 1.2 Thiết kế khối cảm biến nhiệt độ  Với yêu cầu đo nhiệt độ mơi trường khơng khí, cảm biến nhiệt độ TCN75A lựa chọn sử dụng cho Mạch cảm