Điều khiển giám sát hệ thống tưới và chiếu sáng qua wifi.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT – NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO
BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT HỆ THỐNG TƯỚI VÀ CHIẾU SÁNG QUA WIFI
Ngành : Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử.
Chuyên ngành : Điện công nghiệp và dân dụng.
Giảng viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Lương Thanh Tùng.
Sinh viên thực hiện : Thạch Khang - 17032155
: Nguyễn Tấn Lộc - 17032345
Lớp : DH17DC.
Vũng Tàu, tháng 01 năm 2021

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Nguyễn Lương Thanh Tùng
2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập- Tự do- Hạnh phúc
------o0o-----
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo
Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng Đại học BR-VT)
Học và tên sinh viên: Thạch Khang Ngày sinh 20/04/1999
MSSV 17032155 Lớp: DH17DC.
E-mail: khagthach7222@gmail.com
Học và tên sinh viên: Nguyễn Tấn Lộc Ngày sinh 09/05/1999
MSSV 17032345 Lớp: DH17DC.
E-mail: Nguyentanloc9599@gmail.com
Trình độ đào tạo : Đại học.
Hệ đào tạo : Chính quy.
Ngành : Công nghệ kỹ thuật điện – điện tử.
Chuyên ngành : Điện công nghệ và dân dụng.
1. Tên đề tài: Điều khiển giám sát hệ thống tưới và chiếu sáng qua Wifi.
2. Giảng viên hướng dẫn: Ths. Nguyễn Lương Thanh Tùng.
3. Ngày giao đề tài: 11/2020.
4. Ngày hoàn thành đồ án/ khóa luận tốt nghiệp: 12/2020.
Bà Rịa - Vũng Tàu, Ngày . . . Tháng . . . Năm 2021.
Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện
( Ký và ghi rõ họ tên) ( Ký và ghi rõ họ tên)
Trưởng bộ môn Trưởng khoa
( Ký và ghi rõ họ tên) ( Ký và ghi rõ họ tên)

3
ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
1.Thái độ tác phong và nhận thức trong quá trình thực hiện đồ án.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
2.Hình thức, thể thức trình bày đồ án.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
3. Kiến thức chuyên môn.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
4.Đánh giá khác.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
5.Đánh giá kết quả.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
ThS.Nguyễn Lương Thanh Tùng

4
ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
1.Thái độ tác phong và nhận thức trong quá trình thực hiện đồ án.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
2.Hình thức, thể thức trình bày đồ án.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
3. Kiến thức chuyên môn.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
4. Đánh giá khác.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
5.Đánh giá kết quả.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

5
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệpnày, trước hết em xin gửi đến ban giám hiệu nhà
trường và quý thầy, cô giáo trong viện Khoa Công Nghệ Kỹ Thuật – Nông Nghiệp Công
Nghệ Cao, trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu lời cảm ơn chân thành vì đã tạo điều kiện cho
chúng em có một môi trường học tập tốt.
Đặc biệt, em xin gửi đến Ths. Nguyễn Lương Thanh Tùng – giảng viên trường Đại
Học Bà Rịa Vũng Tàu đã hướng dẫn đề tài, trực tiếp hướng dẫn và nhiệt tình giúp đỡ chúng
em trong suốt thời gian thực hiện đồ án này.
Vì kiến thức bản thân còn hạn chế, trong quá trình hoàn thiện đồ án tốt nghiệp này,
chúng em không tránh khỏi những sai sót. Do đó, chúng em kính mong nhận được những ý
kiến đóng góp từ thầy, cô để nâng cao vốn hiểu biết của mình hơn.
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!
Vũng Tàu, Ngày …..Tháng……Năm 2021
Sinh viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)

6
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, dưới sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, thiết bị bảo vệ ngày
càng hiện đại, có nhiều chức năng, tác động chính xác hơn và đã khắc phục được những
nhược điểm của các sự cố phức tạp. Ở nước ta ngày nay, xu hướng sử dụng các thiết bị bảo
vệ số vào thay thế cho các thiết bị đã quá cũ, hoạt động không an toàn và thiếu chính xác.
Bà Rịa – Vũng Tàu được xác định là cửa ngõ quan trọng của vùng kinh tế trọng điểm
phía Nam. Tình hình kinh tế, văn hóa, xã hội của tỉnh đã và đang trên đà phát triển mạnh
mẽ, trong xu thế phát triển chung của toàn tỉnh, có nhiều tiềm năng phát triển mạnh của tỉnh
Bà Rịa – Vũng Tàu.
Ngày nay phát triển ngành nông nghiệp đang là một hướng đi mang lại nguồn lợi
kinh tế cho nước nhà.Nhưng nếu áp dụng phương pháp nông nghiệp truyền thống có lẽ hiệu
quả trồng trọt cũng như hiệu quả kinh tế sẽ rấtthấp.Chính vì vậy áp dụng công nghệ kỹ thuật
là một hướng đi thông minh nhằm kế thừa cũng như phát huy những công nghệ kỹ thuật mà
ngành khoa học ngày nay đã tìm ra.
Nay chúng tôi thiết kế hệ thống giám sát nhiệt độ & độ ẩm& nước mưa & ánh sáng
của môi trường nhà vườn và điều khiển bơm nước tưới cây,máy bơm nước vào bồn, đèn
chiếu sángqua mạng internet.
Trong quá trình thực hiện, nhưng giới hạn kiến thức cũng như thời gian làm gấp rút
nên không tránh khỏi những sai sót. Chúng em mong nhận được sự đóng góp, bổ sung của
thầy, cô để nội dung nghiên cứu có thể hoàn thiện hơn.
.

7
MỤC LỤC
Chương 1: Mở đầu ........................................................................................................9
I. Đặt vấn đề ....................................................................................................................9
II. Phạm vi ứng dụng.....................................................................................................10
III. Mục tiêu, nhiệm vụ và giới hạn đề tài.....................................................................10
Chương 2: Giới thiệu về Internet of things (IoT).....................................................11
I. Khái niệm về Internet of things. ................................................................................11
II. Kết nối phần cứng………………...………………………………………..……....12
III. Kết nối phần mềm……………………………………………….......……………13
IV. Ứng dụng của IoT ...................................................................................................14
Chương 3: Tổng quan về các linh kiện được sử dụng .............................................15
I. Module Wifi NodeMCU ESP32. ...............................................................................15
II. Module Relay 8 kênh................................................................................................16
III.Cảm biến DHT11 .....................................................................................................18
IV. Cảm biến Light Intensity Sensor.............................................................................19
V.Cảm biến Cảm Biến Nước Mưa (Rain Water Sensor ).............................................20
VI.Cảm biến Cảm Biến Siêu Âm HC SR-04 ................................................................21
VII.Cảm Biến Độ Ẩm Đất Soil Moisture Sensor..........................................................23
VIII.Nguồn Tổ Ong 12V...............................................................................................25
IX. Nguồn Adapter 5V..................................................................................................26
X. LED 5V ....................................................................................................................26
XI.Động cơ bơm 12V - R385........................................................................................27
Chương 4: Giới thiệu về Webserver..........................................................................29
I.Giới thiệu ứng dụng Web............................................................................................29
1. Khái niệm ứng dụng web ...................................................................................29
2. Các vấn đề liên quan đến ứng dụng web............................................................30
3. Các thuật ngữ thường dùng ................................................................................30
II.Tổng quan về Web Server .........................................................................................32
1.Định nghĩa về Web Server ..................................................................................32
2.Nguyên lý hoạt động của Web Server.................................................................33
3.Web Client...........................................................................................................33

