Chương trình thu thập xử lý tín hiệu các cảm biến và đồ thị mô phỏng

Hình 24: Sơ đồ khối chương trình SEVER



Sơ đồ khối thiết lập giao tiếp nối tiếp RS232 giữa thiết bị và máy tính.



Sơ đồ khối thiết lập giao tiếp TCP và truyền dữ liệu đến máy tính khác.



Sơ đồ khối tách chuỗi từ thiết bị dữ liệu truyền lên thông qua giao tiếp RS232 (VISA

Read), dùng khối Match Pattern để tách chuỗi.



Sơ đồ khối chuyển dạng chuỗi số (String) vừa tách được thành dạng số (Number), thông

qua khối chuyển chuỗi thành số (Decimal String To Number). Sau đó dữ liệu được phân tích,

xử lý bằng các chương trình con để thể hiện trên bảng đồng hồ.



Hình 25: Bảng giao diện chương trình SERVER



Hình 26: Bảng hiển thì đồ thị tín hiệu



5.2. Chương trình CLIENT



Hình 27: Bảng giao diện chương trình CLIENT



Hình 28: Sơ đồ khối chương trình CLIENT



Sơ đồ khối thiết lập giao tiếp TCP và nhận dữ liệu từ chương trình SERVER.



Sơ đồ khối phân tính xử lý dữ liệu sau khi nhận dữ liệu từ chương trình SERVER, thơng

qua giao tiếp TCP.



PHỤ LỤC C: GIỚI THIỆU CƠNG NGHỆ IoT

1. Mạng không dây

1.1. NFC

NFC (Near - Field Communications) là một giao thức kết nối được bật bởi hai thiết bị

điện tử, một trong số đó thường là các thiết bị cầm tay như điện thoại thông minh, để chuyển

đổi dữ liệu trong khoảng cách 4 cm.

1.2. Bluetooth

Bluetooth là một đặc tả công nghiệp cho truyền thông không dây tầm gần giữa các thiết

bị điện tử. Công nghệ này hỗ trợ việc truyền dữ liệu qua các khoảng cách ngắn giữa các thiết

bị di động và cố định, tạo nên các mạng cá nhân không dây (Wireless Personal Area

Network-PANs).

1.3. RF

RF (Radio Frequency) - tần số vô tuyến là một thiết bị điện tử nhỏ được sử dụng để

truyền hoặc nhận các tín hiệu radio giữa hai thiết bị. Trong một hệ thống nhúng, nó thường

được mong muốn để giao tiếp với một thiết bị không dây. Truyền thông không dây này có

thể được thực hiện thơng qua truyền thơng quang học hoặc thông qua giao tiếp tần số vô

tuyến (RF). Truyền thông RF kết hợp với máy phát hoặc máy thu, hiện nay khoảng cách tối

đa để hai thiết bị RF truyền dữ liệu điều khiển gần 10 km.

1.4. Wireless

Wi-Fi (Wireless Fidelity) mà mạng kết nối Internet không dây, sử dụng sóng vơ tuyến để

truyền tín hiệu. Loại sóng vơ tuyến này tương tự như sóng điện thoại, truyền hình và radio.

Cũng rất đơn giản, để có được sóng Wi-Fi thì chúng ta cần phải có bộ phát Wi-Fi chính là

các thiết bị như modem, router. Đầu vào, tín hiệu Internet nguồn (được cung cấp bởi các đơn

vị ISP như FPT, Viettel, VNPT, CMC... hiện nay). Thiết bị modem, router sẽ lấy tín hiệu

Internet qua kết nối hữu tuyến rồi chuyển thành tín hiệu vơ tuyến, và gửi đến các thiết bị sử

dụng như điện thoại smartphone, máy tính bảng, laptop…



2. CƠNG NGHỆ IoT

2.1. Internet of Things là gì?



Hình 29: Sơ đồ kết nối của IoT

Mạng lưới vạn vật kết nối Internet (IoT) là kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con

người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất cả có khả năng truyền tải, trao

đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp giữa

người với người, hay người với máy tính. IoT đã phát triển từ sự hội tụ của công nghệ khơng

dây, cơng nghệ vi cơ điện tử và Internet. Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả

năng kết nối với nhau, với Internet và với thế giới bên ngồi để thực hiện một cơng việc nào

đó.

Một vật trong IoT có thể là một người với một trái tim cấy ghép; một động vật ở trang

trại với bộ chíp sinh học; một chiếc xe với bộ cảm ứng tích hợp cảnh báo tài xế khi bánh xe

xẹp hoặc bất kỳ vật thể tự nhiên hay nhân tạo nào mà có thể gán được một địa chỉ IP và cung

cấp khả năng truyền dữ liệu thông qua mạng lưới. Cho đến nay, IoT là những liên kết máy

đến máy (Machine to Machine - M2M) trong ngành sản xuất, công nghiệp năng lượng, kỹ



nghệ xăng dầu. Khả năng sản phẩm được tích hợp máy đến máy thường được xem như là

thông minh.

2.2. Khả năng định danh độc nhất

Điểm quan trọng của IoT đó là các đối tượng phải có thể được nhận biết và định dạng.

Nếu mọi đối tượng, kể cả con người, được định danh để phân biệt bản thân đối tượng đó với

những thứ xung quanh thì chúng ta có thể hồn tồn quản lý được nó thơng qua máy tính.

Việc đinh danh có thể được thực hiện thông qua nhiều công nghệ, chẳng hạn như RFID,

NFC, mã vạch, mã QR, watermark kỹ thuật số... Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi,

mạng viễn thơng băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại...

Ngoài những kỹ thuật nói trên, nếu nhìn từ thế giới web, chúng ta có thể sử dụng các địa

chỉ độc nhất để xác định từng vật, chẳng hạn như địa chỉ IP. Mỗi thiết bị sẽ có một IP riêng

biệt khơng nhầm lẫn. Sự xuất hiện của IPv6 với không gian địa chỉ cực kỳ rộng lớn sẽ giúp

mọi thứ có thể dễ dàng kết nối vào Internet cũng như kết nối với nhau.

2.3. Xu hướng và tính chất của Internet of Things

-



Thông minh: Sự thông minh và tự động trong điều khiển thực chất không phải là một

phần trong ý tưởng về IoT. Các máy móc có thể dễ dàng nhận biết và phản hồi lại môi

trường xung quanh, chúng cũng có thể tự điều khiển bản thân mà khơng cần đến kết nối

mạng. Tuy nhiên, trong thời gian gần đây người ta bắt đầu nghiên cứu kết hợp hai khái

niệm IoT và Autonomous control (Điều khiển tự động) lại với nhau. Tương lai của IoT

có thể là một mạng lưới các thực thể thơng minh có khả năng tự tổ chức và hoạt động

riêng lẻ tùy theo tình huống, mơi trường, đồng thời chúng cũng có thể liên lạc với nhau



-



để trao đổi thông tin, dữ liệu.

Kiến trúc dựa trên sự kiện: Các thực thể, máy móc trong IoT sẽ phản hồi dựa theo các sự

kiện diễn ra trong lúc chúng hoạt động theo thời gian thực. Một số nhà nghiên cứu từng



-



nói rằng một mạng lưới các cảm biến chính là một thành phần đơn giản của IoT.

Là một hệ thống phức tạp: Trong một thế giới mở, IoT sẽ mang tính chất phức tạp bởi nó

bao gồm một lượng lớn các đường liên kết giữa những thiết bị, máy móc, dịch vụ với

nhau.



-



Kích thước: Một mạng lưới IoT có thể chứa đến 50 đến 100 nghìn tỉ đối tượng được kết

nối và mạng lưới này có thể theo dõi sự di chuyển của từng đối tượng. Một con người

sống trong thành thị có thể bị bao bọc xung quanh bởi 1000 đến 5000 đối tượng có khả



-



năng theo dõi.

Vấn đề khơng gian, thời gian: Trong IoT, vị trí địa lý chính xác của một vật nào đó là rất

quan trọng. Hiện nay, Internet chủ yếu được sử dụng để quản lý thông tin được xử lý bởi

con người.



2.4. Các hệ thống phụ trong IoT

Không phải tất cả mọi thứ nằm trong IoT đều nhất thiết phải kết nối vào một mạng lưới

tồn cầu, chúng ta có thể hoạt động trong từng hệ thống đơn lẻ (subsystem). Hãy tưởng

tượng đến một căn nhà thơng minh, trong đó các đồ điện gia dụng có thể tự chúng tương tác

với nhau và hoạt động mà không cần phải vào Internet, trừ khi chúng ta cần điều khiển nó từ

xa. Ngơi nhà này có thể được xem là một subsystem. Cũng giống như hiện nay chúng ta có

các mạng LAN, WAN, mạng ngang hàng nội bộ chứ không kết nối trực tiếp vào Internet.