8
III.Các giao thức sử dụng trên Web Server...................................................................33
1.Giao thức HTTP ..................................................................................................33
2.Giao thức FTP .....................................................................................................34
IV.Các Web Server thông dụng ....................................................................................34
1. Web Server Apache............................................................................................34
2. Microsoft Internet Information Services ............................................................34
3. Sun Java System Web Server (JSWS)................................................................34
Chương 5: Thiết kế mạch và chương trình điều khiển............................................35
I.Nguyên lý....................................................................................................................35
II.Phần cứng ..................................................................................................................35
III.Sơ đồ xây dựng hệ thống IoT giám sát và điều khiển thiết bị..................................36
IV.Code điều khiển........................................................................................................37
1.Mô hình ......................................................................................................................39
2.Giao diện ....................................................................................................................40
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển đề tài .......................................................41
I.Kết luận.......................................................................................................................41
II.Hướng phát triển đề tài..............................................................................................41
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................42

9
Chương 1: Mở đầu
I.Đặt vấn đề.
Sự bùng nổ của các thiết bị, hệ thống và công nghệ thông minh gắn kết và kết nối
trong cuộc sống của chúng ta đã tạo ra cơ hội để kết nối mọi điều với internet. Việc thu thập
dữ liệu kết quả và kết nối đã tạo ra hiệu quả và giải pháp mà trước đây chỉ mơ ước trong các
câu chuyện khoa học viễn tưởng.
Hiện nay, hệ thống điều khiển không phải là một khái niệm mới mẻ nữa, nó đã hiện
hữu trên tất cả quốc qia trên thế giới và hiện đang đóng một vai trò qua trọng trong các
ngành công,nông nghiệp và ngành điện. IoT được ứng dụng vào nông nghiệp ở hầu hết các
giai đoạn từ quá trình sản xuất đến đóng gói và phân phối nông sản đến người tiêu dùng.
Việc ứng dụng IoT vào nông nghiệp sẽ mang lại rất nhiều thuận lợi cho người nông
dân, quan trọng hơn là nâng cao hiệu quả trồng trọt, cũng như nâng cao hiệu quả kinh tế.
Như chúng ta đều biết khí hậu ngày càng trở nên khắc nghiệt, thế nên việc con người tự theo
dõi thời tiết và can thiệp, chăm sóc cây trồng sao cho kịp với sự thay đổi của khí hậu,
quả thật tốn rất nhiều thời gian công sức, hiệu quả lại không cao. Thế nhưng với sự
can thiệp của máy móc, hệ thông cảm biến, sẽ giúp người nông dân giám sát một cách chính
xác và hiệu quả nhất.
Cảm biến là mạch điện, hệ thống điện có thể thu nhân thông tin từ bên ngoài. Từ đó,
hệ thống máy móc, điện tử tự động mới có thể tự động hiển thị thông tin về đại lượng đang
cảm nhận hay điều khiển quá trình định trước có khả năng thay đổi một cách uyển chuyển
theo môi trường hoạt động.
Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý và các đại lượng
không có tính chất điện cần đo thành các đại lượng điện có thể đo và xử lý được.
Các đại lượng cần đo (m) thường không có tính chất điện (như nhiệt độ, áp suất...)
tác động lên cảm biến cho ta một đặc trưng (s) mang tính chất điện (như điện tích, điện áp,
dòng điện hoặc trở kháng) chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị của đại lượng đo.
Đặc trưng (s) là hàm của đại lượng cần đo (m): s = F(m)
Nhận thấy sự thuận lợi cũng như tính ứng dụng cao của IoT trong ngành nông
nghiệp, cụ thể là là trong cây trồng, nhóm chúng em quyết định chọn đề tài “Điều khiển
giám sát hệ thống tưới và chiếu sáng đèn qua Wifi”.

10
II. Phạm vi ứng dụng:
• Công nghiệp.
• Nghiên cứu khoa học.
• Môi trường, khí tượng.
• Thông tin viễn thông.
• Nông nghiệp.
• Dân dụng.
• Giao thông.
• Quân sự.
III. Mục tiêu, nhiệm vụ và giới hạn đề tài.
1. Mục tiêu.
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu và biết cách sử dụng cảm biến nhiệti độ, độ ẩm
DHT11, cảm biến ánh sáng, cảm biến độ ẩm đất, cảm biến siêu âm HC-SR04, cảm biến
nước mưa và điều khiển máy bơm, đèn qua internet.
2. Nhiệm vụ.
Xây dựng hệ thống IOT để giám sát nhiệt độ, độ ẩm đất, nước mưa, cường độ ánh
sáng và chiếu sáng đèn qua mạng internet bằng Webservice.
Ý tưởng cốt lõi của hệ thống này là các thông tin từ các cảm biến sẽ được thu thập và
truyền đến xử lý trung tâm (ESP32), sau đó trung tâm sẽ đưa ra các xử lý cho hệ thống bơm
tưới, bơm bồn, hệ thống đèn…hoạt động một cách phù hợp để tạo ra một môi trường thuận
lợi nhất cho cây trồng phát triển tối ưu. Đồng thời thu thập và giám sát thông tin lên internet
để có thể giám sát và điều khiển các hoạt động của hệ thống.
3. Giới hạn đề tài.
- Mô hình chỉ áp dụng cho phòng thí nghiệm, nghiên cứu và không gian nhỏ.

11
Chương 2: Giới thiệu về Internet of things (IoT)
I. Khái niệm về Internet of things.
Hiện nay, có rất nhiều cộng đồng và nền tảng phát triển hỗ trợ làm sản phẩm IoT, phân tích
và sử dụng những nền tảng đại diện cho từng nhóm công nghệ.
− Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hoặc là Mạng lưới thiết bị kết nối Internet viết tắt
là IoT (tiếng Anh: Internet of Things).
− Social: Cộng đồng mã nguồn mở dùng ngôn ngữ Arduino – Top 3 ngôn ngữ lập trình
thông dụng.
− Mobile: Blynk một ứng dụng trên hai nền tảng iOS và Android giúp bạn làm nhanh
một ứng dụng trong vòng 5 phút để giám sát và điều khiển các thiết bị IoT.
− Analyze: SpeakThing nền tảng mã nguồn mở IoT cho phép bạn hiển thị và phân tích
dữ liệu.
− Cloud: Particle Dashboard hỗ trợ lập trình IDE online, lập trình một thiết bị phần cứng
như lập trình web với Restful
− Thing: Photon và SparkCore là một mạch được thiết kế tích hợp có thể lập trình bằng
ngôn ngữ Arduino và kết nối qua mạng. Toàn bộ nền tảng này là OpenSource của hãng
Particle.
− Hay hiểu một cách đơn giản IOT là tất cả các thiết bị có thể kết nối với nhau. Việc
kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth,
ZigBee, hồng ngoại… Các thiết bị có thể là điện thoại thông minh, máy pha cafe, máy giặt,
tai nghe, bóng đèn, và nhiều thiết bị khác.
Hình 1 Sơ đồ tổng quát về IOT.

12
II. Kết nối phần cứng.
− Photon là một mạch tích hợp bao gồm một chip lõi ARM và một chip Wifi để kết nối
Internet. Phiên bản đầu tiên của nó có tên là Spark Core, được phát triển bởi
hãng Particle vào năm 2013 từ dự án trên Kickstart.
− Mạch được tích hợp sẵn các thư viện dùng cho việc kết nối mạng, nó dễ dàng được
lập trình bằng Arduino chỉ trong mấy phút.
− Ví dụ, chỉ cần hai dòng lệnh chúng ta có thể biến Photon thành một server REST API
thông qua Particle Cloud để thu thập dữ liệu hoặc điều khiển các thiết bị khác.
Hình 2. Module WIFI ESP 32.
Hình 3. Sơ đồ kết nối Module Wifi EPS 32.

13
III. Kết nối phần mềm.
1. Blynk.
− Blynk là một ứng dụng trên iOS và Android hỗ trợ lập trình viên viết các ứng dụng di
động cho thiết bị thông minh – IoT chỉ trong vài phút.
− Ứng dụng này dễ dàng kết nối với các mạch tích hợp và nền tảng thông dụng như
Arduino, Raspberry Pi, Esp32, Particle (Photon/ SparkCore) thông qua Internet.
− Blynk Cloud, người dùng có thể đồng bộ dữ liệu với ứng dụng di động từ thư viện ở
các nền tảng khác nhau.
− Sản phẩm này có giao diện tương đối dễ dùng, thao tác bằng cách kéo thả và hiện
đang miễn phí với dự án thử nghiệm, dùng thử. Riêng đối với một số thiết bị, ứng dụng
Blynk đã bắt đầu có hình thức thu phí.
− Các ứng dụng tiêu biểu của Blynk: tay điều khiển Drone, giám sát và ứng dụng trồng
cây thông minh qua Arduino.
Hình 4. Giao diện của Blynk

14
2.ThingSpeak.
− ThingSpeak là một mã nguồn mở cho các ứng dụng của “Internet of Things”.
− Mã nguồn này hỗ trợ các API lưu trữ, lấy dữ liệu từ các thiết bị, sản phẩm sử dụng
HTTP qua Internet hoặc thông qua một Local Area Network.
− Như một HUB đợi các thông tin cảm biến từ thiết bị và có nhiệm vụ lưu trữ và xử lý
dữ liệu, với ThingSpeak, bạn có thể tạo ra các ứng dụng phân tích dữ liệu, lưu trữ dữ liệu,
quản lý dữ liệu một cách đơn giản.
Hình 5. Sơ đồ tổng quát về Thingspeak.
ThinkSpeak được phát triển bởi ioBridge và được opensource trên GITHUB
https://github.com/iobridge/thingspeak.
IV.Ứng dụng của IoT
IoT có ứng dụng rộng vô cùng, có thể kể ra một số như sau:
▪ Quản lí chất thải
▪ Quản lí và lập kế hoạch quản lí đô thị
▪ Mua sắm thông minh
▪ Quản lí các thiết bị cá nhân
▪ Đồng hồ đo thông minh
▪ Tự động hóa ngôi nhà
▪ Tác động của IOT rất đa dạng, trên các lĩnh vực: quản lý hạ tầng, y tế, xây dựng và tự
động hóa, giao thông….

15
Chương 3: Tổng quan về các linh kiện được sử dụng
I. Module Wifi NodeMCU ESP32.
1.Mô tả.
Kit RFthu phát Wifi BLE ESP32 NodeMCU 32 được phát triển trên nền module
trung tâm là ESP32 với công nghệ Wifi, BLE và nhân ARM tích hợp mới nhất hiện nay.
Kit có thiết kế phần cứng, firmware và cách sử dụng tương tự Kit NodeMCU
ESP8266 với ưu điểm là cách sử dụng dễ dàng, ra chân đầy đủ, tích hợp mạch nạp và giao
tiếp UART CP2102, Kit Wifi BLE ESP32 NodeMCU LuaNode32 là sự lựa chọn hàng đầu
trong các nghiên cứu, ứng dụng về Wifi, BLE, IoT và điều khiển, thu thập dữ liệu qua
mạng.
2.Thông số kỹ thuật.
• Module trung tâm: Wifi BLE SoC ESP32 ESP-WROOM-32.
• Nguồn sử dụng: 5VDC từ cổng Micro USB.
• Tích hợp mạch nạp và giao tiếp UART CP2102.
• Ra chân đầy đủ module ESP32, chuẩn chân cắm 2.54mm.
• Tích hợp Led Status, nút BOOT và ENABLE.
• Kích thước: 28.33x51.45mm.
3.Sơ đồ chân.
Hình 6. Sơ đồ chân Module Wifi NodeMCU ESP32

16
II.Module Relay 8 kênh.
1.Giới thiệu.
− Module 8 relay opto 5V thích hợp cho các ứng dụng đóng ngắt điện thế cao AC hoặc
DC và các thiết bị tiêu thụ dòng lớn.
− Module thiết kế nhỏ gọn, có opto và transistor cách ly, kích đóng bằng mức thấp
(0V) phù hợp với mọi loại MCU và thiết kế có thể sử dụng nguồn ngoài giúp cho việc sử
dụng trở nên thật linh động và dễ dàng!
− Chân NC là điểm thường đóng.
− Chân NO = là điểm thường mở.
− Chân IN nhận tính hiệu đóng ngắt relay.
− Chân GND, VCC là nguồn nuôi mạch.
2.Thông số kỹ thuật:
• Điện áp sử dụng: 5VDC
• Tín hiệu kích: TTL 3.3~5VDC, mức thấp Low Relay đóng, mức cao High Relay ngắt.
• Mỗi Relay tiêu thụ dòng khoảng 80mA.
• Điện thế đóng ngắt tối đa: AC250V ~ 10A hoặc DC30V ~ 10A (Để an toàn nên dùng
cho tải có công suất <100W).
• Tích hợp Opto cách ly, Diod chống nhiễu và đèn báo tín hiệu kích.
• Kích thước: 137 x 56 x 20mm
Hình 7. Module relay 8 kênh.

17
3.Các loại Relay và cách xác định trạng thái của nó.
Trên thị trường chúng ta có 2 loại module rơ-le:
− Module rơ-le ở mứcthấp (nối cực âm vào chân tín hiệu rơ-le đóng).
− Modulerơ-leở mức cao (nối cực dương vào chân tín hiệu rơ-le đóng).
− Nếu so sánh giữa 2 module rơ-le có cùng thông số kỹ thuật thì hầu hết mọi linh kiện
của nó đều giống nhau, chỉ khác nhau ở chỗ cái transistor của mỗi module.
− Chính vì cái transistor này nên mới sinh ra 2 loại module rơ-le này đấy (có 2 loại
transistor là NPN - kích ở mức cao, và PNP - kích ở mức thấp).
4.Cách sử dụng Relay.
a. 3 chân dùng để kích
− VCC: cấp hiệu điện thế kích tối ưu vào chân này.
− GND : nối với cực âm.
− IN: chân tín hiệu, tùy vào loại module rơ-le mà nó sẽ làm nhiệm vụ kích rơ-le
− Nếu đang dùng module rơ-le kích ở mức cao và chân IN bạn cấp điện thế dương
vào thì module rơ-le của bạn sẽ được kích, ngược lại thì không.
− Tương tự với module rơ-le kích ở mức thấp.
b. 3 chân còn lại nối với đồ dùng điện công suất cao:
− COM: chân nối với 1 chân bất kỳ của đồ dùng điện, nhưng nên mắc vào đây chân
lửa (nóng) nếu dùng hiệu điện thế xoay chiều và cực dương nếu là hiệu điện một
chiều.
− ON hoặc NO: chân này sẽ nối với chân lửa (nóng) nếu dùng điện xoay chiều và cực
dương của nguồn nếu dòng điện một chiều.
− OFF hoặc NC: chân này sẽ nối chân lạnh (trung hòa) nếu dùng điện xoay chiều và
cực âm của nguồn nếu dùng điện một chiều.