2.5. Ứng dụng của IoT

Khi Internet of Things phát triển, sự phát triển của các thiết bị kết nối thông minh được

hỗ trợ bởi các mạng di động, cung cấp kết nối mở rộng khắp và phổ biến thì sẽ mở ra cơ hội

cung cấp các dịch vụ nâng cao cuộc sống cho người tiêu dùng, đồng thời tăng năng năng

suất cho các doanh nghiệp.



Hình 30: Tác động của ứng dụng IoT đối với cuộc sống

Đối với người dùng, kết nối được cung cấp bởi IoT có thể nâng cao chất lượng cuộc

sống của họ theo nhiều cách, như là sử dụng năng lượng hiệu quả, an ninh trong nhà và cả

thành phố. Trong gia đình, việc tích hợp các thiết bị kết nối thông minh và dịch vụ dựa trên

đám mây sẽ giúp giải quyết vấn đề năng lượng và an ninh. Các thiết bị thông minh kết nối sẽ

cho phép giảm bớt chi phí và tiêu tốn điện năng, đồng thời cải thiện an ninh tại nhà thông

qua giám sát từ xa.

Trong phương tiện giao thông: Tại các thành phố, sự phát triển của lưới điện thông

minh, phân tích dữ liệu và các phương tiện tự hành sẽ cung cấp một nền tảng thông minh để

đổi mới trong các lĩnh vực quản lý năng lượng, quản lý cơ sở hạ tầng, an ninh và giao thông.

Hệ thống đèn chiếu sáng, đèn giao thông, camera, xe tự hành sẽ hoạt động ở mức độ tối ưu

nhất dựa vào các điều kiện thực tế đang xảy ra xung quanh để tiết kiệm năng lượng, giảm ô

nhiễm môi trường, kẹt xe…

Đảm bảo an tồn cho phương tiện, có khả năng cảnh báo người lái những vấn đề trên

đường và tự động nhận biết, ngăn cản những va chạm có thể xảy ra như các tín hiệu cảnh

báo nguy hiểm, chức năng cuộc gọi khẩn cấp

Hỗ trợ nghe nhạc, xem phim cho người lái và hành khách như là giao tiếp với điện thoại

thông minh thông qua Wi-Fi, 3G, 4G. Một số nhà sản xuất ơ tơ đã có kế hoạch tích hợp



mạng di động cho xe, để tải bản đồ trực tiếp nhanh hơn, có thể phát Wi-Fi cho người dùng

máy tính trên xe.

Sức khỏe: tối ưu hóa sức khỏe và năng lực của người lái như hỗ trợ cảnh báo về sức

khỏe, sự mệt mỏi hoặc những hình thức hỗ trợ cá nhân khác

Hỗ trợ giảm thiểu chi phí vận hành và tăng sự thoải mái như điều khiển các tính năng từ

xa của xe hơi, hiển thị các thông tin, dịch vụ xe và sự truyền nhận dữ liệu, hướng dẫn nhanh

hơn, an toàn hơn, tiết kiệm hơn và tăng hiệu quả nhiên liệu khi lái xe dựa trên những thông

tin thu thập được trên xe như hiển thị thông tin giao thông thời gian thực, hiển thị các thơng

tin về sửa chữa và dịch vụ, thậm chí xe hơi còn liên kết với nhà thơng minh, văn phòng và

các tòa nhà khác để báo nguy và giám sát hệ thống năng lượng.



Hình 31: Ứng dụng IoT trong thành phố thông minh (Smart cities)

-



Trong Y tế: IoT cũng sẽ mở rộng tiếp cận và nâng cao chất lượng giáo dục và y tế. Khi

nhu cầu về việc chăm sóc sức khỏe tăng lên, các thiết bị kết nối thông minh sẽ giúp giải

quyết thách thức này bằng cách hỗ trợ các dịch vụ y tế điện tử, giúp cải thiện khả năng

tiếp cận và cho phép theo dõi bệnh nhân tại nhà. Như vậy chất lượng chăm sóc và chất

lượng cuộc sống cho bệnh nhân sẽ được nâng cao, đồng thời giảm sự quá tải của hệ

thống bệnh viện hiện nay.