18
III.Cảm biến DHT11
1.Mô tả.
− Temperature & Humidity Sensor DHT11 (Cảm biến nhiệt độ & độ ẩm) được sử dụng
để xác định nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong các ứng dụng: trồng cây, theo dõi thời
tiết,... cảm biến được tích hợp bộ tiền xử lý bên trong giúp trả ra giá trị nhiệt độ và độ ẩm
chính xác mà không cần qua các bước tính toán phức tạp.
- Điện áp hoạt động: 3 --> 5V
- Dải nhiệt độ đo: 0 -> 55°C với độ chính xác là ±2°C
- Dải độ ẩm đo: 20 -> 90% với độ chính xác là 5%
- Kích thước: 15.5mm x 12mm x 5.5mm
Hình 8. Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm DHT11.
Cách thu thập dữ liệu:
− DHT11 gửi và nhận dữ liệu với một dây tín hiệu data, với chuẩn dữ liệu truyền 1 dây
này, chúng ta phải đảm bảo sao cho ở chế độ chờ (idle) dây DATA có giá trị ở mức cao,
nên trong mạch sử dụng DHT11, dây data phải được mắc với một trở kéo bên ngoài(thông
thường giá trị là 4.7kΩ).
− Dữ liệu truyền về của DHT11 gồm 40bit dữ liệu theo thứ tự: 8 bit biểu thị phần
nguyên của độ ẩm + 8 bit biểu thị phần thập phân của độ ẩm + 8 bit biểu thị phần nguyên
của nhiệt độ + 8 bit biểu thị phần thập phân của nhiệt độ + 8 bit check sum.
Ví dụ: ta nhận được 40 bit dữ liệu như sau:
− 0011 0101 0000 0000 0001 1000 0000 0000 0100 1101
− Tính toán:
− 8bit checksum: 0011 0101 + 0000 0000 + 0001 1000 + 0000 0000 = 0100 1101
− Độ ẩm: 0011 0101 = 35H = 53% (ở đây do phần thập phân có giá trị 0000 0000, nên
ta bỏ qua không tính phần thập phân)
− Nhiệt độ: 0001 1000 = 18H = 24°C (ở đây do phần thập phân có giá trị 0000 0000,
nên ta bỏ qua không tính phần thập phân).

19
IV.Cảm biến Light Intensity Sensor.
1. Mô tả.
− Photodiod Light Sensor là cảm biến cường độ ánh sáng.
− Cảm biến ánh sáng Photodiod Light Sensor sử dụng Photodiod thay vì quang trở để
cảm biến ánh sáng nên cho độ chính xác và độ ổn định cao, cảm biến có Opamp tích hợp
cho cả hai ngõ ra tín hiệu là Digital và Analog rất dễ sử dụng, thích hợp cho các ứng dụng
nhận biết sáng tối, cảm biến cường độ sáng,...
• Nguồn: 3.3 -> 5VDC
• Sử dụng Photodiod cho độ chính xác cao.
• Xuất tín hiệu Digital tinh chỉnh bằng biến trở trên mạch hoặc Analog rất dễ sử dụng.
• Kích thước: 30 x 16mm
A0 Ngõ ra tín hiệu Analog
DO Ngõ ra tín hiệu Digital
VCC Nguồn 3.3 ~ 5VDC
GND Mass
Hình 9. Modulecảm biến ánh sáng

20
Cách điều khiển:
- Ngõ ra D0 trên cảm biến được dùng để xác định cường độ sáng của môi trường, khi
ở ngoài sáng, ngõ ra D0 là giá trị 0, khi ở trong tối, ngõ ra D0 là 1. Trên cảm biến có 1
biến trở để điều chỉnh cường độ sáng phát hiện, khi văn cùng chiều kim đồng hồ thì sẽ
làm giảm cường độ sáng nhận biết của cảm biến, tức là môi trường phải ít sáng hơn nữa
thì cảm biến mới đọc gía trị digital là 1.
V.Cảm biến Cảm Biến Nước Mưa (Rain Water Sensor)
1.Mô tả.
- Cảm biến nước mưa (Rain Water Sensor) được sử dụng để phát hiện mưa, nước hoặc
các dung dịch dẫn điện tiếp xúc với bề mặt cảm biến sẽ phát ra tín hiệu để làm các ứng
dụng tự động: phát hiện mưa, báo mực nước tự động,...
• Điện áp sử dụng: 5VDC
• Kích thước tấm cảm biến mưa: 54 x 40mm
• Kích thước board PCB: 30 x 16mm
• Tín hiệu đầu ra: Digital TTL (0VDC / 5VDC) và đầu ra Analog A0 trả giá trị điện áp
tuyến tính theo lượng nước tiếp xúc với cảm biến.
• Lỗ cố định bu lông dễ dàng để cài đặt
• Có đèn báo hiệu nguồn và đầu ra
• Độ nhạy có thể được điều chỉnh thông qua chiết áp
• LED sáng lên khi không có mưa đầu ra cao, có mưa, đầu ra thấp LED tắt.
A0 Đầu ra tín hiệu Analog
DO Đầu ra tín hiệu TTL chuyển đổi
GND Mass
Hình 10. Modulecảm biến mưa.

21
- Mạch cảm biến mưa hoạt động bằng cách so sánh hiệu điện thế của mạch cảm
biến nằm ngoài trời với giá trị định trước (giá trị này thay đổi được thông qua 1 biến trở
màu xanh) từ đó phát ra tín hiệu đóng / ngắt rơ le qua chân D0.
- Khi cảm biến khô ráo (trời không mưa), chân D0 của module cảm biến mưa sẽ
được giữ ở mức cao (5V-12V). Khi có nước trên bề mặt cảm biến (trời mưa), đèn LED
màu đỏ sẽ sáng lên, chân D0 được kéo xuống thấp (0V).
• Mưa: điện kháng tăng lên, và điện áp đầu ra giảm
• Khô: điện kháng thấp hơn, và điện áp đầu ra là cao hơn
Hình 11.Trạng tháicảm biến mưa.
VI.Cảm biến Cảm Biến Siêu Âm HC SR-04.
1.Mô tả.
- Cảm biến siêu âm Ultrasonic HC-SR04 được sử dụng để nhận biết khoảng cách từ
vật thể đến cảm biến nhờ sóng siêu âm, cảm biến có thời gian phản hồi nhanh, độ chính
xác cao, phù hợp cho các ứng dụng phát hiện vật cản, đo khoảng cách bằng sóng siêu âm.
- Cảm biến siêu âm Ultrasonic HC-SR04 sử dụng cặp chân Echo / Trigger để phát và
nhận tín hiệu, cảm biến được sử dụng phổ biến với vô số bộ thư viện và Code mẫu với
Arduino.
• Điện áp hoạt động: 5VDC
• Dòng tiêu thụ: 10~40mA

22
• Tín hiệu giao tiếp: TTL
• Chân tín hiệu: Echo, Trigger.
• Góc quét:<15 độ
• Tần số phát sóng: 40Khz
• Khoảng cách đo được: 2~450cm (khoảng cách xa nhất đạt được ở điều khiện lý tưởng
với không gian trống và bề mặt vật thể bằng phẳng, trong điều kiện bình thường cảm
biến cho kết quả chính xác nhất ở khoảng cách <100cm).
• Sai số: 0.3cm (khoảng cách càng gần, bề mặt vật thể càng phẳng sai số càng nhỏ).
• Kích thước: 43mm x 20mm x 17mm
TRIG Chân phát sóng âm. Là chu kỳ của của điện cao /thấp diễn ra.
ECHOTrạng thái ban dầu là 0V, khi có tín hiệu trả về sẽ là 5V và sau đó trở về 0V
GND Mass
Hình 12. Module cảm biến siêu âm Ultrasonic HC-SR04.
- Để đo khoảng cách, ta sẽ phát 1 xung rất ngắn (5 microSeconds) từ chân Trig. Sau
đó, cảm biến siêu âm sẽ tạo ra 1 xung HIGH ở chân Echo cho đến khi nhận lại được sóng
phản xạ ở pin này. Chiều rộng của xung sẽ bằng với thời gian sóng siêu âm được phát từ
cảm biển và quay trở lại.
- Tốc độ của âm thanh trong không khí là 340 m/s (hằng số vật lý), tương đương với
29,412 microSeconds/cm (106 / (340*100)).Tính được sóng âm di chuyển 1 cm trong
không khí sẽ mất 1000 / 344 * 100 ~= 29.1 ms Khi đã tính được thời gian, ta sẽ chia cho
29,412 để nhận được khoảng cách.

23
VII.Cảm Biến Độ Ẩm Đất Soil Moisture Sensor
1.Mô tả.
- Cảm biến độ ẩm đất Soil Moisture Sensor thường được sử dụng trong các mô hình
tưới nước tự động, vườn thông minh,..., cảm biến giúp xác định độ ẩm của đất qua đầu dò
và trả về giá trị Analog, Digital qua 2 chân tương ứng để giao tiếp với Vi điều khiển để
thực hiện vô số các ứng dụng khác nhau.
• Điện áp hoạt động: 3.3~5VDC
• Tín hiệu đầu ra:
o Analog: theo điện áp cấp nguồn tương ứng.
o Digital: High hoặc Low, có thể điều chỉnh độ ẩm mong muốn bằng biến trở thông
qua mạch so sánh LM393 tích hợp.
• Kích thước: 3 x 1.6cm.
VCC 3.3V ~ 5V
GND GND của nguồn ngoài
DO Đầu ra tín hiệu số (mức cao hoặc mức thấp)
AO Đầu ra tín hiệu tương tự (Analog)

24
Hình 13. Module cảm biến độ ẩm đất.
- Bộ phận cảm biến độ ẩm được gắm thẳng xuống đất.
- Bộ phận điều chỉnh độ nhạy nằm phía trên mặt đất.
- Mạch cảm biến độ ẩm của đất hoạt động bằng cách so sánh độ ẩm từ phần nằm dưới
mặt đất với giá trị định trước (giá trị này thay đổi được thông qua 1 biến trở màu xanh) từ
đó phát ra tín hiệu đóng / ngắt rơ le qua chân D0.
- Khi đất khô, chân D0 sẽ được giữ ở mức cao, có thể sử dụng để kích rơ le và chạy
máy bơm. Khi đất ẩm, đèn LED màu đỏ sẽ sáng lên, chân D0 sẽ được giữ ở mức thấp, do
đó ngắt rơ le.
- Chân A0 có thể không dùng tới. Chân này được sử dụng để kết nối với ADC của vi
điều khiển đọc giá trị điện áp để biết được đất ẩm ít hay nhiều.

25
VIII.Nguồn Tổ Ong 12V
1.Mô tả.
- Nguồn tổ ong 12V5A hay còn gọi là bộ nguồn một chiều 12 volt được thiết kế để
chuyển đổi điện áp từ nguồn xoay chiều 110/220VAC thành nguồn một chiều 12VDC để
cung cấp cho các thiết bị hoạt động.
- Nguồn tổ ong 12V5A được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị công nghiệp và dân
dụng. Trong công nghiệp chúng thường được sử dụng để cấp nguồn cho một số thiết bị
của tủ điện.
2.Thông Số Kỹ Thuật.
• Điện áp đầu vào: 100VAC ~ 250VAC
• Tần số hoạt động: 47 ~ 63HZ
• Công suất: 60W
• Điện áp đầu ra: 12V
• Dòng điện tối đa: 5A
• Điện áp điều chỉnh: ± 10%
• Hiệu suất ≥ 85%
• Điều chỉnh điện áp (Đầy tải) ≤ 0.3%
• Bảo vệ quá tải 105% —- 150% công suất định mức, phục hồi tự động
• Chức năng bảo vệ ngắn mạch tự động
• Bảo vệ quá áp 105% —- 150% điện áp định mức
• Nhiệt độ làm việc: -20 ℃ ~ 60 ℃
• Nhiệt độ bảo quản -40 ℃ ~ 85 ℃
• Kích thước: 110 * 78 * H36 (mm)
Hình14. Nguồn tổ ong.

26
IX.Nguồn Adapter 5V.
1.Mô tả.
- Nguồn adapter 5V 2A dùng làm nguồn cho các thiết bị sử dụng điện áp 5VDC, thích
hợp cho TV mini, ổ cứng di động 2,5 inch, DVD di động, TV box, thiết bị âm thanh và
video không dây, thiết bị sạc, MP3 / MP4, đèn bàn nhỏ, bộ định tuyến, công tắc, bảng điều
khiển trò chơi, điện thoại, đèn màu, máy ảnh…
• Điện áp đầu vào: AC 100V-240V 50-60Hz
• Đầu cắm AC: chuẩn Hoa Kỳ
• Điện áp ra: DC 5V
• Cường độ dòng điện: 2A
• Hiệu quả hoạt động: 95%
• Đầu ra jack DC: 5.5 * 2.5mm (tương thích 5.5 * 2.1mm)
Hình 15. Nguồn 5VDC.
X.LED 5V.
1.Mô tả.
- LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát quang) là các điốt có
khả năng phát ra ánh sáng hay các loại tia gồm: hồng ngoại và tử ngoại. Cũng giống như
điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n.Hoạt
động của đèn LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn.
2.Thông Số Kỹ Thuật:
Sử dụng hiệu điện thế 5V để hoạt động.

27
3.Cách sử dụng:
- Vì đèn LED có hiệu điện thế hoạt động khá thấp, tùy loại đèn LED chạy ở hiệu điện
thế 5V.
- Thực sự việc tính toán điện trở sẽ rất tốn thời gian, nên chúng sẽ chia sẻ một số bí
quyết nhỏ của mình. Với các loại đèn LED có hiệu điện thế nhỏ thì bạn mắc nối tiếp ở
chân dương của bé LED một điện trở có trị số khoảng 560 – 1000 Ohm, còn các LED có
hiệu điện thế lớn hơn thì bạn mắc với điện trở nhỏ hơn chẳng hạn từ 220 – 560 Ohm.
Hình 16. Đèn Led.
XI.Động cơ bơm 12V - R385
1.Mô tả.
- Động cơ bơm 12V - R385 là 1 bơm có đáp ứng tốt nhu cầu cho những mô hình sinh
viên hay nghiên cứu. Với công suất 3W và thiết kế chắc chắn Động cơ bơm 12V - R385
cung cấp 1 sức mạnh vượt trội so với các loại bơm mô hình khác. Động cơ bơm 12V -
R385.
• Loại động cơ: R385.
• Điện áp: DC / 12V.
• Dòng định mức: 0.25A.
• Công suất: 3W.
• Tốc độ dòng: 1~2 L / phút.
• Chiều cao tối đa: 5m.
• Thời gian làm việc liên tục tối đa: 120h.

28
• Nhiệt độ nước 5℃ - 45℃.
• Hoạt động nhiệt độ môi trường: 5℃ - 40℃.
• Áp suất nước tạo ra: 0.3Mpa.
• Dòng tối đa: ≤0.4A.
Hình 17. Máy bơm 12VDC.

29
Chương 4: Giới thiệu về Webserver
I.Giới thiệu ứng dụng Web.
1.Khái niệm ứng dụng web
- Web Application là một ứng dụng, thường bao gồm một tập hợp các script cư
trú ở Webserver và tương tác với database hay các nguồn nội dung động khác .
- Ứng dụng này nhanh chóng được sử dụng rộng rãi vì nó cho phép nhà cung cấp dịch
vụ và khách hàng chia sẻ và vận dụng thông tin theo các độc lập nền thông qua cơ sở hạ
tầng của Internet. Một vài ví dụ về web application như: công cụ search, Webmail,
shopping cart và portal system.
1.1. Kiến trúc cơ bản.
- Về cơ bản, một ứng dụng web bao gồm vài thành phần, các thành phần này là một
web server, nội dung ứng dụng có trên 1 web server và tiêu biểu là nơi lưu trữ dữ liệu
cuối cùng cho các giao diện và truy cập ứng dụng. Đây là mục tiêu rất cơ bản của ứng
dụng.
Kiến trúc ứng dụng Web được tạo bởi các thành phần sau:
- Web server.
- Nội dung ứng dụng (Application content).
- Lưu trữ dữ liệu (datastore).
1.2. Hoạt động của ứng dụng web.
- Quá trình hoạt động bắt đầu với yêu cầu được tạo ra từ người dùng trên trình
duyệt, gửi qua Internet tới trình chủ Web ứng dụng (Web application Server).
- Web ứng dụng truy cập máy chủ chứa cơ sở dữ liệu để thực hiện nhiệm vụ được yêu
cầu: cập nhật, truy vấn thông tin đang nằm trong cơ sở dữ liệu. Sau đó ứng dụng Web gửi
thông tin lại cho người dùng qua trình duyệt.
1.3. Kết nối với cơ sở dữ liệu.
- Một ứng dụng phải được viết trong một ngôn ngữ chủ được hổ trợ bởi hệ thống đặc
biệt. Mỗi DBMS(Database Managerment System) có cách sở hữu những ứng dụng được
cho phép sử dụng nó.
- Ưu điểm của SQL làm dễ dàng các nhà phát triển để chuẩn hóa dữ liệu định nghĩa và
dữ liệu thao tác và hầu hết các nhà quản trị cơ sở dữ liệu chọn SQL là ngôn ngữ truy vấn
của họ.
Có 3 cách phổ biến nhất của giao diện ứng dụng web với cơ sở dữ liệu sau cùng là:
- Native database APIs
- ODBC
- JDBC

30
2.Các vấn đề liên quan đến ứng dụng web.
- Các ứng dụng Web được phát triển từ nhiều nguồn khác nhau, nên các lỗ hổng, các
lỗi bảo mật cũng rất đa dạng. Tuy vậy, các ứng dụng Web chủ yếu được phát triển từ các
nguồn chính sau đây:
- Sử dụng ứng dụng Web từ mã nguồn mở (thường gọi là open source nhưng không
theo dõi và cập nhật các bản vá lỗi bảo mật).
- Ứng dụng web được phát triển từ những người lập trình, mà họ không quan tâm
nhiều hoặc thiếu kinh nghiệm trong việc bảo mật cho ứng dụng của mình. Họ không có
một đội ngũ chuyên về kiểm tra lỗi bảo mật nên trang web thường có nhiều lỗ hổng.
- Phát triển ứng dụng Web từ một ứng dụng mở khác nhưng người phát triển thường
không kiểm tra lỗi bảo mật ứng dụng cũ trước khi phát triển tiếp, nên vẫn tồn tại các lỗi
bảo mật.
3.Các thuật ngữ thường dùng.
3.1.HTTP Header
- HTTP header là phần đầu (header) của thông tin mà trình khách và trình chủ gửi cho
nhau. Những thông tin trình khách gửi cho trình chủ được gọi là HTTP requests (yêu cầu)
còn trình chủ gửi cho trình khách là HTTP responses (trả lời).
- Thông thường, một HTTP header gồm nhiều dòng, mỗi dòng chứa tên tham số và giá
trị. Một số tham số có thể được dùng trong cả header yêu cầu và header trả lời, còn số
khác thì chỉ đuợc dùng riêng trong từng loại.
- Ví dụ:
• Header yêu cầu:
GET /tintuc/homnay.asp HTTP/1.1
Accept: */*
Accept-Language: en-us
Connection: Keep-Alive
Host: localhost
Referer: http://localhost/lienket.asp
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT 5.0)
Accept-Encoding: gzip, deflate
- Dòng đầu là dòng yêu cầu cho biết phương thức yêu cầu (GET hoặc POST), địa chỉ
yêu cầu (/tintuc/homnay.asp) và phiên bản HTTP (HTTP/1.1)..
- Tiếp theo là các tham số. Chẳng hạn như:
+ Accept-Language: Cho biết ngôn ngữ dùng trong trang web.
+ Host: Cho biết địa chỉ của máy chủ.

31
+ Referer: Cho biết địa chỉ của trang web tham chiếu tới.
+ Header của HTTP request sẽ kết thúc bằng một dòng trống.
• Header trả lời:
HTTP/1.1 200 OK
Server: Microsoft-IIS/5.0
Date: Thu, 13 Jul 2000 05:46:53 GMT
Content-Length: 2291
Content-Type: text/html
Set-Cookie: ASPSESSIONIDQQGGGNCG=LKLDFFKCINFLDMFHCBCBMFLJ;
path=/
Cache-control: private
<HTML>
<BODY>
...
- Dòng đầu là dòng trạng thái, để cho biết phiên bản HTTP được dùng (HTTP/1.1),
mã trạng thái (200) và trạng thái (OK).
- Tiếp theo là một dòng trống để báo hiệu kết thúc header, tiếp theo là phần thân của
HTTP response.
3.2. Session.
- Session hiểu nôm na là "phiên làm việc". Ở trên web, khi ta duyệt từ trang này sang
trang khác, một vấn đề đặt ra là làm sao để có thể mang thông tin từ trang này sang trang
khác được (Ví dụ khi ta login với user A, thì khi ta sang trang x, y, z...ta vẫn còn là A).
Session ra đời để giải quyết vấn đề trên.
- Lần đầu khi ta ghé thăm 1 website, website sẽ tạo cho ta 1 session với ID riêng, và cứ
thế duyệt website đó cho tới khi session hết hạn. Website có thể dùng session để lưu một
số thông tin giúp chúng ta thuận tiện hơn khi duyệt website (như ví dụ trước là lưu trữ
thông tin người dùng hiện tại đang login vào website là ai).
- Việc tạo session và quyết định khi nào session hết hạn là hoàn toàn do server quản lý.
3.3. Cookie.
- Cookies là những phần dữ liệu nhỏ có cấu trúc được chia sẻ giữa server Web và
browser của người dùng. Cookie cung cấp cho server thông tin để nhận biết người dùng,
cũng như sở thích, thói quen của họ. Cookies sử dụng các biểu mẫu yêu cầu người dùng

32
điền vào khi họ đến thăm một Web site có hỗ trợ chúng. Không phải mọi browser đều có
thể hỗ trợ cookie.
- Cookie là những file dữ liệu nhỏ, dưới 4K byte. Chúng được các site World Wide
Web tạo ra để truy tìm những người đã ghé thăm site và những vùng mà họ đã đi qua
trong site này. Cookie được browser của người dùng chấp nhận cho lưu trên đĩa cứng của
máy mình (máy khách).
- Những trình duyệt mới hơn cho phép người dùng khóa các cookie hoặc xin phép họ
trước khi lưu lại cookie trên hệ thống. Một số phần mềm của các hãng thứ ba cũng giúp
quản lý cookie. Nhưng đối với người dùng, thật khó biết tại sao cookie lại có mặt trên hệ
thống của họ cũng như những cookie này chứa đựng thông tin gì.
3.4. Proxy.
- Proxy cung cấp cho người sử dụng truy xuất Internet những nghi thức đặt biệt hoặc
một tập những nghi thức thực thi trên dual_homed host hoặc basion host. Những chương
trình client của người sử dụng sẽ qua trung gian proxy server thay thế cho server thật sự
mà người sử dụng cần giao tiếp.
- Proxy server xác định những yêu cầu từ client và quyết định đáp ứng hay không đáp
ứng, nếu yêu cầu được đáp ứng, proxy server sẽ kết nối với server thật thay cho client và
tiếp tục chuyển tiếp những yêu cầu từ client đến server, cũng như trả lời của server đến
client. Vì vậy proxy server giống cầu nối trung gian giữa server và client.
3.5. Firewall.
- Một giải pháp dùng để bảo vệ một hệ thống mạng thường được sử dụng là bức tường
lửa
- Firewall (hoạt động dựa trên gói IP do đó kiểm soát việc truy nhập của máy người sử
dụng). Nó có vai trò như là lớp rào chắn bên ngoài một hệ thống mạng.
- Firewall có thể là một thiết bị định hướng (Router, một thiết bị kết nối giữa hai hay
nhiều mạng và chuyển các thông tin giữa các mạng này) hay trên một máy chủ (Server).
- Công việc của chúng là ngăn chặn những người dùng không mong muốn truy cập
vào mạng và cho phép người dùng hợp lệ thực hiện việc truy xuất. Ngoài ra, nó cũng có
khả năng ngăn chặn người bên trong công ty, ngân hàng ... giao tiếp với kẻ xấu bên
ngoài; chẳng hạn việc nhân viên giao dịch với đối thủ cạnh tranh.
- Firewall có thể là một phần mềm hoặc phần cứng nằm giữa 2 mạng để bảo vệ hoặc
kiểm soát liên kết giữa hai mạng đó.
II.Tổng quan về Web Server.
1.Định nghĩa về Web Server.
- Web Server là máy chủ có dung lượng lớn, tốc độ cao, được dùng để lưu trữ thông
tin như một ngân hàng dữ liệu, chứa những website đã được thiết kế cùng với những
thông tin liên quan khác (các mã Script, các chương trình, và các file Multimedia).
- Web Server có khả năng gửi đến máy khách những trang Web thông qua môi trường
Internet (hoặc Intranet) qua giao thức HTTP, giao thức được thiết kế để gửi các file đến
trình duyệt Web (Web Browser), và các giao thức khác.
- Tất cả các Web Server đều có một địa chỉ IP (IP Address) hoặc cũng có thể có một
Domain Name. Giả sử khi người sử dụng đánh vào thanh Address trên trình duyệt của

33
máy một dòng http://www.abc.com sau đó gõ phím Enter, khi đó người sử dụng đã gửi
một yêu cầu đến một Server có Domain Name là www.abc.com. Server này sẽ tìm trang
Web có tên là index.htm rồi gửi nó đến trình duyệt của người sử dụng.
- Web Server Software cũng chỉ là một ứng dụng phần mềm. Web Server Software
được cài đặt, và chạy trên máy tính dùng làm Web Server, nhờ có chương trình này mà
người sử dụng có thể truy cập đến các thông tin của trang Web từ một máy tính khác ở
trên mạng (Internet, Intranet).
- Tất cả các Web Server đều hiểu và chạy được các file *.htm và *.html, tuy nhiên mỗi
Web Server lại phục vụ một số kiểu file chuyên biệt chẳng hạn như IIS của Microsoft
dành cho *.asp, *.aspx...; Apache dành cho *.php...; Sun Java System Web Server dành
cho *.jsp...
- Phần lớn các Web server sử dụng cổng 80, nhưng cũng có thể thay đổi để Webserver
có thể cài đặt trên cổng không tiêu chuẩn nếu muốn "dấu" Web server như là một Web
server đa host trên một máy tính bằng việc ánh xạ mỗi server cho một cổng khác nhau.
2.Nguyên lý hoạt động của Web Server.
- Khi ta gõ địa chỉ trang web “http://www.abc.com/” vào trình duyệt web và nhấn Enter,
trang web hiển thị ngay trên màn hình. Các bước cơ bản trong tiến trình truyền tải trang
web đến màn hình người dùng bằng cơ chế hoạt động của Web server được thể hiện.
- Trình duyệt web thực hiện một kết nối tới máy chủ web, yêu cầu một trang web
và nhận lại nó. Sau đây, là thứ tự từng bước cơ bản xảy đến đằng sau màn hình của bạn:
• Trình duyệt web tách địa chỉ website làm 3 phần:
+ Phần giao thức: (“http”)
+ Máy chủ tên miền: (www.abc.com)
+ Tên tệp: (“index.htm”)
- Trình duyệt liên hệ với máy chủ tên miền để chuyển đổi tên miền
"www.abc.com" ra địa chỉ IP (Internet Protcol).
- Trình duyệt sẽ gửi tiếp một kết nối tới máy chủ có địa chỉ IP tương ứng qua cổng 80.
- Dựa trên giao thức HTTP, trình duyệt gửi yêu cầu GET đến máy chủ, yêu cầu tệp
"http://www.abc.com/index.htm" (cookies cũng sẽ được gửi kèm theo từ trình duyệt web
đến máy chủ).
3.Web Client.
- WebClient là gì? Là giao diện phía người dùng đầu cuối (Client), dùng để tạo ra giao
diện tương tác của người dùng đối với ứng dụng Web (User Interface).
- Các công nghệ/ ngôn ngữ lập trình hỗ trợ cho WebClient
+ Công nghệ: PhotoShop, Flash, Silver Light (Microsoft)v.v…
+ Ngôn ngữ: html, css, javascript v.v…
Để đọc được các trang Web của ứng dụng Web trên máy người dùng phải cài các trình
duyệt (Browser), ví dụ: FireFox, IE, Chrome, Coccoc (VN) v.v….
III.Các giao thức sử dụng trên Web Server.
1.Giao thức HTTP.

34
- HTTP là chữ viết tắt từ HyperText Transfer Protocol (giao thức truyền tải siêu văn
bản). Nó là giao thức cơ bản mà World Wide Web sử dụng. HTTP xác định cách các
thông điệp (các file văn bản, hình ảnh đồ hoạ, âm thanh, video, và những hành động nào
mà các Web server (máy chủ Web) và các trình duyệt Web (browser) phải làm để đáp
ứng các lệnh rất đa dạng.
- Khi gõ một địa chỉ Web URL vào trình duyệt Web, một lệnh HTTP là giao thức
truyền tải các file từ một Web server vào một trình duyệt Web để người dùng có thể xem
một trang Web đang hiện diện trên Internet.HTTP là một giao thức ứng dụng của bộ giao
thức TCP/IP (các giao thức nền tảng cho Internet).
- Có một tiêu chuẩn chính khác cũng điều khiển cách thức World Wide Web làm việc
là HTML (HyperText Markup Language, ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản), có chức năng
quản lý cách thức mà các trang Web được định dạng và hiển thị.
2.Giao thức FTP.
- FTP là viết tắt từ File Transfer Protocol (giao thức truyền tải file) là một giao thức
dùng để tải lên (upload) các file từ một trạm làm việc (workstation) hay máy tính cá nhân
tới một FTP server hoặc tải xuống (download) các file từ một máy chủ FTP về một trạm
làm việc (hay máy tính cá nhân). Đây là cách thức đơn giản nhất để truyền tải các file
giữa các máy tính trên Internet.
IV.Các Web Server thông dụng.
1. Web Server Apache.
- Apache hay là chương trình máy chủ HTTP là một chương trình dành cho máy chủ
đối thoại qua giao thức HTTP.
- Apache chạy trên các hệ điều hành tương tự như Unix, Microsoft Windows, Novell
Netware và các hệ điều hành khác.
- Apache được phát triển và duy trì bởi một cộng đồng mã nguồn mở dưới sự bảo trợ
của Apache Software Foundation. Apache được phát hành với giấy phép Apache License
và là một phần mềm tự do và miễn phí.
2.Microsoft Internet Information Services.
- Microsoft Internet Information Services (các dịch vụ cung cấp thông tin Internet) là
các dịch vụ dành cho máy chủ chạy trên nền Hệ điều hành Window nhằm cung cấp và
phân tán các thông tin lên mạng, nó bao gồm nhiều dịch vụ khác nhau như Web Server,
FTP Server,...
- Nó có thể được sử dụng để xuất bản nội dung của các trang Web lên Internet/Intranet
bằng việc sử dụng “Phương thức chuyển giao siêu văn bản -Hypertext Transport
Protocol (HTTP)”.
3. Sun Java System Web Server (JSWS)
- Sun Java System Web Server (JSWS) được phát triển dựa trên chương trình máy chủ
web NCSA và được biết đến dưới một số tên như Sun ONE, Netscape Enterprise Server,
và iPlanet Enterprise Server.
- Phần mềm của Sun cũng hoạt động được trên nhiều hệ điều hành như: HP_UX,
Solaris và cả Windows.

35
Chương 5: Kết nối thiết bị và chương trình điều khiển
I.Nguyên lý.
- Dùng cảm biến DHT11 để đo thông số nhiệt độ và độ ẩm môi trường cây trồng, cảm
biến ánh sáng để đo cường độ ánh sáng , cảm biến mưa để xác định thời tiết ( mưa ,
khô) , cảm biến siêu âm để xác định mực nước trong bồn chứa .
- Các thông số dữ liệu sẽ được gửi lện Webserver để giám sát và điều khiển thông qua
module ESP32.
II.Phần cứng.
• ESP32 NodeMCU LuaNode32.
• Module relay kích mức thấp.
• Module DHT11.
• Module Photodiod Light Sensor.
• Module Rain Water Soil Sensor.
• Module HC SR-04.
• Thiết bị.
Bảng kết nối các phần tử trong mạch:
ESP32 NodeMCU LuaNode32
DHT11 SENSOR
VCC 5V
GND MASS
DATA GPIO25
HC SR-
04SENSOR
VCC 5V
GND MASS
TRIG GPIO5
ECHO GPIO18
RAIN SENSOR
VCC 5V
GND MASS
A0 GPIO34
LIGHT SENSOR
VCC 5V
GND MASS
A0 GPIO35
SOIL SENSOR
VCC 5V
GND MASS
A0 GPIO33

36
III.Sơ đồ xây dựng hệ thống IoT giám sát và điều khiển thiết bị.
Web Server
Khối xử lý trung tâm
ESP32 NodeMCU
LuaNode32
Khối cảm biến:
Cảm biến DHT11
Cảm biến ánh sáng
Cảm biến mưa
Cảm biến HC SR-04
Căm biến độ ẩm
Khối thiết bị:
Bơm
Đèn

37
IV.Code điều khiển.
Hàm set device/device mode.
//variable for device
const int devOn = 0;
const int devOff = 1;
//mode for device bơm tưới
const int MAN = 0;
const int AUTO = 1;
const int AUTO_T = 2;
const int AUTO_E = 3;
const int nod = 6;
Hàm chọn chân kết nối với thiết bị
byte Dev[nod] = {13,12,14,27,26,32}; //IOpin of esp8266 control devices
byte DevRainSensor = 34; //pin 35 analog
byte DevLightSensor = 35; //pin 34 analog //pin of LM35
byte SoilSensor = 33; //pin of soil sensor
Hàm đọc cảm biến DHT11.
void ReadDHT11(){
float h0 = dht.readHumidity(); //read Humi - Do am
float t = dht.readTemperature();//read temperature - Nhiet do
float f = dht.readTemperature(true);
if (isnan(h0) || isnan(t) || isnan(f)) {
//Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
return;
}else{
Humi = h0;
Temp = t;
}
Serial.println("Humi:"+String(Humi));
Serial.println("Temp:"+String(Temp));
}

38
Hàm đọc cảm biến ánh sáng.
void ReadLightSensor(){
float val = analogRead(DevLightSensor); //Read light level
Light = 100-val*100/4095;
String str = "Light =" + String(val) + "::% =" + String(Light);
Serial.println(str);
}
Hàm đọc cảm biến mưa.
void ReadRainSensor(){
int val = digitalRead(DevRainSensor); //Read light level
Rain = val;
Serial.println("Rain:"+String(val));
}
Hàm đọc cảm biến độ ẩm.
void ReadSoilSensor(){
float val = analogRead(SoilSensor); //Read light level
Soil =100-val*100/4095; //don vi tinh %
String str = "Soil =" + String(val) + "::% =" + String(Soil);
}
Hàm đọc cảm biến khoảng cách.
void ReadUltraSonicDistanceSensor(){
float k = distanceSensor.measureDistanceCm();
WaterLevel = H_Bon - k;
String str = "Muc nuoc:"+String(WaterLevel);
}

39
Hình 18. Hình ảnh thật mô hình

40
Giao diện.

41
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển đề tài
I.Kết luận.
- Trên cơ sở nghiên cứu tổng quan về IoT, công nghệ cảm biến không dây và các ứng
dụng trong thực tiễn, em đã xây dựng thành công một chương trình thực nghiệm có tính
khả thi (như đã trình bày trong phần đánh giá kết quả chạy thử nghiệm).
- Tuy nhiên, do thời gian và số lượng các cảm biến hạn chế, chương trình chưa chạy
thử nghiệm với một số lượng lớn các thiết bị cảm biến, vì vậy chưa đánh giá hết được
một số vấn đề như: việc truyền nhận dữ liệu từ thiết bị cảm biến đến các module cảm
biến, vấn đề xung đột dữ liệu…
Ưu điểm:
- Đáp ứng được yêu cầu của đề tài.
- Hiển thị rõ ràng.
- Tiết kiệm được công sức con người.
- Có thể ở bất cứ nơi đâu cũng có thể giám sát và điều khiển thiết bị (chỉ cần có WIFI).
Nhược điểm:
- Chưa có độ chính xác cao.
- Chưa giám sát thiết bị.
II.Hướng phát triển đề tài
- Điều khiển thiết bị bằng WiFi có thể ứng dụng vào thiết kế SmartHome.
- Có thể mở rộng mô hình tích hợp thêm nhiều loại cảm biến giám sát, nhiều module
khác, nhiều thông số hơn.
- Có thể tích hợp thêm module sim để điều khiển thiết bị phòng trường hợp không có
mạng wifi.

42
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giáo trình cảm biến. (2000)
Phan Quốc Phô, Nguyễn Đức Chiến. – NXB Khoa học và kĩ thuật.
2. Vi điều khiển câu trúc lập trình và ứng dụng. (2008)
Kiều Xuân Thực, Vũ Thị Hương, Vũ Trung Kiên – NXB Giáo Dục.
3. Website http://alldatasheet.com/
4. Website http://arduino.vn/
5. Website http://codientu.org/
6. Website http://hocarm.org/
7. Websitehttps://iotbusiness-platform.com/iot-vietnam/
8. Websitehttps://iotmakervn.github.io/
9. Websitehttps://iotmakervn.github.io/iot-starter-book/

Điều khiển giám sát hệ thống tưới và chiếu sáng qua wifi.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Điều khiển giám sát hệ thống tưới và chiếu sáng qua wifi.pdf

Similar to Điều khiển giám sát hệ thống tưới và chiếu sáng qua wifi.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (19)

Điều khiển giám sát hệ thống tưới và chiếu sáng qua wifi.pdf